Blockchain na manufatura: impressão em 3D como um caso piloto | TIC em foco
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Sem confiança, as cadeias de valor – particularmente aquelas que suportam a produção em nível global – não existiriam. A validação dos processo de produção requer numerosas intervenções manuais e o envolvimento de muitos. Assim, hoje, em todo o mundo, fornecer as garantias necessárias aos processos de manufatura e produtos resultantes impõe um "imposto de garantia da confiança" oculto e crescente para os participantes da cadeia de suprimentos. Desde a certeza de uso de matérias-primas conformes até a validação as ordens de compra, passando pela adoção de padrões de manufatura Six Sigma, e pelas certificações ISO, o trabalho de verificação e conformidade requer muita papelada, e-mails e chamadas telefônicas, visitas e auditorias.
Essas atividades reduzem a produtividade e a eficiência da economia, tornando mais oneroso, complexo e demorado o entrosamento entre clientes e fornecedores, necessário para a criação de laços de confiança e a realização de negócios. Já existe, no entanto, um modo mais simples, barato e eficiente de estabelecer esse entrosamento nas cadeias de valor da manufatura: o uso de blockchain, um sistema de registro distribuído, definido por software, sustentado por vários nós computacionais.
Um estudo recente demonstra como a tecnologia e a abordagem blockchain podem reduzir o "imposto de garantia de confiança" em uma cadeia de valor distribuída para fabricação de produtos com impressora 3D. O caso de uso piloto mostra como as empresas podem usar blockchain para orquestrar cadeias globais de suprimento.
O caso piloto: Blockchain + impressão em 3D
A impressão em 3D possibilita que os designers, com apoio do computador, criem projetos para novas peças, componentes ou produtos e enviem os arquivos de design para fabricação por uma impressora 3D localizada em qualquer lugar do mundo. A impressão em 3D permite o surgimento de um novo modelo de negócios: a fábrica sob demanda. No novo modelo, empresas de manufatura já constituídas e novos players alugam as suas impressoras por tempo e prazo definidos.
Blockchain pode contribuir para a implantação e gestão das cadeias de valor distribuídas de fabricação em 3D. A tecnologia permite o uso de contratos inteligentes capazes de localizar automaticamente a impressora mais apropriada (com base em atributos tais como disponibilidade, preço, qualidade e localização) e negociar os termos do contrato, incluindo preço, nível de qualidade do serviço (QoS) e prazo de entrega. Além disso, permite a criação segura da memória dos produtos digitais, mantendo registros imutáveis que vão desde a origem das matérias-primas utilizadas, onde e como elas foram fabricadas, até as suas histórias de manutenção e recall.
Na Figura 1, é demonstrado como a confiança distribuída, de baixo custo, baseada em blockchain poderia contribuir na gestão da cadeia de suprimento de impressão em 3 D.
Figura 1 – Modelo de fábrica autônoma compartilhada
O caso piloto mencionado emprega a tecnologia blockchain para proteger arquivos de impressão que especificam o design de peças de alto valor, tais como componentes para motores de avião a jato ou peças de equipamentos de geração de energia. Esses componentes ou peças podem estar envolvidos em compras cujos valores são centenas ou milhares de vezes mais elevados do que o seu custo de impressão, em virtude dos esforços de engenharia e desenvolvimento requeridos para gerar um arquivo de design em 3D. Os arquivos de design são o elo precioso das cadeias de valor de fabricação em 3D e devem ser muito bem protegidos contra roubo ou violação, ao serem compartilhados por uma rede global constituída de locais distribuídos para impressão. Criptografia fim-a-fim é utilizada para proteger os arquivos de design desde a sua criação por um designer até a sua transmissão e o seu uso por uma impressora 3D.
Sem necessidade de intermediários, os contratos inteligentes habilitados por blockchain possibilitam que os arquivos de design negociem automaticamente preços e outros termos e condições com os clientes e com impressoras 3D distribuídas e com fornecedores de serviços de logística. Também garantem pagamento seguro para os proprietários do arquivo e royalties para os designers e outros detentores de propriedade intelectual.
Blockchain fornece uma memória de produto digital única não só para o produto, mas para cada parte dele, incluindo os materiais utilizados na produção e todos os dados de qualidade, design e processo de impressão. Também mantém informações sobre a propriedade do produto, proveniência, autenticidade, preço de compra e a moeda utilizada na compra. Todas essas informações são protegidas com criptografia, permitindo que os vários parceiros da cadeia de suprimentos tenham como verificar a sua autenticidade e segurança.
A memória digital do produto é uma representação digital do mundo físico e contém a história completa do produto e do processo de produção e comercialização. Essa representação pode ser utilizada para ganhos de produtividade nos processos e melhoria da qualidade do produto final. Também reduz drasticamente o custo de rastreamento para fins de garantia, manutenção e descarte. O resultado é um processo de manufatura definido por software, já que o arquivo de impressão torna-se o negócio. O arquivo de impressão assegura a propriedade intelectual e tem a capacidade de negociar termos e condições, fazer pagamentos e fornecer documentação imutável e autenticidade para as partes envolvidas.
A necessidade de garantir confiança impõe incertezas, custos e atrasos, mesmo em cadeias de valor virtuais, como aquelas que possibilitam a impressão em 3D. Os designers querem garantias de proteção para os seus projetos durante e após a transmissão para o local de impressão remota. É preciso assegurar que a impressão do produto ocorra dentro das especificações e com a precisão necessária, o que requer proteção para os parâmetros associados e fundamentais para calibrar e operar cada impressora 3D.
Os clientes também buscam garantias: querem referências sobre o design e a pessoa por ele responsável, certeza quanto ao uso de matérias-primas adequadas para a criação de cada peça ou componente a partir do design, informações sobre o funcionamento da impressora 3D responsável pela produção da peça ou componente e saber se o envio e recebimento ocorreram dentro do prazo e das condições estipuladas.
Como em qualquer cadeia de suprimento, todos os parceiros envolvidos desejam estar seguros que irão receber o pagamento acordado e conhecer e concordar com os termos do contrato. Também querem manter registros imutáveis e aceitos que, ao longo da cadeia de valor, possam ser validados e permitam a verificação de direitos de propriedade intelectual, tais como métodos próprios de fabricação.
Memórias de produtos digitais mantidas no blockchain e conectadas a dispositivos da Internet das Coisas (IoT) habilitados, fornecem prova segura de tudo, desde processos de fabricação até controles de qualidade. Além disso, o emprego de criptografia PKI (Public Key Infrastructure) protege a propriedade intelectual sensível.
Blockchain elimina a necessidade do uso de terceiros, como bancos, agentes de custódia, advogados, contadores e gerentes para medir, minimizar ou gerenciar riscos. Em seu lugar, contratos inteligentes gerenciam automaticamente as condições de pagamento, negociam preços, termos e condições. Surgem as "fábricas de confiança" – instituições e organizações descentralizadas que ofertam confiança a um custo muito inferior àquele atualmente fornecido pelos provedores tradicionais.
Blockchain também pode assegurar a escalabilidade necessária para a "customização em massa", impulsionando vendas voltadas para o atendimento de necessidades específicas dos consumidores, que requerem produção de pequenas séries de produtos únicos.
Novos modelos de fabricação, tais como a impressão em 3D, eliminam os atrasos e custos de configuração de equipamentos e processos de produção em massa. A combinação de tecnologia blockchain e impressão em 3D permite que as organizações reconfigurem rápida e facilmente as cadeias de suprimentos virtuais e habilitem e dimensionem um modelo de micromanufatura em nível global. O cronograma de fabricação pode ser negociado, tornando a produção flexível e assegurando uma utilização mais eficiente dos recursos.