A JORNADA DA INDÚSTRIA 4.0: QUAIS AS PRINCIPAIS FRENTES DE TRABALHO

A JORNADA DA INDÚSTRIA 4.0: QUAIS AS PRINCIPAIS FRENTES DE TRABALHO

A Transformação Digital e seus Impactos

Por Daniel Pereira

Muito se tem falado atualmente sobre a Transformação Digital e seus impactos, em especial na indústria de manufatura. Para debater este tema, representantes de diversos setores da indústria, e cerca de 300 convidados, estiveram presentes nos dois dias do evento Proindústria 2017, realizado no belíssimo campus da Facens no polo industrial de Sorocaba. Este texto apresenta e esclarece os principais temas discutidos a partir da visão crítica de um engenheiro de TIC em um evento voltado a profissionais da indústria.

O tema do evento, “O Brasil na nova (r)evolução industrial”, diretamente nos remete ao universo de Indústria 4.0, que é de longe o conceito de maior destaque nos foruns da indústria nos últimos cinco anos. Fruto de uma iniciativa do governo alemão (ver link), esse tema foi resgatado diversas vezes por quase todos os palestrantes e cada um deles com uma contribuição diferente e às vezes conflitante.

Assim como qualquer termo que tenta ser generalista, Indústria 4.0 significa diferentes coisas para diferentes pessoas de áreas distintas. Assim, foi trazido pelo primeiro palestrante Ronald Dauscha (escritório brasileiro do Instituto Fraunhofer). Foi preciso “desmitificar” (como ele colocou) para poder explicar.

Para Dauscha, Indústria 4.0 e manufatura avançada praticamente significam a mesma coisa, assim como as iniciativas na área industrial em outros países como China, Japão e Coreia do Sul. É um conceito, resultante da confluência de tecnologias aplicadas ao processo produtivo, que habilita um total controle do processo e ciclo de vida do produto permitindo redução de custo, customização e a criação de novos e revolucionários modelos de negócios.

Grande parte do que vemos em cases de Indústria 4.0 é apenas o resultado da aplicação intensiva de Tecnologias de Informação e Comunicação no tradicional processo produtivo. O que estamos vendo é o resultado da colisão de dois mundos que antes seguiam rotas distintas: o mundo das TICs com o mundo da TA -Tecnologia da Automação ou OT- Operation Technology.

Como dito no evento, Indústria 4.0 é uma jornada. Para ser trilhada, são necessárias evoluções e investimentos em várias frentes:

Modelagem Digital
Produtos inteligentes e conectados
Fábricas digitais
Serviços digitais

 

Modelagem Digital

Um primeiro passo necessário à construção da visão integrada de engenharia, produção e processos é a digitalização de projetos, produtos, produção, cadeia de suprimento e serviços. Na indústria, esse conceito é conhecido como Digital Twin (ou gêmeo digital) que nada mais é que a representação digital de produtos, plantas, processos ou sistemas.

Esses modelos apresentam uma versão, às vezes simplificada, do ente real, o que facilita a comunicação entre os diversos times envolvidos no processo e acelera o desenvolvimento de novos produtos. Além disso, as versões digitais habilitam fortemente a execução de diversas ações em ambiente simulado de forma que a implementação real seja mais otimizada. O benefício é bem evidente no planejamento de expansão de plantas ou na análise de falhas em equipamentos reais.

Uma técnica bastante utilizada é a modelagem e impressão 3D que vem sendo usada em vários cenários para otimização de processos de desenvolvimento e até na viabilização de produtos customizados. Esse foi o tema central do convidado da LWT Sistemas/Dassault Systèmes, o Vitor Hugo Jacob, que explanou sobre o percurso do 3D nas indústrias: começou com a modelagem 3D, depois por 3D DMU -Digital MockUps- que permite a rápida validação de projetos sem precisar fabricar o modelo físico; em seguida o 3D PLM -Product Lifecycle Management- que integra o DMU efetivamente no processo produtivo e; finalmente o que a Dassault cunhou de 3DExperience é a integração do modelo 3D, mas agora numa visão menos de engenharia e mais enterprise.

Na visão utópica de Indústria 4.0 seria permitida uma digitalização de toda a cadeia produtiva, partindo da conceitualização do produto, planejamento produtivo, produção, logística e finalmente entregando serviços. Isso possibilitaria simulações de negócios inteiros inclusive com modelagens de preço e mercado. Certamente, um dos grandes desafios é a integração de diversos modelos de componentes. Sistemas podem ser modelados com SysML, mas outros atores, como agentes logísticos, ainda requerem um esforço de padronização e semântica porque utilizam outro vocabulário.

Produtos inteligentes e conectados

O advento de internet das coisas (IoT), que permite a adição de inteligência e conectividade em produtos antes puramente físicos e isolados, permite a criação de novos modelos de negócios para as indústrias. Através da inovação continuada, elas podem manter um link com os produtos mesmo quando deixam a fábrica, aprender com os dados de uso desses produtos e evoluí-los em campo (através de atualizações de software ou de configware). Esse advento é extremamente dependente de tecnologias de TIC como plataformas, cloud computing, Big Data e data analytics.

Os produtos conectados não são constituídos apenas por um único hardware, mas são sistemas complexos cujo hardware é composto de acordo com a necessidade, podendo variar componentes como sensores ou interfaces de comunicação. Além disso, há muito software envolvido, tanto no software embarcado no próprio produto, quanto por software em cloud e muitas vezes por Apps em Smartphones. Esse portfólio de itens é gerenciado em indústrias por softwares aplicativos de PLM.

A palestra do José Leandro Serrano, da Siemens, trouxe o argumento que PLM é a base da indústria 4.0 porque habilita a gestão integrada dos elementos digitalizados, desde projeto de engenharia até o desenvolvimento de serviços. De fato, PLM gerencia inicialmente dados dos produtos e processos (requisitos, mudanças e aprovações). Mas o desenvolvimento dessa nova edição de produtos vai demandar adicionalmente a gestão de Apps, serviços em cloud e suporte a modelos de negócios voltados a serviços com base em análise de grandes quantidades de dados.

Fábricas digitais

Essa frente de trabalho se volta para dentro da planta das fábricas. A visão aqui é a evolução do processo produtivo através da adoção de sistemas ciber-físicos conectados e autônomos. A fábrica digital habilita a flexibilidade necessária para produção de pequenos lotes customizados sem onerar o processo produtivo.

Esse tema foi objeto da interessante palestra do José Rizzo da Pollux Automation. Rizzo trouxe exemplos da forma com que a robótica colaborativa tem permitido a aceleração da automação de linhas de montagem. O empecilho inviabilizante normalmente é o custo a que esses robôs chegam no Brasil. Embora a robotização seja um argumento patente, outro ponto colocado pelo Rizzo em que estamos bem alinhados é que, antes da adoção de robôs, a conectividade da indústria é o primeiro passo. Antes de Indústria 4.0 precisamos de Internet Industrial e dado o estágio de maturidade da maior parte das indústrias nacionais, esse parece ser o ponto de entrada no processo de digitalização.

A conectividade na indústria é imprescindível para o monitoramento contínuo de ativos e para a elaboração de modelos de manutenção preditivos a partir dos dados coletados em tempo real. Porém, do ponto de vista do controle de sistemas ciber-físicos, a conectividade permite outro conjunto de benefícios, tais como auto-organização dos componentes (setup) da linha e ajuste de parâmetros de produção em tempo real.

Serviços digitais

Os usuários, especialmente os mais jovens, estão gradativamente migrando de um modelo de aquisição de produtos para um modelo de acesso a serviços. As empresas da área industrial que não acompanharem o processo de digitalização estarão fadadas a um papel coadjuvante na cadeia de valor tendo acesso apenas aos modelos de negócios tradicionais e menos lucrativos.

Serviços digitais significa acompanhar o produto após a saída da fábrica. Traduz-se em informação sobre o seu usuário final e como mantê-lo. Ainda significa redução de custos de garantia. Apenas os produtos conectados e inteligentes habilitam serviços no pós-venda. O monitoramento do uso do produto e análise desses dados permite manutenção preditiva, otimização logística, a rápida correção de erros e, com atualizações remotas, a contínua evolução do produto com novas funcionalidades ou serviços pagos agregados.

De todos os passos citados até aqui, este é sem dúvida o mais disruptivo porque é o que causa o maior impacto nos negócios e nos mercados. Embora seja o mais arriscado, é o caminho que determina a sobrevivência em um cenário de transformação. Já vimos isso acontecer em vários mercados, em especial no automotivo, onde as tradicionais indústrias de vender produtos estão lentamente experimentando outros modelos.

Indústria 4.0, assim como IoT e Internet Industrial, não é apenas mais um termo da moda. É real e embora represente uma visão de futuro, é o presente em vários exemplos. Ele será alcançado a partir de pequenos passos, como os descritos neste texto, e são todos possíveis em qualquer setor industrial. Como foi visto, o desenvolvimento dessa visão requer não apenas tecnologia e conectividade, mas especialmente necessita de uma abertura para possibilitar o design de novos serviços e de novos modelos de negócios.

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