Indústria 4.0 Explicada: O Que Significa para a Manufatura Inteligente

Indústria 4.0 e manufatura inteligente. O que esses termos significam? Podem ser usados intercambiavelmente ou não?

É quase impossível hoje estar na indústria manufatureira ou na indústria de automação industrial e não ter ouvido esses termos da moda usados de uma forma ou outra. Eles parecem estar em toda parte, ativamente discutidos por líderes de pensamento, especialistas do setor, estrategistas e executivos de empresas. Estão escritos em declarações de missão e até fazem parte de metas anuais de muitas empresas, o que dá a impressão de que todos sabem exatamente o que são. Mas se você cavar um pouco mais fundo e começar a perguntar às pessoas o que eles significam, descobrirá que elas ou serão honestas e dirão "tenho uma ideia, mas não sei realmente", ou darão uma resposta totalmente diferente da próxima pessoa. E se esse for o caso, tornaria difícil usar ou alcançar qualquer coisa relacionada a esses conceitos, não é?

O objetivo deste artigo é ajudar a esclarecer esses conceitos, definindo-os, explicando sua relação mútua e com sua organização, e o mais importante, responder à pergunta: por que eles são tão importantes agora?

Para fazer isso, precisamos abordar por que as pessoas têm dificuldade em definir esses termos. A resposta simples é: não há definição universal que as pessoas possam consultar.

O Nascimento da Indústria 4.0

A Indústria 4.0 (também conhecida como Industrie 4.0 na Europa), como termo e conceito, nasceu em 2011 na Hannover Messe, onde a Bosch descreveu a integração generalizada de tecnologia da informação e comunicação na produção industrial. Toda a indústria, junto com o governo alemão, interessou-se por essa ideia. Um grupo de trabalho sobre Indústria 4.0 foi formado, liderado pelo executivo da Bosch Siegfried Dais e Henning Kagermann, ex-presidente e CEO da SAP e presidente da Academia Nacional Alemã de Ciência e Engenharia (acatech). Em 2013, este grupo de trabalho apresentou um conjunto de recomendações de implementação da Indústria 4.0 ao governo federal alemão. A partir desse momento, a quarta revolução industrial nasceu, e os membros do grupo de trabalho tornaram-se reconhecidos como os pais fundadores e força motriz por trás da Indústria 4.0.

O documento de 85 páginas desenvolvido pelo grupo de trabalho da Indústria 4.0 começa explicando como estamos entrando na quarta revolução industrial, daí a referência ao "4" em "Indústria 4.0". Para ajudar a entender a quarta revolução industrial, ajuda relembrar a todos sobre as três primeiras, e como chegamos a este ponto.

História das Revoluções Industriais

A primeira revolução industrial, frequentemente referida como "A" Revolução Industrial, é na verdade apenas a primeira de quatro revoluções até agora.

• A primeira revolução passou do manual para o mecânico aproveitando energia a vapor e água, substituindo força muscular bruta.
• A segunda revolução aproveitou a eletricidade e a linha de montagem para gerar produção em massa.
• A terceira revolução decolou usando eletrônica e software, o exemplo mais icônico desses dois juntos sendo o computador — e o Controlador Lógico Programável (CLP) no ambiente industrial. Isso deu origem a uma era de automação de alto nível.
• A quarta revolução é a revolução acontecendo agora, segundo este estudo. O mundo físico, o mundo digital e o mundo virtual estão colidindo juntos, criando produtos, procedimentos e processos inteligentes, e fábricas inteligentes. O estudo descreve esta revolução sendo trazida principalmente por sistemas ciber-físicos e a Internet das Coisas para criar um ecossistema de manufatura altamente inteligente, integrado e automatizado que vai muito além do tradicional "chão de fábrica".

Diagrama representando as quatro revoluções industriais, cortesia do autor

Quando digo sistemas ciber-físicos, refiro-me à integração de processos físicos, computação e rede. Segundo cyberphysicalsystems.org, computadores embarcados e redes monitoram e controlam processos físicos com loops de feedback, onde processos físicos afetam computações e vice-versa.

A Internet das Coisas (IoT) refere-se a uma rede interconectada de comunicação dispositivo-a-dispositivo que não precisa de interface humana ou de computador, geralmente aproveitando a Internet. Pelo que posso dizer, a frase "Internet das Coisas" surpreendentemente remonta a 1999. Um funcionário da Proctor and Gamble usou-a para descrever Identificação por Radiofrequência, e desde então a frase continuamente se expandiu e evoluiu para incluir muitas coisas. Poderia facilmente ser um tópico de discussão por si só.

Tentando Definir Indústria 4.0

Juntando tudo isso, a Indústria 4.0 não é meramente uma questão de conectar máquinas e produtos através da Internet. É uma mudança de paradigma em como organizamos, gerenciamos e abordamos os negócios. Como sociedade, já estamos começando a sentir os impactos da Indústria 4.0. Não apenas empresas estão investindo, mas também governos ao redor do mundo estão investindo muito dinheiro nessa ideia como o caminho do futuro.

O grupo de trabalho caracterizou a Indústria 4.0 como um conceito focado em criar produtos inteligentes, procedimentos e processos, e fábricas inteligentes. Mas essa afirmação é tão grandiosa e vaga que fornece quase nenhuma ajuda. Com toda essa conversa visionária, podemos facilmente nos entusiasmar e energizar, mas ainda não temos uma definição. O grupo de trabalho da Indústria 4.0 não forneceu uma de fato — e a falta de definição é o que torna esse conceito tão abstrato e confuso.

Desde que o grupo de trabalho se reuniu, pessoas em todo o mundo se agarraram ao conceito de Indústria 4.0. Cada país tentou defini-lo em seu contexto como achou melhor, o que claro significa ideias diferentes em todo lugar.

Em seu nível mais básico, a Indústria 4.0 é um termo amplo que abrange diferentes perspectivas, indústrias, funções corporativas, tecnologias e campos. O que descobri é que a maioria dos especialistas no campo considera sua base conceitual holística como uma de suas principais forças. O foco e a compreensão da Indústria 4.0 estão em constante evolução devido ao alto nível de atividade e desenvolvimento contínuo de novas abordagens, conceitos e soluções por parte de provedores de soluções, fabricantes de hardware, empresas, instituições de pesquisa e até agências governamentais.

Qual a Diferença Entre Indústria 4.0, Transformação Digital e Manufatura Inteligente?

Como já mencionado, não há definição formal acordada para Indústria 4.0. O mesmo vale para transformação digital e manufatura inteligente. Muitas organizações e corpos de padrões têm trabalhado tentando definir esse novo espaço, ainda sem sorte. O Grupo de Trabalho Conjunto 21 entre IEC e ISO provavelmente está mais avançado, e ainda têm discutivelmente anos pela frente. Atualmente, escolheram focar na frase "manufatura inteligente" como forma de pegar um pedaço da Indústria 4.0 e estreitar o foco. Até agora, sua definição atual (ainda em fase de rascunho) para manufatura inteligente é: "Manufatura que melhora seus aspectos de desempenho com uso integrado e inteligente de processos e recursos nas esferas cibernética, física e humana para criar e entregar produtos e serviços, que também colabora com outros domínios nas cadeias de valor das empresas."

O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), como outro exemplo, define sistemas de manufatura inteligente como "sistemas de manufatura totalmente integrados e colaborativos que respondem em tempo real para atender demandas e condições mutáveis na fábrica, na rede de suprimentos e nas necessidades do cliente."

Existem inúmeros outros grupos tentando definir esses conceitos e colocar sua estaca no chão com um termo específico. Na Sociedade Internacional de Automação (ISA), reconhecemos que esses termos e seus conceitos associados estão evoluindo e continuarão a mudar. Assim, decidimos (por enquanto) focar no conceito de "manufatura inteligente" e pensá-lo como um ecossistema que permite que fábricas, armazéns, cadeias de suprimentos e assim por diante sejam totalmente integrados e ágeis para atender à demanda do cliente por entrega de produto ou serviço. Embora argumentos possam ser feitos para diferenciar entre outros grandes termos da moda como "Indústria 4.0" e "transformação digital", eles são frequentemente usados intercambiavelmente.

Independentemente da semântica, esses conceitos se resumem a coletar e aproveitar uma tremenda quantidade de dados para tomar melhores decisões, dizendo aos líderes empresariais o que fazer e quando fazer. O objetivo da maioria das iniciativas de Manufatura Inteligente, portanto, é identificar oportunidades para automatizar operações e usar análise de dados para impulsionar melhor agilidade, aumentar eficiência, melhorar qualidade e reduzir o time-to-market de uma empresa. O que torna tudo isso possível é a aplicação coletiva de diferentes tecnologias de ponta que tornam a manufatura mais conectada, mais inteligente e mais dinâmica.

Meu Conselho: O Que Tudo Isso Significa?

Escolha um termo e siga com ele. Tanto "Indústria 4.0" quanto "manufatura inteligente" podem ser pensados como visões ou jornadas, em vez de destinos com fronteiras claras. Isso significa que esses conceitos estão realmente nos olhos de quem vê. Podem, e vão, significar coisas diferentes para pessoas e empresas diferentes. E tudo bem! Então, em vez de esperar por uma definição formal da indústria, você deve descobrir o que isso significa para sua empresa. Estabeleça uma visão usando os conceitos discutidos e comunique essa visão por toda a organização.