Industria 4 0 engenharia mecanica

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Atividade Prática Supervisionada
6º SEMESTRE – DP/APS
Atuação do Engenheiro Mecânico na Indústria 4.0
Curso: Engenharia Mecânica
Nome: Rogério Sperduti Filho
RA: A26455-8 / 10EM0913
Campus Marquês
2020
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	3
1.1 Objetivos	3
1.2 Metodologia	3
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA	4
2.1 As Revoluções Industriais	4
2.2 Fundamentos Técnicos da Indústria 4.0	6
3 A ENGENHARIA MECANICA NA INDÚSTRIA 4.0	6
4 OS PILARES DA INDUSTRIA 4.0	8
5 SOFT SKILLS E HARD SKILLS	11
5.1 Soft Skills e Hard Skills na Indústria 4.0	12
6 CONCLUSÃO	14
 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	15
1 INTRODUÇÃO
O estudo apresentado sobre o tema “Atuação do Engenheiro Mecânico na Indústria 4.0” se define por um trabalho acadêmico semestral, voltado ao curso de Engenharia Mecânica, com a intenção de mostrar o valoroso assunto da indústria 4.0.
Utilizando informações e complementos de conceitos adquiridos através de estudos e pesquisas sobre a Indústria 4.0, ressaltando a constante evolução técnológica na engenharia e dissertar sobre a necessidade dos engenheiros mecânicos em aplicar e se atualizar para o mundo atual. 
Tratando do assunto em questão de maneira técnica e explicativa, englobando aspectos e objetivos de conhecer e aprofundar no referido tema.
1.1 Objetivos
 
Estudar os aspectos que envolvem a industria 4.0, analisar e explorar sobre conhecimentos do tema a engenheiros Mecânicos.
Mostrar estudos e dissertações sobre o referido tema e como a necessidade do engenheiro aplicar em sua área profissional e acadêmica aprofundando nos conhecimentos que englobam a indústria 4.0.
1.2 Metodologia 
 A pesquisa bibliográfica foi realizada em livros e acervos digitais de bibliotecas universitárias, bem como pela em sites direcionados na internet procurando abranger dissertações e estudos de sites confiáveis e que contém informações válidas, abrangendo sites de empresas que estudam sobre o referido tema e aplicam no seu dia a dia na busca de melhorar seus profissionais.
	
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 As Revoluções Industriais
Desde os primordios, os humanos no planeta Terra atuam na produção de elementos, mas as modificações e aplicação nas produções eram pequenas, bem antes das atividades agrícola. O domínio de novas técnicas e novas tecnologias, bem como em novos instrumentos de produção, foram se intensificando e tornando-os mais amplos. Seguindo esta marcante evolução a relação natureza/sociedade e estabelecendo novas formas de produção ocorreu a “Primeira Revolução Industrial”.
Um processo iniciado na Inglaterra, aproximadamente na metade do século XVIII, a Primeira Revolução Industrial teve como um dos principais acontecimentos a invenção da máquina a vapor, e sua aplicação na fabricação de fios e tecidos, na produção têxtil e atividade agrícola, que antes eram realizadas por bois e cavalos.
Esta evolução trouxe melhorias em modificações significativas na economia e na sociedade, que se tornaram mais complexas, e com isso melhorias como um todo no Mundo:
- aumento de especialidades e profissões;
- aumento de fábricas e mercadorias produzidas;
- expansão e crescimento nas cidades;
- processos mecânicos no campo;
- estruturação de ferrovias na qual aumentou a circulação de pessoas e mercadorias, além de agilizar o transporte de matérias primas (agrícolas e minerais).
Essa criação proporcionou uma mudança no modo de vida de milhares de pessoas, pois, itens de produção eram feitos em uma velocidade nunca vista a época. Com essas máquinas foram substiuídas a força dos cavalos, convencionando medir a potência dos motores em HP (do inglês horse power, “Cavalo a Vapor”).
Acompanhando esta revolução em modo acelerado em meados do século XIX a sociedade ganhou novas tecnologias provocando assim a “Segunda Revolução Industrial”.
O mundo ganhou o conhecimento da engenharia elétrica, tornando-se fato a criação de motores e transformadores, o telégrafo e o aprimoramento dos meios de telecomunicação. A produção em massa pode ser desenvolvida e instalada a ponto de suprir a demanda da sociedade da época propondo ao mercado produtos de forma mais rápida e acessível. Dentre os inventos produzidos na segunda revolução industriais estão: automóvel, telefone, televisor, o rádio e avião.
Seguindo no progresso, no século XX, logo após a Segunda Guerra Mundial, a economia mundial começõu a passar por profundas transformações, caracterizando a “Terceira Revolução Industrial”, que diferenciada das anteriores, engloba mudanças que vão além das transformações industriais.
Nesta revolução temos a integração física entre ciência e produção. O desenvolvimento do computador e a necessidade de aumentar a produção nas indústrias trouxe o avanço em programas computacionais até a robótica, marcando uma era na capacidade de produçãosem a intervenção do ser humano e a capacidade de controlar os sistemas de forma mais eficiente. 
A “Quarta Revolução Industrial” ou indústria 4.0, é um conceito desenvolvido pelo alemão Klaus Schwab, diretor e fundador do Fórum Econômico Mundial, assim como Henrik von Scheell seu criador. Hoje trata-se de uma realidade defendida por diversos teóricos da área.
Esta revolução traz uma série de desafios para a engenharia, os avanços tecnológicos caminham para opções cibernéticas, em que as simulações podem ser feitas de modo virtual, os controles feitos por sensores de dados interconectados, onde acessam os dados de processos que podem ser feitos por qualquer aplicativo remoto e analisados em tempo real.
O movimento demonstra que os futuros profissionais devem repensar a forma de atuação, focando nos conceitos básicos dentro de suas especialidades, contudo a sinergia entre as ciências será inevitável.
Imagem 1 - As quatro revoluções industriais /
Fonte: http://especiais.estadao.com.br/mundodigital/, 2020.
2.2 Fundamentos Técnicos da Indústria 4.0
O conceito de indústria 4.0 é extenso e contempla diversas mudanças no panorama industrial, tudo com a capacidade de transformar a menira de operação das empresas. Tem como objetivo revolucionar os negócios baseando-se na tecnologia criando fábricas inteligentes, conectadas e preparadas para autogerenciar com a ajuda da Inteligência Artificial e demais recursos específicos.
A principal característica de uma revolução são as mudanças radicais e repentinas, geralmente iniciadas por meios de aplicação de novas tecnologias. Atualmente a transição para a 4ª Revolução se baseia na incorporação de novas tecnologias e nas frequentes inovações que transformam a rotina de empresas e pessoas.
Na indústria 4.0, engloba-se tecnologias avançadas de automação aliadas a ciência da informação aplicada no processo de manufatura, a idéia é ter estrutura modular e descentralizar as tomadas de decisão agilizando as entregas conforme demandas do setor. Um outro caminho abrangente como também ponto fundamental é de poder receber as informações em tempo real, proporcionando adequações necessárias para aprimoramento do fluxo de trabalho, tornando as operações mais eficientes.
3 A ENGENHARIA MECANICA NA INDÚSTRIA 4.0
Diante da aplicação da indústria 4.0, os ramos da engenharia terão ações promovidas nas interações entre si. A engenharia mecânica continuará com a responsabilidade sobre os mecanismos de movimentos e estruturas, porém, deverá buscar soluções aliando-se aos materiais mais resistentes e leves, conhecer estruturas de polímeros e demais componentes que convergem o avanço da tecnologia 4.0, com a grandeza de informações de controle nos equipamentos será possível elaborar mautenções mais eficientes e mais rápidas, reduzindo desperdícios por falhas.
A tecnologia 4.0 na engenharia mecânica tem o foco em orientar a produção de dados, assim, como na produção industrial como um todo, surgindo diversas vantagens, exemplos: a capacidade de converter dados físicos em dados digitais para que possam ser compartilhados e analisados, um maior controle de tudo que acontece em uma fábrica, etc.
Imagem 2 - Automação da indústria 4.0
Fonte: educamaisbrasil.com.br/Atuacaodoengenheiromecaniconaindutria40,2020
A indústria 4.0 não está limitada somente às empresas. O conceito é um conjunto que integra toda a cadeia de valores fazendo com que a sociedade tenha um benefício coletivo para quem se insere neste processo. A demanda de pesquisas e desenvolvimento oferecem oportunidades para profissionais tecnicamente capacitados, com formação multidisciplinar.
O engenheiro mecânico atuará de forma generalizada no desenvolvimento de projetos de sistemas mecânicos e termodinâmicos. Rotineiramente este profisional lida com atividades voltadas à otimização, instalação, manutenção e operação de sistemas mecânicos, termodinâmicos, eletromecânicos, de estruturas e elementos de máquinas, desde sua concepção, análise e seleção de materiais, até sua fabricação, controle e manutenção.
No futuro, essa profissão será marcada por mais criatividade, autonomia e flexibilidade. Mesmo com a influência da indústria 4.0 o papel do engenheiro permanecerá indispensável, sendo o portador o portador do conhecimento que possibilita a resolução de problemas técnicos, ou seja, o motor que impulsiona as inovações. Os engenheiros 4.0 precisarão se promover, que além de especialista técnico será um gerente de inovações.
A idéia que não operem somente com competências técnicas, mas também interdisciplinares, preparando-o para lidar com modernizados processos de inovação. O engenheiro no papel de gerente de inovação precisa conhecer bem e poder avaliar o contexto econômico no qual as inovações ocorrem.
4 OS PILARES DA INDUSTRIA 4.0
Os pilares da indústria 4.0 são evidenciados para destacar a Quarta Revolução Industrial, devido a criação dos sistemas inteligentes, envolvendo a união de tecnologias físicas e digitais junto com a integração de todas as etapas do desenvolvimento de um produto ou processo, aumentando positivamente a produtividade.
Evidenciando algumas bases tecnológicas e digitais a indústria 4.0, temos:
- Tempo Real: acompanhar e analisar dados em tempo real, garantindo maior assertividade na tomada de descisões. Saber todas as etapas do processo no momento em que acontecem;
- Virtualização: a simulação computacional já é uma realidade, a revolução industrial propõe o monitoramento remoto dos processos de produção, evitandom possíveis falhas tornando a produção mais eficiente. Este pilar permite a rápida tomada de decisão através de simulação computacional utilizando dados em tempo real;
- Descentralização dos processos decisórios: sistemas Cyber-físicos tomam decisões com base na análise de dados, sem depender de ação externa, com o propósito de melhorar a produção na indústria;
- Modularização: o sistema é dividido em módulos, ou seja, em partes distintas. Desta forma, uma máquina irá produzir de acordo coma demanda, utilizando somente os recursos necessários para a realização de cada tarefa, garantindo otimização na produção e economia de energia.
- Interoperabilidade: interação entre máquinas e humanos, a computação em nuvem, a utilização da internet das coisas e outros são importantes características das fábricas inteligentes.
Para sustentar esta base, os pilares essenciais que impulsionam a evolução da indústria 4.0 entram como eixos nos quais o conceito se articula englobando nove postos-chaves: 
1 - big data e análise de dados; 
2 - robótica; 
3 - simulação;
4 - internet das coisas (Internet of Things – IoT);
5 - cibersegurança; 
6 - cloud computing;
7 - manufatura aditiva;
8 - sistemas de integração horizontal e vertical, e 
9 - realidade aumentada.
Imagem 3 - Pilares da industria 4.0
	
-Fonte: www.lwtsistemas.com.br/2018/06/04/10-pilares-da-industria-4-0, 2020.
Para melhor compreendê-los abaixo está descrito algumas informações de cada pilar:
1 - A análise dos dados e Big data: contempla a análise e gestão de grandes quantidades de dados permitindo maior performance de otimização de processos industriais, melhorando o consumo de energia e qualidade de produção nas fábricas.
2 – Robótica: Utilização de robos na qual ganham habilidades além dos seus antecessoresm conseguindo incorporar novas capacidades para trabalhar sem um supervisor humano capacitados em trabalhar para automatizar e coordenar uma série de tarefas logísticas e de produção. Estes reduzem custos e representam aumento na produção.
3 – Simulação: O uso de simulação computacional é essencial para garantir a qualidade e eficiência no desenvolvimento de produtos. A Computer Aided Engineering (CAE), é uma ferramenta que auxilia as empresas a desenvolverem e aperfeiçoarem seus produtos e processos. Com o suporte do computador, os profissionais podem realizar diferentes análises como: estáticas de fluídos, dinâmicas, térmicas, eletromagnéticas, acústicas, entre outras, que proporcionam benefícios como a redução de custos e de tempo na elaboração do projeto, aumento da produtividade, facilidade na detecção de erros e auxílio na identificação de soluções. A simulação computacional pretende utilizar mais amplamente as informações da planta, analisando dados em tempo real, aproximando o mundo físico e virtual. O resultado da captura destas informações é o chamado digital twin, onde toda a cadeia de criação de um produto passa a ter seu representante idêntico também no mundo virtual. Isto irá permitir aos operadores testar e aperfeiçoar as configurações das máquinas para o próximo produto na linha de produção virtual antes de qualquer mudança real, gerando otimização de recursos, melhor performance e mais economia.
4 - Sistemas de integração vertical e horizontal: considerar a crescente necessidade (interna e externa) de gerir sistemas integrados para disponibilizar uma plataforma única onde todos tenham acesso. Atualmente, nem todos os sistemas são totalmente integrados, faltando uma coesão entre empresa e clientes e até mesmo o processo de produção de uma indústria carece de uma integração plena. A indústria 4.0 propõe uma maior harmonia entre todos que façam parte do ecossistema, garantindo uma gestão integral de experiência, para que cadeias de valor sejam realmente automatizadas.
5 - Internet das coisas (IoT): consiste na conexão entre rede de objetos físicos, ambientes, veículos e máquinas por meio de dispositivos eletrônicos embarcados permitindo a coleta e troca de informações. Na indústria de produtos e serviços, a IoT representa diversas tecnologias que anteriormente não estavam conectadas e que agora estão interligadas por meio de uma rede baseada em IP (internet protocol). Isto é um dos alicerces do crescimento digital. Este conceito espera que um maior número de dispositivos sejam acrescentados e conectados por intermédio de padrões tecnológicos, permitindo que dispositivos de campo se comuniquem e interagem com os outros como controladores mais centralizados.
6 – Cibersegurança: a indústria do futuro necessita que todas as áreas da empresa estejam conectadas, por isso a ciber-segurança é um elemento fundamental para proteger sistemas e informações de possíveis ameaças e falhas, que podem vir a causar transtornos na produção.
7 - Cloud computing: este modelo tecnológico está permitindo sustentar o desenvolvimento da indústria 4.0. Mais e mais tarefas relacionadas com a produção de bens e serviços requerem o uso de aplicativos e dados compartilhados entre diferentes localidades e sistemas para além dos limites dos servidores de uma empresa. A computação em nuvem fornece uma grande redução de custo, tempo e eficiência.
8 – Manufatura Aditiva: também conhecida como impressão em 3D, este pilar envolve a produção de peças a partir de camadas sobrepostas de material, normalmente em forma de pó, para se obter um modelo 3D. Esta estratégia pode ser utilizada para criar produtos personalizados que oferecem vantagens de construção e desenhos complexos.
9 - Realidade aumentada: apesar de ser um dos pilares menos desenvolvidos da indústria 4.0 até o momento, a realidade aumentada suporta uma variedade de aplicações e serviços em diferentes campos, como a medicina e educação. Aplicada às necessidades da indústria, é possível ter desde instruções de montagemenviadas via celular para desenvolvimentos para peças de protótipo até o uso de óculos de realidade aumentada para a gestão e operação de determinadas máquinas, melhorando procedimentos de trabalho.
5 SOFT SKILLS E HARD SKILLS
O termo “Skills” vem do inglês que significa habilidades.
Soft skills trata-se das habilidades pessoais e intangíveis que um profissional possui e que não pode ser comprovada por meio de certificações ou cursos, mas por aptidões de convivência, identificadas durante conversas, entrevistas de emprego e ou dinâmicas em grupo realizadas em processos seletivos. São aptidões difíceis de serem identificadas no primeiro momento, um profissional deverá ser bem conhecido além do currículo. Exemplos de soft skills mais comuns são: liderança, ética, facilidade de comunicação, empatia, espírito de equipe e flexibilidade.
O melhor exemplo de soft skills talvez seja a inteligência emocional, ou seja, a capacidade de lidar bem com as próprias emoções e usar essa energia a seu favor.
Já o termo Hard skills são as capacitações técnicas que um profissional pode comprovar por meio de certificados, diplomas, cursos entre outros. Trata-se de todo aprendizado que o profissional adquiriu e pode ser demonstrado em aspectos físicos e tangíveis. 
Imagem 4: Mapa mental hard skills / soft skills
Fonte: https://liddere.com/o-que-sao-soft-skills-e-como-desenvolve-las, 2020.
5.1 Soft Skills e Hard Skills na Indústria 4.0
Na indústria diferentes colaboradores interagem entre si, é fácil perceber aqueles que têm total aptidão para as tarefas técnicas ou quem se sai melhor nas relações interpessoais. Com a chegada da Indústria 4.0 se potencializou a busca pelo equilíbrio entre elas, dando destaque às habilidades antes negligenciadas pelos recrutadores.
O que ocorre atualmente é que com tanta tecnologia, as capacidades humanas ganharam ainda mais destaque, a intervenção nas máquinas já não são tão necessárias por contas das automações, é preciso que os colaboradores ofereçam aquilo que jamais será substituído pelas inovações. Hoje em uma planta industrial, os setores já não trabalham mais de forma isolada, eles estão interligadas e devem atuar em consonância com os objetivos organizacionais.
As descrições para empregos em engenharia incluem habilidades técnicas bem claras. Alguns parâmetros são necessários para os profissionais de engenharia na indústria 4.0, abaixo alguns exemplos:
- Adaptabilidade: a capacidade de se ajustar a diferentes situações e lidar com mudanças inesperadas, sendo esta uma das habilidades mais importantes para o engenheiro possuir, exemplo o sucesso de um projeto ao longo de todo o seu curso, depende de avaliar o problema rapidamente e encontrar soluções adequadas, e prudentes.
- Colaboração: em função da demanda, o engenheiro trabalha com diversos profissionais (arquitetos, matemáticos, etc.), isso implica interagir com uma variedade de pessoas com personalidades específicas e perspectivas diferentes. 
- Comunicação: uma boa oratória, escrita e ser um bom ouvinte são características importantes na engenharia, onde clareza e compreensão são necessárias para a conclusão dos projetos realizados em equipe.
- Atenção aos detalhes: a imersão em projetos abordam uma série de detalhes, ser minucioso é primordial, falha em perceber detalhes pode acarretar a falha no projeto.
- Pensamento criativo: habilidade exigida por diferentes setores, colabora na hora de solucionar problemas.
- Liderança: Conforme sua carreira avança, suas habilidades técnicas melhoram com a prática, delegar funções, gerenciar equipes e coordenar projetos complexos poderá compor suas demandas.
Engenheiros e engenheiras necessitam cada vez mais aprofundar hard skills e soft skills, um conjunto dinâmico de habilidades técnicas e sociais que citadas acima fazem a diferença na empregabilidade do engenheiro no mercado.
O profissional em engenharia na indústria 4.0 tem de estar preparado para o competitividade da atualidade, engenharia é sinônimo de crescimento, desenvolvimento e infraestrutura. É essencial que o profissional se prepare nas modernizações do mercado, sua aptidão ou pelo menos interesse nas disciplinas exatas entra como um marco zero para a carreira, conhecimentos extracurriculares, intercâmbios, qualificações extras e até mesmo outros idiomas, fazem a diferença.
6 CONCLUSÃO
Com um estudo coordenado sobre as revoluções industriais, foi possível identificar e compreender como a produção e produtores foram expandindo possibilidades de produzirem mais e com mais facilidade, citando como exemplo na primeira revolução, onde animais fazim certos trabalhos até chegarem as máquinas a vapor.
Algo inusitado e surpreendente para ajudar na produção com mais eficiência, acompanhando as revoluções e analisando a indústria hoje está possível identificar a grande melhoria tecnológica nas produções, onde produtos ganhando a ação da tecnologia estão sendo produzidos com mais eficiência utilizando materiais mais modernos, de fácil manipulação atingindo o mesmo resultado.
O projeto também ajudou a conluir que, assim como a revolução na indústria o homem também está sofrendo atualizações no área profissional, e assim tendo de atender atualizações em relação a profissionais de outras épocas, incluindo como especializações na área profissional como na área intelectual.
Para toda evolução se faz necessário investimento, exigências profissionais mostram fazer total diferença, incluindo aos profissionais de engenharia, onde somente um diploma de nível superior não conclui o necessário para o mercado, necessitando que estes profissionais procurem extender currículos com a modernização “intelectual”, como explicado sobre soft skills e hard skills. Estes, itens indispensáveis ao engenheiro da indústria 4.0.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
https://www.revistaferramental.com.br/?cod=artigo/industria-4-0-era-da-producao-inteligente-e-a-funcao-do-engenheiro/ (publicação Udo Ungeheuer – Presidente da VDI Alemanha);
www.educamaisbrasil.com.br/Atuacaodoengenheiromecaniconaindutria40);
semesp.org.br/engenhariamecanicanaindustria40 – (publicação Leandro Vedovato - coordenador de Engenharia Mecânica da Anhanguera de Santa Bárbara d’Oeste;
www.esss.co/industria40-softskills;
educação UOL.com.br/engenhariaindusria40;
Stefanini.com/industria40;
https://blog.solides.com.br/softskills;
 inovacaoindustrial.com.br›Habilidades soft skills para estudantes de engenharia;
Engenharia360.com/Adaptado de Interesting Engineering;
https://www.voitto.com.br/blog/artigo/soft-skills-para-engenheiros;
ustj.br;
https://liddere.com/o-que-sao-soft-skills-e-como-desenvolve-las;
http://especiais.estadao.com.br/mundodigital/ola-mundo;
https://www.lwtsistemas.com.br/2018/06/04/10-pilares-da-industria-4-0. Acessos realizados em Outubro, 2020.