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Prof. Tiago Davi UNIDADE II Indústria 4.0 e Tecnologias Em quatro unidades – Unidade II: Novos conceitos tecnológicos: Inteligências Artificial; Internet das Coisas; Big Data; Segurança cibernética; Computação em nuvem. Novas tecnologias: Cobots; Digital twins; Manufatura ativa 3D; Biologia sintética – SynBio; Sistemas ciberfísicos. Indústria 4.0 e Tecnologias A ficção científica, por diversas vezes, tentou retratar a Inteligência Artificial, como: carros sem motorista, robôs com autonomia, máquinas que operam por comando etc. Um desenho animado chamado Os Jetsons (1962-1963) – exibido no Brasil nas décadas de 1970 e 1980 – dirigido por William Hanna e Joseph Barbera –, passando-se em 2062, mostra muito da tecnologia que observamos hoje, retratando uma família que vive em um lugar futurista chamado Orbit City. Novos conceitos tecnológicos Fonte: https://latinoware.org/iot-dos- jetsons-para-o-mundo-real/. Acesso em: 12 out. 2022. É um termo genérico adotado por tecnologias e aplicativos que utilizam operações complexas, com pouco ou nenhum auxílio humano. O conceito se originou da Ciência da Computação, criado em 1956, por John McCarthy, um dos fundadores da área, definindo-o como a ciência e engenharia de construir e tornar máquinas inteligentes, especialmente, os computadores inteligentes. O propósito da IA é fazer o homem atuar junto à máquina, ganhando agilidade e escalabilidade, oferecendo mais qualidade e eficiência para a vida das pessoas. Inteligência Artificial Fonte: https://m.media- amazon.com/images/I/41gCd9kNpE L.jpg/. Acesso em: 12 out. 2022. Exemplos de análise estatística na IA: Os fabricantes usam as estatísticas para produzir os tecidos com qualidade, promover a indústria da aviação e ajudar os guitarristas a compor boas músicas; Os pesquisadores mantêm as crianças saudáveis ao aplicar a estatística na análise de dados da produção de vacinas virais, o que garante a consistência e segurança; As empresas de telecomunicação fazem uso da estatística para otimizar os recursos da rede, melhorar o serviço e reduzir a rotatividade de clientes ao obter maior percepção dos requisitos de seus assinantes; As agências governamentais do mundo inteiro confiam nas estatísticas para obter uma visão nítida de seus países, dos negócios e das pessoas. Inteligência Artificial Análise estatística valiosa é a quantidade de informações e o volume de dados disponíveis hoje. Com os algoritmos avançados, os computadores poderosos e o armazenamento de baixo custo, é possível aumentar o uso de estatística computacional e tomar as decisões mais assertivas. Algumas situações para aplicar a análise estatística de dados: Programação estatística: das análises de variância e regressão linear tradicionais aos métodos exatos e às técnicas de visualização estatística, a programação estatística é essencial para tomar as decisões baseadas em dados em qualquer setor; Econometria: modelagem, forecasting (previsões) e simulações de processos de negócios para realizar os planejamentos estratégicos e táticos melhores. Esse método aplica a estatística à economia para prever as tendências futuras; Inteligência Artificial – Análise estatística de dados Algumas situações para aplicar a análise estatística de dados: Pesquisa de operações: identifica as ações que produzirão os melhores resultados com base em muitas opções e resultados possíveis. Agendamento, simulação e processos de modelagem relacionados são usados, para otimizar os processos de negócios e os desafios de gerenciamento; Programação matriz: técnicas computacionais poderosas para implementar os seus próprios métodos estatísticos e as análises de dados exploratórias, usando os algoritmos de operação de linha; Visualização estatística: as análises estatísticas rápidas e interativas e as capacidades exploratórias em uma interface visual podem ser usadas para entender os dados e construir os modelos; Melhoria de qualidade estatística: uma abordagem matemática para rever as características de qualidade e segurança em todos os aspectos da produção. Inteligência Artificial – Análise estatística de dados Watson é uma plataforma aberta e multicloud que permite automatizar o ciclo de vida de Inteligência Artificial com a tecnologia mais recente de machine learning – um conceito complexo, cujo funcionamento varia a depender da tarefa e do algoritmo usado. Trata-se de um computador que analisa os dados, identifica os padrões e os usa para concluir melhor a tarefa atribuída. Qualquer tarefa que dependa de um conjunto de pontos de dados ou regras pode ser automatizada com machine learning, até mesmo as mais complexas, como responder às chamadas de atendimento ao cliente e revisar os currículos. Inteligência Artificial – Watson Chatbots são robôs programados para interagir com as pessoas, desenvolvidos por softwares de comunicação. Quando possuem a Inteligência Artificial, demonstram interações ainda melhores. O grande diferencial é apostar na humanização do chatbot, facilitando a compreensão e diminuindo a distância entre os robôs e humanos. Inteligência Artificial – Chatbots Fontes: https://unip.br/ e https://www.sicredi.com. br/home/. Acesso em: 12 out. 2022. O marketing aderiu à missão de investir e desenvolver novas ferramentas para conseguir gerenciar, armazenar e atualizar os dados, e automatizar as ferramentas de comunicação, trazendo mais agilidade e precisão no atendimento ao cliente, otimizando os processos e aproveitando melhor o tempo, além de reduzir as falhas. Uma das ferramentas de comunicação que desempenham essas funções é o(s)/a(s): a) Indústria 4.0. b) Tecnologias analógicas. c) Tecnologias digitais. d) VHS. e) Chatbots. Interatividade O marketing aderiu à missão de investir e desenvolver novas ferramentas para conseguir gerenciar, armazenar e atualizar os dados, e automatizar as ferramentas de comunicação, trazendo mais agilidade e precisão no atendimento ao cliente, otimizando os processos e aproveitando melhor o tempo, além de reduzir as falhas. Uma das ferramentas de comunicação que desempenham essas funções é o(s)/a(s): a) Indústria 4.0. b) Tecnologias analógicas. c) Tecnologias digitais. d) VHS. (Fita VHs – Video Home System) e) Chatbots. Resposta Trata-se de um conceito tecnológico, originário da informação e tecnologia. A gestão da cadeia de suprimentos é a principal área que pode se beneficiar da Internet das Coisas, pois os objetos conectados aos sensores tornam-se inteligentes, podem capturar as informações de contexto, e possibilitar as adaptações e decisões em tempo real, executando os processos de negócio. A Internet das Coisas não está presente somente nos negócios, mas também nos lares. O primeiro eletrodoméstico inteligente foi uma geladeira, lançada pela LG, em 2002, que podia navegar na internet, fazer as compras, acessar as agendas e transmitir a TV e o rádio. IoT – Internet of Things/Internet das Coisas Exemplos de IoT – uma pessoa dirigindo um carro que mostra uma rota menos congestionada, cuja casa está sendo limpa por um aspirador de pó inteligente que trabalha sozinho, enquanto o fogão, também inteligente, cozinha uma refeição. Na agricultura, também é possível usar a Internet das Coisas com os drones e as máquinas agrícolas de precisão com acesso remoto. IoT – Internet of Things/Internet das Coisas Fonte: https://www.napratica.org .br/wp- content/uploads/2020/09/ internet-das-coisas-1- 768x512.jpg. Acesso em: 12 out. 2022. Algoritmos para automatizar os processos sem a intervenção manual: Os smartphones passaram a nos conectar à internet 24 horas por dia, 7 dias por semana; Qualquer tarefa realizada quando se está conectado – desde enviar um e-mail, escrever uma mensagem emuma rede social ou, até mesmo, deixar o GPS do celular ligado enquanto se movimenta – deixa rastros; Esses rastros podem ser valiosíssimos se bem aproveitados, principalmente, para as empresas, que podem obter as informações em tempo real, geradas, diretamente, pelos clientes; por outro lado, deve-se confrontar esses benefícios com uma possível invasão de privacidade. No mundo globalizado e constantemente conectado, surge uma nova fonte de dados chamada pelos especialistas de Big Data. Big Data Velocidade: lotes, tempo real e próximo, processos, correntes. Valor: estatística, eventos, correlações, hipóteses. Veracidade: confiança, autenticidade, origem e reputação, disponibilidade. Variedade: estruturado, não estruturado, multifator, probabilístico. Volume: terabytes, registros, transações, tabelas e arquivos. Os Vs do Big Data: volume, variedade, velocidade, veracidade e valor Fonte: Adaptado de: https://desorientech.files.wordpress. com/2018/02/bot-features.png. Acesso em: 12 out. 2022. Dentro do grande volume gerado, está a grande variedade de tipos de dados, como: imagens, vídeos, áudios e documentos. Uma empresa deve ter processos que consigam selecionar, apenas, os dados que sejam confiáveis. Pode gerar transtornos caso a instituição não tiver velocidade para verificar os dados em uma compra on-line. Todos os ”Vs” citados anteriormente só tratam os benefícios para uma empresa se eles forem, realmente, o significado e tiverem valor. Diz respeito ao volume de dados gerados diariamente. A internet foi inicialmente planejada para ser uma rede que compartilha os documentos acadêmicos, não havendo nenhuma grande preocupação com a segurança. Porém os tempos mudaram, e, hoje, ela serve às incontáveis atividades tanto do trabalho quanto da vida social; daí a necessidade de segurança cibernética. Ataques e ameaças na rede acontecem de diversas formas e muito frequentemente. Firewall, criptografia, hacker, phishing, vírus, entre outros de um conceito tecnológico, originário da informação e tecnologia. Com a pandemia, as redes sociais e os aplicativos de comunicação passaram a ser ainda mais usados, aumentando a vulnerabilidade dos usuários. Segurança cibernética Prevenção: parte do controle de risco consiste em tomar decisões que impeçam a concretização de uma ameaça. É utilizada quando a organização não está disposta a aceitar os riscos devido ao seu potencial catastrófico, ou por não poderem ser reduzidos ou transferidos. Mitigação: parte do controle de risco, reduz a possibilidade ou a gravidade de perdas caso o risco se concretize. Transferência: parte do financiamento de risco consiste em um arranjo em que uma das partes aceita arcar com os riscos de outra, mediante alguma compensação. Seguro, por exemplo, é um contrato de transferência de risco pelo qual, cobrando um prêmio (valor monetário), uma empresa aceita arcar com o risco de uma organização e/ou um indivíduo. Se há o risco da ocorrência de sinistro, a seguradora é obrigada a indenizar o segurado (pessoa física ou jurídica), cumprindo as cláusulas do contrato – chamado de apólice. Gestão de riscos cibernéticos Aceitação/retenção: parte do financiamento de risco, é o método mais adotado hoje. Qualquer exposição que não seja evitada, reduzida ou transferida indica um risco assumido/retido/aceito, mesmo que não tenha sido previsto. Se uma pessoa (ou organização) decide assumir um risco no lugar de evitá-lo ou transferi-lo, é feita uma retenção voluntária, assim classificada se não for possível evitar, reduzir ou transferir essa exposição. Gestão de riscos cibernéticos Fonte: https://www.integras ul.com.br/assets/use rfiles/archives/60d5d 35fbf666.jpg. Acesso em: 12 out. 2022. LGPD (Lei n. 13.709/2018) tem como principal objetivo proteger os direitos fundamentais de liberdade e privacidade, além do livre desenvolvimento da personalidade da pessoa natural. Busca criar um cenário de segurança jurídica, padronizando os regulamentos e as práticas para proteger os dados pessoais de todo cidadão no Brasil, de acordo com os parâmetros internacionais. Esclarece ainda que todos os dados tratados, tanto no meio físico quanto no digital, estão sujeitos à regulação; independentemente da localização da sede de uma organização ou um centro de dados, o processamento de informações sobre as pessoas (brasileiras ou não) em território nacional deve seguir a LGPD. O tratamento dos dados deve considerar alguns requisitos, como a finalidade e a necessidade, acertando-os e informando-os previamente. Uma ferramenta que acessa os dados são os cookies. Lei Geral de Proteção de Dados Pessoais (LGPD) Computação em nuvem é o fornecimento de serviços de computação pela internet – servidores, armazenamento, bancos de dados, rede, software, análise e muito mais. Se associa ao novo paradigma da infraestrutura da computação, que passa a ser utilizada intensamente pela internet. É um acesso transparente aos recursos em um sistema de uso por demanda, baseado em uma infraestrutura de elasticidade infinita e instantânea, provida por uma terceira parte ou fornecida internamente. Computação em nuvem (Cloud Computing) Criptografia é uma ciência que usa a Matemática (em forma de algoritmos) para ocultar os dados (embaralhar as informações). Com a criptografia, é possível: Proteger os dados sigilosos armazenados no computador, como os arquivos de senhas e as declarações de Imposto de Renda; Criar uma área (partição) específica no computador, na qual todas as informações gravadas são automaticamente criptografadas; Proteger os backups contra o acesso indevido, principalmente, aqueles enviados para as áreas de armazenamento externo de mídias; Proteger as comunicações pela internet, como os e-mails enviados/recebidos, e as transações bancárias e comerciais. Segurança da informação por criptografia Fenômeno do silo – The silo phenomenon – a estrutura fragmentada de uma empresa, em analogia aos silos de estocagem de alimentos: estrutura fechada, sem janelas, alta, afinada e confinada. Gerenciamento e monitoramento de dados para melhorar processos Fonte: Artico (2022). Relacionamento com os clientes Recebimento de pedidos de clientes Gerenciamento da produção Relacionamento com os fornecedores Desenvolvimento de produtos Plano de negócios Registro de pedidos Especificação de empacotamento Ofertas especiais Gerenciamento de contas Definição de requisitos Requisitos de ambiente Estabilidade do processo Especificação de materiais Projeto de produto Logística reversa Estratégia de produção Definição de requisitos Estratégia de insumos Lucro Design de planta Planejamento de rede Planejamento de produção Critério de priorização Fluxo das movimentações Planejamento integrado Especificação de processo Especificação de materiais Gerenciamento de fornecedores Custo de P&D Custo de materiais Custo de produção Fornecimento integrado Custo de distribuição Seleção de fornecedores Marketing P&D Logística Produção Compras Finanças C li e n te s F o rn e c e d o re s Processos de negócio S il o s fu n c io n a is Arquitetura de Tecnologia da Informação O volume de dados gerados, diariamente, é impressionante e provém de diversas fontes. Assinale a alternativa correta quanto aos 5 Vs do Big Data: a) Valor: lotes, tempo real e próximo, processos, correntes. b) Volume: estatística, eventos, correlações, hipóteses. c) Velocidade: confiança, autenticidade, origem e reputação, disponibilidade. d) Variedade: estruturado, não estruturado, multifator, probabilístico. e) Veracidade: terabytes, registros, transações, tabelas e arquivos. Interatividade O volume de dados gerados, diariamente, é impressionante e provém de diversasfontes. Assinale a alternativa correta quanto aos 5 Vs do Big Data: a) Valor: lotes, tempo real e próximo, processos, correntes. Velocidade b) Volume: estatística, eventos, correlações, hipóteses. Valor c) Velocidade: confiança, autenticidade, origem e reputação, disponibilidade. Veracidade d) Variedade: estruturado, não estruturado, multifator, probabilístico. e) Veracidade: terabytes, registros, transações, tabelas e arquivos. Volume Resposta Robôs colaborativos – também conhecidos como cobots – são “máquinas complexas que trabalham lado a lado com os seres humanos. Em um processo de trabalho partilhado, eles suportam e aliviam o operador humano”. Cobots têm despertado o interesse de muitas empresas, desde a indústria automóvel e aeroespacial até as pequenas e médias empresas, porque são um dos pilares para uma automatização flexível na era da Indústria 4.0. O novo conceito de robô contorna o maior desafio atual sobre os robôs industriais: a sua programação. Robôs colaborativos podem ser facilmente programáveis se comparados aos tradicionais e simplificam a sua colaboração com os humanos. Novas tecnologias – Cobots Fonte: https://gfycat.com/discover/cobots -gifs. Acesso em: 12 out. 2022. Novas tecnologias – Cobots Fonte: Artico (2022). Embalagem e paletização Aparafusamento Moldagem por injeção Colagem, distribuição e soldagem Inspeção de qualidade Pick & place Montagem Alimentação de máquinas Análises laboratoriais Novas tecnologias – Cobots Fonte: Artico (2022). Reduzir os custos. Aumentar o lucro. Minimizar os riscos com a saúde e os processos trabalhistas. Vantagens Desvantagens Humanos Alta disponibilidade Manuseamento de componentes complexos Flexibilidade nas tarefas Processo de controle não fiável Restrições ergonômicas Sem posicionamento exato Reclamação do trabalho Robôs Processo de controle integrado Manuseamento de cargas pesadas e afiadas Reprodução exata de caminhos definidos Desempenho confiável de atividades repetitivas Disponibilidade crítica Requer o fornecimento específico de material Flexibilidade limitada de tarefas Manuseamento limitado pelas características do componente Quadro 1 – Vantagens e desvantagens de humanos e robôs Trata-se de uma tecnologia disruptiva, parte da transformação digital, que simula virtualmente as condições reais de um produto ou negócio, com o objetivo de extrair as informações e os insights para uma visão em tempo real da evolução do item copiado, criando uma réplica virtual completamente fiel a um objeto físico, capaz de fornecer as perspectivas e os dados importantes sobre algum produto. O gêmeo digital tende a diminuir a margem de erro de seu equivalente no mundo real, aumentando a eficiência dos produtos. Não se limita a replicar os objetos físicos, pois também replica as pessoas. Gêmeos digitais – Digital twins Fonte: https://giphy.com/explo re/digitaltwin. Acesso em: 12 out. 2022. Impressão tridimensional ou impressão 3D é uma das tecnologias mais importantes dos últimos anos, pois propõe um novo modo de produção (adicionar o material em vez de subtraí-lo) e, ao mesmo tempo, permite um ótimo nível de personalização de objetos. Tecnologia com a fabricação universal baseada em modelos/protótipos. Ausência de custo adicional relacionado à complexidade do design. Customização e flexibilidade gratuita. Produtos funcionalmente integrados que podem reduzir o trabalho de montagem. Manufatura aditiva 3D Fonte: https://hypescience.com /impressionante- impressora-3d-e-25x- mais-rapida/. Acesso em: 12 out. 2022. Assinale a alternativa correta quanto aos robôs colaborativos, também conhecidos como cobots: a) Tecnologia com o objetivo de extrair as informações e os insights para uma visão em tempo real, criando uma réplica virtual completamente fiel a um objeto físico. b) Máquinas complexas que trabalham lado a lado com os seres humanos. c) Tecnologia com a fabricação universal baseada em protótipos. d) Protege os dados sigilosos armazenados no computador, como os arquivos de senhas e as declarações de Imposto de Renda. e) Replica os objetos físicos e as pessoas. Interatividade Assinale a alternativa correta quanto aos robôs colaborativos, também conhecidos como cobots: a) Tecnologia com o objetivo de extrair as informações e os insights para uma visão em tempo real, criando uma réplica virtual completamente fiel a um objeto físico. Digital twins b) Máquinas complexas que trabalham lado a lado com os seres humanos. c) Tecnologia com a fabricação universal baseada em protótipos. Impressão 3D d) Protege os dados sigilosos armazenados no computador, como os arquivos de senhas e as declarações de Imposto de Renda. Criptografia e) Replica os objetos físicos e as pessoas. Digital twins Resposta Tem como finalidade remodelar e até criar os organismos novos na natureza a partir do DNA recombinante, aliada à Engenharia Genética, aos Sistemas de Informação e à Química Orgânica. Aplicações: Utilizado na produção de energia, desenvolvendo os microrganismos que produzem o hidrogênio, os combustíveis e até a fotossíntese artificial; Na produção a granel, para vários elementos de química fina, incluindo as proteínas que podem substituir as fibras naturais e ser produzidas de forma sintética; Na produção de novos tipos de medicamento, vacinas, agentes de diagnóstico e na produção de novos tecidos; Na criação de novos aditivos alimentares. Biologia sintética – SynBio Utilização de tecnologias aplicadas (SynBio) na análise do conjunto do genoma do SARS CoV-2. Fonte: Adaptado de: https://pfarma.com.br/blog/ 5309-coronavirus- evolucao.html Domínio de ligação ao receptor S2 subunidadeS1 subunidade Humano – SARS-CoV-2 Morcego-RaTG13 Pangolim Humano – SARS-CoV Morcego relacionado ao SARS-CoV Morcego relacionado ao SARS-CoV Morcego relacionado ao SARS-CoV Humano – SARS-CoV-2 Morcego-RaTG13 Pangolim Humano – SARS-CoV Morcego relacionado ao SARS-CoV a b Local de clivagem polibásica Resíduos de glicano ligados Resíduos de contato do ACE2 do domínio de ligação ao receptor Nucleotídeo Aminoácido 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000 20,000 22,000 24,000 26,000 28,000 29,903 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1285 670 680 690 460 470 480 490 500 Gene de pico 1. Vermelha: tecnologias para a medicina e saúde humana. 2. Amarela: para a nutrição e produção de alimentos. 3. Azul: para aproveitar os recursos marinhos. 4. Verde: para a agricultura. 5. Marrom: para tratar o solo. 6. Branca: para melhorar os processos industriais. 7. Cinza: para proteger e recuperar o meio ambiente. 8. Dourada: para a bioinformática e nanobiotecnologia. 9. Roxa: para a propriedade intelectual e biossegurança. 10. Preta: para o armamento biológico. Biotecnologia industrial Conhecidos em inglês como cyber-physical systems (CPS), são agrupamentos automatizados que permitem se conectar às operações da realidade física com as infraestruturas de computação e comunicação. São conectados em rede, se comunicam e usam os sensores para capturar a informação sobre o que acontece no mundo físico, interpretar esses dados e disponibilizá-los em serviços de rede, enquanto usam os atuadores que influenciam o ambiente físico e controlam o comportamento de dispositivos, objetos e serviços. É possível observar o conceito principal dos sistemas cibernéticos, representado pelos 3Cs – comunicação, computaçãoe controle das informações –, que integram o mundo cibernético ao mundo físico. Sistemas ciberfísicos Os objetivos do projeto incluem a operação segura (por exemplo, um robô não deve se deparar com os obstáculos ou outros robôs), conclusão da missão (o alvo deve ser encontrado) e estabilidade física (cada robô deve ser estável como um sistema dinâmico). Sistemas ciberfísicos Fontes: https://tm.ibxk.com.br/2015/05/21/21141829185603.jpg?ims=fit- in/705x335/filters:fill(ffffff) e https://cdn.andro4all.com/andro4all/2020/03/GOogle-Maps-en- un-Samsung-Galaxy-S20-Ultra.jpg e https://m.media- amazon.com/images/I/51WBjqWDBwL._SX360_BO1,204,203,200_.jpg e https://m.media- amazon.com/images/I/61X0ISBpD-L._AC_SX679_.jpg. Acesso em: 12 out. 2022. “Tem como finalidade remodelar e até criar os organismos novos na natureza a partir do DNA recombinante, aliada à Engenharia Genética, aos Sistemas de Informação e à Química Orgânica”. A frase mencionada se refere aos/ao/à: a) Cobots. b) Big Data. c) Digital Twins. d) Manufatura aditiva 3D. e) Biologia sintética – SynBio. Interatividade “Tem como finalidade remodelar e até criar os organismos novos na natureza a partir do DNA recombinante, aliada à Engenharia Genética, aos Sistemas de Informação e à Química Orgânica”. A frase mencionada se refere aos/ao/à: a) Cobots. b) Big Data. c) Digital Twins. d) Manufatura aditiva 3D. e) Biologia sintética – SynBio. Resposta ATÉ A PRÓXIMA!
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