APS Industria 4.0 - UNIP

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INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – ICET
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA INDÚSTRIA 4.0
SÃO PAULO – SP 2021
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Milena
	RA
	TURMA
	
	
	
	
	
	
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA INDÚSTRIA 4.0
Atividade Prática Supervisionada – APS – trabalho apresentado como exigência para a avaliação do 6º e 7º semestres, do curso de Engenharia de Produção da Universidade Paulista – Campus Marquês.
Orientadores: Dr. Eng. Sergio Luiz Kyrillos Dr. Sergio Manoel Gomes
SÃO PAULO – SP 2021
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO	5
CONCEITO DA INDÚSTRIA 4.0	7
EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA 4ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL	9
Primeira Revolução Industrial – Indústria 1.0	9
Segunda Revolução Industrial – Indústria 2.0	11
Terceira Revolução Industrial – Indústria 3.0	12
Quarta Revolução Industrial – Indústria 4.0	14
INICIATIVAS DA INDÚSTRIA 4.0 PELO MUNDO	15
Estados Unidos	16
Alemanha	16
China	17
Japão	18
INICIATIVAS E AÇÕES GOVERNAMENTAIS E POLÍTICAS DE INCENTIVO, PARA A IMPLANTAÇÃO DA INDÚSTRIA 4.0 NO BRASIL	18
A Agenda Brasileira para a Indústria 4.0	20
COMO O BRASIL PODE CONSTRUIR VANTAGEM COMPETITIVA NO CONTEXTO DA INDÚSTRIA 4.0	22
Fornecedores desatualizados	22
Investimentos altos	22
Infraestrutura defasada	22
Mudança de cultura	22
Como está a competitividade brasileira?	23
COMO PREPARAR UMA EMPRESA PARA A 4ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL – O PASSO A PASSO	23
As Vantagens e Desvantagens da Indústria 4.0	23
SEIS PRINCÍPIOS DA INDÚSTRIA 4.0	24
Interoperabilidade	25
Virtualização	25
Descentralização	25
Capacidade de resposta em tempo real	25
Orientação ao serviço	26
Modularidade	26
OS QUATRO COMPONENTES CHAVE DA INDÚSTRIA 4.0	26
Sistemas Cyber-Físicos	26
Internet das Coisas (IoT - Internet of Things)	26
Internet dos Serviços (IoS – Internet of Services)	27
Fábricas inteligentes	27
GRAU DE COMPLEXIDADE DA INDÚSTRIA 4.0	27
PRINCIPAIS TECNOLOGIAS DA INDÚSTRIA 4.0	28
Big Data	28
Simulação	28
Robôs	29
Realidade aumentada	29
Internet das coisas	30
Integração de sistemas	30
Internet de serviços	30
Computação na nuvem	30
Manufatura aditiva	31
Machine to Machine	31
Inteligência artificial	32
Segurança da informação	32
ESTUDO DE CASO	32
A Metalpó	33
PERGUNTAS REALIZADAS NA ENTREVISTA	43
CONCLUSÃO	44
BIBLIOGRAFIA	45
1. INTRODUÇÃO
Sabe-se que o mundo passou por diversas revoluções, que resultaram em não só em grandes mudanças, mas também em avanços tecnológicos que crescem gradativamente até hoje. Pode-se dizer que a tecnologia é um instrumento fundamental em inúmeros âmbitos da vida humana, como por exemplo na medicina, visando a melhoria de qualidade de vida, na forma em que as pessoas se comunicam ou até mesmo, como o mercado atual se comporta hoje em dia, resultando em novos produtos e novas formar de como organizar uma empresa. Esse cenário demanda que os sistemas de tecnologia da informação integrem as diversas variáveis que compõem uma empresa, uma vez que promovem agilidade na troca de informações e comunicação entre processos e operações (EVANS; ANNUNZIATA, 2012; WRIGHT, 2014; HELU et al., 2015).
A quarta revolução mudou certos paradigmas que existiam nas três revoluções anteriores. Tem como objetivo melhorar processos através de conexões e redes técnicas da internet das coisas (Internet of Things – IoT), inteligência artificial, dados em nuvem, big data, robótica e tantas outras interfaces, ou seja, tecnologia presente na rotina do ser humano em todas as formas, gerando informações que são armazenadas em bancos de dados que serão verificados no futuro, com intuito de visualizar um padrão de consumo novo para poder auxiliar a gestão das empresas tecnológicas de hoje em dia.
Para Bertolucci (2016), conectando máquinas, sistemas e ativos, as empresas podem criar redes inteligentes ao longo de toda a cadeia de valor que podem controlar os módulos da produção de forma autônoma. As fábricas inteligentes têm a capacidade e autonomia para agendar manutenções, prever falhas nos processos e se adaptar aos requisitos e mudanças não planejadas na produção.
O termo Indústria 4.0 surgiu em Hannover (Alemanha) numa feira, no ano de 2011, por meio da implementação de um projeto, que consistia em recuperar e elevar a produtividade e aumentar a competitividade do país. A tecnologia cresce cada vez mais e por esse motivo, mudanças no cenário do mercado produtivo, foram necessárias para que a economia fosse alavancada.
A Indústria 4.0 é um tema recente e tem provocado um grande interesse nos setores econômicos e acadêmicos, refletido no aumento de publicações relacionados
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a temática. (LIAO et al., 2017). Pontuando como objetivo geral, foi aprofundado um estudo na identificação em como o Brasil pode melhorar sua posição de competitividade, utilizando os métodos da Indústria 4.0, já que desde 2010, segue sendo rebaixado no Índice Global de Competitividade (informação verbal)1.
E com isso, faz-se o seguinte questionamento: Como as empresas têm contribuído na produção de conhecimento e implementação de métodos ligados à Indústria 4.0 no Brasil?
1 Notícia fornecida por pesquisa de Índice Global de Competitividade feita pelo site
countryeconomy.com, em São Paulo, Abril de 2021.
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2. CONCEITO DA INDÚSTRIA 4.0
Dentre todas as revoluções industriais acontecidas no passado, a quarta revolução industrial é a mais desafiadora, com o foco na conectividade, representando a automação industrial e a inclusão de diversas tecnologias. É indispensável a troca de informações durante o processo produtivo para a perfeita funcionalidade.
Figura 1: Evolução das Revoluções
Fonte: Werts Ambiental
A quarta revolução industrial eleva a automação para um nível de escala maior do que a industrial está habituada, aquecendo uma série de evolução no processo produtivo fazendo o uso da tecnologia mais elaborada nos processos industriais (SCHWAB, 2016).
Com o engajamento das tecnologias da internet dentro da indústria, é visto como um enorme eixo para a Indústria 4.0. Interligando as máquinas do processo produtivo, sistemas e ativos, as empresas controlam o processo de produção de maneira autônoma por meio de redes inteligentes criadas (VENTURELLI, 2016).
As descobertas tecnológicas inteligentes marcam a Indústria 4.0, envolvendo sistema de tecnologias avançadas movida por inteligência artificial, robótica, computação em nuvem, big data, analytics, internet das coisas (Internet of Things – IoT) etc., sendo um pilar para a Indústria 4.0 (Confederação Nacional da Indústria, 2016).
Figura 2: Tecnologias Inteligentes
Fonte: Tecnicon
Fábricas inteligentes nascem pelo conceito da Indústria 4.0, na demanda de inovação de produtos, processos industriais e procedimentos inteligentes, com a capacidade de desenvolver sistemas enigmáticos enormes, com escassa interrupção nos processos produtivos (Kagermann et al., 2013).
A Indústria 4.0 é integrada por quatro tecnologias:
· Sistemas Cyber-Físicos;
· Internet das Coisas;
· Internet de Serviços;
· Fábricas Inteligentes.
Para Hermann, Pentek e Otto (2016) os sistemas cyber-físicos (CPS) é um membro que interliga o momento físico ao virtual, reunindo informações presentes e
efetivando o processo. A internet das coisas (Internet of Things – IoT) conecta a Indústria 4.0 estruturando uma rede de comunicação entre humanos e máquinas. A internet dos serviços (Internet of Services – IoS), admite a licitação e finalidade de trabalho empregando a estrutura da internet. Por conta disso, a fábrica inteligente é qualificada em coordenar grandes fábricas inteligentes, que conversam entre si, usufruindo dos benefícios da internet das coisas e da internet dos serviços.
Figura 3: Indústria Inteligente
Fonte: Engarrafador Moderno
3. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA 4ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
Desde a 1º revolução industrial o avanço tecnológico foi o protagonista para a evolução da indústria, as revoluções industriais agregadas ao avanço tecnológico resultam no surgimento da Indústria 4.0 ou quarta revolução industrial.
3.1. PrimeiraRevolução Industrial – Indústria 1.0
Anteriormente tudo era produzido de forma manual por homens, mulheres, e até mesmo crianças que acarretava uma produção lenta, para o capitalismo não era
agradável, pois seu fundamento era de uma produção rápida e lucrativa (CAVALCANTE; SILVA, 2011).
Na Inglaterra no fim do século XVIII e no início do século XIX, entre 1760 e 1860 ocorreu a 1º Revolução Industrial criando a máquina a vapor, transformando o cenário industrial e introduzindo os conceitos de manufatura automatizada.
A primeira revolução industrial ficou conhecida por grandes invenções naquele período, alavancando o setor produtivo possibilitando a produção em maior escala e consequentemente aumentando os lucros, beneficiando também o transporte. A ciência revelou a eficácia do carvão como fonte de energia e então descobriu a máquina à vapor e a locomotiva (VENTURELLI, 2017).
Figura 4: Locomotiva à vapor
Fonte: Amantes da Ferrovia
A principal indústria a desfrutar da nova tecnologia foi a têxtil, sua produtividade cresceu devido a implantação das máquinas de fiar, o teor mecânico e a máquina a vapor, impulsionando a economia inglesa exportando os tecidos produzidos (IGLESIAS,1984). Nessa época surge o trabalho assalariado e a divisão de trabalho, cada colaborador passa a exercer uma etapa do processo de produção e não em todas as etapas como era antigamente.
Um feito importante marca a primeira revolução industrial, o nascimento do Direito do Trabalho, em diversos setores produtivos a mecanização instalada substitui a força humana e animal (SOUZA, 2012, p.21).
Com a evolução tecnológica surge a inovação da Indústria 2.0 ou segunda revolução industrial.
3.2. Segunda Revolução Industrial – Indústria 2.0
Iniciou-se entre 1850 e 1870 na Inglaterra correspondendo ao prosseguimento do processo de revolução na indústria e se expandindo para outros países.
A Segunda Revolução Industrial ocorreu a descoberta da eletricidade que foi um marco naquela época, alavancando a produção em massa substituindo a o vapor por energia elétrica surgindo a racionalização do trabalho, ou seja, taylorismo, outras descobertas importantes foi a transformação do ferro em aço, desenvolvimento da indústria e entre outros setores. A ênfase da Indústria 2.0 buscou maiores lucros, ampliação da produção e a especialização do trabalho (SILVA; GASPARIN, 2013).
Henry Ford em 1914 começou o fordismo, que se apresenta como produção em massa adicionando a primeira linha de montagem automatizada com esteiras rolantes. Por meio de renovações técnicas Henry Ford tinha em mente racionalizar a fabricação capitalista, que a produção em massa e o consumo em massa estavam equiparados (BOETTCHER, 2015).
Ford revolucionou a indústria automobilística com o desenvolvimento de um sistema semiautomatizado por esteiras transportadoras, considerando a primeira linha de montagem automatizada instalada (SILVA; GASPARIN, 2013).
Por meio do capitalismo a economia global ascendeu a países como Estados Unidos, Alemanha, Japão e França líderes globais da tecnologia.
Figura 5: Linha de montagem
Fonte: Conhecimento Científico
3.3. Terceira Revolução Industrial – Indústria 3.0
Ao fim da segunda guerra mundial (1939-1945) deu início a terceira revolução industrial ou revolução técnico-científico-informacional. Nos anos 70 no final do século XX a terceira revolução industrial foi notada por uma grande transformação tecnológica jamais vista com o propósito de minimizar a participação humana nos processos produtivos.
A terceira revolução industrial alavancou o desenvolvimento da tecnologia com o surgimento da microeletrônica, da internet, do chip, da informática, da robótica etc., desenvolvida no Japão, os componentes eletrônicos são introduzidos em máquinas que passam a ser programáveis, facilitando a produção atuando de maneira mais eficaz, constante e estável nos processos produtivos, integralizando as pessoas, máquinas e processos, a indústria passa a ser um ambiente semiautomatizado (PIROLO;OLIVEIRA, 2018, p.5).
Com surgimento do computador como o primordial ferramental capaz de modificar drasticamente os modelos de trabalho e produção (MORAES; FADEL, 2008, p.2). Componentes específicos para um sistema integrado resulta em uma redução nos custos, em (processamentos, armazenamento, produção e transmissão de informações), desenvolvendo produtos de qualidade e com competitividade no mercado (CONCEIÇÃO; 2012).
Figura 6: Automação Industrial
Fonte: Sumig
Neste período despontou o sistema Toyota de produção (Toyotismo) no Japão, contribuindo para que a indústria japonesa elevasse o país para um grau de elevação em potência mundial.
Conforme Druck (1999) o sistema Toyotismo representa a completa eliminação dos desperdícios, os produtos entram em fabricação conforme a demanda de pedido (Just in Time), planejando a não abundância de produtos e matérias-primas, é empregado por quatro aspectos:
· Os empregados receberão benefícios e emprego eficiente;
· Produzir conforme a demanda (Just in Time), tarefa em equipe e reposição do estoque (Kanban);
· Representante do sindical;
· Hierarquização dentro das indústrias de todos os portes.
Os trabalhadores rurais e do meio urbano passaram a ser mais exigidos suas qualificações técnicas por conta dos equipamentos avançados, muitos empregos surgiram por qualificações e aumentaram os números de desemprego por trabalhadores que não conseguiram se qualificar.
3.4. Quarta Revolução Industrial – Indústria 4.0
Conforme Kagermann et al., (2013) a quarta revolução industrial conhecida como Indústria 4.0 surgiu na Alemanha por conta da demanda de produtos específicos e a evolução das tecnologias para atender a informatização da produção e manufatura dos objetos.
A Indústria 4.0 é marcado por descobertas inteligentes englobando um sistema de tecnologias avançadas movida por inteligência artificial, robótica, big data, analytics, nanotecnologia, computação quântica, biotecnologia, internet das coisas (Internet of Things – IoT) etc., estimulando a digitalização das operações industriais sofisticando os processos e elevado a fabricação.
Todas as máquinas dentro de um processo produtivo estão interconectadas, comunicando entre si informações decorrentes do processo que possibilita alterações em seu planejamento (VENTURELLI, 2016).
Os Cyberspaces que interligam todos os dispositivos do processo constituem os sistemas cyber-físicos, unido o mundo real com o mundo virtual (ZANNI, 2015).
Figura 7: Inteligência artificial
Fonte: DPJ Automação
O impulso na produtividade é imenso, aproveitando ao máximo recursos disponíveis e na ampliação de produtos em grande escala, os sistemas cyber-físicos acompanha todo o processo físico, tomando decisões que podem ser ajustados de infinitas configurações por conta da capacidade de coletas, conservação de dados e
análise, que combinados de forma correta garantem o máximo desempenho impulsionando resultados magníficos.
Com o avanço tecnológico a Indústria 4.0 exige conhecimento qualificado dos colaboradores, entretendo as qualificações permanentes possibilita que as pessoas fiquem ativa no mercado de trabalho (FEMEC, 2016).
Com o avanço tecnológico a Indústria 4.0 possibilita que as máquinas de fabricação tem total autonomia para reduzir custos e otimizar os processos executado, a ordem de serviço traz informações sobre o caminho que a peça percorrera dentro do processo produtivo até constituir o produto finalizado, portanto o planejamento e controle da produção acontece em tempo instantâneo. (COLLABO, 2016).
Figura 8: Linha de produção
Fonte: Blog do ERP
4. INICIATIVAS DA INDÚSTRIA 4.0 PELO MUNDO
Com o avançar dos anos, as políticas já existentes nos Estados Unidos e Alemanha se aprofundaram cada vez mais no intuito de possuir uma nova barreira tecnológica, ao mesmo tempo em que diversos outros países entraram neste movimento global.
Além dos Estados Unidos o número de países que implementam a indústria 4.0 vem tendo uma crescente considerável. O Japão por exemplo conhecido por seusprojetos e produtos robóticos adotou em 2015, lança o Fórum Industrial Value Chain Initiative para discutir a indústria do futuro e a Robot Strategy.
Além do Japão, a China em 2015, criou um programa chamado “Made in China”, cujo objetivo é se tornar uma das maiores forças industriais do mundo até 2049.
4.1. Estados Unidos
A 4° revolução industrial e a reindustrialização caminham juntas, pois os norte- americanos têm como objetivo uma indústria mais automatizada, sustentável e digital.
Para suprir as demandas de Manufatura Avançada, desenvolveu-se a National Network for Manufacturing Innovation (NNMI). Claro que o investimento para que tudo seja possível não foi baixo, segundo pesquisas os EUA tiveram investimentos federais de US$600 milhões e atraíram mais US$1,2 bilhão do setor privado.
4.2. Alemanha
Adotado como nome oficial do programa Indústria 4.0, seu conceito foi desenvolvido pela Acatech (Academia Nacional de Ciência e Engenharia Alemã).
Por trás dessa estratégia, existem preocupações sobre não perder a liderança do setor, além da Ásia que representa uma ameaça na Indústria Alemã temos os Estados Unidos também crescendo e promovendo projetos para promoção de uma manufatura avançada.
A Alemanha adota a estratégia dupla de sucesso da indústria defensiva 4.0 (manutenção, competitividade) e agressividade para desenvolver novos mercados.
· Melhorar a competitividade de toda a indústria na Alemanha;
· Para desenvolver as capacidades das empresas alemãs em sistemas de automação, estão desenvolvendo novos equipamentos para que os serviços e produtos sejam vendidos em escala global. A Indústria 4.0 é consistente com a indústria alemã em outros países.
4.2.1. Oito frentes de trabalho foram definidas na Alemanha:
1. Padronização e arquitetura de referência.
2. Gerenciamento de sistemas complexos.
3. Infraestrutura de banda larga com capacidade de atender as demandas da indústria.
4. Proteção e segurança.
5. Organização do trabalho e design.
6. Treinamento e desenvolvimento profissional contínuo.
7. Estrutura regulatória.
8. Eficiência dos recursos.
Destaca-se que nos Estados Unidos e na Alemanha a criação e o uso de testbeds, onde utiliza-se um produto exemplo para demonstrar, testar e simular sistemas produtivos, em que sua infraestrutura é compartilhada com instituições universitárias e de pesquisas, apresentam crescimento.
4.3. China
A indústria de transformação é uma das maiores provedoras do sucesso da China nas últimas décadas. Entretanto, devido ao excesso de capacidade, o aumento dos custos da mão de obra, ademais do desenvolvimento da economia, o setor tem registrado uma desaceleração significativa. Em contrapartida, o governo e as indústrias chinesas estão se voltando para a Indústria 4.0. Existem duas políticas complementares, são elas:
4.3.1. Internet Plus
Desenvolvida em 2015, pretende investir US$4,4 bilhões em startups e tecnologias.
4.3.2. Made in China
35 anos de projetos, com perspectiva de início para 2025, estão formulados em um plano de três etapas para impulsionar a indústria e o potencial inovador da China. O objetivo é tornar a China um líder mundial. Atualmente, a China divide os principais fabricantes do mundo em três níveis, com os Estados Unidos no topo, Japão e Alemanha no segundo nível e a China no terceiro. O plano é subir ao segundo nível até 2025 e tornar-se líder deste até 2035 e, finalmente, se estabelecer no primeiro em 2049 (centenário da fundação da Nova China). Dentro deste modelo encontra-se a Indústria 4.0.
4.4. Japão
O Japão tem duas iniciativas: a Robot Revolution Initiative e a Industrial Value Chain Initiative (IVI). O país possui um alto entendimento quanto à relevância de monitorar as movimentações tecnológicas das principais lideranças industriais do mundo, de forma que o governo e o setor privado desenvolvam novos processos de produção.
5. INICIATIVAS E AÇÕES GOVERNAMENTAIS E POLÍTICAS DE INCENTIVO, PARA A IMPLANTAÇÃO DA INDÚSTRIA 4.0 NO BRASIL
Em 2016 a FIRJAN apontou as perspectivas para a Indústria 4.0 no Brasil. Em sua publicação, indicam que grande parte da indústria brasileira está transitando entre a segunda e a terceira revolução industrial, ou seja, entre linhas de montagem e a automação.
De acordo com a publicação, o setor que está mais avançado com relação à indústria 4.0 é o Automotivo. A indústria automotiva tem muitos profissionais, que podem ser aproveitados em outros setores (FIRJAN, 2016).
A implantação da Indústria 4.0 no cenário brasileiro traz desafios como:
· A construção de políticas estratégicas, incentivos governamentais;
· A reunião de empresários e gestores com postura proativa;
· O desenvolvimento tecnológico e formação de profissionais, próximos à indústria.
A Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI), identificou em 2017, cinco eixos onde o Brasil pode avançar com relação a Indústria 4.0. São eles:
· Criação de um programa brasileiro de manufatura avançada;
· Buscar acordo bilateral com a Alemanha, entre o programa de manufatura avançada criado e o alemão Industrie 4.0;
· Criação de uma rede de testbeds de manufatura avançada no Brasil;
· Alinhamento e criação de linhas de fomento;
· Engajamento de pequenas e médias empresas (PME).
Estes eixos foram criados baseados em pesquisas realizadas com instituições alemãs e acredita-se que com eles a indústria brasileira se aproxime dos princípios da Indústria 4.0 e se torne mais competitiva no mercado mundial.
No ano de 2017, o Instituto de Estudos para o Desenvolvimento Industrial (IEDI) publicou um trabalho onde sugeria algumas políticas para a Indústria 4.0 no Brasil. São elas:
· Vincular a obtenção de empréstimos do Financiamento de Máquinas e Equipamentos (Finame) e para capital de giro, do BNDES, com a contratação de consultoria visando o aumento da produtividade.
· Difundir as tecnologias digitais em arranjos produtivos.
· Financiar as inovações de tecnologias através das agências de fomento Finep e BNDES junto com o auxílio econômico.
· Criar laboratórios de testbeds com recursos de empresas interessadas e recursos dos governos federal e estaduais.
· Capacitar os recursos humanos em diversas áreas de formação, como por exemplo, nas tecnologias habilitadoras da Indústria 4.0, na transferência de tecnologias para as empresas e em instituições de pesquisa.
· Com apoio governamental atrair para o Brasil novos em tecnologia.
· Gerar uma onda de criação de novas empresas tecnológicas, através da multiplicação e intensificação de programas de participação em investimentos.
· As agências de fomento contribuírem financeiramente para que as novas empresas que queiram desenvolver novos projetos os consigam.
· Apoiar financeiramente a aquisição de ativos tecnológicos no exterior.
· Permitir o financiamento não reembolsável a consórcios para desenvolver soluções digitais.
No que diz respeito aos financiamentos, dois problemas precisam ser resolvidos: custos elevados e restrição de acesso das empresas ao financiamento, no caso da subvenção econômica e do financiamento não reembolsável há que se mobilizar novos recursos (VERMULM, 2018).
5.1. A Agenda Brasileira para a Indústria 4.0
A Agenda Brasileira para a Indústria 4.0 foi uma iniciativa do Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços (MDIC) e da ABDI e é constituída por dez medidas, sendo elas:
5.1.1. Difusão do Conteúdo da Indústria 4.0
Onde se dissemina a informação, pois distribui o significado da Indústria
4.0 e das possibilidades abertas por ela.
5.1.2. Autoavaliação
Foi desenvolvida pelo governo uma plataforma, onde as empresas podem se autoavaliar com relação ao seu grau de desenvolvimento referente às tecnologias digitais.
5.1.3. HUB 4.0
Outra plataforma desenvolvida pelo governo federal que conecta empresas do setor industrial com provedores de tecnologias.
5.1.4. Brasil Mais Produtivo 4.0
É voltada para pequenas empresas, onde a proposta é que elas ampliem o seu programa Brasil Mais Produtivo incluindo ações de digitalização.
5.1.5. Fábricas do Futuro eTestbeds
O governo irá destinar recursos para a instalação de 20 fábricas do futuro e laboratórios de testes para demonstração.
5.1.6. Conexão Startup-Indústria 4.0
O governo tem o objetivo de criar um ambiente para aproximar e viabilizar a conexão de startups com grandes empresas e indústrias de maior porte, através da ABDI.
5.1.7. Mercado de Trabalho e Educação 4.0
Proposta é identificar competências necessárias para a Indústria 4.0 e formar os recursos humanos que atendam às demandas das empresas industriais.
5.1.8. Regras do Jogo 4.0
O governo apresentou uma série de reformas legais para objetivar a aceleração da robotização, que envolve definir os normativos para viabilizar a colaboração de robôs e força de trabalho.
5.1.9. Financiabilidade para uma Indústria 4.0
É uma medida que é mais voltada para o financiamento da Indústria 4.0.
5.1.10. Comércio Internacional 4.0
Referente a este foram propostas reduções de impostos para importações de algumas tecnologias da Indústria 4.0, além da inclusão do tema Indústria 4.0 para acordos com países do Mercosul ou até mesmo de outros blocos.
6. COMO O BRASIL PODE CONSTRUIR VANTAGEM COMPETITIVA NO CONTEXTO DA INDÚSTRIA 4.0
A transição para a Indústria 4.0 é realizada de forma gradual e muitas indústrias utilizam hoje, alguns dos conceitos da manufatura digital, mas ainda não operam em sua totalidade neste formato. Isso ocorre devido:
6.1. Fornecedores desatualizados
É preciso adaptar a cadeia produtiva às novas mudanças tecnológicas da indústria. No entanto, em alguns setores, isto ocorre de forma mais ágil e, enquanto em outros, ocorre de forma mais lenta e conseguir atingir certo equilíbrio em todos é um desafio.
6.2. Investimentos altos
Toda mudança exige um nível de investimento e, algumas empresas realizam as suas migrações para a Indústria 4.0 com uma certa cautela, e dentro da atual situação econômica, muitas empresas ainda estão receosas em investir, mesmo existindo diversos benefícios dentro da Indústria 4.0.
6.3. Infraestrutura defasada
Para a implementar a Indústria 4.0, é preciso uma infraestrutura bastante potente, como por exemplo as redes móveis e internet banda larga, que consigam lidar com o grande fluxo de dados que ocorrem durante os processos.
6.4. Mudança de cultura
Outro grande desafio é a transformar a cultura das empresas para a Indústria
4.0 no Brasil, algo que deve ser feito de forma gradual, uma vez que ela pode estar presente em uma organização e pode trazer certa resistência.
6.5. Como está a competitividade brasileira?
O potencial do Brasil é indiscutível, porém, há uma série de fatores que comprometem o crescimento do país, como a falta de abertura da economia nacional, mercado laboral pouco flexível e falta de qualidade na educação (TECNICON, 2019).
Apesar de existir certo otimismo do mercado em relação à perspectiva de melhora desse cenário em 2019, esses obstáculos acabam influenciando o desempenho da nação em relatórios internacionais.
Como mostra o ranking global de competitividade do World Economic Fórum, onde, em 2018, o Brasil aparece na 72ª posição do relatório – sendo que no ano de 2017 ocupamos a 62ª classificação.
7. COMO PREPARAR UMA EMPRESA PARA A 4ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
– O PASSO A PASSO
7.1.	As Vantagens e Desvantagens da Indústria 4.0
Quando falamos em implementações da Indústria 4.0, as empresas buscam saber todas as vantagens e desvantagens que possam surgir para o seu dia a dia. Um dos benefícios trazidos pela Indústria 4.0 é a operação em tempo real, onde é possível revisar e analisar dos dados das produções em tempo real e de forma praticamente instantânea.
Existe também o conceito de virtualização, que permite a visualização dos processos fabris de forma remota, sendo possível visualizar todos os processos em versões virtuais de suas fabricas.
Com isso podemos aumentar a produtividade das fábricas, utilizando a otimização e a automação, trazendo uma redução de custos e de perdas, um aumento da lucratividade, aumentar a velocidade de produção, prevenir erros e atrasos, dentre outros.
O aumento da produtividade através da otimização e automação, é um dos primeiros objetivos dos projetos da Indústria 4.0 (ALMEIDA, 2018). Ou seja, reduzir
custos e perdas, aumentar a lucratividade, automatizar para prevenção de erros e atrasos, aumentar a velocidade da produção e assim por diante.
Os principais fatores relacionados a eficiência operacional das fabricas são:
· Redução de paradas na produção;
· Redução no custo do ciclo do ativo;
· Melhoria do uso do ativo;
· Melhoria da produção.
Os benefícios do aumento da produtividade não estão atrelados apenas internamente à indústria, como redução de custos e automação de processos. Isso também se encaixa na perspectiva centrada no cliente (ALMEIDA, 2018).
Além disso com o uso remoto de controle das fábricas através da internet das coisas, problemas no maquinário e nas instalações podem ser resolvidos antes mesmo de acontecerem, desta forma não sendo preciso interromper completamente o processo por um longo período.
Falando em problemas nas instalações, por mais que a mão de obra da Indústria 4.0 seja reduzida, sendo uma das desvantagens deste processo, ainda é preciso algumas pessoas trabalhando dentro das fábricas, e estas automações nos processos feitos pela internet das coisas, é capaz também de prever possíveis riscos à saúde dos funcionários, como: incêndios, radiação, elementos tóxicos, gases e melhora as condições de trabalho com relação a temperatura e umidade.
Também podemos citar diversos benefícios relacionados ao meio ambiente, uma vez que é possível monitorar e controlar as emissões de gases tóxicos e outros tipos de poluentes em nossos sistemas próximos às fábricas e a redução de matéria prima desperdiçada.
8. SEIS PRINCÍPIOS DA INDÚSTRIA 4.0
Hermann et al. (2015) identifica na literatura os princípios básicos para a aplicação bem-sucedida de iniciativas de Indústria 4.0: interoperabilidade, virtualização, descentralização, capacidade de resposta em tempo real, orientação ao
serviço e modularidade. A seguir uma breve explicação sobre cada um destes princípios:
8.1. Interoperabilidade
Este conceito é baseado na capacidade de comunicação entre produtos e sistemas de produção e de transporte através da rede, independentemente do tipo de elemento inteligente utilizado. A chave para alcançar uma comunicação fluida é definir e implantar muitos protocolos e padrões internacionais.
8.2. Virtualização
Está relacionada com a capacidade dos sistemas de monitorarem os processos, e com base nos dados coletados, transformarem os sistemas de produção físicos em modelos matemáticos, permitindo a previsão de problemas e a tomada de decisões referentes ao processo.
8.3. Descentralização
Uma vez que os processos ficam cada vez mais individuais e complexos, descentralizar as tomadas de decisões acaba sendo o caminho mais adequado dentro da Indústria 4.0, por isso são utilizados módulos computacionais inteligentes para cada um dos componentes do sistema produtivo. Entretanto isto não significa que todas as funcionalidades serão descentralizadas. A manutenção é um dos exemplos que continua com seu controle centralizado.
8.4. Capacidade de resposta em tempo real
Visando garantir que o sistema seja capaz de reagir a mudanças de demandas ou problemas de operação, é necessário que exista uma coleta de dados, além de suas análises, desta forma fornecendo respostas em tempo real. Apenas desta forma é possível tonar mais eficiente a fábrica inteligente.
8.5. Orientação ao serviço
Este princípio trata de disponibilizar todos os processos que ocorrem dentro da fábrica, sendo ações de operários, maquinário e sistemas inteligentes à tecnologia dos serviços, que fornecerá as ações recomendadas, sejam elas internas ou externas, para cada necessidade.
8.6. Modularidade
Os sistemas modulares possuem uma grande importância para concretizar os objetivos da Indústria 4.0, pois ele consegue ajustar e reorganizar pari passu com mudançasna demanda ou necessidade de customização de produtos. Utilizando princípios de padronização e protocolos universais de comunicação esses sistemas podem incorporados, fornecendo suas funções através da internet das coisas.
9. OS QUATRO COMPONENTES CHAVE DA INDÚSTRIA 4.0
9.1. Sistemas Cyber-Físicos
A associação entre a computação, rede e processos físicos. Sistemas Cyber- Físicos são a combinação de vários sistemas de natureza diferente, cujo objetivo principal é administrar um processo físico e, através do seu feedback, adequar-se a novas condições, em tempo real.
9.2. Internet das Coisas (IoT - Internet of Things)
A IoT (Internet of Things) é o conceito de conectar algum dispositivo à Internet e a outros dispositivos conectados. É uma rede imensa de coisas e pessoas conectadas, que coletam e compartilham dados sobre a maneira como são utilizadas e sobre o ambiente ao seu redor. Cada vez mais, organizações de diversos setores estão usando a IoT (Internet of Things) para operar com mais competência, compreender melhor os clientes para oferecer um serviço aperfeiçoado ao cliente, melhorar a tomada de decisões e aumentar o valor dos negócios.
9.3. Internet dos Serviços (IoS – Internet of Services)
A IoS (Internet of Services) é, fundamentalmente, o acompanhamento dos serviços da Internet das Coisas (IoT - Internet of Things) ou a produção de serviços profundamente ligados à IoT (Internet of Things). Partindo basicamente que a IoT (Internet of Things), abrange a comunicação constante entre máquinas/máquinas e entre máquinas/homem.
9.4. Fábricas inteligentes
Tem a capacidade e a autonomia necessárias para agendar manutenções, prever falhas nos processos e se adaptar aos requisitos e mudanças não planejadas na produção.
10. GRAU DE COMPLEXIDADE DA INDÚSTRIA 4.0
Quando falamos sobre a complexidade da Indústria 4.0 hoje podemos começar falando sobre a segurança de dados pois a mistura de sistemas físicos e digitais dentro de uma indústria inteligente possibilita a capacidade de se comunicar em tempo real, porém, em contrapartida nos traz o risco de uma maior superfície de ataque (lugares onde um usuário que não é autorizado pode extrair dados) por isso hoje em dia manter uma deixar a superfície de ataque o menor possível é uma medida básica de segurança.
Outra coisa que aumenta o grau de complexidade da Indústria 4.0 hoje, é a falta de pessoas com as habilidades mínimas para conseguir aproveitar todos os benefícios e melhorias que a Indústria 4.0 pode oferecer a uma fábrica, pois para dominar esse grau de complexidade é exigido ferramentas de software adequadas para conseguir projetar e montar sistemas relevantes, e, naturalmente, também conseguir operá-los.
É urgentemente necessário que essas ferramentas sejam desenvolvidas e lançadas ao longo dos próximos anos. Em todo o mundo, os governos, federações de indústrias e empresas têm reconhecido a importância de criar seu próprio valor acrescentado através da produção.
11. PRINCIPAIS TECNOLOGIAS DA INDÚSTRIA 4.0
A Indústria 4.0 engloba a grande maioria das inovações tecnológicas nos campos de automação e tecnologia da informação para manufatura. Tendo sempre em vista o objetivo de criar processos cada vez mais rápidos, flexíveis e eficientes, a Quarta Revolução Industrial, denominada de Indústria 4.0, como vimos, consiste em promover a união dos recursos sendo eles digitais e físicos assim conseguindo conectar máquinas e sistemas ativos com a finalidade de produzir itens com a maior qualidade sempre tentando manter o menor custo possível.
Desta forma temos diversas tecnologias envolvidas no processo de digitalização das empresas onde é chamado de tecnologia habilitadora para Indústria
4.0. As principais tecnologias relacionadas com a Quarta Revolução Industrial são:
11.1. Big Data
Big data é um termo muito falado quando pensamos em tratamento de grandes volumes de informações que se aplicam na Indústria 4.0, basicamente todos os dados que são coletados precisam e devem ser tratados e armazenados para em seguida conseguir gerar uma base de conhecimento para as decisões a serem tomadas na indústria.
Este é um dos principais pilares para conseguirmos levar a realidade fabril a Indústria 4.0.
11.2. Simulação
Sistemas que simulam o que pode e vai acontecer na indústria é essencial para começarmos a falar de redução de custos, pois, é muito mais barato fazer testes e experimentos no computador a fabricar uma peça física para saber se ela vai ter algum problema, diminuindo o custo elevado para empresa. A simulação, hoje em dia, está se tornando cada vez mais acessível.
11.3. Robôs
A utilização de robôs nas indústrias apresenta cada vez mais diversos benefícios, pois, são os robôs que são recomendados para a realização de tarefas padronizadas e que dependem de um número limitado de variáveis, sendo cada vez mais apropriados para executar o atendimento de demandas massivas.
Porém suas aplicações são inúmeras podendo ser desde o registro de pedidos até mesmo carga e descarga de máquinas, o resultado é cada vez mais a redução de falhas e perda de tempo de processamento dessas atividades e assim cada vez mais gerar economia de custos.
Essas inovações na área de robôs possui uma rápida instalação e uma grande flexibilidade para troca de função ou até mesmo ajustes e manutenções. Além disso hoje no mercado já existem opções que apresentam o baixo custo de implementação assim viabilizando o investimento para cada vez mais indústrias.
11.4. Realidade aumentada
Poucas pessoas conhecem sobre a realidade aumentada, mas basicamente a realidade aumentada é uma tecnologia que consegue realizar a integração do mundo virtual com o mundo real, assim ela nos permite a sobreposição de objetos gerados em um computador ou até mesmo por um celular em um ambiente real e desta forma possibilita a visualização de uma peça pronta antes mesmo da peça ser produzida.
Hoje na indústria a realidade aumentada permite que toda e qualquer informação necessária aos trabalhadores possam ser disponibilizadas virtualmente, o que consegue auxiliar na hora de receber instruções sendo cada vez mais fácil compreender as instruções.
Com o uso desta tecnologia os operários podem acessar o computador com as mãos livres enquanto trabalham em qualquer posição e assim desta forma podem executar alguma tarefa de forma mais ágil e eficiente, desta forma conseguimos ter um resultado maior em produtividade e qualidade de serviço para a indústria.
11.5. Internet das coisas
Popularmente chamada de (IoT) em inglês, Internet of Things que resumidamente é uma conexão de diversos objetos e dispositivos, muito mais do que só pessoas à internet. Por exemplo, integração de informações como interpretação de dados cruzados em diversos setores da indústria nós garante uma melhor utilização destas informações, para que sejam usadas de forma estratégica pelos diretores e gestores e não apenas números nas paredes.
11.6. Integração de sistemas
Este é um dos pilares da Indústria 4.0 que tem como o objetivo final conectar as diferentes áreas de uma indústria, com o objetivo de extrair todos os dados e informações que irão ser usadas assim conseguir realizar melhorias contínuas em todo o processo de produção
11.7. Internet de serviços
Popularmente conhecida como (IoS) do inglês Internet of Services. Este termo é usado para indicar as aplicações que monitoram e que controla os dispositivos como, dispositivos esses que tornam o processo inteligente, uma vez que são eles os responsáveis pela a coleta de dados das atividades realizadas.
Assim se torna possível fazer uma análise de dados e estudos para viabilizar as mudanças e cada vez mais otimizar os processos.
11.8. Computação na nuvem
A automação industrial (Indústria 4.0) busca cada vez mais integrar informações para assim conseguir criar estratégias de produção e qualidade. Porém como é possível armazenar todos esses dados? Visto que IoT (Internet of Things) está sempre repassando todos os dados e se comunicando.
Estas informações ficamarmazenadas na “nuvem” desta forma possibilitando o monitoramento em tempo real das operações industriais, isto quer dizer que as peças podem e devem ser identificadas ainda na linha de montagem por meio de
algumas ferramentas (exemplo: chip de radiofrequência) que tem o objetivo final de simplificar o procedimento e seguir o produto em todo o seu caminho dentro da indústria até a sua venda.
O mais interessante é que a “nuvem” popularmente falando todas as operações podem ser averiguadas de modo centralizado o que se torna bastante efetivo para negócios grandes com diversos centros de produção espalhados por vários lugares, até mesmo em outros países.
11.9. Manufatura aditiva
Manufatura aditiva, muito conhecida também como impressão 3D, ela se configura como a área de confecção de objetos de geometria complexa a partir de um desenho totalmente feito em CAD (desenho feito no computador). Como a grande maioria das pessoas não sabe impressão 3D existe a cerca de 25 anos contudo inicialmente o uso de impressão 3D era mais utilizado para a criação de protótipo e estudos de determinados conceitos.
Hoje, com a popularização deste tipo de manufatura avançada, essa invenção tecnológica se tornou importante em diversos setores da economia. A impressão 3D mostra resultados expressivos, desde o setor da saúde ao setor automotivo e aeronáutico.
11.10. Machine to Machine
Basicamente este conceito consiste em uma troca automatizada de informações entre dispositivos como máquinas ou outros equipamentos, tanto em ambiente de empresas como no ambiente privado. Estes equipamentos conseguem se comunicar entre si ou uma localização central por exemplo, banco de dados, utilizando cada vez mais a nossa internet.
11.11. Inteligência artificial
Este conceito consiste em uma combinação de diversas tecnologias que permitem que as máquinas compreendam e percebam e assim consigam atuar por conta própria ou com o complemento de atividades humanas.
11.12. Segurança da informação
A Indústria 4.0 que hoje conhecemos basicamente é uma extensão de um movimento industrial que foi se desenvolvendo cada vez mais ao longo dos anos, ela é muito bem conhecida pela a automação de processos e armazenamento de dados em larga escala.
Porém a enorme capacidade das máquinas não as libera de sofrer ameaças virtuais ou até mesmo cyber ataques, pois dependendo do grau dos ataques sofridos pode acabar sendo colocado em risco todo o sistema produtivo de uma indústria, assim gerando enormes perdas financeiras e de imagem para a organização.
Os vírus e outros tipos de ataques cibernéticos que infectam arquivos e comprometem redes inclusive podendo ser para descobrir segredos industriais etc. Eles podem sim serem prevenidos a partir de uma rotina de alto monitoramento para garantir a segurança dos sistemas e possibilitando a resposta rápida aos ataques assim sofridos, porem o ideal é sempre contar com um time de suporte para esses imprevistos, pois a privacidade dos dados e a segurança da informação continua como alta prioridade dentro de qualquer indústria.
12. ESTUDO DE CASO
Atualmente, para se adequar à nova realidade gerada pela pandemia da COVID-19, foram necessárias mudanças enormes, tanto na vida profissional quanto na vida pessoal. Em um passado não muito distante, não era possível pensar na realização de diversas tarefas, estando em casa, como trabalhar, fazer compras, realizar reuniões, consultas médicas etc.
O sistema de trabalho remoto tem se mostrado eficiente em diversos aspectos, evidenciando habilidades em gestão e tecnologias. Determinadas funções e atividades foram exercidas com maior êxito, como por exemplo acompanhamento em tempo real de atividades/processos, documentos compartilhados simultaneamente atrás da “nuvem” (OneDrive, Sharepoint...), digitalização de documentos e até mesmo, plataformas de vídeo (Google Meet, Zoom, Microsoft Teams etc.).
A fim de exemplificar as aplicações deste conceito de “novo normal”, que foi introduzido pelo empresário americano Mohamed El-Erian para falar sobre as consequências da crise econômica causada pela pandemia, foi realizado um estudo de caso, dentro do conceito de Indústria 4.0 e suas aplicações dentro da indústria Metalpó, em como a empresa se comportou à essa nova realidade.
Antes de abordar a aplicação da Indústria 4.0 dentro da Metalpó, é necessário conhecer um pouco da sua história e seu surgimento.
12.1. A Metalpó
Empresa que faz parte do Grupo Combustol & Metalpó, que é especializada na divisão da metalurgia do pó e peças sinterizadas em aços, bronze e latão, enquanto Combustol é responsável pela divisão de tratamento térmicos.
Tudo se iniciou no ano de 1959, quando o engenheiro e general Paulo Lobo Peçanha fundou a Combustol Indústria e Comercio LTDA, com o início a prestação de serviços criando trabalhos de engenharia e produção de fornos.
Em 1964 iniciou a produção de fornos industriais e a construção da unidade matriz, localizada no bairro de Pirituba. No ano seguinte foi iniciado o projeto para a criação de prensa mecânica de compactação e, posteriormente foi inaugurado o departamento de metalurgia do pó.
No ano de 1967 foi criada a Metalpó, onde eram produzidas buchas autolubrificantes através do processo de compactação de pós-metálicos. Subsequentemente foi criada a usina de redução de cassiterita para a produção de estanho. Que resultou na primeira exportação de estanho do Brasil, um marco realizado pelo grupo Combustol & Metalpó e o grupo Mamoré Mineração e Metalurgia que ocorreu no ano de 1970.
No mesmo período, a Metalpó tornou-se a principal produtora de pós atomizados e peças sinterizadas no Brasil. Em 1996 o grupo conquistou a certificação ISO 9001 e três anos depois a QS 9000 que foi substituída pela ISO/TS 16949 no ano de 2005.
O início do ano 2000 foi marcado por diversos títulos recebidos, além de ser o vencedor em 5° lugar no prêmio Inovar para Crescer, dezoito anos depois conquistou a certificação IATF 16949.
A Metalpó está no mercado há 55 anos, trabalhando em constante inovação e acompanhando as novas tecnologias e tendências dentro da indústria e hoje, ocupa um dos lugares do podium das três maiores empresas de metalurgia do pó do Brasil.
. Para mais detalhes sobre a indústria escolhida, foi realizado uma entrevista digital com o gerente de operações da Metalpó, Marcelo Iasi.2
No ano de 2008, o SENAI (Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial) em conjunto com Sindipeças (Sindicato Nacional da Indústria de Componentes para Veículos Automotores), criaram um programa para a realização da primeira missão Brasil-Alemanha, em Stuttgart, para fomentação da Indústria 4.0, com 14 participantes do Brasil inclusive, Marcelo Iasi. Neste evento visitaram algumas das empresas como ASG Technologies e Arena Mercedes, com o intuito de entender como ocorre implementação, na prática, dos conceitos da Indústria 4.0.
Atualmente, o governo brasileiro tem uma câmara da Indústria 4.0 com o intuito de “aumentar a competitividade e produtividade das empresas brasileiras por meio da manufatura avançada, a Câmara Brasileira da Indústria 4.0 – coordenada pelos ministérios da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC) e da Economia (ME) – construiu um plano de ação para o período de 2019 a 2022, em parceria com mais de 30 instituições do governo, da iniciativa privada e da academia.” (SITE DO GOVERNO FEDERAL, 2019).
2 Engenheiro metalúrgico formado pela Escola Politécnica (USP). Mestre em Engenharia e Ciência de Materiais. Juntamente com o cargo de Gerente de Operações da Metalpó, é professor no curso de Engenharia na Faculdade Anhanguera.
Devido à grande competitividade do mercado atual, é necessário ter algum diferencial em comparação aos concorrentes. Em virtude da perda de mercado exterior, principalmente para a China, por causa do melhor preço e taxa de câmbio, que em custo é mais vantajoso. Atualmente a Metalpó tem dois concorrentes principais, sendo a GKN Powder Metallurgy e o grupo MAHLE.
Diante das pesquisas e estudos para o definir quaiseram os melhores investimentos para a aplicação do conceito de Indústria 4.0 dentro da empresa, e aumentar a competitividade no mercado, chegaram à conclusão que a melhor solução era iniciar por módulos, levando em consideração “Industria 4.0 cada empresa tem a sua”. (MARCELO IASI, 2021).
Atualmente, a Metalpó desenvolve o conceito de Indústria 4.0, sendo nos seguintes módulos:
12.1.1. Célula de produção automatizada – Inteligência artificial
Esta célula foi desenvolvida para sanar um gargalo que ocorria com um cliente do exterior devido a determinadas falhas na peça final.
Para a realização deste projeto foi desenvolvida uma máquina, que é responsável por fazer a junção de três peças distintas: bucha, anel e guia, através de alimentadores, braços robóticos e uma prensa para a unificação das peças. Após a realização da montagem automatizada da guia, a máquina faz o escaneamento para a checagem e seleção de peças através de uma câmera e análise dimensional, de acordo com os padrões definidos pelo cliente. Ligado a essa checagem está o armazenamento de informações na “nuvem”, dos dados oferecidos pela máquina.
Deste modo é possível analisar se é necessário algum tipo de intervenção e direcionar onde é necessário agir. Através desta implementação foi possível obter um aumento na produtividade e qualidade da produção e, uma diminuição significativa em mão-de-obra e consequentemente de custos.
Figura 9: Máquina realizando a junção de peças para a construção da guia.
Fonte: Metalpó
Figura 10: Máquina encaminhando a guia para a seleção
Fonte: Metalpó
Figura 11: Máquina desenvolvida para a realização de montagem e auto seleção de peças
Fonte: Metalpó
Figura 12: Máquina desenvolvida para a realização de montagem e auto seleção de peças.
Fonte: Metalpó
Figura 13: Scanner que realiza a seleção de peças.
Fonte: Metalpó
Através da implementação deste módulo obteve-se um ganho de produtividade de cerca de 6%, além de aumentar a qualidade das peças e dos padrões de qualidade da empresa.
12.1.2. Sensorização – Inteligência artificial
Neste módulo, foi desenvolvido a aplicação de um sensor e transmissor que monitora a máquina 24 horas por dia, realizando estudos que extrai dados para analisar se é necessário algum tipo de interferência, assim fazendo com que máquina tome a decisão se é necessário forçar uma parada devido a alguma não conformidade.
Caso a máquina detecte algo fora dos padrões, é encaminhado automaticamente um e-mail para o setor de ferramentaria e uma mensagem via
WhatsApp para a manutenção, informando que está ocorrendo algum tipo de não conformidade.
A sensorização ajuda também principalmente na manutenção preventiva, para garantir menor tempo de parada. Ou seja, não apenas uma análise na produção, mas também na prevenção de erros e ações de manutenção, caso estejam foram do padrão de normalidade.
Sensorização no ponto de vista da Indústria 4.0: análise em tempo real. Na inspeção do equipamento, análise de vibração durante 24 horas, onde não depende de uma empresa terceira para fazer essas análises a cada 6 meses. (MARCELO IASI, 2021).
12.1.3. Monitoramento on-line de produção – Inteligência artificial e internet das coisas
Para realizar a análise de diferença entre real e o ideal, foi feita a implementação do indicador OEE (Overall Equipment Effectiveness – Eficácia Geral do Equipamento), levando em consideração três aspectos: a perda de tempo, que é a disponibilidade das máquinas, a perda de velocidade, onde a máquina está trabalhando em uma velocidade inadequada para a produtividade ideal e a perda de qualidade, em que a máquina produz peças defeituosas e fora das especificações técnicas.
Figura 14: Monitores de acompanhamento de produtividade.
Fonte: Metalpó
Figura 15: Acompanhamento em tempo real dos monitores de acompanhamento de produtividade.
Fonte: Metalpó
Estes visores são replicados em tempo real através de um sistema instalado, onde o gerente de operações tem acesso a todos os monitores para acompanhamento de produtividade e paradas de máquinas.
Estando interligado à sensorização de máquinas, assim colocando em prática o conceito de internet das coisas.
12.1.4. Integração de módulos – Internet das coisas (IoT)
É um projeto que está em fase de desenvolvimento, que tem o intuito de realizar sincronização de volume de vendas, produção e faturamento, com base no histórico extraído, ou seja, o que já foi feito, através da plataforma ERP's (softwares de gestão empresarial) dentro do sistema SAP (Systeme, Anwendungen und Produkte in der Datenverarbeitung), que já é utilizado na empresa.
Este projeto ajuda a empresa, a criar estimativas e prognósticos de demandas, juntamente com o sequenciamento de produção, que é o que podemos chamar de
forecast. Pelo forecast, também, podemos fazer o remanejamento da demanda para que a data final de entrega do produto para o cliente, não seja prejudicada devido à algum tipo de imprevisto ou manutenção de máquina.
Neste projeto de integração, a produtividade e improdutividade, são acompanhadas em tempo real através do indicador OEE (Overall Equipment Effectiveness - Eficácia Geral dos Equipamentos). Justamente por este acompanhamento em tempo real, notou-se um aumento de produtividade em cerca de 6% nos últimos dois anos, o que nos gera um impacto significativo quando pensamos no desenvolvimento da empresa, com perspectiva de ganho de novos mercados.
A integração de sistemas, pode-se dizer que é a soma do apontamento em tempo real (produtividade e improdutividade, através do OEE) com a sensorização de máquinas. Sendo possível verificar tudo o que está sendo produzido e estimativa de finalização da produção, para a entrega aos clientes.
Pelo fato de as máquinas não serem todas modernas, infelizmente há algumas dificuldades na implementação do conceito de Indústria 4.0, pois a baixa tecnologia das máquinas antigas, dificultam a comunicação entre sistemas. Este é um dos motivos do projeto estar ainda em fase de desenvolvimento, além do custo que a substituição dessas máquinas, pode trazer à Metalpó.
Por outro lado, uma dificuldade com mais rápida solução, que está em andamento, é a mão-de-obra qualificada para a aplicação dos conceitos de Indústria 4.0, ou seja, a qualificação dos colaboradores, para essas mudanças tecnológicas
Com base nos pontos abordados anteriormente, através da implementação dessas ferramentas tecnológicas, pode-se notar a diminuição do trabalho com documentos impressos, quer seria um trabalho mais manual e o aumento de documentos digitalizados, resultando em um trabalho com menor contato físico, diminuindo a possibilidade de proliferação do vírus, bem como o acompanhamento em tempo real, que conforme analisado, resulta no aumento da produtividade, qualidade entre outros benefícios.
12.1.5. Como se tornar um profissional 4.0
Quando falamos em tornar-se um profissional 4.0 estamos falando em mudar a formação dos profissionais para que eles se tornem aptos a atuar em indústrias que possuem uma tecnologia mais avançada.
O profissional que deseja ser profissional 4.0, deve conseguir somar mais de um conhecimento, para conseguir atuar em ambientes classificados como complexos, onde possam existir diversos sistemas se comunicando entre si, desde a parte eletrônica até a parte mecânica.
Mesmo com pouca necessidade de interferência do ser humano nas consideradas Indústrias 4.0, ainda assim, essas indústrias precisam de colaboradores com habilidades analíticas e críticas, para conseguir interpretar todos os dados que são produzidos pelas máquinas inteligentes. Considerando também que para os profissionais terem sucesso profissional nos dias de hoje, precisa-se que eles desenvolvam habilidades que façam diferença no momento de sua empregabilidade, ainda mais quando se trata de Indústria 4.0.
Existem alguns pontos especificamente, que são importantes, como conhecer idiomas, principalmente o inglês, pois, muitas máquinas ou softwares, ou até mesmo o manual de algum equipamento, são disponibilizados apenas em inglês.Claro que existem outros idiomas, como alemão e francês, muito utilizados nos maquinários, mas o inglês já ajuda a ter uma maior facilidade.
Ter capacidade de se adaptar rapidamente à novas situações, também favorece o profissional que quer ser 4.0, pois, além de aprender a metodologia de funcionamento de forma mais rápida, muitas vezes terá de ser proativo, ou seja, útil em mais de uma função e seguramente, demonstrando interesse e produtividade com qualidade.
13. PERGUNTAS REALIZADAS NA ENTREVISTA
Abaixo, segue perguntas que foram feitas ao Marcelo Iasi e as respostas compuseram o desenvolvimento do trabalho.
· Como surgiu a ideia de implementar a indústria 4.0 na empresa Metalpó?
· Qual foi o principal motivo que levou a Metalpó a começar os primeiros projetos de implantação dos conceitos Indústria 4.0?
· Como pode ser comparador os resultados de produtividade da Metalpó, antes e depois da implementação?
· Quais os próximos passos?
· Qual a maior dificuldade na implementação desses projetos na empresa?
· Houve algum tipo de desvantagem na implementação?
Entrevista Digital – Conceito de Indústria 4.0 dentro da Metalpó. Disponível em: https://onedrive.live.com/?authkey=%21AL86QnumHGCH%5FyM&cid=234A15BD71 481673&id=234A15BD71481673%216284&parId=234A15BD71481673%216285&o=
OneUp
CONCLUSÃO
Com base no que foi apresentado neste trabalho, conclui-se que a indústria está em um processo constante de metamorfose, no qual cada mudança acontece em um ritmo mais ágil utilizando a tecnologia de forma extraordinária, gerando conforto e melhorias na rotina humana.
Já se passaram três revoluções industriais, desde as máquinas a vapor até “robôs com inteligência artificial”. A Indústria 4.0, também chamada de Quarta Revolução Industrial, define muito bem isso e hoje vivemos essa época de transição, no qual temos uma automação informatizada e uma visão de negócios voltada à transformação digital.
A Indústria 4.0 fundamenta-se na integração de tecnologias de informação e comunicação que permitem alcançar novos patamares de produtividade, flexibilidade, qualidade e gerenciamento, possibilitando a geração de novas estratégias e modelos de negócio para a indústria. Trazendo cada vez mais perto, o cenário de uma produção feita por robôs onde eles se comunicam em tempo real e compartilham todo tipo de informação, no qual trabalham continuamente sem pausas para descanso e padronizam quase perfeitamente os produtos.
Infelizmente, como a maioria das inovações, a introdução da Indústria 4.0, tem um custo elevado e sua implementação se torna um fator limitado. O Brasil ainda tem muito a evoluir para poder se preparar comparado às grandes potenciais, tendo em vista que muitas fábricas nacionais ainda estão estagnadas com a tecnologia de décadas atrás.
Porém, a implementação dos elementos formadores da Indústria 4.0 aqui no Brasil está sendo feito aos poucos, como por exemplo o caso da empresa Metalpó, que foi usada como base para o estudo de caso deste trabalho.
Na Metalpó, já se tem indícios dessa implementação, onde o gerente de operações tem acesso a todos os monitores para o acompanhamento de produtividade e parada de máquinas. Estando interligado à sensorização de máquinas, sendo assim, possível colocar em prática o conceito internet das coisas, que é um dos elementos formadores da Indústria 4.0.
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