Indústria 4.0:
Conceito, tecnologias, impactos e desafios
A Quarta Revolução Industrial já é uma realidade. Marcada pela fusão do mundo físico com o digital, a Indústria 4.0 representa uma transformação profunda nos processos de manufatura e gestão.
Por meio da integração de tecnologias como Internet das Coisas (IoT), Inteligência Artificial e Big Data, as fábricas estão se tornando mais autônomas, eficientes e inteligentes.
Este movimento não apenas redefine a produção industrial, mas também impacta a sociedade, a economia e a força de trabalho, trazendo novos desafios e oportunidades para quem está disposto a evoluir.
Histórico da indústria 4.0
Durante as últimas gerações, os processos e técnicas de manufatura evoluíram e ajudaram as empresas a melhorar sua produção, desempenho e rendimento. Cada grande avanço foi ilustrado, nos livros de História, como uma “revolução”. As revoluções industriais, lembra?
Primeira Revolução Industrial Marco: uso da máquina a vapor e do tear mecânico Quando: século 18
Segunda Revolução Industrial Marco: aproveitamento da eletricidade e a produção em massa Quando: século 20
Terceira Revolução Industrial Marco: influência do computador de manufatura Quando: a partir da II Guerra Mundial
Assim, é possível se referir ao “4.0” como a Quarta Revolução Industrial significativa. A quarta revolução industrial foi chamada de Indústria 4.0 pela primeira vez em 2011, na feira de Hannover, que é conhecida mundialmente como a principal feira para tecnologia industrial.
A Indústria 4.0 consiste na nova era da indústria, marcada por amplos sistemas de tecnologias avançadas, como a robótica, a inteligência artificial, IoT (Internet of Things) e a computação em nuvem. Essas inovações, que hoje já são parte da realidade de muitas empresas, revolucionaram os modelos de negócio e continuam transformando as economias.
Os princípios da quarta revolução industrial
O termo Indústria 4.0 foi criado por dois alemães, Siegfried Dais e Henning Kagermann, durante um projeto em que eles apresentaram um relatório de recomendações para o governo alemão, planejando a implementação e desenvolvimento do que chamavam de Indústria 4.0.
De acordo com eles, esse conceito era caracterizado por seis princípios:
1. Tempo real:
a possibilidade de tratar dados de forma instantânea, agilizando a tomada de decisão e deixando-a mais qualificada e assertiva.
2. Virtualização:
com sensores espalhados por toda a indústria, é possível ter uma versão virtual das fábricas inteligentes. Isso permite que processos sejam rastreados e monitorados de forma remota.
3. Descentralização:
o uso de máquinas inteligentes traz a proposta da máquina ser responsável por tomar decisões com autonomia, já que ela tem capacidade de se auto ajustar sob demanda, avaliar as necessidades da fábrica em tempo real e fornecer informações sobre os ciclos de trabalho.
4. Orientação a Serviços:
de acordo com o conceito desenvolvido por eles, na Indústria 4.0 os softwares são direcionados para disponibilizarem soluções como serviços, conectados com toda a indústria.
5. Modularidade:
permite a personalização dos módulos, onde podem ser adicionados e removidos de acordo com a demanda e necessidade da fábrica. Isso possibilita flexibilidade na alteração de tarefas e na adaptação dos processos.
6. Interoperabilidade:
está relacionado ao fato de tudo estar conectado, onde máquinas e sistemas podem se comunicar entre si.
As tecnologias da Indústria 4.0
A transformação que a Indústria 4.0 promove é potencializada pelos avanços tecnológicos que, integrados ao chão de fábrica, elevam o patamar produtivo e o pensamento estratégico. Algumas tecnologias digitais que podem ser consideradas protagonistas neste processo são:
Internet das Coisas (IoT)
A Internet das Coisas, originalmente conhecida como Internet of Things (IoT), é a conexão que permite que aparelhos físicos estejam ligados a uma rede. No conceito de IoT, não há uma preocupação somente com a conexão à internet, mas, sim, a hiperconectividade que possibilita uma performance melhor das máquinas e objetos.
Isso acontece dentro das residências (televisão, ar-condicionado, geladeira e campainha conectados, por exemplo). Nas indústrias especificamente, empresas podem ter máquinas que geram relatórios instantâneos através de um software em nuvem.
Inteligência Artificial
A inteligência artificial, como o nome autoexplica, é a parte da tecnologia necessária para uma atuação realmente inovadora das máquinas, onde elas se conectam com sistemas e são capazes de tomar decisões sozinhas, sem a interferência humana.
Algumas pessoas temem que a tecnologia acabe sendo uma substituta do capital humano nos próximos anos. Mas a tendência, na verdade, é que pessoas estejam cada vez mais direcionadas à estratégia e as máquinas fiquem 100% focadas na produção e em processos repetitivos que, com a ajuda da tecnologia, se tornam mais produtivos, rentáveis e ágeis.
Cloud Computing
A computação em nuvem, ou Cloud Computing, é a espinha dorsal que sustenta a conectividade e a flexibilidade da Indústria 4.0. Ela permite o armazenamento e processamento de grandes volumes de dados em servidores remotos, garantindo acesso irrestrito a informações e sistemas de qualquer lugar do mundo.
Essa tecnologia elimina as limitações físicas dos servidores locais, facilita a escalabilidade dos recursos computacionais e é fundamental para a integração de outras ferramentas, como IoT e Big Data, em um ecossistema coeso e eficiente
Big Data e Analytics
Sabe aquela expressão de que hoje tudo é baseado em dados? É exatamente sobre isso que se trata o Big Data, termo usado para se referir à nossa realidade tecnológica atual, onde temos uma quantidade enorme de dados sendo processada e armazenada a todo momento.
O Big Data é uma das tecnologias mais importantes para a revolução industrial. Quando combinada com a Internet das Coisas, temos o combo essencial para o desenvolvimento da indústria 4.0. É a partir dos dados que máquinas e robôs são capazes de aprender comportamentos e tomar decisões.
E obviamente são os dados que permitem que as máquinas trabalhem com maior eficiência e saibam exatamente qual o seu papel dentro da cadeia produtiva da indústria.
Machine Learning (ML)
Como um subcampo da Inteligência Artificial, o Machine Learning confere às máquinas a capacidade de aprender e melhorar com a experiência, sem serem explicitamente reprogramadas para cada tarefa.
Na indústria, esses algoritmos analisam padrões em fluxos massivos de dados (Big Data) para prever falhas em equipamentos, otimizar processos de produção, controlar qualidade automaticamente e personalizar operações.
Quanto mais dados são processados, mais precisas e inteligentes se tornam as decisões automatizadas.
Robótica avançada
Robôs equipados com sensores e sistemas de visão computacional que podem realizar tarefas precisas e complexas em colaboração com humanos, aumentando a eficiência e a segurança nos processos industriais.
Digital Twin (Gêmeos Digitais)
Um Gêmeo Digital (Digital Twin) é uma réplica virtual, em tempo real, de um processo, produto ou máquina física. Alimentado por dados de sensores (IoT) e analytics, este modelo simula o comportamento do seu equivalente real, permitindo testar hipóteses, fazer ajustes, prever desgastes e realizar manutenções preditivas sem interromper a produção física.
Essa tecnologia reduz drasticamente custos de desenvolvimento, testes e downtime, abrindo caminho para uma produção mais ágil e inovadora.
Cibersegurança
Com a hiperconectividade inerente à Indústria 4.0, a cibersegurança deixa de ser um tema restrito ao TI e se torna uma preocupação central de operações.
Proteger a infraestrutura crítica, os dados sensíveis e a integridade das linhas de produção contra os ataques cibernéticos é primordial.
Estratégias robustas envolvem firewalls especializados, criptografia de dados, autenticação de acesso e monitoramento contínuo para garantir que a conectividade não se torne uma vulnerabilidade.
Integração de Sistemas
A Integração de Sistemas é o princípio que garante que todas as tecnologias e máquinas conversem entre si de forma harmoniosa.
Ela se divide em duas frentes: a vertical, que conecta todos os níveis hierárquicos da fábrica (desde os sensores no chão de fábrica até os sistemas corporativos de gestão, como ERP), e a horizontal, que interliga os sistemas entre diferentes empresas na cadeia de valor (fornecedores, fabricantes e clientes).
Essa interoperabilidade total é essencial para criar um fluxo de dados contínuo e unificado, base para a tomada de decisão em tempo real.
Sistemas de gestão
Todos sabemos o quanto os dados são um ativo estratégico importante. No entanto, para transformar o vasto volume de informações geradas por sensores, máquinas e pessoas em vantagem competitiva real, é essencial contar com um Sistema de Gestão Enterprise Resource Planning (ERP) robusto e inteligente.
Esse sistema atua como o cérebro e o sistema nervoso central da fábrica inteligente, sendo o elemento crucial que integra, organiza e dá sentido a todos os dados e processos.
Os impactos da indústria 4.0 no mundo
A Indústria 4.0 está redefinindo a forma como vivemos e trabalhamos. Essa revolução tecnológica não apenas transforma os processos de produção, mas também influencia diretamente a sociedade, os negócios e a força de trabalho.
Sociedade
Em todo o planeta, observamos um movimento de inovação na forma de produzir. A tendência é que cada vez mais deixemos de lado a produção em massa para focar em escalas menores e produtos personalizados, explorando a tecnologia e as possibilidades que ela oferece.
Negócios
A personalização dos processos, de acordo com a demanda, também merece destaque. As fábricas inteligentes focam nas necessidades e desejos de compra dos consumidores e, através dessa personalização e customização, garante mais satisfação e fidelização do cliente.
Mão de obra
Uma das fortes tendências da Indústria 4.0 é a redução de mão de obra relacionada a atividades repetitivas e braçais. As funções nas empresas passam a ser mais estratégicas e inteligentes e, consequentemente, algumas funções deixam de existir.
Economia
Na economia, os impactos são amplos e afetam diferentes aspectos, desde a produtividade e a eficiência, até a criação de novos modelos de negócios. As indústrias precisam, cada vez mais, buscar uma produção limpa e sustentável que reforcem sua preocupação com o ambiente na qual está inserida. A economia circular, como reciclagem e reutilização de materiais, também contribui para sustentabilidade ambiental. A conectividade e a digitalização também permitem uma melhor coordenação e visibilidade das cadeias de suprimentos globais.
Custos de implementação
A adoção das tecnologias da Indústria 4.0 muitas vezes requer investimentos significativos em infraestrutura, equipamentos e treinamento de pessoal.
Resistência à mudança
A transição para ambientes de produção altamente automatizados pode criar resistência da parte dos funcionários. É preciso trabalhar uma mudança de cultura.
Segurança cibernética
As empresas precisam garantir a proteção de seus sistemas contra ataques cibernéticos e garantir a integridade e confidencialidade dos dados.
Interoperabilidade de sistemas
Integrar diferentes sistemas e dispositivos em um ambiente de produção coeso pode ser complexo. Daí a necessidade da adoção de bons sistemas de gestão.
Gestão de dados
Com o aumento de dados gerados pela digitalização dos processos, as empresas têm maiores desafios para gerenciar, armazenar e analisar esses dados.
Todos esses desafios podem ser facilmente superados quando a empresa conta com um ERP para indústria verdadeiramente composable, integrado, capaz de entender a complexidade do seu negócio e traduzir isso em processos mais simples, seguros e apoiados por inteligência artificial.