O que é Indústria 4.0?

Os fabricantes estão integrando novas tecnologias — incluindo Internet das coisas (IoT), computação em nuvem, análise de dados, inteligência artificial e aprendizado de máquina — em suas instalações de produção e em toda a cadeia operacional.

As fábricas inteligentes são equipadas com sensores avançados, software integrado e robótica, que coletam e analisam dados e permitem uma melhor tomada de decisões. Um valor ainda maior é criado quando os dados das operações de produção são combinados com dados operacionais de ERP, cadeia de suprimentos, atendimento ao cliente e outros sistemas empresariais para criar níveis totalmente novos de visibilidade e insights a partir de informações isoladas anteriormente.

Essas tecnologias digitais proporcionam maior automação, manutenção preditiva, auto-otimização de melhorias de processos e, acima de tudo, um novo nível de eficiência e capacidade de resposta ao cliente que antes não era possível.

Um estudo do IBM Institute for Business Value revelou que a manufatura inteligente pode facilitar a melhoria na detecção de defeitos de produção em até 50% e o aumento de rendimento em 20%.

Desenvolver fábricas inteligentes representa uma oportunidade extraordinária para que o setor manufatureiro entre na quarta revolução industrial. Analisar grandes volumes de big data coletados por sensores no chão de fábrica garante visibilidade em tempo real dos ativos de produção e pode fornecer ferramentas para a manutenção preditiva, minimizando o downtime dos equipamentos.

O uso de dispositivos de IoT de alta tecnologia em fábricas inteligentes leva a maior produtividade e qualidade aprimorada. Substituir modelos de inspeção manual por análises visuais impulsionadas por IA reduz erros de manufatura e economiza dinheiro e tempo. Com um investimento mínimo, a equipe de controle de qualidade pode configurar um smartphone conectado à nuvem para monitorar os processos de fabricação de qualquer lugar. Ao aplicar algoritmos de aprendizado de máquina, os fabricantes podem detectar erros imediatamente, em vez de nos estágios posteriores, quando os reparos são mais caros.

Os conceitos e tecnologias do Industry 4.0 podem ser aplicados em todos os tipos de empresas industriais, incluindo fabricação discreta e de processos, bem como petróleo e gás, mineração e outros segmentos industriais.

A partir do final do século XVIII na Grã-Bretanha, a primeira revolução industrial ajudou a permitir a produção em massa usando água e energia a vapor em vez de energia puramente humana e animal. Os produtos acabados eram construídos com máquinas em vez de meticulosamente produzidos à mão.

Um século depois, a segunda revolução industrial introduziu as linhas de montagem e o uso de petróleo, gás e energia elétrica. Essas novas fontes de energia, juntamente com comunicações mais avançadas via telefone e telégrafo, trouxeram a produção em massa e algum grau de automação aos processos de fabricação.

A terceira revolução industrial, que começou em meados do século XX, incorporou computadores, telecomunicações avançadas e análise de dados aos processos de fabricação. A digitalização das fábricas teve início com a incorporação de controladores lógicos programáveis (PLCs) nas máquinas, para ajudar a automatizar alguns processos e coletar e compartilhar dados.

Estamos agora na quarta revolução industrial, também conhecida como Industry 4.0. Caracterizada pelo aumento da automação e pelo emprego de máquinas e fábricas inteligentes, os dados informados ajudam a produzir bens de forma mais eficiente e produtiva em toda a cadeia de valor. A flexibilidade é aprimorada para que os fabricantes possam atender melhor às demandas dos clientes usando a personalização em massa — buscando, em última análise, obter eficiência com, em muitos casos, um lote unitário. Ao coletar mais dados do chão de fábrica e combiná-los com outros dados operacionais da empresa, uma fábrica inteligente pode obter transparência nas informações e melhores decisões.

Sensores embutidos e máquinas interconectadas produzem uma quantidade significativa de big data para empresas de fabricação. A análise de dados pode ajudar os fabricantes a investigar tendências históricas, identificar padrões e tomar melhores decisões. As fábricas inteligentes também podem usar dados de outras partes da organização e de seu amplo ecossistema de fornecedores e distribuidores para criar insights mais profundos. Ao analisar dados de recursos humanos, vendas ou armazenamento, os fabricantes podem tomar decisões de produção com base nas margens de vendas e no pessoal. Uma representação digital completa das operações pode ser criada como um "digital twin".

A arquitetura de rede da fábrica inteligente depende da interconectividade. Os dados em tempo real coletados de sensores, dispositivos e máquinas no chão de fábrica podem ser consumidos e usados imediatamente por outros ativos da fábrica, bem como compartilhados entre outros componentes da stack de software empresarial, incluindo o ERP (Enterprise Resource Planning) e outros softwares de gerenciamento de negócios.

Fábricas inteligentes podem produzir bens personalizados que atendam às necessidades individuais dos clientes de forma mais econômica. Na verdade, em muitos segmentos da indústria, os fabricantes aspiram alcançar um "lote unitário" de forma econômica. Ao usar aplicações avançadas de software de simulação, novos materiais e tecnologias, como impressão 3-D, os fabricantes podem criar facilmente pequenos lotes de itens especializados para clientes específicos. Enquanto a primeira revolução industrial foi sobre produção em massa, o Industry 4.0 tem a ver com personalização em massa.

As operações industriais dependem de uma cadeia de suprimentos transparente e eficiente, que deve ser integrada às operações de produção como parte de uma estratégia robusta do Industry 4.0. Isso transforma a maneira como os fabricantes fornecem suas matérias-primas e entregam seus produtos acabados. Ao compartilhar alguns dados de produção com os fornecedores, os fabricantes podem programar melhor as entregas. Por exemplo, se uma linha de montagem estiver passando por uma interrupção, as entregas podem ser redirecionadas ou atrasadas para reduzir o desperdício de tempo ou custo. Além disso, ao estudar dados meteorológicos, de parceiros de transporte e de varejistas, as empresas podem usar o envio preditivo para enviar produtos acabados no momento certo para atender à demanda do consumidor. O Blockchain está surgindo como uma tecnologia fundamental para permitir a transparência nas cadeias de suprimentos.

A construção de uma infraestrutura de TI de multinuvem híbrida é um componente essencial da transformação digital para fabricantes que desejam aproveitar os benefícios da Indústria 4.0. Multinuvem híbrida é quando uma empresa utiliza duas ou mais nuvens públicas e privadas para gerenciar suas cargas de trabalho. Isso permite otimizar essas cargas entre as diferentes nuvens, já que alguns ambientes são mais adequados ou mais econômicos para determinados tipos de cargas de trabalho. Os fabricantes que buscam transformação digital e um ambiente seguro e aberto podem transferir suas cargas de trabalho atuais do local físico para o ambiente de nuvem mais adequado.