0 MA ET TECNOLOGIAS PARA INDÚSTRIA 4 0

Prévia do material em texto

TECNOLOGIAS PARA INDÚSTRIA 
4.0 
Rafael Bruno Bertoncini 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
, 
 
 
2 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 HISTÓRICO E CONTEXTUALIZAÇÃO ......................................................... 3 
2 RECURSOS PARA A INDÚSTRIA 4.0 ........................................................ 15 
3 INFRAESTRUTURA INTELIGENTE ............................................................ 26 
4 INDÚSTRIA 4.0 NA PRODUÇÃO .............................................................. 41 
5 INDÚSTRIA 4.0 NAS CIDADES ................................................................. 56 
6 EFEITOS E TENDÊNCIAS ......................................................................... 74 
REFERÊNCIAS ............................................................................................ 91 
 
 
, 
 
 
3 
 
 
1 HISTÓRICO E CONTEXTUALIZAÇÃO 
Apresentação 
O termo “Indústria 4.0” refere-se à quarta revolução industrial e a todas as tecnologias 
aportadas por ela, a Indústria 4.0, seja para a automação de sistemas, seja para a 
intensa troca de dados necessária para este fim. O objetivo é claro, melhorar a 
produtividade e a eficiência dos processos e de seus sistemas. 
Serão apresentados neste bloco o conceito da Indústria 4.0, entenderemos a sua 
história e as revoluções industriais que a precederam. Na sequência, serão 
apresentados os elementos estruturais da Indústria 4.0, os seus pilares de apoio. O 
objetivo deste bloco é de contextualizar a quarta revolução industrial de modo que 
possamos, a seguir, apresentar as tecnologias e recursos disponíveis para a 
implementação dela. 
1.1 Introdução à Indústria 4.0 
A origem do termo “Indústria 4.0” está alocada na estratégia de alta tecnologia 
definida pelo governo federal alemão, e foi apresentada pela primeira vez em 2011, na 
Feira de Hannover, na Alemanha. Este termo se referia a um novo conceito que 
compreendia uma série de recomendações estratégicas e tecnológicas que deveriam 
ser seguidas pelo governo federal alemão, visando a preservação, a longo prazo, da 
competitividade internacional da indústria alemã. 
No entanto, embora o termo alemão tenha se consagrado globalmente, outros países 
também discutiam estratégias para fomentar a sua produtividade e competitividade, 
como os EUA e a estratégia de Smart Manufacturing (Fabricação Inteligente), também 
de 2011, que deu origem ao Executive Office of the President National Science and 
Technology Council (Plano Estratégico Nacional para a Indústria Avançada) em 2012. 
Vários outros países da União Europeia, Austrália, Canadá, China, Coréia do Sul e o 
, 
 
 
4 
 
próprio Brasil, discutiam, na mesma época, iniciativas estratégicas nacionais para 
revolucionar a sua manufatura local. 
É certo que cada país trabalhava em uma estratégia própria, como a de aumento da 
participação da manufatura no Produto Interno Bruto (PIB) do país, como no caso dos 
países da União Europeia e dos EUA, ou visando aumentar a produtividade e a 
eficiência, aumentando assim a cadeia de valor de suas indústrias, como no caso da 
China, da Coréia do Sul e do Japão. 
Entretanto, um dos objetivos da Indústria 4.0 é aumentar a flexibilidade da produção. 
Para isso, é necessário coletar e refinar dados brutos, originando enormes quantidades 
de informação sobre processos e produtos (Big Data), permitindo novas ideias para o 
aumento da qualidade, para a redução dos prazos de entrega, para o desenvolvimento 
de novos produtos com ciclos de vida mais curtos. 
Desta forma, toda a cadeia de valor agregado das empresas da Indústria 4.0, 
notadamente os seus fornecedores, clientes e parceiros de negócio, se tornará uma 
rede para alcançar a melhor produtividade flexível possível. Algumas tecnologias da 
Indústria 4.0 já são aplicadas atualmente nas empresas, porém ainda faltam padrões 
que permitam maximizar a integração de sistemas e os resultados dela. 
1.2 Contexto histórico 
Já sabemos que a Indústria 4.0 refere-se à quarta revolução industrial, mas como é que 
chegamos até aqui? A seguir, será apresentado o histórico das revoluções industriais 
de modo que possamos compreender as evoluções aportadas por cada uma, e como 
estas evoluções impactaram a vida humana e a sua produtividade. 
 
, 
 
 
5 
 
 
Fonte: CGEE, 2021. 
Figura 1.1 – Histórico das revoluções industriais. 
1.2.1 Primeira revolução industrial 
Esta revolução industrial marca a transição do poder do músculo para o poder da 
máquina, ou seja, da produção puramente manual à produção mecanizada, que 
utilizava motores a água e a vapor como fonte de energia. Ocorrida na Grã-Bretanha 
de 1760 a 1840, ela foi responsável por introduzir as primeiras máquinas nas linhas de 
produção, popularizando o termo "fábrica". O tear mecânico foi introduzido nesta 
época, as carroças e carruagens foram substituídas pela locomotiva e o barco a vapor, 
proporcionando um enorme aumento de produtividade para a indústria e a economia 
britânica na época. 
, 
 
 
6 
 
 
Fonte: PÉREZ, N., 2004. 
Figura 1.2 – Máquina a vapor tipo Watt, 1832. 
1.2.2 Segunda revolução industrial 
A segunda revolução industrial, ocorrida entre 1870 e 1945, introduziu o método de 
produção em massa através da implementação da linha de montagem, acelerando 
assim a produção, uma vez que cada trabalhador passou a se ocupar de apenas uma 
operação do processo. Em 1870, esteiras transportadoras foram utilizadas pela 
primeira em um abatedouro de Cincinnati, EUA, para o processamento de carne. Este 
princípio foi adaptado em 1913 por Henry Ford na fabricação de automóveis, 
popularizando assim a produção em massa. 
Ademais, o advento da eletricidade desempenhou outro papel determinante na 
segunda revolução industrial ao permitir a eletrificação das fábricas. A integração de 
tecnologias preexistentes promoveu uma maior comunicação, e a logística na cadeia 
de suprimentos foi impulsionada pelo uso massivo da ferrovia como meio de 
transporte, que, por sua vez, se beneficiou da produção em massa do aço. Nesta 
época, a química começou a ser desenvolvida, mas todas estas evoluções foram 
pausadas pela Primeira e Segunda Guerra Mundial, que puseram um fim à segunda 
revolução industrial. 
, 
 
 
7 
 
 
Fonte: Wikipedia, 1913. 
Figura 1.3 – Linha de montagem da Ford, 1913. 
1.2.3 Terceira revolução industrial 
A terceira revolução industrial, também conhecida por revolução digital, ocorrida 
entre 1950 e 1970, foi iniciada pela automação industrial e o uso da computação 
digital. O desenvolvimento da eletrônica, dos semicondutores, dos microchips e dos 
equipamentos automatizados de comando numérico (Numerical Control, NC), 
mudaram muitos aspetos fundamentais das nossas vidas, especialmente nos processos 
de fabricação e nas telecomunicações. 
 
Fonte: JYOTI, 2021. 
Figura 1.4 – Máquina de comando numérico em torno de 1950. 
, 
 
 
8 
 
1.2.4 Quarta revolução industrial 
Também conhecida por Indústria 4.0, a quarta revolução industrial representa a era da 
digitalização. Novas tecnologias e modelos de negócios estão se tornando cada vez 
mais importantes, transformando as empresas e os seus negócios, alterando as 
estruturas do mercado, enquanto a globalização está tornando comuns os laços 
comerciais internacionais. Isso requer uma mudança na produção atual, uma rede de 
alto desempenho ponta-a-ponta que pode ser alcançada por meio do uso da internet 
como parte da Indústria 4.0. 
A união dos recentes avanços tecnológicos aplicados às máquinas inteligentes e 
autônomas dão corpo à Indústria 4.0. Atualmente, máquinas e equipamentos 
comunicam-se entre si, aprendendo com os seus próprios erros e acertos, fruto do 
desenvolvimento das redes neurais e, finalmente, da inteligência artificial. 
 
Fonte: Gorodenkoff via Shutterstock. 
Figura 1.5 – Fábrica moderna da indústria 4.0. 
1.3 Pilares da Indústria 4.0 
O princípio básico da Indústria 4.0 é a ampla rede globalde pessoas, fábricas e 
produtos. Assim, espera-se que, no futuro, os produtos e os meios de produção 
possam se auto-organizar e se autocontrolar de forma independente e local. Contudo, 
para chegarmos a este nível de autonomia, necessitaremos evoluir algumas 
tecnologias e integrá-las sistematicamente. 
, 
 
 
9 
 
São apresentados a seguir os pilares da Indústria 4.0: 
1.3.1 Interdisciplinaridade 
A interdisciplinaridade define a conexão e a combinação de diversas disciplinas 
científicas e suas abordagens, métodos ou escolas de pensamento. Nela, várias 
estratégias de solução são concebidas e aplicadas para o melhor resultado possível, 
permitindo novas formas de pensar e solucionar problemas. 
Um exemplo da interdisciplinaridade foi o surgimento do profissional mecatrônico, a 
partir da união da mecânica e da elétrica, complementado pela tecnologia de controle, 
de automação e de informação. 
1.3.2 Mídias sociais 
Diferentemente das mídias tradicionais, como jornal, rádio e televisão, as mídias 
sociais possuem uma comunicação realizada através de um percurso digital, tornando 
a comunicação imediata e interativa. 
Nelas, as informações são trocadas entre os usuários com rapidez e facilidade. 
Inicialmente utilizadas pelos indivíduos, elas passaram a ser utilizadas também nas 
corporações, promovendo uma comunicação corporativa global de alta acessibilidade 
e imediata. 
1.3.3 Realidade virtual e aumentada 
A virtualização é um termo oriundo da ciência da computação e refere-se à adoção do 
gêmeo digital (digital twin), uma evolução da simulação. Um ambiente virtual é criado 
por meio de sensores inteligentes espalhados pela fábrica, permitindo o 
monitoramento e a rastreabilidade dos processos de maneira remota. 
, 
 
 
10 
 
 
Fonte: Zapp2Photo via Shutterstock. 
Figura 1.6 – Realidade aumentada na indústria 4.0 
1.3.4 Big data (curadoria digital) 
A partir do desenvolvimento e democratização da internet, está cada vez mais fácil 
coletar, armazenar e analisar grandes quantidades de informações. O termo “big data” 
refere-se a este volume de informações disponíveis globalmente, em crescimento 
exponencial. O “big data” pode ser utilizado na indústria para automatizar, visualizar e 
analisar os processos, inclusive remotamente. 
Após a era da informação, vivemos atualmente na era da curadoria digital, ou seja, 
grandes quantidades de informações estão disponíveis e necessitamos organizá-las e 
concatená-las para acessar somente as informações relevantes para o nosso processo, 
negócio ou cliente. 
1.3.5 Análise e otimização 
O trabalho para quantificar e analisar a grande quantidade de informações disponíveis 
é complexo. Podemos utilizar métodos estatísticos para extrair as informações 
relevantes do “big data”, e por meio de heurísticas e reconhecimento de padrões, 
novos conhecimentos são adquiridos, para a otimização de processos. 
 
, 
 
 
11 
 
1.3.6 Computação móvel e em nuvem 
A computação móvel é cada vez mais relevante, abrangendo hardware e software em 
dispositivos móveis. Todos os dispositivos de computação móvel podem ser usados, 
como smartphones, tablets, PCs e laptops, permitindo acesso simples e intuitivo às 
informações e aplicativos corporativos de qualquer lugar e a qualquer momento. 
Entretanto, este desenvolvimento é ainda um pouco limitado devido às baixas taxas de 
transmissão da internet móvel nacional, falta de padrões de segurança e legislação 
pertinente, e baixa duração da bateria dos dispositivos. 
1.3.7 Objetos inteligentes 
Objetos são considerados inteligentes quando são equipados com uma memória 
digital na forma de uma provisão de armazenamento de dados. Desta forma, o mundo 
digital pode se conectar ao mundo físico. Um requisito dessa conexão é a forma única 
de identificar esses objetos, podendo ser realizada através de códigos de barras, QR 
codes, identificação por radiofrequência (radio-frequency identification - RFID), 
comunicação de campo próximo (near-field communication - NFC) ou iBeacon que são 
detectados por scanners e computadores. 
 
Fonte: Talkin' Things via Shutterstock. 
Figura 1.7 – Etiqueta RFID / NFC em rolo. 
, 
 
 
12 
 
1.3.8 Internet das Coisas (IoT) 
A internet evoluiu de um meio de troca de informações para uma conexão interativa 
entre pessoas e máquinas, a Internet das Coisas (Internet of Things - IoT). Ela é a 
solução para a conexão de objetos a uma rede digital, permitindo uma comunicação 
universal, tanto entre objetos, quanto com seu ambiente. Assim, o mundo físico das 
coisas se une ao mundo virtual das informações. 
É possível que, em breve, cada objeto consumidor tenha seu próprio IP e esteja 
conectado à internet. Assim, quando em uso, cada objeto se conectará ao seu 
provedor de serviços por meio da internet. No entanto, o maior desafio para a IoT é 
um padrão de comunicação unificado entre os sistemas. 
1.3.9 Internet dos Serviços (IoS) 
Este termo refere-se à parte da internet que oferece serviços e funções através de 
provedores, mediante solicitação. Tecnologias de serviço de internet permitem a 
integração entre softwares e serviços individuais, possibilitando que empresas possam 
criar soluções complexas e flexíveis, criando assim modelos de negócios que atuam 
como catalisadores para a IoT e a IoS. 
1.3.10 Sistemas Ciberfísicos (CPS) 
Os sistemas ciberfísicos (cyber-physical systems - CPS) são aqueles nos quais os 
computadores se comunicam e controlam dispositivos reais. Também conhecidos 
como sistemas embarcados, eles permitem novos planejamentos de produção, 
utilizando a internet ou a intranet como meios de comunicação. 
Segundo o Instituto Fraunhofer para Circuitos Integrados (Institute for Integrated 
Circuits - IIS), o CPS é definido como “Sistemas Ciberfísicos são sistemas embarcados 
que estão espalhados, interconectados, comunicando-se em tempo real usando 
sensores para monitorar processos no mundo físico real e agem sobre eles através de 
atuadores. Eles também são frequentemente caracterizados por alta adaptabilidade e 
capacidade de lidar com estruturas de dados complexas.” 
, 
 
 
13 
 
É possível que, no futuro, um componente inteligente avance por conta própria e 
controle o processo de fabricação ou um container inteligente de cavacos que, por 
meio de câmeras e sensores, monitora seu nível de abastecimento e organiza a troca 
por um container vazio. 
1.3.11 Fábricas inteligentes 
O termo fábrica inteligente refere-se ao uso da internet para a produção e para a 
comunicação de máquinas e componentes, de modo que possa ser produzido somente 
o necessário. Os produtos a serem produzidos irão controlar o processo produtivo 
(CPS), uma vez que ele é descentralizado. Os produtos brutos, semiacabados e 
acabados são dotados de inteligência, sendo portadores de informações relevantes à 
produção e que se comunicam em rede com as pessoas, o ambiente e os 
equipamentos. A fábrica inteligente é mais eficiente em termos de energia e recursos, 
graças ao controle em tempo real por meio da IoT. 
Conclusão 
A partir desse bloco passamos a conhecer um pouco mais sobre a quarta revolução 
industrial e como ela está moldando o futuro da humanidade. Este é um momento 
único, pois estamos vivendo esta revolução, conhecida por Indústria 4.0. Novas 
tecnologias surgem a cada dia, permitindo uma melhor e maior comunicação, 
promovendo a integração de sistemas que, finalmente permitem maior automação e 
autonomia, aportando maior produtividade e eficiência aos processos produtivos e aos 
serviços prestados. 
REFERÊNCIAS 
CENTRO DE GESTÃO E ESTUDOS ESTRATÉGICOS - CGEE. Indústria 4.0; Arcabouço 
normativo para a implementação da Indústria 4.0 no Brasil. Brasília, DF: Centro de 
Gestão e Estudos Estratégicos, 2021. 214 p. (Série Documentos Técnicos, 29). 
JYOTI. The History of CNC Machine. JYOTI, 2021. Disponível em: 
https://jyoti.co.in/2021/07/24/the-history-of-cnc-machine/. Acessoem: 19 maio 2023. 
, 
 
 
14 
 
KIEF, H. B.; ROSCHIWAL, H.; SCHWARZ, K. The CNC Handbook: Digital Manufacturing 
and Automation from Cnc to Industry 4.0. 1. ed. EUA: Industrial Press, 2021. 
PÉREZ, N.; Una máquina de vapor de tipo Watt, construida por la compañía D. Napier 
& Son (Londres) en 1832. Wikipedia, 2004. Disponível em: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Maquina_vapor_Watt_ETSIIM.jpg. Acesso em: 
19 maio 2023. 
Wikipedia. Linha de montagem de Ford, em 1913. Wikipedia, 1913. Disponível em: 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ford_assembly_line_-_1913.jpg. Acesso em: 
19 maio 2023. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
, 
 
 
15 
 
 
2 RECURSOS PARA A INDÚSTRIA 4.0 
Apresentação 
A Indústria 4.0 é o avanço mais recente da humanidade, baseado nos avanços 
tecnológicos disponíveis até o momento. Em geral, ela está majoritariamente apoiada 
na digitalização e a automação, por meio do uso da Internet das Coisas (IoT), e 
emparelhada com Sistemas Ciberfísicos (CPS). Esses sistemas estão se tornando 
autônomos, com capacidade de tomar suas próprias decisões e utilizar o aprendizado 
de máquina (Machine Learning), coletando dados em tempo real que serão analisados 
e armazenados na nuvem. 
A quarta revolução industrial permitirá explorar pilares como a IoT, o Big Data e a 
análise de dados, a realidade aumentada, os robôs colaborativos, a manufatura 
aditiva, a computação em nuvem, a inteligência artificial e, por fim, as redes 5G, que 
irão promover todas estas tecnologias. Estima-se que a aplicação das tecnologias-
chave da Indústria 4.0 podem reduzir os custos de produção e de logística entre 10 e 
30% cada, e os custos da qualidade entre 10 e 20%. 
2.1 Simulação de sistemas 
A modelagem por simulação é um método que utiliza modelos reais ou de sistemas 
projetados para realizar experimentos e validar projetos, processos ou sistemas. É 
considerada um pilar da Indústria 4.0, sendo especialmente indicada para a redução de 
custos. 
Essa abordagem permite conhecer os sistemas por meio do desenvolvimento de 
produtos complexos e versáteis, possibilitando o teste de novos conceitos, sistemas, e 
novas operações antes da implementação real. Dessa forma, é possível coletar 
informações e conhecimentos sem interferir ou impactar no sistema operacional. 
 
 
, 
 
 
16 
 
 
Fonte: Gorodenkoff via Shutterstock. 
Figura 2.1 – Modelagem e simulação de sistemas. 
A modelagem do sistema permite a redução custos, além de reduzir o tempo de 
desenvolvimento e aumentar a qualidade do produto. Ao simular todo o ambiente 
fabril, é possível realizar uma análise para identificar os possíveis problemas que 
possam causar atrasos na produção. 
Uma Fábrica Inteligente não se limita apenas à digitalização dos seus processos, mas 
também inclui o uso eficiente da energia, a otimização dos processos e a redução dos 
impactos ao meio ambiente. Atualmente, a simulação de sistemas é a melhor maneira 
de conseguir isso de forma imediata. Os processos de simulação são realizados com o 
uso de softwares avançados, com grande impacto econômico nas fábricas. A 
visualização desses processos favorece a economia fabril, pois possibilita antecipar 
situações que podem gerar perdas, detectar pontos fracos e melhorar fases da 
produção antes de colocá-las em operação. 
2.2 Realidade aumentada 
A realidade aumentada é uma tecnologia relativamente recente, porém já desperta 
bastante interesse no ambiente da Internet das Coisas (IoT). Por décadas, a realidade 
aumentada foi estudada e desenvolvida como uma tecnologia futurista, porém o seu 
desenvolvimento ficou esquecido por anos, apesar do claro potencial, devido à falta de 
tecnologias complementares. No entanto, nos últimos anos, o interesse por esta 
https://www.shutterstock.com/g/gorodenkoff
, 
 
 
17 
 
tecnologia foi reavivado, uma vez que as tecnologias complementares necessárias 
estão agora disponíveis. Dispositivos como óculos, viseiras e fones de ouvido de 
realidade aumentada já estão agora em produção e, embora ainda sejam caras para o 
consumidor final, são viáveis para a indústria, dependendo do retorno sobre o 
investimento (ROI). 
 
Fonte: Gorodenkoff via Shutterstock. 
Figura 2.2 – Aplicação industrial da realidade aumentada. 
Contudo, a realidade aumentada vai além dos óculos ou da exibição visual, ela 
também pode ser aproveitada em smartphones, pois se trata de dados. Afinal, ela é 
tão útil quanto a sombra de informações que acompanha o objeto que você está 
olhando. Uma sombra de informação é o conjunto de dados relacionados ao objeto 
em questão. Por exemplo, ao olhar as paredes de sua casa, você não consegue ver os 
canos e as fiações. Para que a realidade aumentada funcione, é necessário que o 
objeto em estudo tenha possua um modelo 3D (CAD) relacionado, armazenado 
localmente, caso o dispositivo em uso, como um tablet ou headset, suportar arquivos 
grandes, ou armazenado remotamente na nuvem, no caso dos modelos atuais de 
óculos e viseiras. Dessa forma, através da projeção do modelo 3D, seja através dos 
óculos e viseiras, ou no próprio dispositivo, você verá canos e fiações, e tudo o que 
deve estar atrás da parede. 
As versões mais recentes da realidade aumentada não dependem apenas de modelos 
3D projetados, que infelizmente podem ser imprecisos e de qualidade inferior. Em vez 
, 
 
 
18 
 
disso, elas contam com sensores inteligentes embutidos para transmitir sua 
localização, de modo a construir um modelo 3D interativo na hora, apresentando 
exatamente o que está localizado atrás da parede. Essa capacidade torna a realidade 
aumentada extremamente útil na indústria da construção civil para planejar o trabalho 
com o mínimo de danos colaterais. 
 
Fonte: Sorn340 Studio Images via Shutterstock. 
Figura 2.3 – Aplicação da realidade aumentada na construção civil. 
Existem diversas aplicações adicionais para a realidade aumentada, como no 
treinamento interativo de manutenção de máquinas. Anteriormente, os técnicos 
precisavam passar por treinamentos extensos, obter certificações e desenvolver 
habilidades ao longo de anos de experiência para serem capazes de realizar a 
manutenção de máquinas, redes ou sistemas. Atualmente, é possível acelerar o 
treinamento utilizando manuais detalhados e guias de serviço armazenados na nuvem, 
juntamente com esquemas e modelos 3D. Ao projetar essa sombra de informações em 
conjunto com a visualização da máquina física, o técnico pode acessar um passo-a-
passo detalhado para a solução de problemas, enquanto o modelo 3D projetado sobre 
a máquina física mostrará exatamente onde as peças estão localizadas e como acessá-
las. A realidade aumentada desempenha um papel enorme na manutenção industrial 
atualmente, eliminando a maioria dos requisitos anteriores de conhecimento 
especializado, que costumavam ter um custo elevado. 
, 
 
 
19 
 
 
Fonte: Zapp2Photo via Shutterstock. 
Figura 2.4 – Aplicação da realidade aumentada na manutenção industrial. 
Outra aplicação da realidade aumentada está no controle e gerenciamento de centros 
de operações industriais. Nos centros tradicionais, painéis físicos apresentam 
informações simples e individuais, como temperatura, pressão, rotação e outras 
informações captadas pelos sensores. Esses painéis físicos eram conectados 
fisicamente ou mostravam representações gráficas de painéis pré-configurados e 
programados. Com o advento da realidade aumentada, os dados captados pelos 
diversos sensores podem ser visualizados de qualquer lugar e projetados em qualquer 
superfície, possibilitando a combinação de dados em painéis móveis improvisados. 
, 
 
 
20 
 
 
Fonte: MONOPOLY919 via Shutterstock. 
Figura 2.5 – Análise da operação em tempo real. 
O varejo, e as indústrias de alimentos e entretenimento, também estão se 
beneficiando da realidade aumentada, tornando-se os primeiros a adotar a sua própria 
sombra de informações. Porexemplo, se um restaurante publicar na nuvem os preços, 
o cardápio e os assentos disponíveis em tempo real, um cliente, ao passar pela frente 
do estabelecimento, poderá visualizar tais informações sobrepostas por meio de seus 
óculos ou dispositivos. Mesmo que os próprios proprietários dos restaurantes não 
tomem tal iniciativa, as mídias sociais podem fazê-lo, e um cliente em potencial não 
verá os dados em tempo real, como a disponibilidade de assentos, mas poderá ver as 
avaliações de outros clientes. 
Já deu para perceber que o potencial da realidade aumentada e da IoT é enorme, 
porém ela pode ser ainda mais impressionante. Por exemplo, os bombeiros, usando 
viseiras ou capacetes de realidade aumentada, podem receber informações sensoriais, 
como sinais vitais, temperatura, saturação do ar e proximidade. Estes dados captados 
podem ser comunicados, alimentados e exibidos em tempo real para o display do 
bombeiro, permitindo a ele ter uma visão completa de todo o edifício, andar por 
andar, e saber instantaneamente se alguém está no edifício e, em caso afirmativo, em 
qual ambiente, bem como as condições ambientais circundantes. 
, 
 
 
21 
 
Em suma, a aplicação da realidade aumentada, quando conectada à internet industrial, 
é apenas limitada pela imaginação e inovação dos desenvolvedores dos sistemas. 
2.3 Integração de sistemas 
Do ponto de vista dos desenvolvimentos industriais, a primeira metade do século 20 
foi dominada pelo maquinário industrial (hardware), ou seja, as melhorias na 
produtividade e na qualidade do produto foram devidas, majoritariamente, às 
melhorias no hardware. A precisão do maquinário industrial e a velocidade 
operacional aumentaram constantemente devido às melhorias na precisão das partes 
mecânicas. 
Analogamente, é possível verificar que a segunda metade do século 20 foi dominada 
pelo software. Os Softwares aplicados aos sistemas de controle baseados em 
microprocessadores permitiram a operação de uma linha de produção com maior 
rapidez e precisão. Ainda que, neste período, o hardware continuou a evoluir, isso só 
foi possível graças ao uso de softwares, como os de Projeto e Manufatura Assistidos 
por Computador (CAD e CAM, respectivamente). 
Foi nesse mesmo período que teve início a era da eletrônica industrial. A automação 
industrial, na forma de controles mecânicos e interruptores, foi dando lugar 
lentamente aos controles eletrônicos e aos processamentos de sinais. No entanto, nas 
últimas décadas deste século, ocorreu a fusão de diferentes tecnologias, começando 
pela eletromecânica, seguida pela optoeletrônica, mecatrônica, telemática, 
bioinformática e assim por diante. Desta forma, as fronteiras entre os setores 
industriais e as disciplinas acadêmicas, anteriormente bem definidas, erodiram-se 
muito rapidamente. 
Atualmente é difícil estabelecer limites claros entre setores industriais; entre produtos 
e serviços; entre produtores e usuários; entre a tecnologia da informação (TI), 
comunicações, mídia e eletrônicos de consumo. A área de automação e controle 
industrial também teve sua parcela de mudanças: é fácil ver como a TI se tornou 
dominante na eletrônica industrial. 
, 
 
 
22 
 
A quarta revolução industrial emerge a partir da terceira revolução industrial, 
integrando processos de produção industrial novos e clássicos. À medida que as 
organizações superam o modismo em torno da transformação digital na Indústria 4.0, 
elas enfrentam as complexas realidades da implementação destas tecnologias, desde a 
introdução de novos Sistemas Ciberfísicos, tecnologias e aplicativos de fábricas 
inteligentes, até a adaptação ou substituição de arquiteturas corporativas centrais, 
infraestruturas, e processos de informação e comunicação. A transição dos sistemas 
industriais tradicionais para a Indústria 4.0 exigirá não apenas novas tecnologias de 
informação e comunicação, mas também novos modelos de negócios a serem 
desenvolvidos intra- e interorganizacionalmente. Na Indústria 4.0, os diversos tipos de 
integração (horizontal, vertical e de ponta-a-ponta) exigem mudanças na arquitetura 
corporativa, integração dos processos e das tecnologias de informação e comunicação. 
Neste processo de integração industrial, os Sistemas Ciberfísicos representam uma 
mudança de paradigma em relação aos modelos de negócios e de mercado existentes, 
pois novas aplicações, serviços e cadeias de valor revolucionárias estarão disponíveis. 
Os setores industriais, como manufatura, automotivo, energia e outros, serão 
transformados por esses novos modelos de cadeia de valor no processo de integração 
industrial. A Indústria 4.0 representará um novo nível de organização, remodelando as 
arquiteturas empresariais das organizações industriais, alavancando as infraestruturas 
de TI existentes e os processos de negócios, conforme a necessidade. Devido à 
chegada da Indústria 4.0 e às profundas mudanças nos ambientes industriais 
complexos, há a necessidade de adotar novas arquiteturas e novos processos de 
negócios que ajudarão uma organização industrial com a adaptação da arquitetura 
empresarial existente, infraestruturas de TI, processos e relacionamentos para apoiar a 
transformação. 
Uma arquitetura corporativa consiste nos principais componentes corporativos, como 
os objetivos da empresa, estruturas organizacionais, infraestrutura de informações e 
processos de negócios. O desempenho de uma empresa, como as inovações geradas 
dentro dela, a reengenharia dos processos de negócios, a qualidade e a pontualidade 
, 
 
 
23 
 
do fluxo de informações, podem ser melhorados se o sistema de arquitetura 
corporativa representar fielmente as características e a natureza da organização. 
Integração, consolidação e aplicações coordenadas foram identificadas como questões 
críticas no ambiente da Indústria 4.0. Os limites das fábricas individuais provavelmente 
desaparecerão com o tempo. Desta forma, fábricas em diferentes setores industriais e 
diferentes regiões geográficas serão interligadas ou integradas, permitindo a elas 
manter algum sistema existente enquanto adicionam um novo conjunto de aplicativos 
às suas operações. Para isso, uma nova solução de tecnologias de informação e 
comunicação, conhecida como Integração de Aplicativos Corporativos, pode ser 
aplicada. Para integrar os novos recursos digitais baseados em Sistemas Ciberfísicos 
com arquiteturas, sistemas e processos existentes, a coordenação de vários sistemas e 
aplicativos depende muito da arquitetura corporativa. 
No entanto, os equipamentos existentes atualmente não são capazes de se comunicar 
com a tecnologia recém-implantada. Este obstáculo pode ser superado pelo sistema de 
Integração de Aplicativos Corporativos, que foi criado com diferentes métodos e em 
diferentes plataformas, visando conectar os processos atuais e novos do sistema, 
fornecendo um mecanismo de integração de processos flexível e conveniente. A 
integração de aplicativos corporativos inclui a integração de fontes de dados, 
processos, aplicativos, plataformas e padrões heterogêneos. Assim, por meio da 
criação de uma estrutura integradora, a Integração de Aplicativos Corporativos 
conecta diferentes sistemas e aplicativos, tanto intra-, quanto 
interorganizacionalmente. Ao combinar software, hardware e padrões, a Integração de 
Aplicativos Corporativos possibilita o compartilhamento e a troca de dados e 
informações de forma contínua, o que é exigido pela Indústria 4.0. 
Na Indústria 4.0, a integração de sistemas pode ser: 
1. Integração horizontal: nela, parceiros de negócios e clientes passam a ser 
integrados, assim como novos modelos de negócios entre países e até 
continentes são integrados, criando uma rede global. Esta integração facilitará 
, 
 
 
24 
 
o estabelecimento e a manutenção de redes que criam e agregam valor para 
toda a cadeia; 
2. Integração vertical: as fábricas inteligentes não podem funcionarde maneira 
autônoma, havendo a necessidade de uma rede de fábricas, produtos e 
sistemas de produção inteligentes. A essência da integração vertical deriva do 
uso de Sistemas Ciberfísicos, que permitem que reajam rápido e 
adequadamente às variáveis, como os níveis de demanda e de estoque, 
defeitos de máquinas e atrasos imprevistos. Da mesma forma, a rede e a 
integração de sistemas também envolvem os serviços inteligentes de logística e 
marketing de uma empresa, assim como seus serviços inteligentes, permitindo 
uma produção customizada, de modo a atender os seus clientes de forma 
individualizada e direcionada; 
3. Integração de ponta-a-ponta: toda a cadeia de valor industrial é submetida à 
chamada integração de ponta-a-ponta, onde o ciclo de vida completo do 
produto é rastreado, desde a matéria-prima, passando pela produção até o seu 
fim de vida (reciclagem). Portanto, deve haver foco na qualidade e na 
satisfação do cliente, para que o produtor manufature produtos que atendam 
às expectativas do cliente. 
Conclusão 
Os recursos disponíveis para a implementação da Indústria 4.0 são diversos, não se 
restringindo apenas aos três recursos apresentados anteriormente. Neste bloco, vimos 
que a tecnologia possui um papel fundamental na nossa sociedade, e como a sua 
evolução acelerada pode mudar a maneira como vivemos e trabalhamos. Assim, a 
partir da segunda metade do século 20, experienciamos uma rápida e consistente 
evolução de desempenho, com o aumento do poder de processamento, a redução de 
custos e a miniaturização de componentes, dados os avanços da microeletrônica que 
ocorrem a uma velocidade exponencial, promovendo o surgimento de outras 
tecnologias e aplicações que estamos, atualmente, utilizando na Indústria 4.0. 
 
, 
 
 
25 
 
REFERÊNCIAS 
ARIAS, J. A. C. et al. Supply chain integration in the industry 4.0 era: a systematic 
literature review. Brazilian Journal of Development, 2022. Disponível em: 
https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/53188/39573. 
Acesso em: 19 maio 2023. 
GILCHRIST, A. Industry 4.0: The Industrial Internet of Things. 1. ed. EUA: Apress, 2016. 
KIEF, H. B.; ROSCHIWAL, H.; SCHWARZ, K. The CNC Handbook: Digital Manufacturing 
and Automation from Cnc to Industry 4.0. 1. ed. EUA: Industrial Press, 2021. 
SACOMANO, J. B. et al. Indústria 4.0: conceitos e fundamentos. 1. ed. Brasil: Editora 
Blucher, 2018. 
SCHWAB, K. The Fourth Industrial Revolution. 1. ed. Suíça: World Economic Forum, 
2016. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
, 
 
 
26 
 
 
3 INFRAESTRUTURA INTELIGENTE 
Apresentação 
Olá, estudante! 
A indústria 4.0 engloba um extenso conjunto de tecnologias com amplo potencial 
inovador devido à sua integração. Tais tecnologias são denominadas por ferramentas, 
pilares ou princípios da indústria 4.0, dependendo da publicação ou do autor. 
Neste bloco, serão apresentadas algumas tecnologias estruturantes da Indústria 4.0, 
porém a lista de tecnologias é muito extensa e em constante evolução. 
3.1 Sistemas Ciberfísicos (CPS) 
A internet industrial surgiu devido aos rápidos avanços nos computadores digitais e 
nas comunicações digitais. Estas disciplinas são consideradas domínios de 
conhecimento e especialização separados, resultando na necessidade de 
conhecimento interdisciplinar para projetar e construir produtos que requerem 
processamento de informações e rede. No entanto, quando começamos a interagir 
com o mundo físico, temos um domínio físico para enfrentar e isso requer um 
conhecimento especial desse domínio, como o de um engenheiro mecânico ou 
mecatrônico. Portanto, é necessário identificar, no início do processo de 
desenvolvimento, se o produto será um sistema de TI, rede ou físico, ou um sistema 
que tenha todos os três recursos de processamento físico, de rede e digital. Em caso 
afirmativo, diz-se que é um sistema ciberfísico. 
Os sistemas de informação, aplicados em dispositivos físicos, são chamados de 
sistemas embarcados. Estes sistemas são encontrados em sistemas de 
telecomunicações, automação e transporte, dentre outros. Atualmente, um novo 
termo para designar tais sistemas surgiu, os Sistemas Ciberfísicos (CPS). Assim, 
podemos distinguir os sistemas embarcados, baseados em microprocessadores, e os 
sistemas de processamento de informações mais complexos, que realmente se 
integram ao seu ambiente. Podemos, então, definir os Sistemas Ciberfísicos como 
, 
 
 
27 
 
integrações de computação, rede e processos físicos, nos quais computadores e redes 
integrados monitoram e controlam tais processos, com loops de feedback onde os 
processos físicos afetam os cálculos e vice-versa. 
Portanto, um sistema ciberfísico pode ser praticamente qualquer coisa que tenha 
computação, rede e processos físicos integrados. Por exemplo, um operador humano 
possui componentes físicos e cibernéticos, ou seja, ele tem uma facilidade 
computacional, o seu cérebro, se comunica com outros seres humanos e o sistema por 
meio da Interface Homem-Máquina, e interage por meio de interfaces mecânicas, as 
suas expressões, suas mãos, para influenciar o seu ambiente. 
Os Sistemas Ciberfísicos permitem que o mundo digital virtual dos computadores e 
softwares se integrem por meio do gerenciamento de processos e controle de 
feedback com o mundo analógico físico, levando assim à Internet das Coisas (IoT), 
dados e serviços. Um exemplo de CPS é uma linha de produção inteligente, onde uma 
máquina pode executar muitas operações, comunicando-se com os componentes e, às 
vezes, até com os produtos que estão em processo de produção. 
 
Fonte: elenabsl via Shutterstock. 
Figura 3.1 – Sistemas Ciberfísicos aplicados à uma fábrica inteligente 
, 
 
 
28 
 
Um sistema embarcado é, basicamente, um sistema computacional incorporado em 
um sistema físico, com ênfase no componente computacional. Desta forma, podemos 
pensar em todos os CPS como contendo sistemas embarcados, mas a ênfase do CPS 
está nas comunicações e nos domínios físico e computacional. 
Os Sistemas Ciberfísicos são amplamente aplicados, pois usam sensores e outros 
sistemas embarcados para monitorar e coletar dados de processos físicos, como 
monitorar a direção de um veículo, o consumo de energia ou o controle de 
temperatura e/ou umidade. Os CPS, ao contrário dos sistemas embarcados, são 
conectados em rede, possibilitando a disponibilidade de dados remotamente, e até 
globalmente. Em suma, os CPS possibilitam que aplicativos de software interajam com 
eventos no mundo físico. 
Ao contrário dos sistemas embarcados tradicionais, que geralmente são dispositivos 
autônomos com alguma capacidade de comunicação incorporada, os CPS são 
projetados para serem conectados em rede com dispositivos complementares e, 
portanto, possuem portas E/S físicas. O CPS está intimamente relacionado à robótica e 
um robô é um bom exemplo de CPS, pois possui componentes físicos capazes de 
manipular o seu ambiente. Os robôs são bons em detectar, agarrar e transportar 
objetos e posicioná-los onde necessário. Nas fábricas, os robôs são usados para fazer 
trabalhos repetitivos que muitas vezes exigem levantamento pesado ou o 
posicionamento de grandes itens em uma linha de montagem (robótica industrial). Os 
robôs têm computação, rede e componentes físicos para permitir que executem o 
software para realizar suas tarefas, como ler dados de sensores, aplicar algoritmos e 
enviar informações de controle para servomotores e atuadores que controlam os 
membros, as juntas e os mecanismos dos robôs. Os robôs também se comunicam com 
servidores back-end no domínio de operações e gerenciamento, e com dispositivos de 
segurança na linha de montagem. Desta forma, eles podem se mover em altas 
velocidades e não se cansam, então eles superam os humanos em todos os aspectos. 
No entanto, robôs e humanos nem sempre trabalham juntos com segurança, e é 
necessário que o robô reduza a velocidadee execute suas ações a uma velocidade 
compatível em caso de proximidade com humanos. Consequentemente, os robôs 
, 
 
 
29 
 
industriais funcionam melhor e com muito mais eficiência em ambientes livres de 
humanos. 
 
Fonte: asharkyu via Shutterstock. 
Figura 3.2 – Aplicação de um robô industrial em uma fábrica inteligente 
A robótica é um exemplo óbvio de um CPS, mas eles também são adaptados para 
funcionar em diversas aplicações com a Internet das Coisas (IoT), como trabalhar em 
ambientes perigosos, como o combate a incêndios ou mineração; ou fazer trabalhos 
perigosos, como a eliminação de bombas; ou a execução de tarefas pesadas, como 
levantar chassis de carros em uma linha de produção. Entretanto, não faltam 
aplicações para outros tipos de CPS, como em situações que exigem precisão, como 
em cirurgias automatizadas; e em coordenação, no caso de sistemas de controle de 
tráfego aéreo. 
As aplicações da Internet Industrial para os CPS são principalmente baseadas em 
sensores onde os dispositivos CPS habilitados para rede, monitoram seu ambiente e 
repassam essas informações para um aplicativo em outro nó de rede, onde a 
, 
 
 
30 
 
computação e a análise serão executadas, e o feedback fornecido se, e quando 
necessário. Um exemplo disso é a detecção e proteção de colisão em carros, que 
também utilizam sistemas de alerta de mudança de faixa, também acionados por CPS. 
3.2 Internet das Coisas (IoT) 
Atualmente, a Internet das Coisas (IoT) é amplamente aplicada e, por isso, recebe 
diversas denominações, como Internet Industrial ou Internet Industrial da Coisas (IIoT), 
como Internet de Tudo, ou ainda como Internet 4.0. No entanto, é importante 
diferenciar as estratégias verticais da IoT, como as formas de consumo, comercial e 
industrial da Internet, do conceito horizontal mais amplo da IoT, pois as estratégias 
verticais têm diferentes públicos-alvo e requisitos técnicos. Por exemplo, o mercado 
consumidor aplica muito a IoT em casas inteligentes e na conectividade pessoal. Da 
mesma forma, o mercado comercial tem alta negociabilidade, pois possui serviços que 
englobam produtos financeiros e de investimento, como bancos, seguros, serviços 
financeiros e comércio eletrônico, com foco no histórico, desempenho e valor do 
consumidor. A Internet Empresarial das Coisas (EIoT), por outro lado, é uma vertical 
que inclui empresas de pequeno, médio e grande porte. Focaremos, neste momento, 
na Internet Industrial (IIoT) e a aplicação da IoT no nosso dia a dia, será explicado no 
Bloco 5. 
Espera-se que a Internet Industrial proporcione níveis sem precedentes de 
crescimento e produtividade já nesta década. Líderes empresariais, governos, 
acadêmicos e fornecedores de tecnologia estão trabalhando arduamente em conjunto 
para aproveitar e realizar este enorme potencial. Tal potencial tem ainda a capacidade 
de promover a reindustrialização de países que, por uma questão de competitividade, 
expatriavam as suas linhas de produção para países de baixo custo. Ao encorajar a 
reindustrialização, os governos esperam aumentar o valor agregado da manufatura 
para impulsionar seus PIBs. 
Nos últimos 20 anos, o setor de negócios para o consumidor (Business-to-Consumer - 
B2C), através do uso comercial da Internet em varejo, mídia e serviços financeiros, 
testemunhou um crescimento estelar. O sucesso do B2C é evidente pelo domínio de 
, 
 
 
31 
 
gigantes da web nascidos na Internet, como Amazon, Netflix, eBay e PayPal. A 
esperança é que esta década traga o mesmo crescimento e sucesso para a indústria, 
que nesse contexto abrange manufatura, agricultura, energia, aviação, transporte e 
logística. A importância disso é inegável, já que a indústria produz dois terços do PIB 
global, portanto as apostas são altas. 
 
Fonte: Zapp2Photo via Shutterstock. 
Figura 3.3 – Aplicação da Internet Industrial na logística fabril 
Entretanto, a Internet Industrial ainda está em sua infância. Apesar da internet estar 
disponível nos últimos 20 anos, os líderes industriais hesitam em se comprometer, pois 
eles não têm certeza de como a IIoT afetaria as indústrias existentes, cadeias de valor, 
modelos de negócios, força de trabalho e, finalmente, produtividade e produtos. Além 
disso, a maior parte dos líderes industriais ainda não têm um entendimento claro dos 
modelos de negócios ou das tecnologias envolvidas. 
Diversas indústrias possuem sensores e dispositivos que produzem dados para 
controlar as operações há décadas. Da mesma forma, elas possuem comunicações e 
colaboração máquina a máquina (Machine-to-Machine - M2M) há pelo menos uma 
década, portanto, as principais tecnologias da IIoT não são novidade. Por exemplo, a 
, 
 
 
32 
 
indústria também não demorou a coletar, analisar e acumular grandes quantidades de 
dados para informações históricas, preditivas e prescritivas. Portanto, a pergunta que 
os líderes industriais costumam fazer é: “por que conectar a minha arquitetura M2M à 
internet me proporcionaria maior valor?” 
Para explicar por que as indústrias devem adotar a IIoT, precisamos entendê-la melhor. 
A Internet Industrial possibilita uma maior visibilidade e percepção das operações e 
ativos da indústria, por meio da integração de sensores e instrumentos, middleware, 
software, sistemas de armazenamento e computação em nuvem. Portanto, ela fornece 
um método de transformação dos processos operacionais, usando os resultados 
obtidos ao interrogar grandes conjuntos de dados por meio de análises avançadas, 
como feedback. Os ganhos para a empresa são alcançados por meio dos ganhos de 
eficiência e produtividade, o que resulta em um menor tempo de parada não 
planejada e em uma eficiência otimizada, gerando, assim, lucros maiores. 
Embora as tecnologias e técnicas usadas nas tecnologias M2M existentes nos 
ambientes industriais atuais possam parecer semelhantes à IIoT, a escala de operação 
é muito diferente. Por exemplo, com a aplicação do Big Data em sistemas IIoT, 
enormes fluxos de dados podem ser analisados online, usando análise avançada 
hospedada em nuvem. Adicionalmente, grandes quantidades de dados podem ser 
armazenadas em sistemas de armazenamento em nuvem, distribuídos para futuras 
análises realizadas em formatos de lote. Estas análises massivas de trabalhos em lote 
podem reunir informações e estatísticas, a partir de dados que nunca seriam possíveis 
anteriormente, devido às amostragens relativamente pequenas, ou simplesmente 
devido aos algoritmos mais poderosos ou refinados. Os engenheiros de processo 
podem então usar os resultados da análise para otimizar as operações e fornecer as 
informações que os executivos podem transformar em conhecimento, a fim de 
aumentar a produtividade e a eficiência, e reduzir os custos operacionais. 
A IIoT é uma junção de várias tecnologias-chave para produzir um sistema maior que a 
soma de suas partes. Os recentes avanços nas tecnologias de sensores, por exemplo, 
produzem não apenas mais dados gerados por um componente, mas um tipo diferente 
de dados, em vez de serem apenas precisos, eles podem ter autoconsciência e até 
, 
 
 
33 
 
prever sua vida útil restante. Portanto, o sensor pode produzir dados que não são 
apenas precisos, mas preditivos. Da mesma forma, os sensores de uma máquina, por 
meio de seus controladores, podem ser autoconscientes, auto previsíveis e auto 
comparáveis, isto é, eles podem comparar sua configuração atual e definições de 
ambiente com dados e limites ideais pré configurados, fornecendo um 
autodiagnóstico. Os sensores são hoje menores e mais baratos, sendo assim, mais 
acessíveis e tecnicamente viáveis à instrumentação de máquinas, processos e até 
pessoas. 
 
Fonte: Papamoon via Shutterstock. 
Figura 3.4 – Sensores inteligentes, conectados à IIoT, aplicados no agronegócio. 
O Big Data e as análises avançadas, como vimos, são outros impulsionadores e 
facilitadores da IIoT, pois fornecem análiseshistóricas, preditivas e prescritivas, que 
podem fornecer informações sobre o que realmente está acontecendo dentro de uma 
máquina ou processo. Combinado com essa nova geração de componentes 
autoconscientes e auto previsíveis, a análise pode fornecer cronogramas precisos de 
manutenção preditiva para máquinas, mantendo-as em serviço por mais tempo, 
reduzindo as ineficiências e custos de manutenção desnecessária. Isso foi acelerado 
pelo advento da computação em nuvem nos últimos 15 anos, em que provedores de 
serviços fornecem vastos recursos de computação, rede e armazenamento necessários 
, 
 
 
34 
 
para um Big Data eficaz a baixo custo e com base no pagamento por uso. No entanto, 
algumas empresas avessas ao risco, podem preferir manter uma nuvem privada, seja 
em seus próprios centros de dados ou em uma nuvem privada. 
Por que a Internet Industrial só está sendo aplicada agora se as suas tecnologias já 
existem há algum tempo? É possível que os sistemas industriais tenham se tornado de 
tal forma complexos que o operador não seja mais capaz de reconhecer e tratar a 
eficiência produtiva, dificultando então a melhoria dos processos pelos meios 
tradicionais, resultando em máquinas e equipamentos operando abaixo de suas 
capacidades, gerando, assim, incentivos operacionais para a aplicação de novas 
soluções. 
Ademais, os sistemas de TI agora podem suportar instrumentação, monitoramento e 
análise generalizados, devido a uma queda nos custos de computação, tamanho de 
banda, armazenamento e sensores, possibilitando o monitoramento de máquinas 
industriais em maior escala. A computação em nuvem aborda os problemas com 
armazenamento remoto de dados. Além disso, os provedores de nuvem estão 
implantando e disponibilizando ferramentas analíticas que podem processar grandes 
quantidades de informações, proporcionando o amadurecimento destas tecnologias e 
sua maior disponibilidade. As tecnologias já existem há algum tempo e foram adotadas 
pela TI, mas apenas recentemente os líderes industriais testemunharam a estabilidade 
e a maturidade de soluções, ferramentas e aplicativos nesses setores de TI, atingindo 
um nível de confiança e diminuindo as preocupações. 
Da mesma forma, a maturidade e o crescimento subsequente de redes, e a evolução 
da rede de longa distância sem fio ou rede de banda larga móvel (Wireless Wide Area 
Network - WWAN) permitiram o monitoramento remoto e o controle de ativos, que 
anteriormente simplesmente não eram econômicos ou confiáveis o suficiente. 
Atualmente, essas redes de rádio sem fio atingiram um preço e um nível de 
maturidade e confiabilidade que permitem o funcionamento em um ambiente 
industrial. Juntas, essas mudanças estão criando oportunidades quando aplicadas a 
negócios industriais, máquinas, frotas e redes. 
, 
 
 
35 
 
A queda no custo da computação, da rede e do armazenamento é resultado do 
modelo de computação em nuvem, que permite que empresas coletem e analisem 
quantidades de dados muito maiores, tornando a Internet Industrial uma alternativa 
atraente ao paradigma M2M exclusivo. 
Assistimos à inovação com o desenvolvimento de dispositivos inteligentes, que podem 
ser novos produtos ou máquinas reformadas e atualizadas. Atualmente, a inovação 
está voltada para a habilitação de dispositivos inteligentes, ou seja, qualquer coisa que 
conectamos com a instrumentação, por exemplo, sensores, atuadores, motores, 
máquinas, componentes, até mesmo o corpo humano, entre uma infinidade de outros 
itens possíveis. Isso ocorre, porque é fácil e econômico adicionar instrumentação a 
praticamente qualquer objeto sobre o qual desejamos coletar informações. 
O objetivo dos dispositivos inteligentes é coletar os dados brutos e, em seguida, 
gerenciar o fluxo de dados, do dispositivo ao armazenamento de dados, aos sistemas 
analíticos, aos cientistas de dados, ao processo e, finalmente, de volta ao dispositivo. 
Este é o ciclo do fluxo de dados, onde os dados fluem de dispositivos inteligentes, 
através do aparato de coleta e análise, antes de retornar como feedback de controle 
para o dispositivo. É dentro desse ciclo que os cientistas de dados podem extrair o 
valor principal das informações. 
Os líderes industriais, quando questionados sobre quais benefícios desejam obter na 
adoção da Internet Industrial, listam o aumento dos lucros e dos fluxos de receita, e a 
redução dos gastos operacionais, nesta ordem. Felizmente, o uso do Big Data para 
colher os benefícios da análise, de modo a melhorar os processos operacionais, parece 
ser semelhante a colher os frutos mais fáceis. Normalmente, a maioria das empresas 
industriais segue direto para a tática da manutenção preditiva, pois essa estratégia 
produz resultados e retorno sobre o investimento mais rápido. 
Desta forma, algumas empresas estão aplicando a IIoT para o gerenciamento remoto 
de ativos e manutenção preditiva, usando uma estratégia de sensores, comunicação 
remota e análise de Big Data, antecipando assim falhas de equipamentos, de modo a 
responder mais rapidamente a qualquer situação crítica que possa surgir. No entanto, 
, 
 
 
36 
 
outras indústrias têm outras prioridades estratégicas ao implantar a IIoT, como saúde 
e segurança. Assim, podemos observar alguns projetos inovadores, desde o uso de 
drones e veículos autônomos para inspecionar linhas de petróleo e gás em áreas 
inóspitas, até o uso de equipamentos autônomos de mineração. 
Não é apenas a indústria tradicional que pode se beneficiar da Internet Industrial, a 
área da saúde é outra área que tem a sua própria perspectiva e objetivos únicos. Na 
área da saúde, o desejo é melhorar o atendimento ao cliente e o serviço de qualidade. 
A melhor métrica para uma empresa de assistência médica ser julgada é quanto tempo 
seus pacientes sobrevivem sob seus cuidados, portanto, esse é o foco deles, melhorar 
o atendimento ao paciente. Isso é necessário, pois os erros hospitalares ainda são uma 
das principais causas de morte evitável. Os hospitais podem utilizar sensores 
miniaturizados para monitorar o nível de glicose de pacientes através de uma pulseira 
descartável, conectada à nuvem. Eles podem ainda melhorar o atendimento ao 
paciente por meio de coleta de dados não intrusiva, análise de Big Data e sistemas 
inteligentes. 
 
Fonte: metamorworks via Shutterstock. 
Figura 3.5 – A IIoT aplicada na área da saúde. 
As melhorias nos cuidados de saúde vêm não apenas da equipe de atendimento 
médico, mas também das iniciativas dos fabricantes de equipamentos médicos para 
miniaturizar e integrar seus equipamentos com o objetivo de obter equipamentos de 
, 
 
 
37 
 
monitoramento e análise mais adequados ao corpo humano, confiáveis, integrados e 
eficazes. 
Ao tornar um equipamento médico menor, multifuncional e utilizável, a eficiência é 
alcançada por meio da conexão de dispositivos inteligentes ao plano de tratamento de 
um paciente, a fim de fornecer medicamentos por meio de sistemas inteligentes de 
administração destes medicamentos, que são mais precisos e confiáveis. Da mesma 
forma, a distribuição de dispositivos inteligentes em uma rede permite que as 
informações sejam compartilhadas entre os dispositivos, permitindo que os dados do 
sensor do paciente sejam analisados de forma mais inteligente, bem como 
monitorados e processados mais rapidamente, para que os dispositivos disparem um 
alarme apenas se houver dados colaborativos de outros sensores de monitoramento 
que demonstrem que a saúde do paciente está em perigo. 
3.3 Internet de Serviços (IoS) 
Vimos no bloco 1 que as três revoluções industriais precedentes foram resultado da 
mecanização da produção, da produção em massa e da computação digital, 
respectivamente, e podemos dizer que a quarta revolução industrial é o resultado da 
aplicação da Internet das Coisas e da Internet dos Serviços no ambiente fabril. 
A IoS traz consigo uma certa intangibilidade inerenteaos serviços, ou seja, enquanto a 
IoT ocupa-se dos objetos tangíveis, como sensores e máquinas, a IoS incorpora um 
conjunto abstrato de funcionalidades, como o conceito da Arquitetura Orientada aos 
Serviços (Service-Oriented Architecture – SOA). Tal arquitetura é um modelo lógico que 
organiza softwares e hardwares em um conjunto de serviços interativos. 
O conjunto das tecnologias e dos conceitos que organizam a cadeia de valor definem a 
Indústria 4.0. Dentre as diversas tecnologias aplicadas, a Indústria 4.0 está, 
majoritariamente, apoiada sobre os Sistemas Ciberfísicos, a Internet das Coisas e a 
Internet de Serviços. Os CPS são, basicamente, sensores e atuadores responsáveis por 
monitorar os processos físicos, criando uma cópia digital virtual do mundo físico. Os 
CPS utilizam a IoT para se comunicar e cooperar entre si e com os usuários em tempo 
real. Assim, serviços intra- e interorganizacionais são disponibilizados e utilizados pelos 
, 
 
 
38 
 
membros da cadeia de valor, através da IoS. Segundo o governo federal alemão, a 
Indústria 4.0 abrange a integração técnica da IoT e da IoS como habilitadores para a 
criação de redes que incorporam todo o processo produtivo, convertendo as fábricas 
em um ambiente inteligente e integrado. 
A IoS surgiu da união de dois conceitos: a Web 2.0 e a SOA. O conceito da Web 2.0 é 
caracterizado por quatro aspectos funcionais: interatividade, redes sociais, marcação 
(tagging) e serviços na rede (Web Services). Já a SOA é uma forma de projetar e 
construir um conjunto de aplicações de TI onde componentes de aplicação e serviços 
na rede disponibilizam suas funções em um mesmo canal de acesso para uso mútuo. 
A SOA, do ponto de vista comercial, representa um conjunto de serviços que 
melhoram a capacidade da empresa em realizar negócios com clientes e fornecedores. 
Do ponto de vista tecnológico, é uma filosofia de projeto caracterizada pela 
modularidade, separação de interesses, reutilização de serviços e composição. A 
tecnologia de serviços na rede compõe o principal veículo para arquiteturas orientadas 
a serviços, sendo definido como um sistema de software projetado para oferecer 
suporte à interação máquina-a-máquina (M2M) interoperável em uma rede. Ela possui 
uma interface descrita em formato máquina-processo que informa o que o serviço 
realiza e como chamar as suas funções. Basicamente, as funcionalidades de entrega 
dos serviços online na rede oferecem interfaces simples de entrada e saída, ocultando 
sua estrutura interna e sua linguagem de programação que podem ser utilizadas por 
outro serviço na rede, aplicativo ou máquina, bem como usuários. 
Através do conceito da SOA, novas aplicações podem ser montadas a partir dos 
componentes e serviços disponíveis, como blocos de montagem. Na SOA, todas as 
aplicações de uma organização podem oferecer e utilizar serviços em um canal de 
comunicação único e integrado, como uma forma simples de facilitar a integração. 
O paradigma orientado a serviços, segundo a Informática, define os princípios para a 
concepção de arquiteturas de controle descentralizadas que decompõem os processos 
computacionais em subprocessos, denominados serviços. O foco da SOA é impulsionar 
, 
 
 
39 
 
a criação de blocos funcionais reutilizáveis e interoperáveis, de modo a reduzir a 
quantidade de programações. 
Em um sistema de manufatura em nuvem, vários recursos e habilidades da 
manufatura podem ser detectados de forma inteligente e conectados à internet por 
meio da SOA. Desta forma, surgem os Sistemas de Manufatura Orientada aos Serviços 
(Service-Oriented Manufacturing Systems – SOMS), que podem ser desenvolvidos 
através da integração do Sistema Multiagente (Multi-Agent System – MAS) com a SOA. 
Os SOMS funcionam como um barramento de serviços na Indústria 4.0, onde 
diferentes robôs, máquinas, equipamentos e aplicações estão disponíveis para o 
processo produtivo. Os diferentes serviços podem ser acessados, combinados e 
integrados por aplicativos de descoberta e composição, criando uma Arquitetura de 
Manufatura Orientada aos Serviços (Service-Oriented Manufacturing Architecture – 
SOMA), uma abordagem desenvolvida para um ambiente de manufatura inteligente. 
Com a SOMA, ao invés de termos um ambiente tradicional orientado para o produto, 
há uma manufatura orientada para o serviço. Assim, tanto o processo quanto os 
produtos solicitam os serviços necessários, que são compartilhados através do 
Barramento de Serviço (Service Bus) seguindo uma cadeia produtiva inteligente flexível 
e modular. Ao tomar decisões usando seus próprios sensores e atuadores, o próprio 
produto pode traçar a melhor linha configurável ao longo da produção. Além disso, ao 
utilizar esta arquitetura, as empresas podem gerar seus próprios serviços de 
manufatura para participação em uma cadeia de suprimentos externa, além do 
gerenciamento da cadeia de suprimentos interna, gerando assim a Internet dos 
Serviços. 
Conclusão 
Estudante, a lista de tecnologias estruturantes que compõem a quarta revolução 
industrial é grande, porém focamos nos pilares tecnológicos aplicados à Indústria 4.0: 
os Sistemas Ciberfísicos, que monitora os processos físicos para criar uma cópia digital 
virtual do mundo físico, a Internet Industrial ou Internet das Coisas, que permite a 
comunicação e a cooperação entre os CPS, e a Internet dos Serviços, que organiza 
, 
 
 
40 
 
softwares e hardwares em um conjunto de serviços interativos. A aplicação destas 
tecnologias permite a integração da cadeia de valor na indústria, dando forma assim à 
Indústria 4.0 e permitindo um ambiente produtivo e de negócios flexível, customizado, 
produtivo e eficiente. 
Bons estudos e até a próxima! 
REFERÊNCIAS 
GILCHRIST, A. Industry 4.0: The Industrial Internet of Things. 1. ed. EUA: Apress, 2016. 
GROOVER, M. P. Automação industrial e sistemas de manufatura. 3. ed. EUA: Editora 
Pearson, 2010. 
KIEF, H. B.; ROSCHIWAL, H.; SCHWARZ, K. The CNC Handbook: Digital Manufacturing 
and Automation from Cnc to Industry 4.0. 1. ed. EUA: Industrial Press, 2021. 
SACOMANO, J. B. et al. Indústria 4.0: conceitos e fundamentos. 1. ed. Brasil: Editora 
Blucher, 2018. 
SCHWAB, K. The Fourth Industrial Revolution. 1. ed. Suíça: World Economic Forum, 
2016. 
 
 
 
 
 
 
 
 
, 
 
 
41 
 
 
4 INDÚSTRIA 4.0 NA PRODUÇÃO 
Apresentação 
O uso da Internet Industrial (IIoT) na produção permite o estabelecimento de uma 
fábrica inteligente que permite a comunicação entre pessoas, máquinas, componentes 
e produtos de tal sorte a produzir rigorosamente o necessário. 
Veremos neste bloco como os produtos podem ser dotados de inteligência, se 
tornando portadores de informação em rede, permitindo a ampla comunicação do seu 
estado produtivo, tornando a manufatura mais produtiva e eficiente em tempo real, 
através da IIoT. Adicionalmente, compreenderemos o Sistema de Execução da 
Manufatura (MES), além dos benefícios, desafios e riscos da aplicação da Indústria 4.0 
na produção. 
4.1 Fábricas inteligentes 
Do ponto de vista conceitual, o coração da Indústria 4.0 é a fábrica inteligente, e o 
modelo de negócio gira em torno dela. Em teoria, podemos ver que tudo o que orbita 
em torno da fábrica inteligente está lá para fornecer a ela, desde a cadeia de 
suprimentos, aos modelos de negócios e processos. Da mesma forma, todas as 
interfaces externas dos parceiros da cadeia de suprimentos, redes inteligentes e até 
mídias sociais têm, conceitualmente, a fábrica inteligente no centro: 
 
, 
 
 
42 
 
 
Fonte: autor, 2023. 
Figura 4.1 – Fábrica inteligente. 
Uma fábrica inteligente hospeda processos de fabricação inteligentes, ela é futurística 
porque pode produzir e entregar produtividade muito além das expectativas. Isso é 
possível, pois as fábricas inteligentes unificam tecnologias que fornecem os melhores 
métodos e técnicas de fabricação. Além disso, podemos verificarque as fábricas 
inteligentes não são apenas máquinas e robôs inteligentes que se comunicam por 
meio de um software avançado. É verdade que essas máquinas avançaram além do 
M2M (Machine-to-Machine) e não estão apenas colaborando entre si, mas também se 
comunicando por meio de software, algoritmos e processos industriais avançados. No 
entanto, é importante perceber que as fábricas inteligentes, assim como as casas 
inteligentes, não são uma visão futurista, elas já estão presentes no nosso dia a dia há 
pelo menos uma década. 
Portanto, como funciona uma fábrica inteligente? Para efeito de exemplo, vamos 
analisar uma linha de produção de xampus de modo a verificar os possíveis benefícios 
e melhorias em eficiência e produtividade que podem ser alcançados. Neste cenário, 
uma máquina inteligente enche cada frasco com os mesmos ingredientes básicos, 
porém cada variante da marca pode ter diferentes aditivos de cor ou perfume 
adicionados para se alinhar com o mercado de produtos pretendido. 
, 
 
 
43 
 
Na fabricação tradicional, tal demanda exigiria uma linha de produção para cada 
produto individual. O processo de produção especificaria que cada frasco fosse 
enviado por uma linha de produção para uma máquina dispensadora, que encheria o 
frasco com a mistura necessária de ingredientes conforme especificação. Entretanto, 
se tivermos muitas variedades da marca de xampu, isso será extremamente 
ineficiente, pois muitas máquinas estão fazendo o mesmo trabalho ao mesmo tempo. 
Assim, por que não podemos identificar cada variante do produto que vem ao longo da 
linha e preenchê-lo conforme necessário? 
Esse é justamente o fundamento da manufatura inteligente, porque podemos reduzir 
o desperdício e a ineficiência identificando produtos na linha de produção, 
determinando sua situação e, além disso, sua história e qual estágio específico da 
produção eles devem passar. 
Logo, para pôr a manufatura inteligente em prática, podemos usar etiquetas RFID 
(Radio-Frequency IDentification, ou Identificação por Rádio Frequência) ou usar NFC 
(Near-Field Communication, ou Comunicação por Campo de Proximidade – CCP), como 
nos sistemas de pagamento com cartão. Enquanto o NFC possui uma certa fragilidade, 
pois requer proximidade com o leitor, o RFID é surpreendentemente capaz. Desta 
forma, um carro de corrida com uma etiqueta RFID, por exemplo, pode ter as suas 
voltas contadas de forma confiável, mesmo em altas velocidades. Portanto, as 
etiquetas RFID são perfeitas para aplicações nas fábricas inteligentes, onde a 
velocidade do processo de produção não deve ser comprometida. 
Voltando ao cenário da fábrica de xampus, vamos considerar a produção de diversas 
variantes de xampu e como podemos desenvolver uma linha de produção capaz de 
produzir todas estas variantes, mesmo que sejam diferentes em rótulo, cor e perfume. 
O problema é que o maquinário deve ser capaz de identificar e classificar cada produto 
que passa pela linha de produção, podendo assim decidir sobre a ação adequada para 
cada variante. A forma de fazer isso é por meio da identificação individual e do 
armazenamento dos dados por meio de etiquetas RFID nos próprios produtos. Desta 
forma, cada produto possui a informação do que é, de quanto tempo tem e qual deve 
ser a próxima etapa de fabricação. Também pode conter muito mais informações, 
, 
 
 
44 
 
como condições de armazenamento de ideias ou métodos de manuseio, o que é 
vantajoso não apenas para o processo de fabricação, mas para todo o ciclo de vida do 
produto. 
Isto posto, vejamos como a manufatura inteligente funciona na prática. Para começar, 
considere como esses diferentes frascos de xampu teriam sido produzidos em uma 
linha de produção tradicional da Indústria 3.0. Isso exigiria três recursos, um 
controlador e um sistema de supervisão. A Figura 4.2 apresenta os três níveis da linha 
de produção: na camada física mais baixa estão os recursos de produção, acima deles 
está o MES (Manufacturing Execution System, ou Sistema de Execução de Manufatura) 
e no nível superior está o sistema ERP (Enterprise Resource Planning, ou Planejamento 
de Recursos Empresariais). 
 
Fonte: autor, 2023. 
Figura 4.2 – Diagrama da linha de produção 
Na Figura 4.2, podemos identificar os três recursos de produção necessários para 
fabricar os xampus. O primeiro recurso R1 produz e armazena os ingredientes básicos, 
o segundo recurso R2 recebe uma quantidade controlada do líquido base, que é 
misturado com aditivos de cores específicas, perfume e produtos químicos/nutrientes, 
e o recurso R3 recebe a mistura de R2 e enche o frasco apropriado. 
, 
 
 
45 
 
O sistema ERP controla o nível de produção, monitorando os pedidos de vendas 
gerados pelos clientes e envia instruções ao MES para fabricar as quantidades 
adequadas para atender os pedidos. O MES inicia a produção para atender os pedidos 
e fornece feedback do status da produção para o sistema ERP. 
A produção funciona dessa maneira em uma fábrica moderna padrão, porém não sem 
falhas. Assim, devemos considerar alguns pontos fracos. A primeira fraqueza está na 
linha de produção em série, pois se um recurso falhar, toda a linha de produção falha. 
Em segundo lugar, qualquer falha no ERP ou MES também bloqueará a produção. A 
expansão ou reconfiguração da linha de produção é difícil devido às dificuldades de 
interface entre o MES e os recursos, pois pode haver centenas de opções de interface. 
Da mesma forma, a interface com o sistema ERP pode ser complexa devido à sua 
arquitetura monolítica. Em terceiro lugar, embora seja altamente desejável, nem 
sempre é viável ter o sistema ERP atualizado em tempo real pelo MES sobre o status 
da produção: por exemplo, o número de frascos produzidos e o número ainda a ser 
processado para atender a um pedido. 
A Indústria 4.0 pode mitigar algumas, senão todas essas fraquezas. A maneira como a 
Indústria 4.0 funciona é que os recursos do exemplo anterior são substituídos por CPS, 
conforme mostrado na Figura 4.3: 
 
Fonte: autor, 2023. 
Figura 4.3 – Linha de produção revisada com o CPS 
, 
 
 
46 
 
Ao substituir os recursos por CPS, a linha serial estrita não é mais fixa, torna-se flexível, 
pois os CPS são inteligentes e responsivos. Os sistemas ciberfísicos possuem sensores 
embutidos e podem se comunicar uns com os outros por meio de links de rádio sem 
fio, o que permite que um CPS assuma as tarefas de um CPS com falha. Essa 
capacidade do CPS de autodiagnosticar e verificar o status da linha de produção e, em 
seguida, tomar a ação colaborativa apropriada fornece maior disponibilidade e 
resiliência. Além disso, como os CPS interagem diretamente entre si, eles não 
requerem um sistema MES para remover outro ponto potencial de falha. Mais 
importante ainda, remover o MES reduz os problemas com incompatibilidade de 
interface e reconfiguração, que era um grande problema com a topologia anterior. 
Os sistemas ciberfísicos autossuficientes não são as únicas entidades inteligentes na 
linha de produção, o produto também é inteligente. Por exemplo, os frascos de xampu 
serão equipados com etiquetas RFID, que identificam qual marca e variante é, e o 
estado de sua produção, ou seja, seu próprio histórico de produção até o momento, 
bem como a próxima etapa que deve seguir para completar sua produção. Além disso, 
a inteligência do produto se estende além da linha de produção, para o depósito e 
posteriormente para a rede de revendedores, permanecendo ativa mesmo no 
atendimento ao cliente. Considere um produto muito mais inteligente do que o 
humilde frasco de xampu, como um motor de trator por exemplo: o motor inteligente 
poderia, durante sua vida útil produtiva, autodiagnosticar e alertar o cliente ou o 
departamento de serviço sobre seu status de manutenção e até mesmo prever a falha 
de um componente. Essa é uma mudança importante de reparo rápido (manutenção 
corretiva) parareparo antes do intervalo (manutenção preditiva) e pode melhorar 
muito a disponibilidade do serviço e a redução do tempo de inatividade. 
Com o MES se tornando redundante para a manufatura inteligente, o sistema ERP 
agora se torna um ERP inteligente (SERP) e se comunica diretamente com os CPS para 
controlar a produção de produtos para atender aos pedidos. Por estar conectado 
diretamente, o sistema SERP agora aprende em tempo real o estado da produção, a 
integridade do CPS e outros dados do sensor em tempo real. A SERP faz isso usando 
, 
 
 
47 
 
bancos de dados na memória para análise da transmissão em tempo real, permitindo 
que os processos de negócios sejam executados com mais rapidez e melhor. 
Assim nasceu o conceito de fábrica inteligente, um sistema flexível, ágil e inteligente 
que vai além dos CPS e das paredes da fábrica, atingindo os produtos e, portanto, toda 
a cadeia de valor. 
Com a adoção da Indústria 4.0 ou da Internet Industrial, e a consequente mudança 
para a manufatura inteligente, as cadeias de suprimentos otimizadas e as fábricas 
inteligentes, haverá vencedores e perdedores. Normalmente, os países desenvolvidos, 
como os Estados Unidos da América e os países membros da União Europeia, se 
beneficiarão mais da manufatura inteligente e das iniciativas de fábricas inteligentes. 
Isso se dará predominantemente por meio de reduções nos custos operacionais, maior 
eficiência e maior produtividade. Da mesma forma, as empresas que fazem parte dos 
ecossistemas inteligentes que cercam esses fabricantes também se beneficiarão como 
parte de uma relação simbiótica. 
Além disso, os fabricantes em países de altos salários que por muitos anos acharam 
rentável terceirizar a fabricação para a China, Índia, Brasil, Rússia ou para países do 
Leste Europeu agora poderão adotar uma abordagem diferente. A Indústria 4.0 
tornará a manufatura nos países desenvolvidos muito mais econômica e atenuará a 
vantagem dos baixos salários dos concorrentes. Com os salários tendo uma 
importância relativa reduzida para as despesas operacionais gerais, haverá uma 
reversão das tendências de terceirização das últimas décadas. Países como os EUA, 
Reino Unido e França podem começar a reindustrializar e trazer para casa grande parte 
da manufatura que terceirizam no exterior. Na contramão deste movimento, está 
justamente a oportunidade dos países em desenvolvimento de investir na Indústria 4.0 
e na Internet Industrial para poderem se beneficiar também dos ganhos de 
produtividade e eficiência em curso nos países mais desenvolvidos. 
 
 
, 
 
 
48 
 
4.2 Sistema de Execução de Manufatura (MES) 
O Sistema de Execução de Manufatura (Manufacturing Execution System – MES) atua 
como a interface da estrutura de TI da empresa, entre o sistema ERP e a manufatura. 
Assim, o MES combina a integração vertical e horizontal de uma fábrica, que por sua 
vez é uma pré-condição para a fábrica inteligente. 
 
Fonte: autor, 2023. 
Figura 4.4 – Conexão do sistema ERP à manufatura através do MES 
No âmbito da integração vertical, o sistema ERP gera uma ordem de produção e a 
transfere para o MES, que executará e concluirá o pedido na linha produtiva. Ele gera 
um fluxo de dados abrangente à medida que esse processo se desenrola e reporta ao 
ERP depois que o trabalho é concluído ou parcialmente concluído. Nesse tipo de rede, 
o sistema ERP tem acesso a todos os dados de produção e pode alocar pedidos com 
base em consultas atualizadas, não calculando as capacidades existentes com base em 
dados planejados que são propensos a erros. 
O plano horizontal é realizado conectando as máquinas da linha de produção. O MES, 
como ponto central de comunicação, está conectado a todas as máquinas e 
equipamentos, e permite sua comunicação em tempo real. A ligação horizontal e 
vertical completa de todas as máquinas e equipamentos em um processo de 
fabricação, por meio do MES, permite otimizar a eficiência e a transparência da 
produção. 
, 
 
 
49 
 
Como vimos no item anterior, embora a representação da estrutura de produção 
como uma pirâmide ainda seja válida, ela será modificada no futuro, pois a Indústria 
4.0 está mudando tal estrutura através de unidades extremamente diversas e 
autônomas. O MES pode gerar valor adicional para os usuários se for capaz de realizar 
enriquecimento de dados. Esses dados gerarão novos conjuntos de dados relevantes 
para um fluxo de trabalho eficiente por meio de processamento e vinculação 
inteligentes. 
Como uma solução de sistema integrado para tarefas complexas, o MES também 
permite uma visão geral de toda a linha de produção e seus processos. Além disso, um 
fluxo de trabalho eletrônico contínuo com controle de produção inviolável é garantido 
através do monitoramento da eficácia geral do equipamento (Overall Equipment 
Effectiveness – OEE). A visão geral da linha produtiva garante uma eficiência de 
produção sustentável porque os tempos sem valor agregado das máquinas são 
imediatamente detectados e minimizados. Assim, o MES garante a disseminação do 
conhecimento pertinente entre funcionários e máquinas em qualquer momento e 
local. Este é um conhecimento que no passado se acumulou de forma não sistemática 
entre vários indivíduos e bancos de dados. 
A complexidade da produção aumenta constantemente e o MES moderno, compatível 
com a Indústria 4.0, oferece ao usuário vários sistemas de assistência e ferramentas de 
enriquecimento de dados para reduzir tal complexidade. Outras vantagens do MES são 
evidentes, por exemplo, na programação numérica de máquinas e equipamentos: 
listas de ferramentas são fornecidas automática e digitalmente, e gráficos de 
montagem precisos tornam desnecessárias outras consultas. A documentação do 
comando numérico é padronizada e registrada eletronicamente, tornando supérfluas 
as cópias impressas. A conhecida pasta de trabalho, com cópias impressas do 
programa do comando numérico, lista de ferramentas, esboços de fixação e assim por 
diante, será substituída por uma pasta de trabalho digital e, portanto, sem papel. Além 
disso, o MES registra a vida de todos os programas de forma digital e contínua. Isso 
permite o rastreamento definitivo de todas as alterações nos programas e a 
diferenciação entre as responsabilidades dos funcionários e das máquinas envolvidas. 
, 
 
 
50 
 
Graças a esta documentação abrangente sem papel, pode ser alcançado um design 
eficiente e transparente de todo o processo de produção. 
Ao distribuir os pedidos entre as máquinas, as decisões podem ser tomadas com base 
em dados atualizados e fornecidos universalmente. O estabelecimento de padrões 
adequados de comunicação e interface é mais um passo dado na direção da Indústria 
4.0. A troca de informações entre máquinas e fábricas muitas vezes ainda ocorre 
usando formatos de dados proprietários, podendo resultar em interrupções de 
transmissão e perda de dados. Este problema é resolvido pelo MES, que regula 
centralmente a comunicação como um multiinterpretador, realizando 
enriquecimentos automáticos de dados e tornando compreensíveis os caminhos da 
informação e as linhas de dados. A escalabilidade do sistema geral pode ser realizada 
com o uso de padrões abertos baseados em XML na implementação da integração 
horizontal e vertical. 
4.3 Benefícios, desafios e riscos 
Um dos equívocos comuns em relação à Indústria 4.0 é que ela beneficiará apenas as 
indústrias manufatureiras, porém isso não é verdade. É claro que o foco está sobre a 
manufatura, mas o impacto da Indústria 4.0 é mais abrangente do que os limites dela 
própria. 
A Indústria 4.0 afeta não apenas os sistemas ciberfísicos locais e os processos 
industriais locais, mas toda a cadeia de valor, incluindo os trabalhadores. Uma das 
preocupações iniciais levantadas pelos primeiros usuários da Indústria 4.0 é a falta de 
trabalhadores qualificados. Logo, o setor educacional deverá intensificar o