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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
Indústria 4.0 em projetos da Indústria Química
Ingrids dos Santos Lima Caetano – 201407252151
Macaé, Novembro de 2020.
Sumário
1. INTRODUÇÃO	3
1.1 Princípios da Indústria 4.0	4
1.2 Impactos Positivos da Indústria 4.0	5
1.3 Impactos Negativos da Indústria 4.0	6
2. DESENVOLVIMENTO	6
2.1 Agendas brasileiras para a Indústria 4.0	6
2.1.1 As oito etapas da Agenda brasileira para a Indústria 4.0	7
2.1.2 Os principais números da indústria 4.0 no Brasil	7
2.1.3 Indústria 4.0 no Brasil hoje	9
2.2. Indústria 4.0 na Indústria Química	9
2.2.1 AMBEV	9
2.2.2 Resultados e Discussão	10
3. CONCLUSÃO	11
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	11
1. INTRODUÇÃO
Uma revolução é definida por sua capacidade em realizar grandes transformações no cenário político, social e econômico. Até o presente momento, o setor industrial passou por três revoluções significativas; a primeira grande revolução aconteceu na Inglaterra no século XVIII, com a criação da máquina a vapor em 1792. Neste período, iniciaram-se os conceitos de manufatura automatizada, simbolizada pelos teares mecânicos movidos à vapor. 
A invenção da lâmpada incandescente em 1879 pelo cientista americano Thomas Alva Edison foi um marco para segunda revolução industrial, já que viabilizou a criação do complexo de iluminação público e privado energizados. Além disso, motivou a substituição do vapor de água pela energia elétrica na produção industrial, a fim de atender à crescente demanda de produtos industrializados. Surge aqui o taylorismo, isto é, a racionalização do trabalho e a produção em massa, que foi impulsionada pelo uso da eletricidade. 
A terceira revolução industrial, ou revolução técnico-científico-informacional, iniciou-se após a segunda guerra mundial. Neste momento, foram desenvolvidas novas tecnologias com o propósito de reduzir a participação humana no processo de produção. Para isso, foram introduzidos componentes eletrônicos nas máquinas, CLP’s (Controladores lógicos programáveis) e robôs; juntamente com as TIC (Tecnologias da Informação e Comunicação), responsáveis por integrar os processos, máquinas e pessoas. 
Aliás, foi neste período que nasceu o sistema Toyota de produção, que consiste na “completa eliminação de todos os desperdícios”, desta maneira, os produtos são produzidos conforme a demanda de mercado. Atualmente, a humanidade está começando a vivenciar a quarta revolução industrial, conhecida como Indústria 4.0; a partir da integração das máquinas com a internet. 
A quarta revolução industrial, ou melhor, indústria 4.0; centraliza-se no desenvolvimento de processos e produtos mais autônomos e eficientes, além de oferecer soluções customizadas para produção, logística e clientes. Para tanto, utilizam-se tecnologias de automação industrial juntamente com sensores. O objetivo é criar um sistema produtivo mais inteligente, e ampliar a capacidade de resolução de problemas sem a necessidade de interferência humana. No entanto, para que isso aconteça, é mandatório haver uma constante troca de informações entre todas as etapas da cadeia produtiva.
 Consequentemente, as TIC (Tecnologias da informação e comunicação) exercem um papel fundamental na indústria 4.0, visto que, possibilitam a comunicação simultânea dos processos entre si. Em especial, a internet das coisas, pois através da conexão entre as máquinas, cria-se um ambiente cyber-físico; onde há união do mundo real e o virtual. Resultando em ganhos de produtividade, qualidade, custo e descentralização na tomada de decisão.
 O processo de digitalização da indústria não consiste somente à sistemas cyber-físicos e internet das coisas; pelo contrário, essas são algumas das tecnologias utilizadas no processo de transição para quarta revolução industrial, que de acordo com (GOMES, 2016) “é a fase em que as máquinas, baseadas em sistemas cyber-físicos, começam a tomar decisões de quando ligar, desligar ou de quando acelerar ou reduzir a produção no ambiente da manufatura”. 
Portanto, o objetivo principal desta pesquisa é investigar como o tema quarta revolução industrial está sendo abordado pelas indústrias sistemistas, pontuando os principais benefícios, desafios, bem como os efeitos sociais e econômicos desta revolução dentro do setor produtivo moderno.
1.1 Princípios da Indústria 4.0
Em 2012, Siegfried Dais e Henning Kagermann apresentaram um relatório de recomendações para o governo alemão, planejando a implementação e desenvolvimento do que chamaram de indústria 4.0.
Segundo eles, seis princípios caracterizam o projeto. São os seguintes:
· Tempo real: a capacidade de coletar e tratar dados de forma instantânea, permitindo uma tomada de decisão qualificada em tempo real.
· Virtualização: é a proposta de uma cópia virtual das fábricas inteligentes, graças a sensores espalhados em toda a planta. Assim, é possível rastrear e monitorar de forma remota todos os seus processos.
· Descentralização: é a ideia da própria máquina ser responsável pela tomada de decisão, por conta da sua capacidade de se autoajustar, avaliar as necessidades da fábrica em tempo real e fornecer informações sobre seus ciclos de trabalho.
· Orientação a serviços: é um conceito em que softwares são orientados a disponibilizarem soluções como serviços, conectados com toda a indústria.
· Modularidade: permite que módulos sejam acoplados e desacoplados segundo a demanda da fábrica, oferecendo grande flexibilidade na alteração de tarefas.
· Interoperabilidade: pega emprestado o conceito de internet das coisas, em que as máquinas e sistemas possam se comunicar entre si.
Os pilares que listamos acima se manifestam na prática graças a uma série de avanços tecnológicos que surgiram nas últimas décadas.
É por esse conjunto de inovações que podemos chamar a indústria 4.0 de Quarta Revolução Industrial.
Cada conceito tem suas particularidades. Seu propósito maior é tornar as máquinas mais eficientes e os processos produtivos mais enxutos, encurtando o tempo e os recursos necessários para produzir com qualidade.
As tecnologias que estão viabilizando a Industrial 4.0 são:
· Internet das Coisas - também conhecida pela sigla IoT (de Internet of Things), é um conceito que trata da conexão de aparelhos físicos à rede. Não se trata de ter mais dispositivos para acessar a internet, mas sim a hiperconectividade ajudando a melhorar o uso dos objetos.
· Big Data - é o termo utilizado para se referir à nossa realidade tecnológica atual, em que uma quantidade imensa de dados é coletada e armazenada diariamente na rede.
· Inteligência Artificial - Com o big data (coleta, armazenamento e tratamento de dados) e da internet das coisas (conexão entre máquinas e sistemas), uma fábrica tem as ferramentas básicas para entrar na Quarta Revolução Industrial.
Para uma atuação realmente inovadora, no entanto, falta a inteligência artificial (IA), que é o que permite a tomada de decisão da máquina sem a interferência humana.
· Segurança - A segurança do trabalho está longe de ser uma questão nova. Está entre as maiores preocupações de grandes empresas, que dedicam diretorias inteiras para cuidar da área. O problema é que quase todo o conhecimento acumulado ao longo de décadas sobre o assunto foca no comportamento humano.
Com fábricas cada vez mais automatizadas e máquinas inteligentes, o viés da segurança do trabalho muda um pouco.
A preocupação passa a serem menos manuais de conduta e mais robustez nos sistemas de informação e prevenção de problemas na comunicação entre as máquinas.
· Computação em nuvem - os sistemas são armazenados em servidores compartilhados e interligados pela internet, de modo que possam ser acessados em qualquer lugar do mundo.
· Cobots - elas servem para desempenhar tarefas difíceis, repetitivas ou que demandam grande esforço, com a vantagem de serem capazes de trabalhar lado a lado com humanos.
· Digital Twin - Gêmeos digitais são modelos replicados que existem virtualmente e são dinâmicos, permitindo simulações e coleta de dados para facilitara manutenção preventiva. Ou seja, essa tecnologia serve para monitorar equipamentos e sistemas, rastreando falhas e prevenindo pequenos ou grandes eventos, desde a quebra de um acessório até um acidente com vítimas.
· Manufaruta Aditiva - corresponde a uma das principais tecnologias de impressão 3D, através da qual um objeto é fabricado a partir da adição de camadas finas, uma sobre a outra.
· Biologia Sintética - é a convergência de novos desenvolvimentos tecnológicos nas áreas de química, biologia, ciência da computação e engenharia, permitindo o projeto e construção de novas partes biológicas tais como enzimas, células, circuitos genéticos e redesenho de sistemas biológicos existentes.
· Sistemas Cyber Físicos (CPS) - essencial para a integração entre máquinas e sistemas na indústria 4.0, o CPS faz a ligação entre os sistemas e a parte mecânica da fábrica. Por meio de sensores, informações obtidas por softwares são encaminhadas, armazenadas e podem gerar insights a respeito do funcionamento das máquinas, dando suporte na manutenção preditiva.
1.2 Impactos Positivos da Indústria 4.0
Para enxergar todos os benefícios da indústria 4.0, o gestor precisa ter uma visão estratégica dos negócios. Investindo na modernização dos processos industriais, ele terá uma grande redução nos custos de produção. Mas é claro que, antes de entrar com tudo na Quarta Revolução Industrial, é necessário um detalhado planejamento. Mudam todos os processos e também o organograma da companhia.
Uma oportunidade para ter menos profissionais com função operacional e mais com incumbências estratégicas.
Desenvolver essa cultura organizacional de valorização da estratégia, é possível aproveitar ainda mais os pontos positivos da indústria 4.0.
Com máquinas inteligentes e o princípio da modularidade, é possível ter uma produção muito mais flexível. Desse modo, o gestor, ao identificar demandas e tendências do mercado, poderá agir com muita velocidade para colocar um novo produto na rua. Assim, a realidade da indústria 4.0 traz impactos positivos também para o público consumidor, que terá maior acesso a produtos personalizados, de qualidade e a um custo menor.
1.3 Impactos Negativos da Indústria 4.0
É possível problematizar a indústria 4.0 por uma série de ângulos. Os ciberataques, por exemplo, já é um problema. Quanto mais conectada a empresa está, mais sujeita ele fica à espionagem industrial.
Outro possível impacto negativo da indústria 4.0 é a distribuição do poder a tecnocratas, aqueles que detém o conhecimento técnico a respeito das novas tecnologias.
Além da finalidade comercial, as inovações podem ser usadas para fins nobres, mas também para subjugar nações inteiras economicamente, acabando com seu mercado interno.
Outra questão que vale a pena ser mencionada é a utilização da inteligência artificial também para fins escusos, como golpes, guerras e fake news (esse último um problema bastante em voga atualmente).
Mas nenhuma das questões que acabamos de mencionar preocupa tanto quanto os inevitáveis impactos da Quarta Revolução Industrial no mercado de trabalho.
2. DESENVOLVIMENTO
2.1 Agendas brasileiras para a Indústria 4.0
Como a maioria dos elementos da Quarta Revolução Industrial já estão presentes no mercado e têm o potencial de elevar a lucratividade, diversos países têm incentivado o desenvolvimento da indústria 4.0 em seu território.
Para tanto, é necessário que estabeleçam objetivos e tracem planos para impulsionar e favorecer a modernização de suas fábricas, começando por um mapeamento para saber em que fase elas se encontram.
No Brasil, esse processo começou em junho de 2017, quando associações, governo e indústrias se uniram para formar o Grupo de Trabalho para a Indústria 4.0 (GTI 4.0).
Integrando mais de 50 entidades representativas, o GTI 4.0 nasceu com a missão de elaborar uma proposta de agenda nacional para o tema.
Para tanto, foram definidas quatro premissas:
· Fomentar iniciativas que facilitem e habilitem o investimento privado, haja vista a nova realidade fiscal do país
· Propor agenda centrada no industrial/empresário, conectando instrumentos de apoio existentes, permitindo uma maior racionalização e uso efetivo, facilitando o acesso dos demandantes, levando o maior volume possível de recursos para a “ponta”
· Testar, avaliar, debater e construir consensos por meio da validação de projetos-piloto, medidas experimentais, operando com neutralidade tecnológica
· Equilibrar medidas de apoio para pequenas e médias empresas com grandes companhias.
Após nove meses de debates, o GTI 4.0 finalizou a Agenda Brasileira para a Indústria 4.0, lançada pelo Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços (MDIC), em parceria com a Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI).
A idéia é oferecer condições para que os empresários dispostos alcancem a transformação digital, aumentando a competitividade da indústria nacional.
2.1.1 As oito etapas da Agenda brasileira para a Indústria 4.0
Inicialmente, a jornada para atualização do setor produtivo no país deve seguir por oito etapas principais:
1. Sensibilização – consiste na difusão do conhecimento sobre o tema, a fim de conscientizar os empresários sobre a necessidade de modernização.
2. Avaliação e oportunidades de negócios – a ideia é oferecer uma plataforma que permita ao industrial avaliar dimensões tecnológicas, operacionais, organizacionais e estratégicas para saber quais os primeiros passos rumo à transformação digital.
3. Fábricas do futuro – são ambientes reais para testes de soluções inovadoras (ou testbeds) que ficarão disponíveis para as indústrias que desejarem se arriscar, testando tecnologias inovadoras.
4. Conexão entre startups e indústrias – através do programa Startup Indústria 4.0, desenvolvido pela ABDI, empresas nascentes recebem investimentos para criar soluções para as indústrias brasileiras. Também são promovidas mudanças culturais rumo à transformação digital.
5. Financiamento – descreve as linhas de crédito especiais, pensadas para a modernização das plantas produtivas, produção de máquinas ou sistemas. BNDES e FINEP são exemplos de programas e instituições participantes dessa iniciativa
6. Mercado de trabalho – para suprir a necessidade por mão de obra qualificada, a Agenda prevê a formação inicial de 1,5 mil professores de educação profissional e tecnológica em indústria 4.0, além da capacitação de 10 mil alunos da rede federal de educação profissional e tecnológica.
7. Comércio internacional – engloba a inclusão do tema indústria 4.0 em todos os acordos comerciais dos quais o Brasil faz parte e a redução ou dispensa de impostos para facilitar a entrada de novas tecnologias desse universo, como robôs industriais e impressoras 3D.
8. Revisão de normas – aprovação e atualização de normas nacionais para acelerar a robotização, modernização e digitalização do parque industrial, além de dispositivos que aumentem a segurança jurídica no mundo digital.
2.1.2 Os principais números da indústria 4.0 no Brasil
Os números relativos a esse assunto evidenciam a importância da indústria 4.0 para garantir a produtividade, competitividade e diminuir gastos do setor no Brasil.
De acordo com levantamento da ABDI, uma vez que a nova forma de produzir esteja implementada, a estimativa é que haja redução nos custos industriais de, no mínimo, R$ 73 bilhões/ano.
Desse total, R$ 34 bilhões/ano viriam dos ganhos de eficiência, R$ 31 bilhões/ano da redução nos custos de manutenção de máquinas e R$ 7 bilhões/ano da redução no consumo de energia.
Essa economia e aumento na eficiência dos processos de produção têm o potencial de mudar o quadro do país no cenário internacional, melhorando nossa posição no ranking global de competitividade.
Divulgado em outubro de 2019, relatório do Fórum Econômico Mundial colocou o Brasil na 71ª posição, num total de 141 países avaliados.
Mais específico, o Índice Global de Competitividade da Manufatura mostrou que, entre 2010 e 2016, o país despencou da 5ª para a 29ª posição.
No mesmo período, a produtividadeda indústria brasileira caiu mais de 7%, e sua participação passou a representar menos de 10% do Produto Interno Bruto (PIB), conforme levantamento da Confederação Nacional da Indústria (CNI).
Em uma pesquisa realizada em Janeiro de 2016 pela CNI – Confederação Nacional da Indústria, foram levantados alguns dados sobre como está a adoção no processo no Brasil. A pesquisa foi realizada em 2.225 empresas, sendo 910 pequenas, 815 médias e 500 grandes. 
O cenário mapeado concluiu que em o Brasil ainda está em um processo lento de familiarização com a Indústria 4.0.
57% das empresas desconhecem as tecnologias voltadas para a indústria 4.0, dos 43% que conhecem alguma tecnologia 66% afirmam não implanta-la pelos altos custos de implantação.
Os gráficos abaixo mostram os setores industriais que usam mais e os que usam menos tecnologias da Indústria 4.0: 
2.1.3 Indústria 4.0 no Brasil hoje
Algumas empresas nacionais estão iniciando a jornada rumo à transformação digital, no entanto, o setor ainda engatinha quando comparado a países desenvolvidos.
Dentre os principais esforços para agilizar as mudanças está a criação de um centro de estudos e pesquisa voltado para a indústria 4.0, com o propósito de preparar as empresas para as inovações necessárias.
Chamado C4IR Brasil, o local deveria começar a funcionar ainda no primeiro semestre de 2020, em São Paulo/SP, segundo aponta esta matéria.
No entanto, dificuldades relativas à pandemia pelo coronavírus e decorrente isolamento social parecem ter atrasado o projeto.
Contudo, algumas medidas da Agenda Brasileira para a Indústria 4.0 seguem sendo implementadas, a exemplo da conexão entre startups e indústrias.
Inclusive, esse trabalho conjunto tem auxiliado no combate à propagação do coronavírus desde março de 2020.
Em Belo Horizonte/MG, a startup 3DLopes auxiliou o Hospital das Clínicas de BH, produzindo máscaras transparentes de proteção para as equipes de saúde em tempo recorde, graças a tecnologias como a impressão 3D.
Embora a gravidade das complicações dessa emergência de saúde pública tenha favorecido alguns progressos, há cinco desafios a serem superados pela indústria nacional: segurança, falta de habilidade, tecnologias legadas, Inteligência Artificial (IA) e conectividade.
2.2. Indústria 4.0 na Indústria Química
2.2.1 AMBEV
A AMBEV - Companhia de Bebidas das Américas - é uma multinacional brasileira que atua no segmento de produção de bebidas (cervejas e refrigerantes). Atualmente, segundo dados oficiais da empresa, no Brasil, há 32 cervejarias, 2 maltarias, 100 centros de distribuição direta e 6 de excelência, empregando, no total, 35 mil colaboradores. Também é dona de 30 marcas de bebidas e está presente em 19 países.
Com a finalidade de se adaptar aos preceitos oriundos da indústria 4.0, segundo Bouças (2018), a Ambev investiu na fábrica de São Paulo, entre 2013 e 2017, 3,6 bilhões de reais para se tornar referência na produção de cervejas, ao almejar possuir uma das indústrias mais modernas do segmento.
Segundo Soares, diretor técnico da AMBEV, (2018 apud BOUÇAS, 2018, p. 1), a empresa passou a utilizar sofisticadas tecnologias, como, por exemplo, a “inteligência artificial e processos de medição mais precisos e abrangentes para construir a cervejaria do futuro”. Busca, assim, maximizar a produtividade, reduzir custos e aumentar a qualidade de seus produtos com o objetivo de satisfazer os anseios do cliente. A empresa pretende expandir o modelo 4.0 em todas as suas 32 unidades fabris pelo país.
As fábricas da AMBEV no Estado de São Paulo possuem capacidade de produção de mais de 4 milhões de hectolitros de cerveja por mês. Segundo Bouças (2018), as principais ferramentas e técnicas da Manufatura Avançada incorporadas pela empresa em seus processos produtivos são:
· Implantação de mais de mil pontos de mensuração de dados nas fábricas de São Paulo para gerenciar o processo de produção da bebida; 
· O uso de Inteligência Artificial a fim de identificar demandas do processo produtivo e fazer um controle avançado desses processos. Em razão dessa finalidade, a cerveja, por exemplo, é testada 16 vezes ao longo do processo de fabricação; 
· O uso de Inteligência Artificial para “identificar demandas de temperatura da cerveja em todo o processo de produção e determinar o aquecimento ou resfriamento do processo produtivo ao longo da cadeia.’’ Com esse processo, obteve-se como benefício a redução significativa do desperdício de energia e o aumento da qualidade da bebida;
· Desenvolvimento de um sistema automático para o controle das linhas de envases o qual consegue manejar cerca de 15 equipamentos de grande porte simultaneamente; 
· Instalação de detectores que mensuram a atividade de cada equipamento e enviam mensagens para o sistema central da fábrica, para avisar se há necessidade de fazer manutenção em algum equipamento antes que ele falhe.
A empresa almeja expandir todas as tecnologias implementadas nessa fábrica de São Paulo para todas as demais situadas em território brasileiro. Entretanto, cabe ressaltar que não há dados oficiais fornecidos pela empresa a respeito dos resultados adquiridos pela incorporação do novo modelo produtivo.
2.2.2 Resultados e Discussão
É evidente, a partir deste trabalho, observar que a Indústria 4.0 é uma tendência que deve ser incorporada rapidamente aos processos produtivos de indústrias de pequeno, médio e grande porte, uma vez que, se as organizações que não se adaptarem, em um futuro próximo, perderão gradativamente, seus clientes e não terão capacidade competitiva no mercado, pois o produto da concorrência terá elevado grau de qualidade, estará em consonância com os anseios do cliente e será cada vez mais customizado.
Pode-se observar que a AMBEV precisou de um investimento de 3,6 bilhões de reais para transformar uma de suas fábricas, situada na cidade de São Paulo, em uma fábrica inteligente, através do uso da Inteligência Artificial. Foram introduzidos, entre outras tecnologias, robôs autônomos para controlar linhas de envases, bem como foi feita a instalação de detectores que mensuram o desempenho dos equipamentos e avisam quando há a necessidade de manutenção em algum equipamento, antes que este falhe.
Os benefícios da indústria 4.0 são incontestáveis; porém sua implementação resultará em impactos diretos na dinâmica econômica dos países. Portanto, é necessário adaptar-se as mudanças ocasionadas pela digitalização da indústria moderna, de forma a garantir que evolução tecnológica acompanhe progressivamente a especialização da mão de obra. Logo, as empresas que investirem hoje nessa tecnologia terá um futuro próximo amplamente mais competitivo.
3. CONCLUSÃO
Atualmente vivemos um período de transição entre a terceira revolução industrial e a indústria 4.0, ou melhor, quarta revolução industrial. Assim sendo, este novo cenário produtivo caracteriza-se pelo emprego de novas tecnologias que transformam drasticamente a maneira como os bens são produzidos e entregues aos clientes. Porém, para que isso aconteça, são necessários investimentos na construção da infraestrutura para receber sua implementação. Desde já é essencial o planejamento dos recursos, de modo a atender o futuro da indústria. Assim sendo, o tema deve ser conduzido com senso de urgência por todos os setores da indústria, porque quem não se adaptar será extinto do mercado.
Neste contexto de quarta revolução industrial o processo de produção será alterado drasticamente, por tecnologias como, inteligência artificial, automação industrial, integração fabril através da internet das coisas, manufatura aditiva e diversas outras soluções. Ademais, o profissional da indústria 4.0 deverá possuir competências multidisciplinares para atender o dinamismo da produção.
 Entretanto, todas as informações que são trocadas entre os sistemas fabris devem ser mantidas com segurança, pois a partir da virtualização da fábrica, os ataques cibernéticos tornam-se mais frequentes, porque todos os segredos de produção estão disponíveis em tempo real no ambiente virtual.Nesta circunstância, as indústrias têm o desafio de suportar o alto volume de dados na rede e ao mesmo tempo mantê-los seguros, pois essas informações são cruciais para o sucesso do negócio.
 Por fim, a indústria 4.0 começa a fazer parte da realidade atual, as empresas que não investirem no desenvolvimento de tecnologias para tornar possível essa revolução, não permanecerão no mercado futuro. Além disso, os países que não renovarem seu complexo industrial, verão suas indústrias serem dizimadas pela concorrência.
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4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Disponível em: http://www.industria40.gov.br/; Acesso em 09 de novembro de 2020.
Disponível em: https://fia.com.br/blog/industria-4-0/; Acesso em 10 de novembros de 2020.
Disponível em: https://www.hubi40.com.br/a-engenharia-quimica-no-contexto-da-industria-4-0/; Acesso em 10 de novembro de 2020.
Disponível em: https://engeteles.com.br/industria-4-0/; Acesso em 11 de novembro de 2020.