O que é a Indústria 4.0?

As tecnologias da Indústria 4.0 revolucionam a automação, o monitoramento e a análise das cadeias de suprimentos por meio de tecnologia inteligente.

Visão geral da Indústria 4.0

A Indústria 4.0 reinventou o modo como as empresas projetam, fabricam e distribuem produtos. Tecnologias como Internet Industrial das Coisas (IIoT), conectividade em nuvem, IA e Machine Learning agora estão profundamente integradas ao processo de produção. Essa abordagem unificada e integrada à produção resulta em produtos, fábricas e ativos conectados e inteligentes.

 

As iniciativas atuais da Indústria 4.0 também buscam desenvolver colaborações simbióticas e gratificantes entre pessoas e tecnologia. Quando a precisão e a velocidade das ferramentas 4.0 se juntam à criatividade, ao talento e à inovação de seu pessoal, você obtém uma vitória/vitória para sua força de trabalho e seus resultados. Suas operações de produção se tornam mais eficientes e produtivas, e suas equipes ficam aliviadas de muitas tarefas rotineiras e repetitivas – dando-lhes a oportunidade de colaborar com tecnologias inteligentes e se equipar melhor para o cenário tecnológico em evolução e o futuro do trabalho baseado em IA.

A definição geral de Indústria 4.0 é a ascensão da tecnologia industrial digital. As transformações da Indústria 4.0 nos permitem trabalhar com máquinas de formas novas e altamente produtivas.

– Daniel Burrus

Definição da Indústria 4.0

A Indústria 4.0 pode ser definida como a integração de tecnologias digitais inteligentes em processos de produção e industriais. Ele engloba um conjunto de tecnologias que incluem redes industriais de IoT, IA, Big Data, robótica e automação. A Indústria 4.0 permite a produção inteligente e a criação de fábricas inteligentes. Ele tem como objetivo aumentar a produtividade, a eficiência e a flexibilidade, permitindo decisões mais inteligentes e personalização nas operações de produção e cadeia de suprimentos.

 

E qualquer definição de Indústria 4.0 também teria que incluir sua origem a partir do termo Quarta Revolução Industrial. Desde os anos 1800, temos experimentado três revoluções industriais. Eles foram chamados de “revoluções” porque a inovação que os impulsionou não apenas melhorou ligeiramente a produtividade e a eficiência – revolucionou completamente a forma como os bens foram produzidos e como o trabalho foi feito. Estamos na Quarta Revolução Industrial, também conhecida como Indústria 4.0.

 

Primeira Revolução Industrial

No início dos anos 1800, a Primeira Revolução Industrial estava em curso. A invenção do motor a vapor reduziu a dependência industrial do trabalho animal e humano, inaugurando uma nova era de fabricação e engenharia de precisão.

 

Segunda Revolução Industrial

Um século depois, o uso crescente de petróleo e energia elétrica significava que a maquinaria poderia ser mais enxuta e menos complicada. A Segunda Revolução Industrial foi impulsionada pela linha de montagem e processos de produção em massa, muitos dos quais ainda estão em uso hoje.

 

Terceira Revolução Industrial

Por volta de meados do séculoXX, os computadores chegaram ao local. A Terceira Revolução Industrial viu o desenvolvimento inicial da automação de fábricas e robótica. Esta era também viu o primeiro uso de sistemas empresariais computadorizados que foram construídos para gerenciar e analisar dados.

 

Quarta Revolução Industrial

Hoje, a produção é cada vez mais alimentada por informações. Grandes volumes de dados vêm de toda a empresa e do mundo inteiro, em tempo real e sem parar. A IA está no centro da Quarta Revolução Industrial, permitindo que os fabricantes não apenas coletem, mas usem todos esses dados para analisar, prever, entender e relatar. A Indústria 4.0 não é caracterizada por uma tecnologia única. Ela é definida pela integração perfeita de vários sistemas, ferramentas e inovações.

Tecnologias da Indústria 4.0

A Indústria 4.0 se baseia em nove pilares tecnológicos. Essas inovações ligam os mundos físico e digital e tornam possíveis os sistemas autônomos inteligentes. Empresas e cadeias de suprimentos já usam algumas dessas tecnologias avançadas, mas o potencial pleno da Indústria 4.0 ganha vida quando elas são usadas em conjunto.

Tecnologias da Indústria 4.0

  1. Big Data e funções analíticas de IA: em uma estrutura da Indústria 4.0, o Big Data é coletado a partir de uma ampla gama de fontes. Obviamente, isso inclui a captura de dados de ativos, equipamentos e dispositivos habilitados para IoT. As fontes de dados também se estendem fora do chão de fábrica, para outras áreas da empresa e do mundo. Eles podem incluir tudo, desde avaliações de clientes e tendências de mercado que informam P&D e design, até aplicativos meteorológicos e de tráfego que ajudam a garantir uma logística mais tranquila. Funções analíticas baseadas em IA e Machine Learning são aplicadas aos dados em tempo real e os insights são aproveitados para melhorar a tomada de decisões e a automação em todas as áreas de produção e gestão da cadeia de suprimentos.
  2. Integração horizontal e vertical: uma estrutura essencial da Indústria 4.0 é a integração horizontal e vertical. Com a integração horizontal, os processos são totalmente integrados no "nível de campo" – na área de produção, em várias instalações de produção e em toda a cadeia de suprimentos. Com a integração vertical, todas as camadas de uma organização são unidas – e os dados fluem livremente da área de produção para o andar superior e de volta para baixo novamente. Em outras palavras, a produção está totalmente integrada a processos empresariais como P&D, garantia de qualidade, vendas e marketing e outros departamentos – reduzindo silos de dados e conhecimento e simplificando operações.
  3. Computação em nuvem: acomputação em nuvem é o "grande facilitador" da Indústria 4.0 e da transformação digital. A tecnologia de nuvem de hoje fornece a base para as tecnologias mais avançadas – de IA e machine learning a integração de IoT – e oferece às empresas os meios para inovar. Os dados que alimentam as tecnologias da Indústria 4.0 residem na nuvem, e os sistemas ciberfísicos no núcleo da Indústria 4.0 usam a nuvem para se comunicar e coordenar em tempo real.
  4. Realidade aumentada (RA): a realidade aumentada geralmente se sobrepõe ao conteúdo digital em um ambiente real. Com um sistema de RA, os colaboradores usam óculos inteligentes ou dispositivos móveis para visualizar dados de IoT em tempo real, peças digitalizadas, instruções de reparo ou montagem, conteúdo de treinamento e muito mais – tudo isso enquanto analisam uma coisa física, como uma peça de equipamento ou um produto. A RA ainda está surgindo, mas tem grandes implicações para a manutenção, o serviço e a garantia de qualidade, bem como para o treinamento e a segurança dos técnicos.
  5. Internet das Coisas Industrial (IIoT): a Internet das Coisas (IoT) – mais especificamente, a Internet das Coisas Industrial – é tão central para a Indústria 4.0 que os dois termos geralmente são usados de forma intercambiável. A maioria das coisas físicas na Indústria 4.0 – dispositivos, robôs, máquinas, equipamentos, produtos – usa sensores e etiquetas RFID para fornecer dados em tempo real sobre suas condições, desempenho ou localização. Essa tecnologia permite que as empresas operem com mais tranquilidade, projetem e modifiquem produtos rapidamente, evitem o tempo de inatividade do equipamento, permaneçam à frente das preferências do consumidor, monitorem produtos e estoque e muito mais.
  6. Produção aditiva/impressão 3D: a fabricação aditiva ou impressão 3D foi inicialmente usada como uma ferramenta de prototipagem rápida, mas agora oferece uma ampla gama de aplicações, desde a personalização em massa até a produção distribuída. Com a impressão 3D, peças e produtos podem ser armazenados como arquivos de design em estoques virtuais e impressos sob demanda no ponto de necessidade – reduzindo os custos e a necessidade de fabricação fora do local/off-shore. Todos os anos, a extensão da impressão 3D cresce mais variada, incluindo cada vez mais filamentos de base, como metais, polímeros de alto desempenho, cerâmica e até mesmo biomateriais.
  7. Robôs autônomos: com a Indústria 4.0, uma nova geração de robôs autônomos está surgindo. Programados para realizar tarefas com intervenção humana mínima, os robôs autônomos variam muito em tamanho e função, desde drones de varredura de inventário até robôs móveis autônomos para operações de pick and place. Equipados com software de ponta, IA, sensores e visão de máquina, esses robôs são capazes de realizar tarefas difíceis e delicadas – e podem reconhecer, analisar e agir com base nas informações recebidas de seus arredores.
  8. Simulação/gêmeos digitais: um gêmeo digital é uma simulação virtual de uma máquina, produto, processo ou sistema do mundo real baseado em dados de sensores IoT. Este componente central da Indústria 4.0 permite que as empresas compreendam, analisem e melhorem melhor o desempenho e a manutenção de sistemas e produtos industriais. Um operador de ativo, por exemplo, pode utilizar um gêmeo digital para identificar uma determinada peça com defeito, prever problemas potenciais e melhorar o tempo produtivo.
  9. Segurança cibernética: com o aumento da conectividade e do uso do Big Data na Indústria 4.0, a segurança cibernética eficaz é fundamental. Ao implementar uma arquitetura e tecnologias Zero Trust, como machine learning e blockchain, as empresas podem automatizar a detecção de ameaças, a prevenção e a resposta – e minimizar o risco de violações de dados e atrasos na produção em todas as redes.

Soluções de produção da Indústria 4.0 em ação

A transformação digital associada à Indústria 4.0 traz evolução cultural e operacional. Ao unificar e conectar pessoas, dados e ativos, você cria uma gama quase ilimitada de potenciais otimizações. Abaixo estão alguns exemplos de como as soluções da Indústria 4.0 estão melhorando a eficiência, a visibilidade e a sustentabilidade na produção e nas cadeias de suprimentos.

  • Plataformas de design colaborativo: a Indústria 4.0 oferece suporte à criação de plataformas de design colaborativo que os designers de produtos, equipes de P&D, e stakeholders de toda a organização podem acessar, além de contribuir para o design de dados e insights. Esta abordagem aberta promove a colaboração interfuncional, o compartilhamento de ideias e a troca de conhecimento, levando a decisões de design mais fundamentadas e ao desenvolvimento mais rápido de produtos inovadores e centrados no cliente.

  • Manutenção preditiva: ao integrar sensores de IoT e funções analíticas de dados, as empresas de produção podem monitorar a integridade dos equipamentos em tempo real. Os algoritmos de manutenção preditiva identificam possíveis falhas antes que ocorram, permitindo que você implemente processos dinâmicos que podem reduzir o tempo de inatividade em até 50% e estender a vida útil do ativo em até 40%.

  • Otimização da cadeia de suprimentos: a Indústria 4.0 promove visibilidade de ponta a ponta em toda a cadeia de suprimentos global. Usando dados em tempo real de fornecedores, níveis de estoque, programas de produção, demanda de clientes, equipes internas e muito mais, é possível otimizar a logística, equilibrar oferta e demanda, aprimorar o atendimento de pedidos e melhorar a eficiência geral da cadeia de suprimentos e da produção.

  • Produção ágil: IA e funções analíticas avançadas permitem que você reúna e analise insights e feedback de clientes em tempo real de fontes como mídias sociais, avaliações online e interações de suporte ao cliente. Suas equipes de P&D e os designers de produtos podem aproveitar esses dados para identificar preferências do consumidor, pontos problemáticos e o surgimento de novas tendências. Ao incorporar esse feedback ao processo de design, suas equipes podem desenvolver rapidamente produtos que se alinham melhor às demandas do mercado, melhorando a satisfação e a fidelidade e impulsionando a inovação.

  • Controle de qualidade e detecção de defeitos: com o aproveitamento dos dispositivos IoT e algoritmos de Machine Learning, você poderá coletar dados em tempo real de todas as suas linhas de produção. Ao monitorar continuamente o processo de produção e fabricação, você pode detectar anomalias, identificar problemas de qualidade e tomar medidas corretivas rapidamente, certificando-se de estar sempre atualizado sobre a qualidade do produto.

  • Práticas de economia circular: a Indústria 4.0 apoia a implementação de economias circulares, com foco na redução de resíduos e na maximização da reutilização, restauração e reciclagem de materiais. Utilizando funções analíticas de Big Data e redes de IoT, você pode rastrear ciclos de vida de produtos, implementar logística reversa para devoluções de produtos e otimizar a recuperação de recursos valiosos. Além disso, as funções analíticas avançadas baseadas em IA também podem ajudar seus designers de produtos a desenvolver produtos – diretamente da prancheta – que são criados para serem mais sustentáveis, desperdiçar menos recursos e serem mais facilmente reciclados ou reaproveitados.

  • Otimização e monitoramento da pegada de carbono: as tecnologias da Indústria 4.0 facilitam a coleta e a análise de dados em tempo real sobre consumo de energia, emissões de transporte e outros fatores que contribuem para a pegada de carbono de uma empresa. Ao medir e monitorar com precisão as emissões, é possível identificar áreas de melhoria, implementar medidas com eficiência energética e desenvolver estratégias para reduzir a pegada de carbono geral, ajudando você a alcançar metas de sustentabilidade cada vez mais ambiciosas.

Benefícios da Indústria 4.0 resumidos

A Indústria 4.0 representa mais do que uma simples atualização tecnológica. Ao eliminar silos e conectar equipes e operações em toda a estrutura de produção, você começa a estabelecer uma maneira mais transparente e holística de fazer negócios – que pode eventualmente se estender por todas as áreas de sua organização.

 

A eficiência operacional é aprimorada com melhor alocação de recursos, tempo de inatividade reduzido e maior produtividade. Essa eficiência se estende a iniciativas de sustentabilidade, em que funções analíticas e automações inteligentes podem ajudar você a simplificar e otimizar ainda mais o uso de energia, reduzir o desperdício e até mesmo projetar e inovar produtos mais sustentáveis ao longo de todo o ciclo de vida.

 

Como as soluções e ferramentas da Indústria 4.0 permitem que você colete, analise e interprete grandes volumes de dados em tempo real – você pode obter insights práticos com mais rapidez e assim tomar decisões com segurança e precisão. Isso também se aplica aos clientes, porque as demandas e expectativas deles também estão mudando na velocidade da luz. Desta forma, as funções analíticas de dados em tempo real podem ajudar você a se adaptar rapidamente para personalizar produtos e fornecer soluções adequadas sob demanda.

 

Vivemos em tempos competitivos e voláteis. As ferramentas e estratégias da Indústria 4.0 ajudam a melhorar não só a eficiência e a produtividade, mas também a capacidade de ver os cantos e obter vantagem competitiva significativa.

Perguntas frequentes sobre a Indústria 4.0

Antes de determinar uma rota, você precisa saber seu ponto de partida. Um bom primeiro passo é auditar e analisar processos, ativos e sistemas empresariais existentes. Isso lhe dirá onde você está, ajudará a estabelecer prioridades e até mesmo identificar ganhos rápidos. As soluções da Indústria 4.0 resultarão em benefícios e impactos significativos em todas as áreas de sua empresa. É mais do que apenas uma atualização de TI, portanto, você também deve garantir a adesão e o engajamento executivo.

E sim, os dispositivos de gateway IoT podem, muitas vezes, ser adaptados para maquinário antigo. Esses dispositivos se baseiam em sensores IoT para transmitir dados de desempenho. Em alguns casos, câmeras de vídeo e sensores de calor podem ser adaptados e conectados para oferecer um retrato mais completo. A idade e a funcionalidade do maquinário determinará a melhor solução, e a auditoria e análise podem ajudar a definir o valor a longo prazo da adaptação versus a substituição de ativos legados.

Um sistema ERP robusto é o "cérebro" por trás de uma pilha de tecnologia da Indústria 4.0. O ERP do passado executava muitos processos de escritório, enquanto o sistema ERP inteligente de hoje é um hub dos processos conectados em produção, logística, engenharia e muitas outras áreas de negócios. Parte de sua transformação digital será determinar se o seu sistema ERP existente está apto à tarefa.

Os sistemas ERP legados executados em bancos de dados ultrapassados, baseados em disco, estão no limite de suas capacidades. O aproveitamento dos dados recebidos de fábricas, ativos, pessoas e produtos conectados dependerá dos recursos do seu ERP. É inteligente? Oferece tecnologias incorporadas como IA, Machine Learning e funções analíticas? Qual a velocidade do banco de dados? Se você estiver trabalhando com um sistema mais antigo, pode ser o momento de fazer uma atualização para aproveitar a Indústria 4.0.

As tecnologias com que você começa dependem dos processos mais críticos de seu modelo de negócios e das áreas da empresa mais beneficiadas pela transformação. No início, é comum as empresas se concentrarem em uma tecnologia central de cada vez. Pelo seu design, as soluções da Indústria 4.0 fornecem muitos insights e Big Data robusto que podem ajudar você a avaliar com precisão o ROI e os benefícios. Isso torna mais tranquila a integração subsequente de áreas da sua empresa.

Ao contrário de muitas mudanças fundamentais, a transformação digital pode ser feita gradualmente, sem disrupções significativas para o seu negócio. Começando com um sistema ERP robusto e um roadmap de transformação digital, várias soluções da Indústria 4.0 podem ser implementadas quase imediatamente. 

A mudança é difícil. Sabemos disso. Quando as empresas passaram das máquinas de escrever para os computadores, houve resistência dos colaboradores que se sentiram sobrecarregados pela complexidade. Mas, ao contrário dessas primeiras transformações tecnológicas, as soluções da Indústria 4.0, na verdade, reduzem a complexidade para o usuário, em vez de aumentá-la. Os workflows são otimizados, as tarefas manuais e repetitivas são automatizadas e as interfaces são mais intuitivas. Além disso, muitas tecnologias 4.0 facilitam o treinamento, como os "wearables" de RA e as experiências móveis otimizadas.

Se 2020 nos ensinou algo, é que não podemos prever sempre o futuro. E, apesar disso, podemos tomar algumas medidas para assegurar nossa resiliência e um melhor preparo para o amanhã. Os melhores sistemas ERP in-memory são escaláveis e suportam cargas de trabalho ilimitadas. As tecnologias da Indústria 4.0 são desenvolvidas especificamente para respaldarem o crescimento futuro e se adaptarem a mudanças inesperadas.

Alguns dos elementos mais básicos das soluções de software da Indústria 4.0 são a escalabilidade integrada e a capacidade de agilidade e resiliência. Se o seu modelo de negócio ou de produção tiver que mudar radicalmente para atender às demandas do mercado, seus sistemas de Indústria 4.0 lhe darão os insights e a confiança de que você precisa para adaptar-se e implementar as mudanças rapidamente.

Não há dúvida de que a Quarta Revolução Industrial mudará a força de trabalho. Mas não é o trabalho repetitivo que leva à inovação, são as ideias e o pensamento criativo. A força de trabalho digitalmente aumentada fica livre para usar o cérebro, em vez de apenas os músculos. Em 1980, havia apenas alguns milhares de programadores de computadores no mundo todo. Hoje, há mais de 20 milhões. Embora muitas tarefas físicas possam ser feitas por robôs, muitas outras tarefas serão criadas para colocar em funcionamento uma empresa digitalmente melhorada.

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