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Tópicos Especiais de 
Engenharia de Produção
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Me. Brena Bezerra Silva
Revisão Textual:
Prof.ª Me. Sandra Regina F. Moreira
A Engenharia de Produção e os Novos Processos de Produção
• Introdução;
• Gestão de Produção e Operações;
• Fatores que Influenciam Novos Processos de Produção;
• Novos Processos Produção: Manufatura 4.0.
 · Apresentar a área de gestão de produção e operações;
 · Apresentar uma retrospectiva dos principais tipos de processos e 
manufaturas de produção;
 · Apresentar os fatores que influenciam os processos de produção;
 · Apresentar os recentes desafios da gestão de produção, operações e 
novas manufaturas.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
A Engenharia de Produção e os 
Novos Processos de Produção
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você 
também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão 
sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e 
de aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE A Engenharia de Produção e os Novos Processos de Produção
Contextualização
Nessa Unidade, nós vamos estudar sobre os novos tipos de manufatura e os fa-
tores que nós, engenheiros de produção, precisamos gerenciar para manter a nossa 
empresa competitiva em relação ao mercado. Antes disso, vamos entender o con-
texto da engenharia de produção e o contexto da gestão de produção e operações.
A engenharia de produção desenvolveu-se ao longo do século XX em resposta 
às necessidades de desenvolvimento de métodos e técnicas de gestão dos meios 
produtivos demandadas pela evolução tecnológica e mercadológica. Enquanto que 
os ramos tradicionais da Engenharia, cronologicamente seus precedentes, evoluíram 
na linha do desenvolvimento da concepção, fabricação e manutenção de sistemas 
técnicos, a Engenharia de Produção veio a concentrar-se no desenvolvimento de 
métodos e técnicas que permitissem otimizar a utilização de todos os recursos 
produtivos. Diferentemente das ciências da administração de empresas, que se 
centram mais na questão da gestão dos processos administrativos, processos de 
negócio e na organização estrutural da empresa, a engenharia de produção centra-
se na gestão dos processos produtivos (ARBIX, 2017).
Ainda segundo Arbix (2017), a expansão acelerada de tecnologias nos países 
avançados questiona os modelos de produção e serviços construídos pela indústria 
do século XX, gerando mudanças de comportamento nos mercados consumidores 
e apontando para mudanças econômicas e sociais profundas. A digitalização, 
conectividade e automação acelerada desarticulam indústrias e alteram os padrões 
de competitividade. Todas essas mudanças interferem nos processos de produção 
industrial, surgindo novos tipos de sistemas de produção.
Nesse sentido, nessa unidade, você irá ler sobre os sistemas de gestão da produ-
ção, com o foco no modelo de sistema chamado Manufatura 4.0, e serão apresen-
tados os desafios na área de Engenharia de Operações e Processos de Produção.
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Introdução
Bem-vindos à esta unidade da disciplina Tópicos de Engenharia. Nesta unidade, 
iremos abordar sobre a área da gestão de produção e operações, destacando os 
fatores que influenciam decisões nessa área, como novas tecnologias, demandas e 
sustentabilidade, e sobre um novo tipo de sistema de produção que é chamado de 
Manufatura 4.0. Procure ler com atenção o conteúdo disponibilizado e aproveite 
também para fazer leituras complementares. Bons estudos!
Como novas tecnologias podem ser integradas aos sistemas de produção?
Como as tecnologias podem melhorar o relacionamento entre fornecedores – fábrica – clientes?
De que forma os sistemas produtivos podem responder rapidamente às novas demandas 
com produtos customizados?
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Gestão de Produção e Operações
As empresas estão sempre reestruturando seus processos para se tornarem mais 
eficientes, e assim, se manterem competitivas no mercado mundial. No caso dos 
sistemas de produção, com o avanço das inovações tecnológicas, acompanhamos 
as mudanças radicais ao longo das décadas, ocorrendo desdobramentos nos 
âmbitos sociais, políticos e econômicos. Este conjunto de inovações e evoluções é 
denominado como uma revolução industrial.
Segundo Womack, Jones e Roots (2004), a primeira revolução ocorreu no final 
do século XVIII, sendo marcada pela inovação e mecanização de máquinas a vapor, 
já que, anteriormente, a produção era desenvolvida de forma artesanal. A segunda 
revolução industrial iniciou-se na metade do século XIX, com a descoberta de novas 
fontes de energia, produção em massa e meios de comunicação, como o rádio. 
A terceira revolução industrial, que se iniciou em meados da década de 1970, e 
conhecida como a revolução digital, é caracterizada pelo avanço das tecnologias 
e informática no sistema de produção industrial, visando à redução de custos e 
tempo de produção.
Originalmente, a palavra “manufaturar” significa produzir com trabalho manual. 
A manufatura sucedeu o artesanato, no século XV, como forma de produção e 
organização de trabalho. Porém, embora o termo “manufatura” tenha sua origem 
nas “oficinas manuais”, hoje a expressão é usada para fazer referência às fábricas 
ou a um grande estabelecimento industrial. Os diferentes tipos de manufatura são 
estudados na área da Engenharia de Operações e Processos de Produção, ou 
Gestão de Sistemas de Produção, que engloba estudos para melhoria dos processos 
de manufatura e operações de serviços.
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UNIDADE A Engenharia de Produção e os Novos Processos de Produção
A Gestão de Operações é definida como adição das habilidades e conceitos que 
permitem às empresas estruturarem e controlarem os seus processos de negócio 
para alcançarem um retorno competitivo, sem vincular as necessidades legítimas 
das partes interessadas internas e externas e, levando em conta o impacto de suas 
operações sobre as pessoas e o meio ambiente, gerando vantagem de produtividade 
e competitividade. Com a mudança no cenário competitivo das últimas décadas, a 
partir de um mercado mais globalizado, torna-se necessário promover e incentivar 
o ensino e a pesquisa no campo de Gestão de Produção e Operação.
Os diferentes tipos de manufatura atenderam às necessidades do mercado compe-
titivo de sua época. Porém, com mudanças de mercado, devido à revolução industrial 
e revoluções tecnológicas, a forma de produzir mudou ao longodo tempo. Até o final 
dos anos 90, dentro da área da Gestão da Produção, as manufaturas mais comuns 
estudadas em Engenharia de Produção eram: Manufatura Artesanal, Manufatura em 
Massa, Manufatura Enxuta, Manufatura Responsiva e Manufatura Ágil.
A Manufatura em Massa surgiu com a intenção de superar os problemas carac-
terísticos da produção artesanal que, resumindo, eram: a qualificação dos trabalha-
dores em projeto, operação de máquinas, ajuste e acabamento; descentralização 
das organizações, máquinas de uso geral, baixíssimo volume de produção determi-
nado por técnicas artesanais e muita variação. A Figura 1 apresenta uma linha de 
montagem da Ford. A Ford predominou na Manufatura em Massa nessa época.
Figura 1 – Linha de montagem da Ford em 1940
Fonte: ABC 2013
A Ford reduziu drasticamente os custos de produção, instalou a intercambiabi-
lidade das peças e facilidade de ajustes entre elas, além de aperfeiçoar o operário 
intercambiável, o que tornou a linha de montagem possível. Posteriormente, intro-
duziu a linha de montagem móvel para reduzir a movimentação dos trabalhadores. 
O modelo da Ford também foi projetado para ter fácil montagem e manutenção. 
A manufatura em massa, em 1955, uniu as técnicas gerenciais e de marketing e 
alcançou os maiores índices de vendas da época. Porém, nesse mesmo ano, devido 
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aos altos níveis de estoque, ocasionados por mudanças de demanda e do baixo mix 
de produtos disponíveis, esse tipo de manufatura entrou em crise, o que implicou 
na reformulação do sistema de produção.
Assim, após a Segunda Guerra Mundial, a Toyota, uma empresa japonesa, re-
solveu produzir carros em larga em escala. Porém, nessa época, o Japão passava 
por grandes dificuldades devido à guerra. Dentre as dificuldades, pode-se destacar: 
o mercado limitado do país, leis trabalhistas rigorosas e uma economia devastada 
(WOMACK, JONES, ROOTS, 2004).
Nesse contexto, a Toyota implantou uma série de mudanças na sua manufatura 
para se adequar à situação econômica do país. O link a seguir apresenta um vídeo 
da fábrica da Toyota. Dentre as práticas implantadas, pode-se citar: o método de 
moldes, denominado set–ups, para diminuir tempo e espaço para máquinas; a re-
dução do retrabalho, fazendo certo da primeira vez; a melhoria da relação com os 
fornecedores, transformando suas operações de suprimento em companhias forne-
cedoras; e o sistema de produção just-in-time, com programação puxada, sistema 
de coordenação de ordens Kanban e sincronização de fluxo de produção, a fim de 
eliminar praticamente todos os estoques (WOMACK, JONES, ROOTS, 2004).
Sistema Toyota de Produção Taiichi Ohno: https://youtu.be/BdC1WZYXwmE
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A Manufatura Enxuta trouxe impactos para a Engenharia de Produção. Até 
os dias de hoje, é um dos tipos de manufatura mais utilizados em pesquisas, com 
agregação de novas tecnologias e métodos.
Entretanto, a evolução da manufatura não parou por aí. Com o avanço de tec-
nologias de processo e com a necessidade de produzir em menor tempo que os 
concorrentes, a administração do tempo, especificamente do lead time, torna-se 
uma importante vantagem competitiva. Para controlar o lead time, deve-se ana-
lisar o processo atual, o fluxo de material e informações deve ser identificado e o 
lead time separado em vários elementos e componentes. A administração do tem-
po é espelhada na gestão da qualidade, custo, inovação e produtividade. Geralmen-
te, perde-se tempo por causa da execução sequencial de atividades independentes, 
pela falta de sincronização de atividades dependentes, pela produção de itens que 
são rejeitados ou retrabalhados, ou pelo fluxo ineficiente de trabalho.
O Lead time tem sido um problema na manufatura, e dentre as consequências 
de lead times excessivos há problemas de programação e expedições dispendiosas. 
No entanto, algumas manufaturas mais recentes possuem a preocupação com a 
redução do lead time, por exemplo, a Manufatura Enxuta, a Manufatura Responsiva 
e a Manufatura Ágil.
A Manufatura Responsiva, do inglês Quick Response Manufacturing (QRM), foi 
proposta por Suri (1988). Ela consiste em um método estruturado com o objetivo 
de auxiliar as empresas de manufatura a promoverem significativas reduções no 
lead time de seus processos e obterem vantagem competitiva baseada no tempo. 
Externamente à empresa, a manufatura responsiva procura responder aos pedidos 
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UNIDADE A Engenharia de Produção e os Novos Processos de Produção
ou encomendas dos clientes, concebendo e produzindo produtos personalizados. 
Internamente na empresa, a manufatura responsiva procura reduzir os lead times 
de todas as atividades, melhorando a qualidade e reduzindo os custos e o tempo 
de resposta ao cliente. O QRM propõe que a redução do lead time seja feita por 
meio da implantação de um projeto que segue uma metodologia de implantação 
específica, composta por quatro fases: definição do problema, coleta e análise de 
dados, proposta de melhorias e análise dos resultados esperados.
O professor Suri, que desenvolveu o QRM nos Estados Unidos, fez um vídeo explicando me- 
lhor o sistema de produção: https://youtu.be/nCljs9Bx6ZgEx
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Segundo Barreto et al. (2005), a Manufatura Ágil foi desenvolvida pela universi-
dade americana Iaccoca Institute of Lehigh University, em 1991. A agilidade em 
conceito prevê dois fatores principais: capacidade de resposta à mudança (anteci-
pação ao inesperado) de modo saudável e em tempo suficiente, e transformação 
da mudança em oportunidade com consequente fonte de obtenção de vantagem 
competitiva. Esses fatores, por sua vez, necessitam de uma habilidade básica, a 
sensibilidade, percebendo e antecipando mudanças no ambiente de negócios da 
empresa. Um sistema de manufatura ágil possui capacidades internas: tecnologias 
de hardware e software, recursos humanos, gerenciamento específico e informa-
ção, para acompanhar as rápidas mudanças de necessidade de mercado (veloci-
dade, flexibilidade, clientes, competidores, fornecedores, infraestrutura, poder de 
resposta). Um sistema que muda rapidamente (velocidade e poder de resposta) de 
modelos de produtos ou de linhas de produção (flexibilidade), consegue responder 
à demanda do cliente (necessidades e desejos dos clientes). Assim, na manufatura 
ágil há um entendimento de que as mudanças oriundas do mercado são uma opor-
tunidade de negócio.
Assim, a gestão de sistemas de produção e o estudo das manufaturas evoluíram 
ao longo dos anos, principalmente pelo avanço tecnológico e para atender novas 
demandas do mercado e dos diferentes stakeholders. A Figura 2 apresenta um 
processo de produção totalmente automatizado, evidenciando a evolução da ma-
nufatura em comparação com o processo de produção da Figura 1.
Figura 2 – Manufatura avançada e tecnologias de produção
Fonte: iStock/Getty Images
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Importante!
Stakeholders são os grupos que interessam a uma empresa como clientes, acionistas, 
investidores, funcionários, comunidade, governo, fornecedores, concorrentes, mídias e 
proprietários. Todos esses grupos interferem nas decisões dos processos de produção, 
contribuindo para a melhoria da produção e operações.
Você Sabia?
Godinho Filho e Fernandes (2005) resumem os tipos de manufatura na Tabela 1.
Tabela 1 – Evolução dos principais tipos de manufatura
Manufatura em 
Massa Atual
Manufatura Enxuta Manufatura Responsiva Manufatura Ágil
Mercado homogêneo. Mercado estável.
Mercado caracterizado pela 
competição baseada no tempo 
e na diversidade de produtos.
Mercado totalmente imprevisíveis 
marcados por mudanças bruscas.
Cliente entendendo 
o preço como o 
principal diferencial 
competitivo.
Clientes desejando 
preços, qualidade e 
diferenciação.
Clientes desejando velocidade, 
pontualidade e alta variedade, 
ou seja, responsividade.
Clientes com desejos os mais diversos 
possíveis e mutáveis e necessidade da 
empresa fazer frente a este desafio.
Fonte: Adaptado de Godinho Filho e Fernandes (2005)
Fatores que Influenciam Novos 
Processosde Produção
O campo de Gestão de Operações experimentou mudanças substanciais desde 
o estabelecimento das manufaturas no século XIX. Da Gestão da Fábrica, passan-
do pela Gestão da Produção e chegando à Gestão de Operações, as mudanças se 
intensificaram, especialmente nas últimas décadas, com grande impacto tanto na 
atividade empresarial quanto nas atividades de ensino e pesquisa.
Estamos vivendo mudanças na forma de produzir, de projetar produtos e pro-
cessos, de processar dados e de se relacionar com clientes e fornecedores devido 
às inovações tecnológicas como desenvolvimento de sensores, máquinas, peças de 
trabalho e sistemas de Tecnologia e Informação (TI).
Gaither e Frasier (2002) apresentaram os fatores e desafios que empresas en-
frentam para tornar os processos de produção competitivos para a época. Porém, 
os fatores podem ser aplicados até os dias de hoje. São eles:
• Realidade da competição global: que envolve a gestão da produção para 
manter as empresas competitivas em relação aos concorrentes, oferecendo 
um diferencial competitivo, e atender às novas demandas dos stakeholders;
• Qualidade, serviço ao cliente e desafios de custos: que envolve atender às 
necessidades dos clientes em termos de qualidade serviços e redução de custos;
• Rápida expansão da tecnologia de produção avançada: que envolve implan-
tação de tecnologias de informação para melhorar a comunicação entre forne-
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UNIDADE A Engenharia de Produção e os Novos Processos de Produção
cedores, clientes e fábrica, implantação de robôs em processos de produção 
e em estoques e softwares de coleta e armazenamento de dados. Exemplo dis-
so são os equipamentos e maquinários de última geração, incluindo a robótica 
e os Sistemas de Gestão Empresarial, os famosos ERPs, responsáveis por todo 
processo e gerenciamento de dados e informações gerenciais não só na pro-
dução, como num todo: inteligência artificial, Internet das Coisas, produção 
inteligente e conectada, materiais avançados, nanotecnologia, biotecnologia e 
armazenamento de energia;
• Contínuo crescimento do setor de serviços: que envolve incluir serviços aos 
produtos oferecidos;
• Escassez de recursos de produção: recursos naturais como minérios e di-
versos produtos agrícolas, que são matéria-prima de muitos produtos, recursos 
humanos e recursos financeiros precisam ser gerenciados para reduzir os cus-
tos dos produtos ou serviços finais e também porque alguns deles são escassos 
na natureza;
• Questões de responsabilidade ambiental e social: cada vez mais os 
stakeholders exigem um posicionamento da empresa em relação a projetos 
e atividades que reduzam os impactos ambientais dos produtos, preservem a 
biodiversidade, promovam melhores condições de trabalho aos funcionários e 
reduzam a desigualdade social. Essas iniciativas estão ligadas à sustentabilidade, 
que também precisa ser incluída nas decisões de gestão da produção e sistemas.
Para obter sucesso na competição global, as empresas devem ter um compro-
misso com a receptividade do cliente e com a melhoria contínua rumo à meta de 
desenvolver rapidamente produtos inovadores que tenham a melhor combinação 
excepcional de qualidade, entrega rápida e no tempo certo, e a preços e custos 
baixos. Além disso, as exigências dos stakeholders para uma produção ambiental-
mente mais limpa e socialmente mais equilibrada faz com que empresas revejam 
os processos de gestão de produção e operações, desenvolvendo e projetando 
processos e tecnologias mais sustentáveis.
Importante!
As questões de responsabilidade ambiental e social estão cada vez mais presentes em 
gestão de produção e operações. Isso porque integrantes da cadeia de suprimentos, como 
clientes e fornecedores, e stakeholders exigem que a empresa apresente projetos e ativi-
dades para redução dos impactos ambientais gerados e promovam o bem estar social da 
comunidade. Assim, novas tecnologias surgiram e continuam a se desenvolver para uma 
produção mais limpa. Produção Limpa significa a aplicação de uma estratégia econômica, 
ambiental e técnica integrada a processos e produtos, a fim de aumentar a eficiência do 
uso de matérias-primas, água e energia, através da não geração, da minimização ou da 
reciclagem dos resíduos gerados, com benefícios ambientais e econômicos.
Você Sabia?
Assim, os avanços tecnológicos mudaram a maneira com que clientes, fornece-
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dores e colaboradores interagem entre si, no sentido de transparência sustentável 
e no fluxo de informação livre na cadeia de valor. Dessa forma, a tecnologia da 
informação (TI) deixou de ser um diferencial e se tornou uma necessidade para um 
negócio de sucesso.
Considerada por alguns acadêmicos e empresários como a 4ª revolução industrial, 
a Manufatura ou Indústria 4.0 é um dos termos utilizados para descrever a estratégia 
de alta tecnologia promovida pelo governo alemão que está sendo implantada pela in-
dústria. Essa manufatura atualizada busca atender aos fatores de gestão da produção e 
operações de modo a obter sucesso e vantagem competitiva frente aos concorrentes. 
Um diferencial para esse tipo de manufatura é a tecnologia de dados e informação, o 
Big Data. A seguir, iremos estudar mais sobre esse tipo de manufatura.
Novos Processos Produção: Manufatura 4.0
Como discutido nessa unidade, a inovação tecnológica influencia os processos 
em Engenharia de Produção (EP). Mais recentemente, a Manufatura 4.0 foi tema 
em congressos recentes em EP como o Encontro Nacional em Engenharia de Pro-
dução (ENEGEP) e o International Joint Conference on Industrial Engineering 
and Operations (IJCIEOM), congresso internacional. A Manufatura 4.0, que tam-
bém incorpora as manufaturas existentes até o momento, tem como principal ca-
racterística a inclusão de avanços tecnológicos para dados e fluxo de informações.
A Manufatura 4.0 ou Indústria 4.0, compreende os nove avanços tecnológicos 
fundamentais. A Figura 3 apresenta os pilares da Manufatura 4.0.
Figura 3 – Os pilares da Manufatura 4.0
Fonte: Adaptado de Maldonado, 2017
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UNIDADE A Engenharia de Produção e os Novos Processos de Produção
Os Nove Pilares da Manufatura 4.0
Muitos dos nove avanços em tecnologia que formam a base da Indústria 4.0 já são 
usados na manufatura, mas, com a Indústria 4.0, eles transformarão a produção: 
células isoladas e otimizadas se unirão como um fluxo de produção totalmente 
integrado, automatizado e otimizado, levando para maiores eficiências e mudanças 
nas relações tradicionais de produção entre fornecedores, produtores e clientes - 
assim como entre humanos e máquinas. Segundo The Boston Consulting Group 
(BCG, 2015), os nove pilares da manufatura 4.0 são:
1. Análise baseada em grande conjunto de dados;
2. Robôs autônomos;
3. Simulação;
4. Integração de sistemas horizontais e verticais;
5. A internet industrial das coisas;
6. Segurança ciber;
7. A nuvem (cloud);
8. Manufatura aditiva;
9. Realidade aumentada.
Análise Baseada em Grande Conjunto de Dados (Big Data Analytics)
A análise baseada em grandes conjuntos de dados, do inglês Big Data Analytics, 
surgiu recentemente no mundo da manufatura. Segundo Chen, Mao e Liu (2014), 
por Big Data se entende o conjunto de dados que não puderam ser percebidos, 
adquiridos, gerenciados e tratados pelas tradicionais ferramentas de TI e software/
hardware dentro de um tempo tolerável. Assim, o Big Data Analytics descreve 
uma nova geração de tecnologias e arquiteturas, projetadas para extrair econo-
micamente valor de volumes muito grandes de uma ampla variedade de dados, 
permitindo a captura de alta velocidade, descoberta e/ou análise. Dessa forma, a 
análise baseada em grandes conjuntos de dados otimiza a qualidade da produção, 
economiza energia e melhora o serviço do equipamento.
No contexto da manufatura, o uso do Big Data deixa mais eficiente a coleta e 
a avaliação abrangente de dados de várias fontes diferentes – como processos de 
produção, estoques, compras, produtos com defeitos, gerenciamento corporativo 
ede clientes – permitindo que a tomada de decisões ocorra em tempo real.
Robôs Autônomos
Fabricantes em muitos setores usam robôs há muito tempo para lidar com ta-
refas complexas, mas os robôs estão evoluindo para uma utilidade ainda maior. 
Eles estão se tornando mais autônomos, flexíveis e cooperativos. Eventualmente, 
eles vão interagir uns com os outros e trabalhar, em segurança, lado a lado com os 
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humanos e aprender com eles. Esses robôs custarão menos e terão uma gama 
maior de recursos do que os usados na fabricação hoje. O uso de robôs nos proces-
sos de produção contribui para maior velocidade, padronização e precisão. Assim, 
as empresas conseguem produzir mais rápido, ao passo que fazem produtos com 
pouca variação entre si. Além disso, há diversos tipos de robôs que podem ser 
reprogramados para fazer diferentes tipos de processos, proporcionando também 
um processo mais flexibilizado, além de também poderem interagir entre si.
Por exemplo, a Kuka, fabricante europeia de equipamentos robóticos, oferece 
robôs autônomos que interagem entre si. Esses robôs são interconectados para que 
possam trabalhar em conjunto e ajustar automaticamente suas ações para adequar 
o próximo produto inacabado na fila. Sensores de ponta e unidades de controle 
permitem uma colaboração próxima com humanos.
Embora liderado pela indústria automobilística, o processo de robotização se 
espalha por outros setores, com destaque para as indústrias de alimentos e bebidas, 
eletroeletrônica e química.
Simulação
Na fase de engenharia já são utilizadas simulações tridimensionais de produtos, 
materiais e processos de produção, mas, no futuro, as simulações serão usadas 
mais extensivamente nas operações da fábrica. Essas simulações alavancarão da-
dos em tempo real para espelhar o mundo físico em um modelo virtual, que pode 
incluir máquinas, produtos e seres humanos. Isso permite que os operadores tes-
tem e melhorem as configurações da máquina para o próximo produto em linha 
no mundo virtual antes da troca física, reduzindo assim os tempos de configuração 
da máquina e aumentando a qualidade. Além disso, a simulação é uma importante 
ferramenta para apoiar as tomadas de decisão, uma vez que se pode obter o resul-
tado de diferentes cenários simulados.
Por exemplo, a Siemens e um fornecedor alemão de máquinas-ferramenta de-
senvolveram uma máquina virtual que pode simular a usinagem de peças usando 
dados da máquina física. Isso reduz o tempo de configuração do processo real de 
usinagem em até 80%.
Integração de Sistemas Horizontais e Verticais
Sistema de Integração Horizontal e Vertical, também chamado de Sistema de 
Integração Universal, é um conceito utilizado para descrever como os processos, 
produtos, dados e sistemas de produção se inter-relacionam na produção inteligen-
te. O objetivo de integrar os sistemas internos e externos é ter uma melhor dispo-
nibilização de dados no chão de fábrica, com clientes e fornecedores.
A maioria dos sistemas de TI de hoje não são totalmente integrados. As fábricas, 
fornecedores e clientes não possuem uma base comum para compartilhar dados 
referentes ao processo de produção com clientes e fornecedores, por exemplo. In-
ternamente, há muitos departamentos na empresa que não estão integrados como 
departamentos de engenharia, produção e serviço. Assim, as funções da empresa 
externa e interna não estão totalmente integradas. Mesmo a própria engenharia - 
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UNIDADE A Engenharia de Produção e os Novos Processos de Produção
de produtos às fábricas e automação - não tem integração completa. Mas, com a 
Manufatura 4.0, as empresas, departamentos, funções e capacidades tornar-se-ão 
muito mais coesas à medida que as redes universais de integração de dados entre 
empresas evoluírem e permitirem cadeias de valor verdadeiramente automatizadas.
Por exemplo, a Dassault Systèmes e a BoostAeroSpace lançaram uma platafor-
ma de colaboração para a indústria aeroespacial e de defesa europeia. A plataforma, 
AirDesign, serve como um espaço de trabalho comum para colaboração de projeto 
e fabricação e está disponível como um serviço em uma nuvem privada. Ele gerencia 
a complexa tarefa de trocar dados de produto e produção entre vários parceiros.
A Internet Industrial das Coisas
Atualmente, apenas alguns sensores e máquinas de um fabricante estão em 
rede e utilizam computação incorporada. Eles são tipicamente organizados em 
uma pirâmide de automação vertical, na qual sensores e dispositivos de campo 
com inteligência limitada e controladores de automação alimentam um sistema de 
controle de processo de fabricação abrangente. Mas, com a Internet industrial das 
coisas, mais dispositivos - às vezes incluindo até produtos inacabados - serão en-
riquecidos com computação embarcada e conectados usando tecnologias padrão. 
Isso permite que os dispositivos de campo se comuniquem e interajam uns com os 
outros e com controladores mais centralizados, conforme necessário. Também des-
centraliza a análise e a tomada de decisões, permitindo respostas em tempo real.
A Bosch Rexroth, uma fornecedora de sistemas de controle e acionamento, 
equipou uma instalação de produção de válvulas com um processo de produção 
semi-automatizado e descentralizado. Os produtos são identificados por códigos de 
identificação de frequência de rádio e as estações de trabalho “sabem” quais etapas 
de fabricação devem ser executadas para cada produto e podem se adaptar para 
executar a operação específica.
Segurança Ciber
Muitas empresas ainda dependem de sistemas de gerenciamento e produção 
desconectados ou fechados. Com o aumento da conectividade e o uso de protocolos 
de comunicação padrão que vem com a Manufatura 4.0, a necessidade de proteger 
sistemas industriais críticos e linhas de fabricação de ameaças de segurança 
cibernética aumenta dramaticamente. Como resultado, a segurança ciber tem o 
objetivo de garantir comunicações seguras e confiáveis, bem como o gerenciamento 
sofisticado de identidade e acesso de máquinas e usuários são essenciais.
Durante o ano passado, vários fornecedores de equipamentos industriais uniram 
forças com empresas de segurança cibernética por meio de parcerias ou aquisições.
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A Nuvem (Cloud)
As empresas já estão usando software baseado em nuvem para alguns aplicati-
vos corporativos e de análise, mas, com a Manufatura 4.0, mais empreendimentos 
relacionados à produção exigirão o aumento do compartilhamento de dados entre 
sites e limites da empresa. Ao mesmo tempo, o desempenho das tecnologias de 
nuvem melhorará, alcançando tempos de reação de apenas vários milissegundos. 
Como resultado, os dados e a funcionalidade da máquina serão cada vez mais com-
partilhados na nuvem, permitindo mais serviços orientados a dados para sistemas 
de produção. Até mesmo sistemas que monitoram e controlam processos podem 
se tornar baseados em nuvem.
Fornecedores de sistemas de execução de fabricação estão entre as empresas 
que começaram a oferecer soluções baseadas em nuvem.
Manufatura Aditiva
As empresas começaram a adotar a manufatura aditiva, como a impressão 3D, 
que usam principalmente para fazer protótipos e produzir componentes individuais. 
Com a Manufatura 4.0, esses métodos de manufatura aditiva serão amplamente 
utilizados para produzir pequenos lotes de produtos personalizados, como designs 
complexos e leves. Os sistemas de manufatura aditiva descentralizada e de alto 
desempenho reduzem as distâncias de transporte e o estoque disponível.
Por exemplo, as empresas aeroespaciais já estão usando a manufatura aditiva 
para aplicar novos projetos que reduzem o peso das aeronaves, reduzindo suas 
despesas com matérias-primas como o titânio.
Realidade Aumentada
Os sistemas baseados em realidade aumentada suportam uma variedade de ser-
viços, como a seleção de peças em um armazém e o envio de instruções de reparo 
em dispositivos móveis. Esses sistemas estão atualmente em sua fase inicial, mas, 
no futuro, as empresas usarão muito mais a realidadeaumentada para fornecer aos 
funcionários informações em tempo real para melhorar a tomada de decisões e os 
procedimentos de trabalho.
Por exemplo, os trabalhadores podem receber instruções de reparo sobre como 
substituir uma peça em particular, já que estão observando o sistema real que 
precisa de reparo. Essas informações podem ser exibidas diretamente no campo 
de visão dos funcionários usando dispositivos como óculos de realidade aumentada.
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UNIDADE A Engenharia de Produção e os Novos Processos de Produção
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Planejamento e Desenvolvimento da Gestão de Operações: Um Estudo de Temas Relevantes 
no Contexto do Brasil e de Portugal
BONFIM, Barbara Luzia Sartor. GONÇALVES, Cristiane. SILVA, Scheila Costa 
da. TELECHI, Acácio Vasconcellos. Planejamento e desenvolvimento da gestão de 
operações: um estudo de temas relevantes no contexto do Brasil e de Portugal. Revista 
brasileira de planejamento e desenvolvimento, v. 6, n. 2, p. 282-300, 2017.
Paradigmas Estratégicos de Gestão da Manufatura (PEGEMs): Elementos-Chave e Modelo Conceitual
GODINHO FILHO, Moacir. FERNANDES, Flavio César Faria. Paradigmas estratégicos 
de gestão da manufatura (PEGEMs): elementos-chave e modelo conceitual. Gestão & 
Produção. V. 12, n. 3, p. 333-345, 2005.
Tópicos em Gestão da Produção
TRISTÃO, Hélcio Martins. Tópicos em gestão da produção. Volume 4. Belo 
Horizonte: Poisson, 2017. 259 p.
Indústria 4.0: Desafios e Oportunidades
SANTOS, B. P. ALBERTO, A. LIMA, T. D. F. CHARRUA-SANTOS, F. M. B. Indústria 
4.0: desafios e oportunidades. Revista produção e desenvolvimento, v. 4, n. 1, p. 
111-124, 2018.
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Referências
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