Indústria 4.0: conceitos e fundamentos

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Descubra o que é indústria 4.0 e os pilares dessa revolução digital

indústria 4.0
Imagem de Gerd Altmann no Pixabay

O termo indústria 4.0 foi cunhado pela primeira vez na Alemanha, em 2011, para descrever como as inovações tecnológicas estão transformando a produção industrial no mundo todo, por meio da informatização da manufatura de produtos. O conceito é conhecido também como revolução 4.0 – ou o que podemos chamar de Quarta Revolução Industrial.

A indústria 4.0 é uma revolução digital, movida por tecnologias como internet móvel, inteligência artificial, automação, machine learning e aperfeiçoamento de sensores, tornando-os menores e possibilitando a chamada "Internet das Coisas".

Muitas pessoas argumentam que grande parte dessas tecnologias surgiu durante a Terceira Revolução Industrial. No entanto, o aperfeiçoamento cada vez maior dessas inovações é o que caracteriza a indústria 4.0. Esse aperfeiçoamento, combinado a outras inovações recentes, levou ao surgimento de possibilidades que, no passado, não teriam sido sequer imaginadas.

Revoluções industriais na história

Antes de se aprofundar no conceito e nos fundamentos da indústria 4.0, confira o percurso dos processos de manufatura ao longo da história – ou seja, como ela evoluiu do século 18 até a contemporaneidade.

Primeira Revolução Industrial

A Primeira Revolução Industrial aconteceu em meados do século 18. Nesse período, a manufatura iniciou um processo de passagem do trabalho manual, realizado por pessoas e auxiliado por animais, para uma forma mais otimizada de trabalho. A indústria passou a adotar o uso de motores a vapor, água e outros tipos de máquinas e ferramentas que auxiliavam o trabalho humano.

Segunda Revolução Industrial

No início do século 20, o mundo entrou em uma Segunda Revolução Industrial, com a introdução do aço e da eletricidade nas fábricas. O uso de eletricidade permitiu aos fabricantes aumentar sua eficiência e aprimorar o funcionamento das máquinas fabris. Foi nesse período que os conceitos de produção em massa, como linha de montagem, foram introduzidos para elevar a produtividade.

Terceira Revolução Industrial

A Terceira Revolução Industrial teve início no final da década de 1950, à medida que os fabricantes começaram a incorporar mais tecnologia eletrônica – e, eventualmente, de computadores – nas fábricas. Durante esse período, os processos de produção fabris passaram a dar menos ênfase à tecnologia analógica ou mecânica e mais ênfase às tecnologias digitais e automatizadas.

Quarta Revolução Industrial (ou indústria 4.0)

A indústria 4.0 prioriza as tecnologias digitais mais recentes nos processos de manufatura, elevando a níveis jamais vistos a interconectividade, o acesso a dados em tempo real e a introdução de sistemas ciberfísicos nas fábricas. A indústria 4.0 afeta toda a cadeia de produção, oferecendo uma abordagem mais abrangente, interligada e holística para a manufatura, conectando o físico ao digital e permitindo maior colaboração entre departamentos, parceiros, fornecedores, produtos e pessoas na indústria. Além disso, as fábricas inteligentes podem aprimorar processos e, assim, impulsionar seu crescimento.

Os 9 pilares da indústria 4.0

Inteligência artificial e robótica

Além de reduzir os custos de produção, máquinas e robôs inteligentes melhoram o desempenho e a produtividade nas empresas, poupando mão de obra, porque se responsabilizam pela execução de tarefas que não exigem interferência humana. No futuro, a indústria 4.0 prevê que máquinas e robôs com inteligência artificial serão capazes de interagir entre si e com as pessoas, tornando-se mais flexíveis e cooperativos.

Análise de dados

Por meio da análise e da gestão de enormes quantidades de dados, é possível aumentar o desempenho e otimizar processos industriais, com redução de consumo energético e falhas na qualidade dos processos. A leitura de dados na indústria 4.0 permite uma visualização melhor do cenário da empresa e tomadas de decisão mais acertadas.

Simulação

Na indústria 4.0, a simulação computacional é utilizada em plantas industriais para análise de dados em tempo real, aproximando os ambientes físico e virtual. A simulação também é utilizada para aperfeiçoar configurações de máquinas e testar produtos e processos antes que eles sejam aplicados na realidade, otimizando recursos, melhorando a performance e proporcionando mais economia às empresas.

Integração de sistemas

Nem todos os sistemas são totalmente integrados ainda. No entanto, a indústria 4.0 propõe maior sinergia entre sistemas, garantindo uma gestão integral de experiência, para que as cadeias de valor sejam de fato automatizadas.

Internet das Coisas (IoT)

A Internet das Coisas é a conexão entre rede de objetos físicos, ambientes, veículos e máquinas, por meio de dispositivos eletrônicos. Na indústria 4.0, esse recurso garante maior eficácia na coleta e na troca de informações. Na indústria de produtos e serviços, a Internet das Coisas integra tecnologias por meio de uma rede baseada em IP.

Cibersegurança

Com o aumento da conectividade na indústria 4.0, a necessidade de proteger sistemas e linhas de manufatura contra ameaças à segurança aumentou significativamente. Por isso, comunicações seguras e confiáveis, bem como gerenciamento sofisticado de identidades e acesso a máquinas, são essenciais para impedir transtornos na produção.

Computação em nuvem

A computação em nuvem se refere à prática de usar servidores remotos interconectados e hospedados na internet para armazenamento, gerenciamento e processamento de informações. Essa prática oferece recursos que possibilitam reduzir custos, otimizar o tempo e aumentar a eficiência na execução das tarefas.

Manufatura aditiva

A indústria 4.0 usa esse recurso para criar protótipos e produzir componentes individuais. O conceito é conhecido também como impressão em 3D. Na indústria 4.0, os métodos de manufatura aditiva serão amplamente empregados para produzir pequenos lotes de produtos, que oferecem vantagens de construção e desenhos complexos.

Realidade aumentada

Os sistemas baseados em realidade aumentada oferecem suporte a uma série de serviços, como a seleção de peças em um depósito e o envio de instruções de reparo por meio de dispositivos móveis. Esses sistemas estão só começando, mas, no futuro, as empresas utilizarão a realidade aumentada para fornecer aos trabalhadores informações em tempo real que melhorem a tomada de decisões e os processos de trabalho.

Indústria 4.0 e desenvolvimento sustentável

A humanidade tem dois grandes desafios no mundo contemporâneo: cumprir os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e se adaptar às inovações da indústria 4.0. Ambos os desafios exigem uma mudança radical de mentalidade e a tomada de atitudes inovadoras, que sejam capazes de solucionar problemas de forma rápida e eficaz. A boa notícia é que os dois podem se ajudar mutuamente.

As vantagens e desvantagens da indústria 4.0 vêm sendo discutidas entre pesquisadores e organizações. Essas discussões abrangem desde o desemprego até a desigualdade social – e abordam também a preocupação com meio ambiente. Da mesma maneira que são capazes de ajudar a reduzir os impactos ambientais, as novas tecnologias também podem representar um desafio para o desenvolvimento sustentável. Tudo depende de como as indústrias e empresas lidam ou lidarão com elas no futuro.

O potencial de impacto das novas tecnologias no meio ambiente ainda é desconhecido. Os ODS foram elaborados como uma resposta ao crescente impacto negativo do nosso modo de vida no planeta. No entanto, eles apenas definem o que se deve fazer, mas não como devemos fazer. O “como” será definido pelas escolhas que fizermos na adoção de tecnologias da indústria 4.0.

A mais desejável das soluções deve ser usar os conceitos da indústria 4.0 como um instrumento para cumprir os ODS. Ao encontrar resoluções para problemas ambientais, como as mudanças climáticas, as inovações também devem ser usadas para reverter processos de degradação ambiental e garantir desenvolvimento sustentável de longo prazo em todo o planeta.

Os recursos que a indústria 4.0 oferece podem facilitar uma série de ações que beneficiem o meio ambiente. Entre outras coisas, eles possibilitam reduzir o consumo de papel e de cartuchos ou toners de impressoras na empresas. Confira outras atitudes sustentáveis que as empresas podem adotar na era da indústria 4.0.

  1. Reciclagem de eletrônicos
  2. Exploração dos recursos vegetais de florestas e matas de forma controlada, garantindo replantio
  3. Preservação de áreas verdes
  4. Ações de incentivo à produção e ao consumo de alimentos orgânicos, que não agridem a natureza e são benéficos à saúde
  5. Exploração dos recursos minerais de forma controlada, racionalizada e com planejamento
  6. Uso de fontes de energia limpas e renováveis (eólica, geotérmica e hidráulica) para diminuir o consumo de combustíveis fósseis
  7. Criação de atitudes pessoais e empresarias voltadas para a reciclagem de resíduos sólidos
  8. Desenvolvimento da gestão sustentável nas empresas, diminuindo o desperdício de matéria-prima, e criação de produtos com baixo consumo de energia
  9. Consumo controlado de água, evitando ao máximo o desperdício, e adoção de medidas que visem à não poluição dos recursos hídricos

Para se manterem bem-posicionadas no mercado, as empresas devem se preparar para aderir à nova mentalidade da indústria 4.0. Essa revolução prioriza não apenas a automatização e digitalização dos processos industriais, mas também o gerenciamento responsável dos recursos e dos resíduos gerados pela manufatura nas fábricas. Se utilizados com sabedoria, os conceitos e as ferramentas da indústria 4.0 podem grandes aliados da humanidade na preservação do planeta.



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