Minha fábrica inteligente é mais inteligente que a sua? É difícil dizer

A fábrica inteligente. Indústria 4.0. Fabricação inteligente.

O que esses termos significam é uma questão em aberto. Cada um deles se tornou mais uma espécie de slogan de marketing com significados em evolução do que uma placa de sinalização definível para a manufatura de alta tecnologia. E os termos que fazem referência à inteligência ou, nesse caso, às revoluções industriais, tendem a se tornar cada vez mais grandiosos ou mais genéricos com o tempo.

Esse é o caso do segundo termo desta lista, que ganhou vida em 2011 como uma iniciativa da Industrie 4.0 apoiada pelo governo alemão para ajudar o setor manufatureiro do país a manter sua vantagem competitiva. A própria frase sugere uma revolução industrial ciberfísica impulsionada por sistemas, mas, com seu sufixo “.0”, aponta para o nível de mudança que se encontraria em uma atualização de software incremental, mas substancial. Também traz à mente a Web 2.0, que em grande parte retrocedeu da memória desde que apareceu por volta da virada do século e atingiu o pico por volta de 2007. E nesse ritmo, a Web 3.0 não conseguiu se tornar um chavão mainstream.

A Deloitte destacou em 2017 que o termo “fábrica inteligente” indica mais uma viagem do que um destino. “[I] t representa uma evolução contínua, uma jornada contínua em direção à construção e manutenção de um sistema de aprendizagem flexível - em vez da abordagem de modernização de fábrica pronta e pronta do passado”, diz parte do artigo “A fábrica inteligente:Responsiva, manufatura adaptável e conectada. ”

Fábricas atuais do futuro

Há, é claro, um número crescente de relatórios de fábricas e instalações industriais que parecem indicar para onde o campo de manufatura pode estar indo.

Por exemplo, em 2017, a Bloomberg relatou sobre uma usina siderúrgica na Áustria que produz 500.000 libras de aço anualmente com apenas 14 trabalhadores.

A instalação não é, de forma alguma, única em termos de uso prodigioso de automação. A empresa japonesa de robótica FANUC opera uma instalação chamada “lights-out” desde 2001, de acordo com um artigo de 2003 da Fortune. O artigo relatou que os robôs produziam cerca de 50 robôs por turno de 24 horas. “Não está apenas apagado”, disse Gary Zywiol, então vice-presidente da Fanuc. “Desligamos o ar condicionado e o aquecimento também.”

A instalação da FANUC tem uma certa semelhança com o conto "Autofac" de Philip K. Dick de 1955, no qual as máquinas se auto-reproduzem. Nessa obra distópica de ficção, entretanto, as fábricas automatizadas operam contra a vontade de um número limitado de sobreviventes humanos.

Enquanto grande parte da indústria de manufatura em todo o mundo luta com o aumento dos custos de mão de obra e a escassez de mão de obra, a perspectiva de instalações totalmente automatizadas continua em voga.

Algumas empresas estão se movendo na direção oposta, no entanto. A Toyota substituiu robôs por trabalhadores humanos sempre que possível. “O processo de automação irá progredir, de modo geral”, disse Mitsuru Kawai, chefe de manufatura e vice-presidente executivo da Toyota, à Roland Berger. “Mas quando usamos robôs, eles são treinados por pessoas que sabem o que estão fazendo.”

A Tesla, por outro lado, planejava automatizar completamente sua fábrica chamada "dreadnought alienígena" em Fremont, Califórnia, mas seu líder Elon Musk mudou de ideia depois de perceber que os humanos eram "subestimados", como ele disse em 2018. Enquanto a fábrica da Tesla ainda faz uso extensivo de automação, ele também destaca como tais instalações podem impulsionar a demanda por cargos de colarinho branco especializados, como engenheiros de algoritmos de bateria, cientistas de visão computacional e engenheiros de aprendizado profundo e aprendizado de máquina.

Um meio feliz - pelo menos no conceito

Como os exemplos da Toyota e da Tesla ilustram, várias instalações estão implantando automação em conjunto com a automação, otimizando gradualmente suas operações no processo.

Christian Lutz, CEO da empresa de gerenciamento de dados IoT Crate.io, viu como a marcha em direção a linhas de produção autônomas e auto-otimizadas pode transformar empresas industriais. Um de seus clientes, a empresa de moldagem de plásticos ALPLA, lançou tecnologia de automação com recursos de aprendizado de máquina em várias de suas instalações na América do Norte. “É uma mudança dramática”, disse Lutz. “Por exemplo, antes de o sistema ser implantado, um trabalhador de chão de fábrica andava cerca de 10 quilômetros por dia entre as linhas de produção com uma prancheta e caixas de seleção.” Grosso modo, um trabalhador iria até uma máquina, verificaria se ela estava funcionando corretamente, marcaria uma caixa e seguiria para a próxima máquina até que um problema ficasse aparente. Até o momento, a empresa implantou o sistema em 11 fábricas na América do Norte.

E se houver uma falha, ela pode afetar potencialmente milhares de produtos. “Isso significa que você precisa de um sistema de reação em tempo real, mas também de um sistema que preveja o problema”, disse Lutz. “Talvez você veja uma tendência crescendo. Você vê a tolerância e é alertado quando o sistema sai da tolerância. Felizmente, o sistema veria essa tendência chegando e alertaria você um minuto antes. ”

Embora muitos fabricantes continuem a fazer mais uso de automação e ferramentas, como aprendizado de máquina, a tendência geral tem uma longa história. Empresas de médio porte na Europa de língua alemã, conhecidas como Mittelstand abraçaram a automação por décadas para se manterem competitivas em um mundo onde mão de obra barata está sempre disponível em algum lugar. “Na Europa, você tem essas fábricas mega-otimizadas que já são superautomatizadas”, disse Lutz. “Eles estão todos sensacionais. Eles estão coletando informações do chão de fábrica. Mas as informações são usadas apenas para visualizar o estado atual da produção. ” E se um problema surgir, os trabalhadores humanos devem se esforçar para consertá-lo.

Outros fabricantes em todo o mundo adotaram uma metodologia semelhante, mas a tendência da fábrica inteligente muda o cálculo. Ele promete permitir que os fabricantes aumentem a capacidade de prever problemas antes que eles causem tempo de inatividade. É verdade que a técnica costuma ser mais difícil de implantar do que o previsto. Ele tende a funcionar melhor para organizações com dados consideráveis ​​em um número significativo de máquinas, disse Hala Zeine, presidente de cadeia de suprimentos e manufatura digital da SAP.

Outro obstáculo para a manutenção preditiva é a questão de onde o processamento de dados deve ser localizado. O que deve ser processado diretamente no chão de fábrica - na chamada “borda”? E o que deve ser enviado para a nuvem? “Para obter esse equilíbrio certo é o Santo Graal na fábrica inteligente”, disse Lutz. “No longo prazo, enviar tudo para a nuvem não funciona do ponto de vista dos custos.”

Existem várias empresas que levam a análise até o limite e agregam dados à nuvem. “Mas o que as pessoas frequentemente esquecem é:depois de agregar e compactar os dados, por exemplo, para 'máximo', 'mínimo', 'valores discrepantes', 'média' e coisas assim, você perde a capacidade de executar ciência de dados,” Lutz disse. “Você precisa dos dados brutos, mas onde você os armazena?”

Uma dificuldade com definições

Com sua ênfase em sistemas ciberfísicos, o termo Indústria 4.0 é indiscutivelmente ainda mais ambíguo do que fábrica inteligente, mas sua referência mais clara é sua sugestão de uma revolução industrial que se aproxima. Se o termo “Indústria 4.0” terá poder de permanência daqui a uma década é incerto, é difícil avaliar o estado atual do setor industrial mais amplo, é um pouco difícil de decifrar.

Mas se houver uma revolução industrial sob os pés, pode ser diferente do que você imagina. Dependendo de quem você pergunta e para onde está olhando no mundo, a produtividade da manufatura está lenta ou tem apresentado uma tendência cada vez maior nos últimos anos. A Alemanha pode ser pioneira quando se trata de manufatura inteligente, mas os sinais são ambíguos em relação à velocidade de transformação do setor industrial do país. Sua indústria manufatureira, junto com seu poderoso setor automotivo, está “em apuros”, como o The Guardian recentemente colocou, citando sua vulnerabilidade à incerteza econômica global e às tensões comerciais. Por outro lado, o escândalo Dieselgate levou sua indústria automotiva a dobrar a inovação, reforçando a pesquisa e o desenvolvimento de veículos elétricos e híbridos. A Volkswagen também planeja gastar cerca de € 10 bilhões em uma fábrica de baterias de íon-lítio de alta tecnologia e se tornar a primeira empresa automotiva a implantar a impressão 3D em escala.

As montadoras alemãs, assim como seus concorrentes internacionais, também investiram em veículos autônomos e multimodais. A Daimler e a BMW, por exemplo, estão investindo em conjunto € 1 bilhão em um empreendimento de compartilhamento de caronas.

As mudanças nas prioridades de negócios da VW são um microcosmo da busca de muitas empresas industriais para se reinventarem.

E para aqueles que olham apenas, digamos, o setor produtivo do setor manufatureiro como evidência para a transformação industrial, não estão vendo o quadro completo, disse Martin Davis, sócio-gerente da DUNELM Associates Ltd. “Isso me lembra a citação atribuída a Henry Ford ”, Disse Davis. “Se eu tivesse perguntado às pessoas o que elas queriam, elas teriam dito um cavalo mais rápido.”

Erik Josefsson, chefe de indústrias avançadas da Ericsson, tem uma visão que parece paradoxal da situação da indústria de manufatura. “Você realmente não sabe a mudança até que realmente tenha a mudança”, disse Josefsson. “Porque quando você está nele, você realmente não percebe da mesma forma.”

Parte do desafio é a expansão da definição de termos. Qualquer termo tecnológico com “inteligente” precedendo provavelmente carece de uma definição firme. E então a estrutura da Industrie 4.0 também está mudando. “Você poderia dizer em primeiro lugar, era mais sobre se conectar. Começamos a falar sobre ‘sistemas ciberfísicos’. E então todo o conceito de gêmeo digital surgiu ”, disse Josefsson. “Mas, na realidade, agora estamos levando os gêmeos digitais para o próximo nível. Portanto, a definição de gêmeo digital mudou. ” O mesmo se aplica às chamadas fábricas do futuro, que, literalmente, permanecerão sempre fora de alcance. Josefsson acrescentou:“Estamos aumentando nossas expectativas e perguntando:‘ Quando essa revolução vai acontecer? ’”