APS 6º SEMESTRE ENG MECANICA UNIP

Prévia do material em texto

1 
 
UNIP – Universidade Paulista 
 
Engenharia Mecânica 
 
 
 
Atividades Práticas 
Supervisionadas (APS) 
 
6º semestre/2018 
 
INDÚSTRIA 4.0 
 
 
 
GRUPO: 
 
Jaqueline Genari dos Santos – N809AH9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
ÍNDICE 
A IMPORTÂNCIA DO CONTORLE DE QUALIDADE NA FABRICAÇÃO ...... 3 
COMO PASSOU A FABRICAÇÃO DE MANUAL A AUTOMATIZADA.............4 
FORDISMO E SUAS CARACTERÍSTICAS ................................................... 4 
CONTEXTO DA INDÚSTRIA 4.0.................................................................... 2 
INTRNET DAS COISAS (IoT) ........................................................................2 
COMPUTAÇÃO EM NUVEM ........................................................................ ..3 
BIG DATA .................................................................................................... .4 
ROBÓTICA AVANÇADA ............................................................................. .5 
MANUFATURA ADITIVA............................................................................. .6 
MANUFATURA DIGITAL .............................................................................. .7 
INTEGRAÇÃO DE SISTEMAS ..................................................................... .7 
SEGURANÇA DIGITAL ................................................................................ .9 
CONCLUSÃO ............................................................................................... .10 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ................................................................. .11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3 
Contexto da Indústria 4.0 
 
 A 4ª Revolução Industrial é um conjunto de 
tecnologias que se beneficia da redução dos 
limites ou barreiras entre as pessoas e os 
mundos digital e físico, permitindo que as 
máquinas e os seres humanos trabalhem e 
se comuniquem de maneira colaborativa, o 
que promove a eficiência, minimiza a 
ociosidade e o desperdício, além de 
possibilitar a criação de processos e 
mercados. 
 
Essas mudanças foram impulsionadas pelo 
acesso maciço da sociedade ao mundo 
digital, que passou a influenciar todos os mercados. Pode-se dizer, portanto, que essa 
evolução partiu das necessidades da sociedade para o mercado, atingindo os meios 
produtivos e de serviços. 
 
No contexto da Indústria 4.0, esse conjunto de tecnologias, chamadas habilitadoras, 
possibilita que as linhas de produção sejam ágeis e atendam o consumidor final de 
maneira personalizada, sem prejudicar sua produtividade. 
 
A Indústria 4.0 pode ser vista como um mosaico que é composto por tecnologias que têm 
modificado os diversos setores da sociedade, as chamadas tecnologias habilitadoras. 
As tecnologias habilitadoras são tecnologias, desenvolvidas ou em desenvolvimento, 
capazes de implementar no universo industrial e social parte das mudanças que as bases 
da Indústria 4.0 propõem. 
 
 
 
 
• Internet das Coisas (IoT) 
 
Em meados de 1999, o pesquisador britânico Kevin Ashton apresentou o termo Internet 
das Coisas – IoT (em inglês Internet of Things), como uma possibilidade de se etiquetar 
4 
eletronicamente os produtos da linha de produção de uma empresa, facilitando a logística 
por meio de identificadores de radiofrequência. 
 
Com base nessa ideia, percebeu-se a oportunidade de interligação direta entre 
dispositivos, de modo que eles pudessem se comunicar entre si (M2M machine to 
machine). Por exemplo, um smartphone que pode enviar sinais ao portão de uma 
residência, abrindo-o automaticamente quando o morador está próximo. 
 
Para Santos et al. (2016), a Internet das Coisas é uma extensão da Internet atual, que 
proporciona aos objetos, com capacidade computacional e de comunicação, se 
conectarem à Internet. Essa conexão permite aos usuários controlar os objetos 
remotamente e/ou torná-los provedores de serviços. 
 
Já os objetos (things) são elementos que possuem capacidade de comunicação e/ou de 
processamento aliados a sensores. Eles não são apenas computadores convencionais, 
mas também TVs, notebooks, automóveis, smartphones, webcams, sensores ou qualquer 
equipamento que possua uma forma de conexão à rede. 
 
A IoT está viabilizando uma série de aplicações, serviços, segmentos. Isso é possível 
graças a um combinado de tecnologias que se complementam para viabilizar a integração 
dos objetos nos ambientes físico e digital. 
 
 
 
 
 
• Computação em Nuvem 
 
O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia - NIST, órgão do departamento de governo 
dos Estados Unidos da América, define computação em nuvem como: 
 
[...] um modelo para habilitar acesso sob demanda, conveniente e ubíquo, por meio de 
redes, a um reservatório compartilhado de recursos computacionais configuráveis, por 
exemplo, redes, servidores, armazenamento, aplicações, etc. que podem ser 
5 
provisionados rapidamente e liberados com esforço mínimo de gerenciamento ou 
interação com o provedor de serviços. 
Informalmente, podemos imaginar a nuvem como um grande reservatório de recursos, que 
foi construído para se adaptar às necessidades de armazenamento de dados de seus 
clientes e estar disponível em tempo real por meio da Internet. 
 
Dessa forma, a Computação em Nuvem pode ser compreendida como um modo pelo qual 
os usuários acessam, por meio da Internet, os recursos computacionais disponíveis, sendo 
que tais recursos têm capacidade de se adaptar às necessidades desses usuários 
(clientes). 
 
 
• Big Data 
 
Estamos vivendo a era da informação. Diariamente, são gerados milhões de dados. No 
ano de 2017, por exemplo, foram gerados 2.5 quintilhões de bytes de dados por dia 
(DOMO, 2017). Se fôssemos armazenar esses dados em discos Blu-ray seriam 
necessários 10 milhões de discos. Para se ter uma ideia da velocidade na geração dos 
dados, é sabido que 90% dos dados disponíveis hoje foram gerados nos últimos dois 
anos. Ou seja, a sociedade atual está gerando uma quantidade de informação muito 
superior à gerada por toda a humanidade ao longo dos séculos. 
 
A Internet é uma das principais fontes de dados. Globalmente, a web recebe os mais 
diversos formatos de dados, de artigos científicos a publicações nas redes sociais, nos 
formatos de texto, imagem, vídeo e áudio. 
 
Este grande volume de dados recebe o nome de Big Data. No entanto, Big Data não deve 
ser entendido apenas pelo volume de dados. 
 
O fator principal, para a indústria, no uso dessa tecnologia é a capacidade de processar e 
avaliar as informações relevantes, pois de nada serve possuir grandes volumes de dados 
se não puder fazer uso deles. 
 
É preciso extrair conhecimentos úteis e valiosos, de modo que se faz necessário o uso de 
ferramentas e técnicas de gestão para processar grande volume de dados, em diversos 
formatos, em velocidade adequada. 
 
Há cinco características-chave em Big Data: volume, velocidade, variedade, veracidade e 
valor. 
 
Tirar o melhor proveito do Big Data requer a capacidade de tratamento desses dados. 
Esse processo pode ser definido como Big Data Analytics, formado por métodos de 
gestão, técnicas de processamento, mineração de dados e descoberta de conhecimento, 
inclusive com o uso da Inteligência Artificial. 
 
Conheça uma proposta de processo de Big Data Analytics: 
6 
 
 
 
• Robótica Avançada 
 
Robótica é o uso dos robôs para a execução de atividades, em 
substituição do ser humano em locais insalubres e em atividades 
que possam colocar em risco a saúde do homem. 
 
A utilização da robótica requer conhecimentos de mecânica 
(pneumática, hidráulica, cinemática), eletrônica (sensores e 
atuadores), softwares e programação (Microcontroladores e CLP – 
Controladores lógicos Programáveis). 
 
 
Segundo a RoboticsIndustries Association – RIA (2017), 
“[...] um Robô é um dispositivo automático com conexões de realimentação (feedback) 
entre os sensores, atuadores e o ambiente sem que haja a ação de controle direto do ser 
humano para a realização das tarefas.” 
No setor industrial, os robôs vêm contribuindo com o aumento da produtividade e da 
qualidade dos produtos, melhorias na saúde e segurança do trabalhador, redução do 
consumo de energia e de insumos. 
 
O robô industrial é definido por Norma ISO como uma máquina multifuncional, que pode 
ter base fixa ou móvel, e ser usada em aplicações de automação industrial. Ele pode ser 
controlado automaticamente e ser usado para manipulação, com vários graus de 
liberdade. Pode, ainda, ser usado em ações colaborativas com seres humanos. Por 
exemplo, um robô que segura uma carga enquanto um operador humano a fixa a uma 
plataforma 
 
7 
A Robótica também se dedica à pesquisa e à construção de robôs que se movem em seus 
ambientes de maneira automática. Os robôs móveis, também conhecidos como AGV 
(Automatic Guided Vehicle), são veículos que se movimentam de forma automática, 
dispensando o auxílio de operadores. Esta área é chamada de Robótica Móvel. 
 
Cerca de 90% dos robôs industriais são do tipo manipuladores que podem realizar 
diversas atividades e também são os mais utilizados nas indústrias. Os AVG também 
começam a ter aplicação na área industrial. 
 
Observe a projeção de uso desses robôs nos próximos anos e o potencial que o Brasil tem 
para desenvolver e aplicar essa tecnologia no campo da Indústria 4.0: 
 

Números de robôs para cada 10 mil trabalhadores por país Estimativa de vendas de robôs industriais 2008-2016 e 2017*-2020* 
 
 
• Manufatura Aditiva 
 
A indústria aplica diversos métodos de fabricação. Um dos mais utilizados na produção é a 
usinagem, que aplica a técnica de manufatura por remoção de material. Nessa técnica, o 
material é extraído do bloco até se chegar à forma do produto esperado. Ela pode ser 
realizada manualmente, por exemplo: limar, cortar, alargar, ou com o auxílio de máquinas 
operatrizes como torno mecânico e fresadora. 
Já a manufatura aditiva é um processo de sobreposição de material para criar objetos a 
partir de dados de um modelo virtual tridimensional, usualmente a adição da matéria-prima 
ocorre em camada sobre camada. Além de manufatura aditiva, outros termos são 
utilizados para definir esse processo: impressão 3D, fabricação aditiva, processo aditivo, 
técnicas aditivas, manufatura aditiva por camadas, manufatura por camadas. 
 
Popularmente, a manufatura aditiva é conhecida como impressão 3D, devido ao fato de a 
tecnologia ser vista como um hardware de impressão que imprime em três dimensões, e 
prototipagem rápida, devido à grande aplicação da tecnologia na produção de protótipos. 
 
Observe a imagem e veja que cada fatia é como uma folha de papel e em cada folha será 
impressa a geometria da peça naquela posição. 
 
8 
Segundo o dicionário Michaelis, Manufatura é: 
1- Ato ou efeito de manufaturar, de fabricar ou produzir; manufaturação. 
2- Trabalho realizado à mão ou em máquina caseira. 
 
O termo Manufatura Aditiva surgiu em 2010, quando a Sociedade Americana de Ensaios e 
Materiais - ASTM - American Society for Testing and Materials, definiu o nome desse 
processo produtivo para melhor descrever os potencias dessa tecnologia. 
 
 
• Manufatura Digital 
 
Manufatura Digital é a utilização de ferramentas e softwares de modelagem tridimensional 
desde o produto até o processo produtivo. Com o uso dessas ferramentas, é possível 
realizar análises e simulações a fim de identificar melhorias e otimização dos processos de 
manufatura em estudo. 
 
O ciclo de um processo da Manufatura Digital engloba os conceitos de Planejar, Simular e 
Validar. Ou seja, o planejamento eficiente do processo, a simulação do processo em 
ambiente virtual e a validação dos resultados simulados com base nas metas de produção. 
Esse ciclo traz as seguintes vantagens para a indústria: 
 
 Otimização do planejamento do processo e, consequentemente, a redução dos 
custos; 
 Redução do tempo de startup (entrada em produção) do processo em 
desenvolvimento; 
 Redução dos custos de protótipos e melhoria da qualidade com a utilização de 
modelos digitais (Digital Mockup) e simulação das linhas de manufatura; 
 Integração das fases de desenvolvimento do projeto (Engenharia Simultânea) 
devido a possibilidade de trabalho colaborativo entre as equipes de projeto do 
produto e de planejamento da produção; 
 Validação dos processos de manufatura devido a utilização de simulações e análise 
dos resultados com a implementação das melhorias antes do início da produção. 
 
Todas essas vantagens fazem com que a empresa tenha melhor poder de resposta em 
relação às demandas de mercado e por consequência seja ágil em seus processos. 
 
O desenvolvimento da Manufatura Digital teve origem em conceitos tais como: 
 
 Desenho para a Manufaturabilidade - DFM; 
 Manufatura Integrada; 
 Manufatura Flexível; 
 Lean Manufacuring; 
 Desenho e Colaboração de Processos. 
 
 
• Integração de Sistemas 
 
As empresas buscam, cada vez mais, estratégias para se tornarem competitivas frente a 
um mercado altamente dinâmico. O aumento dos lucros já não está mais relacionado ao 
aumento do preço do produto, e sim à diminuição dos custos empresariais. 
 
9 
Frente às mudanças globais e à concorrência empresarial, velhos conceitos e bases 
estratégicas que visavam apenas a otimização dentro da fábrica começaram a ser 
questionados e modificados por meio de novas estratégias que envolvem todos os 
integrantes das cadeias de suprimentos, dando margem a um horizonte de possibilidades 
para redução de custos. 
 
Um dos conceitos que abordam mudanças estratégicas da forma de atuação das 
empresas na elaboração de seus produtos é a integração de sistemas de maneira vertical 
e horizontal. 
 
Este conceito é utilizado para apresentar como os dados, processos, produtos, sistemas 
de produção e sistemas de gestão se integram na Indústria 4.0. 
 
É, também, um desafio para as empresas que estão, ou estarão, na transição para 4.0, 
uma vez que seus sistemas de TI - Tecnologia da Informação e de TA - Tecnologia da 
Automação ainda não estão integrados, e mais que isso, não foram pensados para serem 
integrados em sua totalidade, pois, com o advento da Industria 4.0, cresce a demanda 
pela comunicação entre sistemas para coleta, compartilhamento e análise de dados. 
 
A integração dos sistemas, mapeando todos os processos da empresa, como o 
desenvolvimento de produtos, melhoria de produtos já existentes, planejamento 
estratégico e processos produtivos é chamada de verticalização. Ela permite uma visão 
sistêmica do funcionamento da empresa. 
 
Já o processo de comunicação realizado entre a empresa e suas cadeias de valor e de 
suprimentos, ou seja, seus fornecedores, prestadores de serviço, clientes e outros agentes 
externos à planta é chamado de horizontalização. Nessa integração, é possível rastrear o 
ciclo de vida do produto, desde a matéria-prima que o compõe até a sua reciclagem. 
 
Embora haja diferença entre a integração vertical e a horizontal, o objetivo em ambos os 
processos é transformar em informação de valor os dados gerados pelos sistemas e 
processos que envolvem a fabricação e a comercialização de produtos. 
 
 
10 
Os maiores benefícios que estas estratégias de integração oferecem para a indústria são a 
flexibilidade na produção e agilidade na tomada de decisão. 
As tecnologias habilitadoras nesses processos são: 
 
 A Robótica avançada: os sensores e atuadores instalados nas máquinas captam e 
enviam para a rede os dados de seu funcionamento; 
 A Internet das coisas: que permite que os dados enviados pelos sensores e 
atuadores sejamdisponibilizados na rede; 
 O Big Data: que agrega, em tempo real, dados dos ambientes interno e externo; 
 A Computação em nuvem: que viabiliza o armazenamento de dados, informação e 
sistemas fora dos domínios da fábrica; 
 A Segurança digital: que garante que a segurança dos equipamentos, dos 
sistemas e da informação que transita entre máquinas. Essa segurança é 
fundamental, pois mais do que roubar dados, dentro do contexto da Indústria 4.0, 
um invasor pode parar máquinas, operá-las remotamente e expor os trabalhadores 
da planta a riscos físicos. 
 
 
• Segurança Digital 
 
Para a sociedade contemporânea, a informação é um dos recursos mais valiosos. No 
mundo corporativo, é fundamental nos processos de tomada de decisão, na criação de 
novos produtos e na competitividade. 
 
A informação é considerada um ativo de valor para a organização. Como um ativo, deve 
ser protegida. É com essa premissa que a área de segurança digital atua, com o objetivo 
de proteger as informações disponíveis para a organização, minimizando os riscos, 
estabelecendo controles, ou seja, estabelecendo uma política de segurança da 
informação. 
 
Quando pensamos em informação, nos veem em mente os arquivos que estão em uma 
empresa. Na verdade, podemos adicionar ao termo informação qualquer forma de 
armazenamento e manipulação de dados. Logo, são exemplos de informação: e-mails, 
vídeos, gravações de reuniões etc. E no contexto da indústria 4.0, podemos citar os dados 
oriundos dos dispositivos. 
 
Todas as empresas, independentemente de seu tamanho, possuem e manipulam 
informação, devendo, portanto, adotar algumas ações básicas para a proteção dessa 
informação. 
 
Na área de Segurança da Informação existem normas que norteiam os procedimentos a 
serem aplicados. Uma dessas normas é a NBR ISO/IEC 27002. Trata-se de um código de 
prática para a gestão de segurança da informação. Para a ISO, a segurança da 
informação pode ser definida como a: 
 
“Proteção da informação contra vários tipos de ameaças para garantir a continuidade do 
negócio, minimizar riscos, maximizar o retorno sobre os investimentos e as oportunidades 
de negócio.” 
 
Temos que segurança da informação é a proteção contra vários tipos de ameaças. Mas, 
quais são estas ameaças? 
 
11 
Descontentamento ou desmotivação de colaboradores; 
Baixo nível de conscientização dos colaboradores sobre assuntos 
relacionados à segurança; 
Inexistência de políticas e procedimentos para acesso, manipulação e 
armazenagem da informação; 
Hacking, vírus, spam, e-mails maliciosos; 
Falta de um plano de recuperação a desastres; 
Desastres naturais, tais como incêndio, inundação, terremoto etc. 
 
Quando uma ameaça se concretiza, ou seja, quando ocorre um incidente de segurança da 
informação, a empresa pode ter que lidar com diversas consequências, tais como a perda 
de clientes e contratos, danos à imagem, perda de produtividade, perda de propriedade 
intelectual etc. 
 
Em outras palavras, nestes ataques, os criminosos podem alterar informações das bases 
de dados afetando processos, controlando máquinas e equipamentos das indústrias. Um 
vírus pode desligar dispositivos de proteção, alterar o comportamento de robôs, violar as 
variáveis de processos como pressão, temperatura, nível, velocidade. Isso tudo, além de 
causar danos financeiros à empresa, pode causar danos físicos aos colaboradores. 
 
Por isso, em empresas cada vez mais digitalizadas que utilizam IIoT, Nuvem, Integração 
de Sistemas, Big data, Inteligência Artificial e sistemas cyber-físicos, a segurança da 
informação representa a segurança de todo o processo. 
 
Uma vez que se um hacker invadir os sistemas de uma indústria 4.0, ele poderá acessar 
mais do que informações, poderá controlar todos os sistemas produtivos e impactar toda a 
cadeia produtiva, tanto interna (vertical) como externa (horizontal). As consequências de 
não se implantar e seguir os procedimentos de segurança podem ser catastróficas. 
 
Nesse sentido, as medidas de segurança da informação são fundamentais para garantir 
que as empresas sejam ágeis e competitivas. 
 
 
• Conclusão 
 
A Indústria 4.0 é um conjunto de tecnologias habilitadoras que tem como objetivo facilitar a 
produção e o desenvolvimento de produtos e serviços para atender a grandes demandas 
do mercado atual. Para que sejam implantadas de forma eficiente, a empresa precisa 
observar o problema pelo final, ou seja, o que se esperar quando incluir uma dessas 
tecnologias, e qual o resultado que deseja alcançar. 
 
Para obter sucesso nesta inovação, é preciso que a empresa tenha ou invista em 
profissionais capacitados para atender às necessidades de operação de cada processo 
que sofrerá alteração. 
 
Contudo, sabemos que para implantar uma Indústria 4.0 de qualidade, é preciso que se 
tenha um planejamento eficiente para atender o problema em questão. Assim, a instituição 
aumenta sua produção, aumenta o seu lucro e, também sua competitividade. 
 
 
 
 
 
 • Referência Bibliográfica 
 
 Senai – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Desvendando a Indústria 4.0. 
Disponível em: https://portalead.sp.senai.br/noticia/3614/13288/desvendando-a-industria-40. Acesso em 
09.11.2018. 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
	UNIP – Universidade Paulista