A indústria 4.0, ou quarta revolução industrial, é um daqueles conceitos complexos que parecem fáceis. A verdade é que surgiram diversas definições divergentes acerca dele, o que apenas contribui para que se percebam as múltiplas facetas do tema.
Em suma, é um termo que aponta para um futuro possível na industrialização. O apoio das novas tecnologias se faz presente não somente em um nível operacional, mas também em um nível estratégico e gerencial.
O grande destaque é que a indústria 4.0 não diz respeito somente à indústria. É uma expressão que impacta mercados de todos os setores, tornando obrigatória a necessidade de conhecer mais sobre seus significados e nuances.
Saiba tudo o que você precisa saber sobre o tema, incluindo o desenvolvimento da indústria 4.0 no Brasil, neste artigo completo e aprofundado.
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A indústria 4.0 representa a quarta revolução industrial, momento em que tecnologias de conectividade e simulação avançam para tornar a produção mais eficiente. É a era dos dados em tempo real e da automação abrangente.
Como chegamos aqui? Tivemos duas grandes revoluções que propulsionaram isso: a virtualização e a evolução dos circuitos integrados.
A virtualização começou como uma série de experimentos com interfaces de mainframes para compartilhar o uso de um computador. Pensou-se em distribuir os recursos de um único computador para que pessoas diferentes conseguissem acesso.
A partir disso, surgiu o embrião da computação em nuvem (cloud computing), com a ideia de ter servidores dispostos em data centers específicos que podem ser acessados remotamente por pessoas totalmente distantes.
Claro, isso só foi possível com a evolução da infraestrutura da internet.
Portanto, quando unimos a virtualização com a rede mundial de computadores, tivemos o protótipo da computação em nuvem. Isso já indicava que teríamos uma computação descentralizada e móvel, disponível em qualquer lugar.
Sobretudo, a virtualização contribuiu para a abstração da noção de recursos computacionais. Hoje, com seu poder, ter acesso a um alto poder de processamento e memória é como ter acesso a instâncias invisíveis, abstraídas de equipamentos reais.
Essa concepção é a base para tecnologias que descreveremos com detalhes ao longo deste conteúdo, como a simulação de gêmeos digitais, as realidades aumentada e virtual e a internet das coisas (IoT).
Por outro lado, tivemos a evolução dos chips integrados e muito pequenos. A computação mudou de equipamentos enormes e espaçosos para pequenos dispositivos, cada vez mais compactos e precisos.
Com a busca por matérias-primas cada vez mais eficientes, foi possível garantir uma computação inteligente em espaços cada vez menores.
Os sistemas embarcados surgiram e ganharam força. Junto a eles estavam os microcontroladores. Então, se falava muito em computação ubíqua, uma computação que está presente em todos os locais, em constante interação com objetos físicos do dia a dia.
Os sistemas embarcados operam pelo seguinte princípio: a computação não precisa incluir todos os aspectos necessários para um computador segundo arquiteturas clássicas; é preciso apenas usar os recursos que serão úteis, dispensando os outros.
Assim, você tem computadores com o mínimo de processamento e de memória para atender a objetivos específicos. É uma tarefa de “dividir para conquistar”: separar grandes mainframes em pequenos chips embutidos em objetos para lidar com funções singulares.
A partir disso, as empresas conseguiam maior precisão, com total aproveitamento dos recursos para aquela atividade.
Além disso, se os computadores podem ser menores e, ao mesmo tempo, mais poderosos e inteligentes, é possível assegurar que eles estejam presentes em todos os setores de uma empresa.
A computação ubíqua também é a base da internet das coisas e, sobretudo, sustenta outro conceito imprescindível para a noção de indústria 4.0: os sistemas ciber-físicos.
O termo representa aplicações capazes de controlar e interferir em objetos físicos. Ou seja, eles recebem informações, processam e se comunicam com outros sistemas e são capazes de realizar ações em resposta.
Assim, é possível controlar e monitorar melhor as operações e a cadeia produtiva.
Neste tópico, vamos traçar uma linha evolutiva das revoluções industriais para entender melhor como chegamos ao conceito de 4.0.
Tivemos uma linha do tempo que passou por indústria 1.0, 2.0, 3.0 e 4.0
O século 18 viu surgir a primeira grande revolução que possibilitou maior capacidade de industrialização. Era o começo do fim das atividades manuais, em prol de um foco maior na automação. O protagonista foi a energia a vapor.
Obtém-se, então, a mecanização da produção, o que aumentou vertiginosamente a capacidade produtiva. Os humanos, portanto, assumem uma nova função e passam a cooperar com máquinas.
No século 19, tivemos o surgimento da eletricidade como conhecemos e do Fordismo. Uma nova concepção de trabalho foi inaugurada: como uma linha, em que as pessoas cooperam entre si realizando tarefas mínimas e simples.
O Fordismo requeria especialização de colaboradores em suas tarefas e pouco conhecimento sobre o processo em geral. A ideia era produzir em massa para atender a um mercado ainda mais exigente.
Na década de 1970, vimos a automação ascender a um novo patamar: a digitalização com os computadores eletrônicos. Essa nova fase aprofundava a ideia das máquinas digitalizadas controlando o processo, mas ainda de forma embrionária.
Nessa época, houve a revolução dos microcontroladores, o crescimento da indústria de software, a expansão dos estudos sobre inteligência artificial e vários outros pontos de erupção que contribuíram com a indústria.
Por fim, chegamos ao nosso conceito principal, que marca os dias de hoje. O conceito de indústria 4.0 foi definido formalmente em 2011 apenas.
Representa um novo momento na automação, com dados em tempo real, simulação, virtualização, capacidade de instanciar objetos abstratos e interferir ativamente na realidade.
Nesse novo momento, o monitoramento é constante. A computação ubíqua ajuda a garantir esse controle maior para os gestores.
O conceito de indústria 4.0 é fundamental, pois representa o melhor aproveitamento das tecnologias que temos disponíveis hoje. Traz consigo um modo de pensar a produção que se encaixa com o poder dessas inovações tecnológicas.
Da mesma forma, traz uma resposta clara para certos desafios. Por exemplo, hoje produzimos muitos dados, então, uma pergunta pode ser: como utilizar esses dados para otimizar a produção?
A resposta vem no pacote da quarta revolução industrial.
Por outro lado, o conceito também representa um momento em que a mentalidade das outras revoluções é reaproveitada.
Por exemplo, no Fordismo, na segunda revolução, introduziu-se um foco em conhecimento específico para contribuir com a linha. Temos isso ainda hoje, só que em uma nova versão.
Nas tecnologias da indústria 4.0, temos computadores com conhecimento específico (em vez de funcionários). Ou seja, é a era da computação ubíqua, de sistemas ciber-físicos que cuidam de cada detalhe da operação com foco máximo naquele detalhe somente.
Contudo, ao mesmo tempo, temos uma grande rede que interconecta todos os polos para garantir que se tenha uma produção unificada e consistente.
Os humanos assumem um novo papel e desenham novas possibilidades de atuação diante de máquinas cada vez mais poderosas. Novas funções surgem e criam segmentos inteiros de mercado.
Nisto reside a importância da indústria 4.0: a capacidade de revolucionar a sociedade como um todo.
Entenderemos melhor as tecnologias que fazem parte desse conceito. Dessa forma, você poderá compreender e assimilar as características da indústria 4.0.
A IA é um campo da computação que busca gerar o máximo de interação entre sistemas e pessoas, a partir da automação de atividades humanas. Pode ser aplicada em tarefas diversas, de atendimento a execução de processos na indústria.
Nesse último exemplo, temos um ângulo bastante explorado dentro do conceito de indústria 4.0. A IA pode ser a mente de um robô que lida com tarefas e funções dentro da linha de produção.
Da mesma forma, a inteligência artificial lida com os dados gerados por sensores de monitoramento e ajuda a gerar insights a partir de padrões e tendências. Isso tudo vira combustível para a tomada de decisão.
O Big Data representa o grande oceano de dados que é sempre alimentado por novos elementos, todos os dias, em tempo real. Na indústria, pode ser usado para definir o conjunto de dados gerados por sensores.
É um conceito abstrato, para demonstrar como geramos muitos dados hoje e como esses dados podem ser aproveitados de forma mais eficiente.
Nesse sentido, temos sistemas analíticos que processam os dados, em busca de ativos informacionais. Inclusive, a inteligência artificial é usada para lidar com os dados e transformá-los em versões compreensíveis para os gestores.
A questão é que, como os dados são gerados em tempo real e em formatos diversos, é preciso contar com uma infraestrutura flexível o suficiente para lidar com eles.
Então, entra em cena a computação em nuvem.
Evolução direta da noção de virtualização, como já apontamos brevemente, a computação em nuvem (ou cloud computing) representa o uso de recursos computacionais de forma descentralizada e distribuída.
Ou seja, em vez de ter uma infraestrutura local, com data centers alocados e instalados em sua empresa, os gestores no Brasil conseguem usar elementos de Data Centers localizados na Europa, por exemplo, via internet.
A grande vantagem disso é que se tratam de recursos abstratos, que podem ser instanciados (quase) infinitamente dentro de uma malha de recursos, ou pool de recursos. Assim, caso a empresa precise de mais computação, pode escalar a capacidade de forma automática.
Isso é fundamental para gerenciar o Big Data, um conjunto de dados que continua crescendo sem parar, em tempo real.
A empresa pode implementar uma estrutura que forneça espaço de armazenamento, como um data lake e um data warehouse, para guardar os dados e processá-los.
A robótica atualmente é reforçada pela inteligência artificial para operar com maior eficiência e ajudar ainda mais nas operações do dia a dia. Os robôs autônomos podem ser mais úteis e precisos.
Dessa forma, é possível contribuir com a industrialização ao oferecer maior capacidade mecânica para lidar com funções perigosas, por exemplo. Os robôs se conectam aos diversos sistemas e podem responder automaticamente de forma inteligente.
Um dos pilares da indústria 4.0 é a integração constante. O ideal é não somente usar várias tecnologias descentralizadas, mas interconectá-las para garantir a comunicação. Por isso, faz sentido pensar em uma malha de dispositivos.
É uma constante interação entre sistemas, objetos e pessoas, em que todos têm importantes papéis a desempenhar.
Finalmente chegamos a um dos conceitos-pivô da noção de indústria 4.0. A internet das coisas (IoT) é, basicamente, uma rede de sensores que não precisa de fios para se conectar.
São sensores que monitoram objetos e operações a fim de gerar dados para operações específicas.
Um sistema de IoT é composto por três grandes partes:
Assim, é possível estabelecer um comportamento automático com base no que o sensor lê e na conclusão que se chega na central.
Na indústria, em específico, a IoT é muito útil para monitorar diferentes frentes do processo, de modo a garantir controle estrito e total. Assim, se coordena as diferentes etapas e os pontos distintos para unificar as operações.
Exemplos práticos: monitoramento do uso de eletricidade e consumo de água, controle da produtividade das máquinas, etc.
Consiste em reverter o processo de produção e manufatura para buscar otimização.
Em vez de fabricar por etapas, modificando o produto físico, a construção agora se torna um processo simulado e pensado com os sistemas. Então, demanda o uso de tecnologias como impressão 3D e gêmeos digitais.
Ou seja, se replica o protótipo de produção para o ambiente computacional e nele se testam as possibilidades. Então, a construção física deve apenas seguir as mudanças do objeto simulado.
Diante desse boom de tecnologias, é naturalmente necessário investir também em proteção e segurança deles em rede. Por isso, a indústria 4.0 também traz foco em segurança da informação e em cibersegurança.
A ideia é monitoramento constante para evitar ameaças antes que elas se tornem problemas reais. Da mesma forma, a empresa deve gerenciar seus ativos de forma transparente.
No leque da simulação está todo o conjunto de tecnologias que permite criar instâncias abstratas para representar ou complementar a realidade: gêmeos digitais, realidade virtual, realidade aumentada, etc.
Basicamente, usa a computação como uma forma de responder ao que é real, a partir da criação de cenários virtualizados que permitem testes, modificações e novas experiências sensoriais.
Os gêmeos digitais permitem simular um objeto no computador para testar novas ideias, experimentar possibilidades e desenvolver um protótipo avançado de produção.
A realidade virtual permite que as pessoas visitem espaços que não existem, a partir de uma manipulação de seus sentidos e do envio de informações em uma imersão completa.
Já a realidade aumentada complementa a realidade com o virtual, em uma interação de espaços para permitir uma visão profunda.
São sistemas embutidos em objetos e em elementos do cotidiano.
Aproveitam-se da evolução da computação para oferecer recursos robustos em espaços menores, de modo a permitir que se tenha processamento em ambientes específicos.
Desse modo, é possível automatizar tudo.
Em suma, os sistemas embarcados são aplicações que oferecem interface com o usuário, comunicação via rede, atuadores, sensores e periféricos.
Vamos agora comentar um pouco sobre os principais benefícios da indústria 4.0.
Um dos pontos mais relevantes sobre a revolução 4.0 é a redução de custos. Essa vantagem é conseguida indiretamente por conta do aumento de produtividade, eficiência, agilidade e de outras vantagens.
Ao ter uma máquina produtiva mais eficiente, a empresa controla melhor seus recursos, comete menos erros, tem menos retrabalho e, por conseguinte, economiza com despesas.
A produção, em geral, se torna mais enxuta, com menos gastos e com maior retorno.
Outra grande vantagem desse novo ponto da revolução industrial é a capacidade de customizar produtos.
Com as novas tecnologias integradas, é viável atender especificamente ao desejo dos clientes e simular produtos com a ajuda de testes virtualizados em várias etapas da produção.
Ou seja, fica mais fácil fugir de padrões rígidos para um modelo mais flexível de produção, que consegue otimizar os esforços para personalizar produtos sem acrescentar muitos custos ou tempo.
É mais simples aplicar mudanças no processo também, pois a simulação permite adotar alterações para um protótipo a fim de testar as possibilidades antes de usar no produto real.
Com a maior conectividade, é viável integrar toda a empresa de forma intuitiva. Ao usar a internet das coisas, por exemplo, a companhia tem a seu dispor um conjunto de sensores conectados, monitorando todos os pontos do ambiente produtivo. Assim, todos os pontos estarão trabalhando juntos, de certa forma.
Isso facilita para alcançar as metas internas, bem como elimina erros de comunicação internamente.
Além da capacidade de personalização, há flexibilidade em termos de expansão e crescimento da sua empresa.
As tecnologias são essenciais para ajudar as empresas a alcançarem novos estágios, de modo menos custoso.
Ou seja, elas funcionam como uma estrutura para auxiliar na busca dos objetivos, permitindo:
O termo indústria 4.0 representa, como já comentamos, uma nova tendência. Essa nova revolução trouxe e trará diversos impactos para as empresas e para as indústrias, assim como para clientes de diversos âmbitos.
Vamos analisar então os impactos positivos e negativos de forma breve.
Os impactos positivos são bem abrangentes para diversos setores. Um deles é essa capacidade de atender à modernização do mercado como um todo, como se a empresa realmente estivesse respondendo à nova maneira como o mundo está funcionando.
Nas outras revoluções, cada mudança foi motivada por um novo contexto, com uma série de contingências.
A nova revolução também se adapta a isso e tenta traduzir as necessidades das empresas em termos das soluções tecnológicas disponíveis.
Assim, é possível pensar em transformação digital. A flexibilidade permite que as empresas se reinventem constantemente, com expansão, apresentação de novos produtos e até mesmo mudanças cruciais na linha de negócio.
Outro aspecto interessante é o fato que a indústria 4.0 não é um conceito fechado, mas é um que continua sendo ressignificado a cada ano.
Com o surgimento de novas tecnologias e inovações, o conceito ganha novos componentes e segue crescendo.
A própria noção de revolução não traz consigo uma ideia rígida, de adaptação a certas ferramentas e soluções. Assim, é possível iniciar na indústria 4.0 com apenas algumas das tecnologias citadas anteriormente, por exemplo, e evoluir posteriormente.
Ou seja, o conceito se adapta às necessidades de cada empresa. Esse é um dos motivos pelos quais temos versões diferentes da noção de indústria 4.0 a depender do setor que estamos comentando.
Precisamos ponderar também sobre alguns aspectos negativos.
Um deles é a questão da segurança. Com mais tecnologia, temos consequentemente maiores brechas de proteção e privacidade.
Por exemplo, a internet das coisas envolve o aumento no número de dispositivos, muitos que são sistemas embarcados e, logo, mais frágeis no quesito segurança.
Esses sistemas possuem pouca capacidade de processamento e memória, o que, por sua vez, influencia no poder e nos mecanismos de defesa.
Essa questão é importante, pois ter um aumento de brechas em processos críticos pode se tornar um problema para muitas empresas.
Outro ponto negativo é que há um problema de confiança demais nas tecnologias em muitas organizações. Quando o processo de adaptação à quarta revolução é feito com muita pressa, sem o devido cuidado, pode haver mais prejuízos do que benefícios.
Ou seja, em muitos casos, o mercado gera uma pressão para que empresas adotem soluções que nem precisam. Nesse caso, elas podem gastar dinheiro em inovações que não resolverão os problemas e se frustrar com isso.
Além disso, falta a conscientização de que usar a tecnologia não se resume somente a aplicar de qualquer maneira. É preciso saber como essas soluções se adequam a cada cenário.
Vamos comentar agora alguns desafios da implantação da indústria 4.0 no Brasil.
As equipes nas empresas e indústrias estão cada vez mais conectadas. Então, é preciso compartilhar informações para executar processos em tempo real e garantir o sucesso das operações.
Ter um nível adequado de colaboração ainda é um desafio, pois depende do devido ajustamento de tecnologias, como a computação em nuvem.
Outra questão é o custo de implantação dessas tecnologias. Afinal, estamos falando de inovações grandes, que requerem mudanças infraestruturais e, por isso, precisam de altos investimentos.
Para adotar a internet das coisas, por exemplo, é preciso ter uma boa base infraestrutural de internet e telecom. Para a inteligência artificial, você precisa de servidores e computadores mais robustos.
Já com a automação com robôs, em geral, é preciso contar com um maquinário consistente.
Adotar a solução certa, com a dimensão ideal para os seus projetos internos, demanda bastante atenção por parte das empresas. Financeiramente falando.
De acordo com uma pesquisa da CNI, 66% das empresas respondentes apontaram esse ponto como a principal barreira para avançar na revolução de tecnologias da indústria 4.0.
Um dos desafios mais impactantes é a falta de capacitação técnica dos times. Como estamos lidando com tecnologias muito novas, é comum que as pessoas não saibam bem como operar e como lidar com essas tendências.
Por isso, muitas empresas ainda lidam com um mercado pouco qualificado e não desenvolvem a aplicação dessas tecnologias por falta de pessoal.
A segurança é um ponto negativo e também um desafio. Afinal, as brechas que existem devem ser solucionadas — o que gera uma nova responsabilidade sobre as empresas.
Nesse sentido, é preciso acompanhar os riscos e ataques e desenvolver soluções à altura. A empresa precisa de maior transparência para gerenciar o ciclo de vida de dados, por exemplo, bem como mapear perfeitamente seus processos atuais para entender os impactos das ameaças.
Nesse sentido, vale a pena pensar em estratégias de recuperação em casos de incidentes e em soluções de monitoramento completo das informações e dos sistemas.
Uma pesquisa da CNI mostrou que 69% das indústrias brasileiras já fazem uso de tecnologia digital.
Outro estudo da CNI demonstrou que 21,8% das empresas projetam desenvolver a indústria 4.0 nos próximos 5 anos. Hoje, a estimativa é que 1,6% apenas delas estejam envolvidas com as tecnologias.
Com esses dados, fica evidente que o conceito ainda está crescendo e se solidificando no nosso país.
O mercado está sendo fortemente impactado pelas novas tecnologias industriais 4.0.
Com a automação, funções mais repetitivas e cansativas são delegadas aos robôs. Contudo, isso gera necessidade pela realocação das pessoas para funções mais estratégicas e criativas. Ou seja, novos cargos surgirão.
Por outro lado, é preciso suprir a demanda por cargos especializados que a tecnologia cria. Há necessidade de pessoas especializadas em inteligência artificial ou na internet das coisas, por exemplo.
Diante desse novo mundo, as profissões que se destacam são as seguintes:
| Setor automotivo | Setor de vestuário | Setor de tecnologia da informação |
| Mecânico de veículos híbridos | Técnico de projetos de produtos de moda | Analista de internet das coisas |
| Programador de unidades de controles eletrônicos | Engenheiro em fibras têxteis | Especialista em big data (cientista de dados) |
| Técnico em informática veicular | Designer de tecidos avançados | Engenheiro de cibersegurança |
Nesse novo momento, o foco é mudar de aplicações e sistemas centralizados para um controle em cada ponto e em cada setor, totalmente descentralizado. Isso inclui até mesmo a presença da computação de borda (edge computing) em projetos de internet das coisas.
A computação de borda muda a forma como a IoT opera ao permitir que os objetos (as coisas) processem as informações coletadas por seus sensores em vez de enviar tudo a uma central.
Essa descentralização impede o congestionamento de informações em um só local e também previne o risco de um centralizador que pode vir a falhar.
Isso também inspira uma nova mentalidade para a gestão, que deve focar em decisões descentralizadas com uma administração mais horizontal.
A computação em nuvem é a grande protagonista desse aspecto. Com o seu poder, as empresas conseguem focar mais em serviços, em vez de produtos. Com a cloud, tudo se torna um serviço, algo a ser pago somente enquanto houver demanda.
Por outro lado, essa mudança também orienta os mercados, visto que novas empresas surgem focadas em oferecer somente serviços, e não produtos. (A própria noção de produto fechado, vendido por um valor único, para sempre, se torna algo do passado.)
Esse termo representa a capacidade de dividir operações em módulos interdependentes para que seja possível trabalhar em cada um deles especificamente.
Ou seja, representa um pensamento analítico, que prefere lidar com as tarefas menores para resolver problemas menores por vez.
Outro fator importante é a capacidade de operar e tomar decisões em tempo real. Nesse novo momento da indústria, há uma necessidade de coletar dados rapidamente e de responder às situações em um prazo curto, para evitar que os problemas se acumulem.
Com a capacidade de monitoramento, por exemplo, a ideia é descobrir problemas e logo atuar para solucioná-los. A empresa não pode perder tempo.
O Big Data é justamente essa geração de dados massivos em tempo real; ter o poder computacional para gerenciá-los e analisá-los é o que posiciona bem as empresas em tempos de transformação digital.
Por fim, temos que mencionar a integração de ferramentas e pessoas, em um único ambiente. Mesmo com decisões descentralizadas e autonomia nos pontos distintos da organização, é preciso garantir que todos estejam alinhados.
Na pandemia do COVID-19, um grande impacto para as empresas foi a necessidade de instituir o regime remoto de trabalho.
Nesse sentido, foi preciso pensar em novas formas de comunicação e colaboração, bem como gestão capaz de responder a cenários em tempo real.
O apoio da computação em nuvem é essencial nesse sentido. Ter uma boa infraestrutura de internet e telecomunicações também salvou muitas empresas.
A própria crise econômica gerou também a necessidade por maior produtividade, com maior precisão. Diante disso, é preciso aplicar as tecnologias 4.0 para reduzir custos, aumentar a eficiência operacional e conseguir produzir mais em menos tempo.
Saiba como aproveitar as nossas soluções de TI para empresas com um monitoramento e gerenciamento de redes. Assim, você prepara melhor sua empresa para a indústria 4.0.
Virtualização, capacidade de simulação, poder de integração entre as tecnologias para alcançar um objetivo claro, maior capacidade de prever situações e melhorias nas decisões tomadas.
Novos setores, espaço para novas empresas, novos postos de trabalho, novas funções e um foco maior em flexibilidade e personalização. A mentalidade associada à indústria 4.0 invade todos os ambientes.
Indústrias propriamente ditas que usam automação e IoT, bem como empresas naturalmente digitais que nem mesmo têm sedes físicas são alguns dos exemplos.
A indústria 4.0 segue sendo ressignificada constantemente. É importante permanecer atento às suas mudanças e nuances para implementar seus processos, suas estratégias e suas tecnologias.
Entender o que é indústria 4.0 é aplicar suas abordagens e inovações. Na prática, as empresas aprendem mais sobre o conceito.
Assim, a empresa garante a sua expansão segura, com maior produtividade, menos custos e menos erros.
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