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UNIVERSIDADE DO VALE DO TAQUARI CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO ESTÁGIO SUPERVISIONADO I Aplicação de Lean Manufacturing e conceitos da Indústria 4.0 na otimização de processos produtivos Nome completo Lajeado, 2025 Nome completo Aplicação de Lean Manufacturing e conceitos da Indústria 4.0 na otimização de processos produtivos Referencial Teórico apresentado na disciplina de Estágio Supervisionado I, do curso de Engenharia de Produção, da Universidade do Vale do Taquari - Univates, como parte da exigência para aprovação na disciplina. Orientador (a): XXXXXXXXXXXXXX. Lajeado, 2025 1 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 3 2 REFERENCIAL TEÓRICO 5 3 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO 8 2 1 INTRODUÇÃO A busca por maior competitividade e eficiência produtiva tornou-se um imperativo estratégico para empresas de todos os portes, especialmente diante do cenário industrial contemporâneo, caracterizado por alta complexidade, variabilidade da demanda e ciclos de vida de produtos cada vez mais curtos. Nesse contexto, destaca-se a necessidade de adotar metodologias e tecnologias que possibilitem a redução de desperdícios, a otimização de processos e o aumento da flexibilidade operacional, fatores essenciais para garantir a sustentabilidade e a permanência das organizações no mercado globalizado. O Lean Manufacturing, originado no Sistema Toyota de Produção, consolidou-se como uma filosofia gerencial orientada para a eliminação de desperdícios e a criação de valor ao cliente por meio da melhoria contínua dos processos. Conforme apontam Womack, Jones e Roos (2007), o pensamento enxuto busca equilibrar o fluxo produtivo, reduzir atividades que não agregam valor e promover a eficiência operacional. Tal abordagem, ao longo das últimas décadas, foi incorporada por diferentes setores industriais como uma estratégia eficaz para aumento da produtividade e da qualidade, além de promover a cultura da melhoria contínua dentro das organizações. Paralelamente, a Quarta Revolução Industrial, ou Indústria 4.0, emergiu como um novo paradigma produtivo que combina tecnologias digitais avançadas, como Internet das Coisas (IoT), análise de dados em tempo real, sistemas ciberfísicos e automação inteligente. Segundo Lasi et al. (2014), a Indústria 4.0 introduz um ambiente fabril altamente conectado, no qual máquinas, sensores e sistemas interagem autonomamente, permitindo decisões mais rápidas e precisas, baseadas 3 em dados continuamente atualizados. Essa transformação digital tem impulsionado mudanças profundas na forma como as cadeias produtivas são estruturadas, exigindo das empresas novos modelos de gestão e de integração tecnológica. A convergência entre o Lean Manufacturing e a Indústria 4.0, conceito conhecido como Lean 4.0, tem sido apontada como uma abordagem promissora para elevar os níveis de desempenho e inovação industrial. Estudos recentes, como os de Tortorella e Fettermann (2018), demonstram que a integração de práticas enxutas com tecnologias digitais pode potencializar a identificação de desperdícios, acelerar os ciclos de melhoria e ampliar a capacidade de resposta das empresas frente às variações do mercado. Além disso, a aplicação de sensores IoT e ferramentas analíticas em processos já otimizados pelo pensamento enxuto possibilita a coleta contínua de dados e o monitoramento em tempo real, ampliando a visibilidade operacional e fornecendo subsídios para decisões mais assertivas e ágeis. No entanto, apesar do potencial reconhecido, a adoção integrada de Lean e Indústria 4.0 ainda encontra barreiras significativas, principalmente em pequenas e médias empresas, que enfrentam dificuldades relacionadas a custos de implementação, falta de infraestrutura digital e resistência cultural à mudança (Rymaszewska; Helo; Gunasekaran, 2017). Por isso, a elaboração de frameworks aplicáveis e adaptados à realidade dessas organizações torna-se fundamental para viabilizar a transição para ambientes produtivos mais inteligentes e enxutos. Nesse sentido, este projeto de pesquisa propõe analisar a aplicação combinada de práticas de Lean Manufacturing e conceitos da Indústria 4.0 em uma célula produtiva de médio porte, buscando demonstrar como a sinergia entre essas abordagens pode contribuir para a redução do lead time, o aumento da produtividade e a melhoria da qualidade, além de propor um roteiro prático para a adoção do modelo Lean 4.0 em empresas dos setores automotivo e alimentício. Assim, a presente introdução visa contextualizar a relevância do tema e evidenciar sua pertinência para o campo da Engenharia de Produção e da Gestão Industrial, reforçando sua importância tanto acadêmica quanto prática. 4 2 REFERENCIAL TEÓRICO O ambiente industrial contemporâneo caracteriza-se por elevada competitividade, rápidas mudanças na demanda e ciclos de produção cada vez mais curtos, fatores que impõem às organizações a necessidade de aprimoramento contínuo de seus processos produtivos. Nesse contexto, o Lean Manufacturing tem se consolidado como uma abordagem eficaz para a melhoria da eficiência operacional, ao propor a eliminação sistemática de desperdícios e a valorização de atividades que agregam valor ao cliente. De acordo com Womack, Jones e Roos (2007), a filosofia enxuta não se limita a um conjunto de ferramentas, como 5S, kaizen, kanban ou SMED, mas exige também uma transformação cultural na qual todos os níveis hierárquicos participam da busca por processos mais eficientes. Essa evolução do Lean demonstrou, ao longo das últimas décadas, sua capacidade de reduzir tempos de ciclo, otimizar estoques e melhorar a produtividade, consolidando-se como referência em práticas de gestão da produção. Entretanto, sua aplicação isolada enfrenta limitações, sobretudo em ambientes nos quais a coleta de dados em tempo real e a análise 5 contínua não são viáveis, restringindo a visibilidade sobre gargalos e desperdícios ocultos. Com o avanço das tecnologias digitais, a Indústria 4.0 surge como um novo paradigma de produção, caracterizado pela integração de sistemas ciberfísicos, Internet das Coisas, análise de dados em tempo real e automação inteligente. Lasi et al. (2014) destacam que essa transformação permite uma comunicação constante entre máquinas, equipamentos e sistemas, proporcionando decisões mais rápidas, precisas e baseadas em informações atualizadas. Além disso, a digitalização de processos favorece a flexibilidade operacional, permitindo que as empresas respondam de maneira ágil às variações de mercado. No entanto, estudos recentes apontam que a implementação da Indústria 4.0 ainda enfrenta barreiras significativas, especialmente em pequenas e médias empresas, devido a custos elevados, infraestrutura tecnológica limitada e resistência cultural à inovação (Rymaszewska; Helo; Gunasekaran, 2017). A interseção entre Lean Manufacturing e Indústria 4.0, denominada Lean 4.0, surge como uma solução capaz de combinar os benefícios da filosofia enxuta com o potencial das tecnologias digitais. Segundo Tortorella e Fettermann (2018), essa abordagem integrada permite refinar mapas de fluxo de valor, identificar desperdícios de forma mais precisa e acelerar os ciclos de melhoria contínua, ao mesmo tempo em que amplia a visibilidade dos processos e potencializa a tomada de decisão. Ao incorporar sensores IoT, softwares de aquisição de dados e indicadores conectados digitalmente, o Lean 4.0 possibilita o monitoramento em tempo real de variáveis críticas, como tempo de máquina, temperatura e vibração, permitindo intervenções rápidas e fundamentadas. Apesar do consenso sobre seus benefícios, a literatura revela divergências quanto à forma ideal de implementação,destacando que o sucesso dessa integração depende fortemente de fatores organizacionais, culturais e estruturais, incluindo o treinamento de colaboradores, a adaptação da infraestrutura e o alinhamento estratégico com os objetivos da empresa. A análise crítica da literatura evidencia que, enquanto o Lean Manufacturing oferece um arcabouço consolidado de práticas voltadas à eficiência operacional, a Indústria 4.0 amplia esse potencial por meio da digitalização e automação, 6 oferecendo informações em tempo real que possibilitam decisões mais assertivas. A união dessas abordagens, por meio do Lean 4.0, representa um avanço significativo na evolução do conhecimento sobre gestão da produção, sobretudo ao permitir que empresas de médio porte integrem práticas enxutas e tecnologia digital em seus processos. Entretanto, ainda existem lacunas relacionadas à adoção prática desse modelo, principalmente no que tange à adaptação das empresas à infraestrutura tecnológica necessária e à mudança cultural demandada. Assim, a revisão da literatura corrobora a relevância de desenvolver frameworks aplicáveis que considerem tanto a filosofia enxuta quanto os recursos digitais, demonstrando que a integração entre Lean Manufacturing e Indústria 4.0 é uma estratégia promissora para a otimização de processos produtivos, melhoria da qualidade e aumento da produtividade, constituindo um importante campo de estudo e aplicação na Engenharia de Produção. 7 3 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO WOMACK, James P.; JONES, Daniel T.; ROOS, Daniel. A mentalidade enxuta nas empresas. Rio de Janeiro: LTC, 2007. HERNÁNDEZ SAMPIERI, Roberto; FERNÁNDEZ COLLADO, Carlos; BAPTISTA LUCIO, María del P. Metodologia de pesquisa. 5. ed. Porto Alegre, RS: Penso, 2013. LASI, Heiner; KLUMPP, Matthias; SCHMIDT, Tobias; STOLZE, Hans-Jörg. Industry 4.0. Business & Information Systems Engineering, v. 6, n. 4, p. 239–242, 2014. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s12599-014-0334-4 . Acesso em: 11 set. 2025. RYMASZEWSKA, Anna; HELO, Petri; GUNASEKARAN, Angappa. IoT powered servitization of manufacturing—an exploratory case study. International Journal of Production Economics, v. 192, p. 92–105, 2017. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092552731730103X . Acesso em: 11 set. 2025. TORTORELLA, Guilherme L.; FETTERMANN, Daniel. Implementation of Industry 4.0 and lean production in Brazilian manufacturing companies. International Journal of Production Research, v. 56, n. 8, p. 2975–2987, 2018. Disponível em: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00207543.2017.1402145 . Acesso em: 11 set. 2025. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (ABEPRO). Áreas e subáreas da Engenharia de Produção. Disponível em: https://www.abepro.org.br . Acesso em: 11 set. 2025. 8 1 INTRODUÇÃO 2 REFERENCIAL TEÓRICO 3 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO