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A indústria 4.0 e sua organização
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Você sabe como a indústria 4.0 vai impactar sua organização?
A quarta revolução industrial traz consigo grandes mudanças em questão de automação, sistemas ciber-físicos, IoT e computação em nuvem. Relembrando, a primeira revolução industrial (1780) foi a mecânica, a seguinte (1870), foi a elétrica, na terceira (1969) vieram à tona as automações, e agora estamos no período (a partir de 2000) de surgimento da Inteligência Artificial, Big Data, entre outros, tudo na indústria 4.0.
Tomadores de decisão dos setores público e privado são confrontados com novas incertezas sobre o futuro da produção, enquanto as tecnologias transcendem as capacidades computacionais associadas à revolução digital, transformando o mundo físico através da robótica e métodos de produção, aumentando as capacidades humanas fisicamente, mentalmente e nas experiências, permeando o ambiente para facilitar uma maior interconectividade, monitoramento e eficiência do uso de recursos.
Tecnologias de rápido surgimento, como IoT, IA, aparelhos de vestir, robótica e manufatura aditiva, estimulam o desenvolvimento de novas técnicas de produção e modelos de negócio que transformarão fundamentalmente a produção global. Essas tecnologias da indústria 4.0 também trazem correntes de valor novas, mais distribuídas e conectadas.
Cunhado em 2012 por pesquisadores que criaram um projeto estratégico para o governo alemão, o termo indústria 4.0 se baseia em 6 princípios, que são:
Interoperabilidade: nesse princípio, humanos, fábricas inteligentes e máquinas se comunicam entre si por meio da Internet das Coisas e da computação em nuvem;
Modularidade: módulos podem ser instalados ou retirados de acordo com as demandas da fábrica, dando flexibilidade à alteração de tarefas;
Descentralização: sistemas ciber-físicos podem tomar decisões sem intervenção humana, podendo se autoajustar e avaliar outras necessidades;
Orientação a serviços: é a entrega de soluções em forma de serviços, como já acontece com boa parte das soluções em nuvem;
Virtualização: cópia virtual das fábricas inteligentes, com sensores espalhados pela instalação, esse monitoramento permite a supervisão remota de todos os processos;
Capacidade em tempo real: coleta e tratamento de dados de forma instantânea, habilitando uma tomada de decisão em tempo real.
Utilizando como base o "Readiness for the Future of Production Report 2018" , desenvolvido pelo World Economic Forum em uma colaboração com a AT Kearney, vamos citar alguns dos pontos que correspondem às oportunidades e desafios do futuro das indústrias (você pode acessar o relatório completo clicando aqui).
As principais descobertas, antes de citar as principais categorias de inovação, feitas a respeito dos 100 países abordados no estudo foram:
A transformação global dos sistemas de produção será um desafio, e por isso o futuro da produção pode se tornar cada vez mais polarizado entre duas velocidades de produção, com 25% dos países, a maioria da Europa, América do Norte e Ásia Leste sendo os líderes na inovação;
Diferentes caminhos de produção surgirão conforme os países navegam pela transformação dos modelos de produção, assim, nem todos buscarão por uma manufatura avançada, podendo mesmo com o avanço desse tipo de produção ao redor do mundo, buscar oportunidades tradicionais de baixo custo de mão-de-obra;
Todos os países têm espaço para melhorias, comparado ao score ideal de Estrutura de Produção, que é 10, o Japão é o que mais se aproxima, pontuando 8,99, assim, mesmo grandes produtores como EUA, China, Alemanha, Coreia do Sul e outros não são tão fortes em partes dos seus países e estão navegando apenas pelos estágios iniciais da indústria 4.0;
Existem desafios comuns para cada arquétipo de país, países com legado devem evitar serem amassados entre os líderes de produção, os de alto potencial (como é o caso da indústria brasileira) têm capacidades que podem transformar sua estrutura de produção e diversificar a economia, devendo balancear entre os diferentes setores ao determinar prioridades, por último os países nascentes devem acelerar seu processo de prontidão através da melhoria das estruturas institucionais;
Conforme novos paradigmas tecnológicos trazem à tona um aglomerado de novas indústrias, há um grande potencial para saltos das organizações, mas só alguns países têm posicionamento para capitalizar essas oportunidades;
A quarta revolução industrial será gatilho para mudanças de base de empresa para outros países, para locais próximos e outras mudanças estruturais na cadeia de valor;
O preparo para o futuro requer não só mudanças nacionais, mas também soluções regionais e globais adequadas aos novos níveis de competição;
Novas abordagens à colaboração entre público e privado são necessárias para aceleração da transformação.
Principais categorias de uso da indústria 4.0
A manufatura aditiva é o primeiro tema dentre os principais tratados aqui, ela aborda a impressão 3D, ou seja, é uma técnica de fabricação digital em que todo o desenho dos projetos é feito no computador e, por meio de uma combinação entre software e hardware, esse desenho é recebido pela impressora, que produz uma peça física como a projetada.
O processo de manufatura aditiva pode se dar por diferentes processos, em um deles, na sinterização à laser, um fio de material plástico é derretido e depositado em finas camadas sucessivamente até formação do objeto. No segundo, a estereolitografia, uma resina liquida é solidificada por um raio laser, camada por camada, até execução do projeto e, por último, na modelagem por fusão e deposição, um pó de plástico ou cerâmica pode ser aglutinado por um feixe de laser, uma camada por vez, até que o projeto seja finalizado.
Qualquer objeto geométrico pode ser fabricado com uma impressora 3D, mas seu uso costuma ser para pesquisas e desenvolvimento de produtos, como em prototipagens. Outros usos envolvem a arquitetura, peças de finalização para produtos, moldes, acessórios, planejamento de cirurgias médicas, próteses de baixo custo, tecidos e até orgãos (com o uso de células vivas), Os programas mais utilizados para modelagem 3D são o AutoCAD, SolidWorks, Sketchup, 3DS Max, Meshmixer e TinkerCAD.
Já na Inteligência Artificial, o desenvolvimento de máquinas que podem substituir humanos, cada vez mais associadas à tarefas de pensar, multi-tarefas e tarefas delicadas, é o principal fator associado à indústria 4.0. Essa evolução associada à fatores como o Big Data (coleta, armazenamento e tratamento automático dos dados digitais) e Internet das Coisas (máquinas conectadas à rede) é o que permite aos princípios de interoperabilidade e descentralização citados acima saírem do mundo das ideias.
Temos também a biologia sintética, que surgiu em 2003, dando origem a novos componentes biológicos e redesenhando sistemas já existentes, isso ocorre por meio do uso de DNA recombinante, buscando atender cada vez melhor às demandas da sociedade. Em 2010 o primeiro organismo com vida artificial foi criado em laboratório, tendo sido seu DNA imprimido a partir de dados digitais e introduzido em uma bactéria viva.
É possível encontrar fórmulas para criação dessas sequências genéticas com o termo biobricks, essas bactérias criadas artificialmente agem exatamente igual às naturais, podendo serem programadas para a produção de seda e leite.
Nos sistemas ciberfísicos as operações são monitoradas e controladas por meio da comunicação entre computadores, fábrica e humanos. O que antes a internet fez para a comunicação dos humanos entre si, a quarta revolução industrial traz para o chão de fábrica, mesmo em casos de uso que fogem do tradicional, a interação das máquinas com os meios de serviço e produção será alterada e melhorada por meio desses sistemas.
A visão ampla dos diferentes panoramas a terem esse tipo de sistema instalados contará com redução no número de falhas e perdas, ainda desconhecidas hoje em dia, ou para quais não se tem solução. Outros benefícios envolvem a autonomia, confiabilidade e integração proporcionados pelo cruzamento das informações sensoriais recolhidas, mas para tal, é necessário que elementos como computadores, agentes inteligentes, redes de comunicação e processos físicos estejam sincronizados e funcionando de maneira dinâmica.
Outras categorias de possibilidades de uso da indústria 4.0 envolvem os, já citados para IoT, sensores onipresentes e linkados entre si, as realidades virtuais e aumentadas, com ambientes imersivos, leituras de hologramas e camadas produzidas digitalmente para experiências melhores. Os blockchains como medida de segurança descentralizada e criptografada, materiais avançados e nanomateriais para eficiência termoelétrica, retenção de forma e novas funcionalidades, evolução de baterias e das formas de captação e transmissão de energia, geoengenharia, neurotecnologia e tecnologias espaciais, todas com grandes possibilidades de avanço, inclusive já ocorrendo.