O que é a industria 4.0? É um conceito de indústria proposto recentemente e que engloba as principais inovações tecnológicas dos campos de automação, controle e tecnologia da informação, aplicadas aos processos de manufatura. A partir de Sistemas Cyber-Físicos, Internet das Coisas e Internet dos Serviços, os processos de produção tendem a se tornar cada vez mais eficientes, autônomos e customizáveis.

Isso significa um novo período no contexto das grandes revoluções industriais. Com as fábricas inteligentes, diversas mudanças ocorrerão na forma em que os produtos serão manufaturados, causando impactos em diversos setores do mercado.

Histórico das revoluções industriais seguida pela quarta revolução, ou Indústria 4.0.

Resumo das três revoluções industriais seguida pela quarta revolução, ou industria 4.0.

O termo industria 4.0 se originou a partir de um projeto de estratégias do governo alemão voltadas à tecnologia. O termo foi usado pela primeira vez na Feira de Hannover em 2011. Em Outubro de 2012 o grupo responsável pelo projeto, ministrado por Siegfried Dais (Robert Bosch GmbH)  e Kagermann (acatech) apresentou um relatório de recomendações para o Governo Federal Alemão, a fim de planejar sua implantação. Então, em Abril de 2013 foi publicado na mesma feira um trabalho final sobre o desenvolvimento da industria 4.0. Seu fundamento básico implica que conectando máquinas, sistemas e ativos, as empresas poderão criar redes inteligentes ao longo de toda a cadeia de valor que podem controlar os módulos da produção de forma autônoma. Ou seja, as fábricas inteligentes terão a capacidade e autonomia para agendar manutenções, prever falhas nos processos e se adaptar aos requisitos e mudanças não planejadas na produção.

1 – Princípios da Indústria 4.0

Existem seis princípios para o desenvolvimento e implantação da industria 4.0, que definem os sistemas de produção inteligentes que tendem a surgir nos próximos anos. São eles:

  • Capacidade de operação em tempo real: Consiste na aquisição e tratamento de dados de forma praticamente instantânea, permitindo a tomada de decisões em tempo real.
  • Virtualização: Simulações já são utilizadas atualmente, assim como sistemas supervisórios. No entanto, a industria 4.0 propõe a existência de uma cópia virtual das fabricas inteligentes. Permitindo a rastreabilidade e monitoramento remoto de todos os processos por meio dos inúmeros sensores espalhados ao longo da planta.
  • Descentralização: A tomada de decisões poderá ser feita pelo sistema cyber-físico de acordo com as necessidades da produção em tempo real. Além disso, as máquinas não apenas receberão comandos, mas poderão fornecer informações sobre seu ciclo de trabalho. Logo, os módulos da fabrica inteligente trabalharão de forma descentralizada a fim de aprimorar os processos de produção.
  • Orientação a serviços: Utilização de arquiteturas de software orientadas a serviços aliado ao conceito de Internet of Services.
  • Modularidade: Produção de acordo com a demanda, acoplamento e desacoplamento de módulos na produção. O que oferece flexibilidade para alterar as tarefas das máquinas facilmente.

Veja abaixo um vídeo explicando um pouco o que é a industria 4.0:

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2 – Pilares da indústria 4.0:

Com base nos princípios acima, a industria 4.0 é uma realidade que se torna possível devido aos avanços tecnológicos da última década, aliados às tecnologias em desenvolvimento nos campos de tecnologia da informação e engenharia. As mais relevantes são:

  • Internet das coisas (Internet of Things – IoT): Consiste na conexão em rede de objetos físicos, ambientes, veículos e máquinas por meio de dispositivos eletrônicos embarcados que permitem a coleta e troca de dados. Sistemas que funcionam a base da Internet das Coisas e são dotados de sensores e atuadores são denominados de sistemas Cyber-físicos, e são a base da industria 4.0.
  • Big Data Analytics: São estruturas de dados muito extensas e complexas que utilizam novas abordagens para a captura, análise e gerenciamento de informações. Aplicada à industria 4.0, a tecnologia de Big Data consiste em 6Cs para lidar com informações relevantes: Conexão (à rede industrial, sensores e CLPs), Cloud (nuvem/dados por demanda), Cyber (modelo e memória), Conteúdo, Comunidade (compartilhamento das informações) e Customização (personalização e valores).
  • Segurança: Um dos principais desafios para o sucesso da quarta revolução industrial está na segurança e robustez dos sistemas de informação. Problemas como falhas de transmissão na comunicação máquina-máquina, ou até mesmo eventuais “engasgos” do sistema podem causar transtornos na produção. Com toda essa conectividade, também serão necessários sistemas que protejam o know-how da companhia, contido nos arquivos de controle dos processos.

Além destas tecnologias, outros dispositivos terão um papel importante na indústria 4.0. Como a tecnologia RFID, que vem ganhando espaço com os sistemas de rastreabilidade industrial, e os módulos IO-Link.  Esses módulos possuem endereço IP próprio, com conexões diretas de alto e baixo nível. Portanto, descentralizam e organizam a rede de sensores e demais componentes. Com o processo de modularidade da indústria 4.0, aliado à crescente quantidade de sensores que serão utilizados nas fábricas inteligentes, os módulos IO-Link desenvolvimento de sistemas Cyber-físicos para fábricas inteligentes.

Conexões de dispositivos industriais convencionais x Conexões via módulos distribuídos IO link.

Conexões de dispositivos industriais convencionais x Conexões via módulos distribuídos IO-link.

Conforme o avanço das tecnologias aqui citadas, a tendencia é que em um futuro próximo as fábricas se adequem ao conceito de indústria 4.0, tornando-se altamente autônomas e eficientes.

3 – Impactos da Indústria 4.0:

Um dos maiores impactos causados pela indústria 4.0 será uma mudança que afetará o mercado como um todo. Consiste na criação de novos modelos de negócios. Em um mercado cada vez mais exigente, muitas empresas já procuram integrar ao produto necessidades e preferências específicas de cada cliente. A customização prévia do produto por parte dos consumidores tende a ser uma variável a mais no processo de manufatura, mas as fábricas inteligentes serão capazes de levar a personalização de cada cliente em consideração, se adaptando às preferências.

Outro ponto que será abalado pela quarta revolução industrial será a pesquisa e desenvolvimento nos campos de segurança em T.I., confiabilidade da produção e interação máquina-máquina. A tecnologia deverá se desenvolver continuamente para tornar viável a adaptação de empresas a este novo padrão de indústria que está surgindo.

Os profissionais também precisarão se adaptar, pois com fábricas ainda mais automatizadas novas demandas surgirão enquanto algumas deixarão de existir. Os trabalhos manuais e repetitivos já vem sendo substituídos por mão de obra automatizada, e com indústria 4.0 isso tende a continuar. Por outro lado, as demandas em pesquisa e desenvolvimento oferecerão oportunidades para profissionais tecnicamente capacitados, com formação multidisciplinar para compreender e trabalhar com a variedade de tecnologia que compõe uma fábrica inteligente.

 

Co-autoria: Guilherme Cano lopes

Estudante de Engenharia de Controle e Automação pela UNESP e técnico em mecatrônica pela ETEc Getúlio Vargas. Durante a faculdade foi bolsista de iniciação científica e membro da equipe de pesquisa em robótica móvel da UNESP, participando em competições como a Robocup.  Atualmente é estagiário na empresa Citisystems.