A Transição Real para a Indústria 4.0

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O Texto abaixo relata um breve histórico do surgimento do conceito de Indústria 4.0, sua evolução até os dias atuais e o panorama do Brasil neste contexto.Cabe alertar que o presente conteúdo foi escrito em 2021 e dado e que o avanço tecnológico está num estágio de crescimento exponencial.

A Transição Real para a Indústria 4.0

1. Introdução

A origem do conceito

A Alemanha sempre foi reconhecida pela qualidade de seus produtos e máquinas. Entretanto, frente a um cenário mundial com produtos de origem asiática e seus preços atraentes,era necessário adotar outras medidas para tornar seus produtos competitivos e criar postos de emprego no próprio país, postos estes que até então migravam para o leste europeu.

Um grupo de empresários e engenheiros alemães debateu soluções e apresentou o conceito na feira de Hannoverem 2011.Em outubro de 2012este grupo, o Research Union Economy -Science do BMBF, entregou ao governo alemão o relatório final "Implementação das recomendações para o futuro projeto Indústria 4.0". Apartir daí foi criado um grupo coma participação de várias empresas e do Ministério da Economia e Energia alemão,o “PlattformIndustrie 4.0".

A origem do nome

O nome Indústria 4.0 é uma alusão à 4ª Revolução Industrial.A 3ªRevolução,anterior a esta, ocorreu a partir dos anos 60 com a introdução da eletrônica nos processos industriais. Em 1968, foi criado o 1º PLC, o “Modicom 084”, por encomenda da General Motors(GM).

Criadores do 1º PLC em 1968 Fonte: Schneider Eletric

Hoje,com recursos tecnológicos mais poderosos, foi possível trazer para a indústria recursos antes usados apenas nas áreas de TI.Com o uso de “Internet das Coisas”, “Armazenamento em Nuvem”,  “Inteligência Artificial”, “BigData”, “Machine Learning”, entre outros,os processos deTI e TA(Tecnologia de Automação) ficaram mais próximo se já existem componentes de IIOT que se comunicam nas 2 camadas. É evidente que novas tecnologia se conhecimentos surgirão nos próximos anos, mas o fato é que a barreira de adoção de TI no chão de fábrica já foi quebrada, o que permite,agora, uma maior liberdade de uso e criatividade.

O conceito

Em resumo, a adoção de novas tecnologias no chão de fábrica tem como objetivo tornar a indústria mais competitiva para atender mercados cada vez mais exigentes em termos de preços, design exclusivos e inclusão de tecnologias de ponta. Para isto é espera do atingir os pontos abaixo destacado para aumentar a eficiência da indústria:

-diminuir o consumo de energia elétrica;

-diminuir o tempo de desenvolvimento;

-diminuir as perdas de produtividade;

-diminuir os gastos com manutenção de máquinas e predial.

Fonte: Simens

2. Expansão e Evolução

Não são só produtos e máquinas que a Alemanha quer exportar. Todo o desenvolvimento em torno do conceito também tem o propósito de ser compartilhado com o mundo para poder baixar os custos de componentes por produção em massa e a demanda por know-how,softwares e monitoramento em nuvem por contrato. Para ajudar ainda mais a indústria alemã,a então Chanceler Ângela Merkel visitou o presidente americano Barack Obama para debater o conceito e, posteriormente, em abril de 2016,o recepcionou na Feira de Hannover.

Fonte: Simens

O futuro hoje

A título de exemplo, a fábrica de controles digitais da Siemens na cidade alemã Amberg possui o que se chama de estado-da-arte da Indústria 4.0. A tecnologia é tal que permite que os produtos interajam com o processo produtivo e retornem parâmetros de controle de sua própria produção. Como resultado, em 20 anos, com o mesmo espaço físico e força de trabalho,a produção cresceu oito vezes: o sonho de qualquer empresário.

Fonte: Simens

IIOT -um só PLC para duas camadas:

Um grande avanço nos lançamentos de dispositivos para Indústria 4.0 são PLCs compactos paraIIOT que permitem atuar nas camadas de TA e de TI simultaneamente utilizando o protocolo OPC Unified Architecture (OPC-UA)entre elas. Eles permitem também vários protocolos de redes industriais e acesso direto à nuvem.

Smart Câmera

Onde antes eram usados sensores óticos, agora temos soluções de “Smart Câmera” com software intuitivo que permite medições, detecções de bordas e cores. Abaixo,um exemplo de monitoramento de aplicação de adesivos automotivos.

Sensores para Manutenção Preditiva

Sensores modulares permitem medir temperatura, vibração, rotação, pressão etc.e uma análise em conjunto destes valores permite fazer uma manutenção preditiva de motores. Alguns sensores possuem medição de ruído por microfone que permite detectar,semanas antes,a necessidade de reparo de um motor.

Explosão dos Dados, do Big Data para o Smart Data

A aquisição de dados para análise se tornou um processo gigantesco.Abaixo temos um gráfico que demonstra o crescimento previsto para os próximos anos. Armazenar e processar tanta informação terá,com certeza, seu custo,além de impactar na demora da análise. Cabe,então,avaliar,em cada caso,quais dados são necessários para a resolução do problema, como o equipamento funciona e quais são as melhores tecnologias e sensores para a coleta dos dados.

3. A Indústria 4.0 no Brasil

Tecnologia disponível

As mesmas tecnologias disponíveis para a indústria alemã estão presentes no Brasil. É claro que impostos de importação e questões cambiais não deixam a indústria brasileira em igualdade, mas as questões que podem demandar investimentos maiores podem ser na aquisição de know-howe equipe de desenvolvimento de Data Science para novas aplicações. Com o tempo,cada indústria adquirirá a expertise adequada à sua operação. Trata-se, então, de investir, aprender, reinvestir e reaprender e,com o tempo, este se tornará um processo natural.

Defasagem

A transformação digital ocorrerá na indústria brasileira também, sem dúvidas, entre tanto o poder aquisitivo das pequenas e micro indústrias não permitem investimentos de porte no atual momento econômico, então esta transformação tende a ser gradativa e defasa da em relação aos países mais desenvolvidos.

O primeiro retrato que temos é que a média de idade das máquinas do setor industrial é de 20anos.A norma que regulamenta a segurança de máquinas, a NR-12,demorou a ser implantada por motivos econômicos e culturais. Veja, abaixo, um quadro comparativo que mostra a nossa defasagem brasileira frente aos países desenvolvidos.

Fonte: CNI Portal da Indústria(noticias.portalindustria.com.br)

Fatores econômicos e o impacto da pandemia

O crescimento do setor industrial brasileiro,que já era modesto, foi também impactado pela crise mundial e nacional desencadeada pela pandemia do COVID-19. Veja, abaixo,o quadro relativo à indústria de máquinas,que é um dos setores que representa o avanço de tecnologia.

Fonte: Abimaq 2021

Antes mesmo do impacto da pandemia, o Brasil já vivenciava um cenário de retração econômica devido ao baixo nível de investimento. Veja, abaixo,o gráfico demonstrativo:

O Brasil investe muito pouco em Pesquisa e Desenvolvimento(P&D)e a participação do empresariado é modesta comparada a outros países. Até países socialistas,como a China,têm uma participação maior de investimento por parte das empresas.

Investir em Pesquisa e Desenvolvimento significa também investir no Desenvolvimento de Talentos e Inovação. O Brasil ainda tem uma posição muito atrasada em relação ao quadro global, ocupando a 59ª posição.

Medidas adotadas no Brasil

O Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior, (MDIC), em conjunto com o INPI, Instituto Nacional da Propriedade Industrial, implantou,em 26 de Julho de 2017,o “Grupo de Trabalho da Indústria 4.0”,o “GTI 4.0”. Eiso que a agenda do GTI 4.0 espera:

-redução de consumo energético R$ 7 bilhões/ano;

-redução de custos de manutenção de máquinas R$ 35 bilhões/ano;

-ganhos de eficiência R$ 31 bilhões/ano;

-redução total de custos industriais R$ 73 bilhões/ano.

Postos de Trabalho

A redução de postos de trabalho braçais ocorrerá,apesar de ter um impacto menor se comparado à 3ª Revolução Industrial (Era da Automação). Para contornar a situação econômica,o empresário brasileiro deve investir na capacitação de seus funcionários para assumirem novas funções dentro do novo conceito.O Fórum Econômico Mundial de 2013 mostrou que o investimento em tecnologias digitais permitiu a criação de 400 mil vagas de emprego na Europa e Estados Unidos e 3,5 milhões de vagas na Ásia e Pacífico.

Aqui convém notar que este é um caminho irreversível,assim como na Era da Automação, pois a reversão impactaria no aumento de preços e consequente perda de mercado. Agora,trata-se de adaptar, investir e,em poucos anos, pelo menos boa parte das indústrias nacionais estará em paridade com países mais desenvolvidos.

 

4. Implantação

Fonte: WEG

Antes de investir, olhar o problema

Independentemente do processo fabril, da otimização a ser implementada e de qual tecnologia será utilizada, o empresário tem que ter um “olhar” criterioso sobre o problema em questão. Não adianta comprar equipamentos e/ou investirem projetos sem antes mensurar os benefícios que estas soluções vão trazer. É necessário examinar o problema e avaliar os possíveis retornos de economia que uma solução pode trazer antes de tomar a decisão de investir.

O diagrama abaixo apresenta uma proposta de etapas de migração de um processo já automatizado para a sua otimização com tecnologias digitais:

5. Desafios

O  desafio,agora,é  não  apenas  implementar novas  tecnologias  aos  processos  atuais,  mas também criar processos  e  produtos  que  antes  destas  tecnologias não  seriam  possíveis.  Isto  vai de mandar que as empresas invistam mais em engenharia e apostem na criatividade e no design.

Não reinventar a roda... será?

Recentemente,a francesa Michelin, em parceria com a americana General Motors,lançou o protótipo “UPTIS”, um pneu sem ar à prova de furos e danos laterais. Seu conceito foi possível com o uso de novos materiais e tecnologias similares à impressão 3D. Ele deve chegar ao mercado em 2024 e promete também ser mais fácil de reciclar. Além disto,dispensará o estepe no veículo,em resumo, menos pneus a serem reciclados.

Fonte: Jornal do carro/o Estadão

6. Conclusões

Criar, recriar, usar recursos materiais ou recursos de conhecimento são possibilidades ao alcance do ser humano para melhorar o seu meio e suas condições de vida.

As possibilidades disponíveis hoje são realmente incríveis e,há poucas décadas,eram apenas conceitos de ficção científica. Cabe, agora,ao ser humano,usá-las com responsabilidade,ter a visão do todo e lembrar de que não está sozinho no planeta.É preciso ter reponsabilidade em cuidar da natureza e do semelhante.

Vale destacar que a crise mundial que dificulta às empresas se manterem no mercado não sedeve somente a questões tecnológicas, mas principalmente à enorme diferença na distribuição de riquezas. Esperamos que as novas gerações possam eliminar,de vez,a ganância,antes que ela,por si só, gere a destruição da raça humana ou,no mínimo,crie um cenário apocalíptico que nos lembre as cenasdo filme “Mad Max”.

 

7. Agradecimentos

Agradeço a Deus que me concedeu a existência, aos meus pais, pela educação que me proporcionaram,às minhas filhas,pela alegria e experiência de crescimento,e à minha esposa, pela paciência e força durante minha jornada.

Deixo aqui um forte abraço àqueles que estiveram aomeu lado numa trajetória demais de três décadas em projetos para a indústria e à Semantix, que me deu a oportunidade de embarcar no “Trem da Era dos Dados na Indústria”.

Referências bibliográficas

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