Indústria 4.0: Habilidades-Chave para Força de Trabalho de Fábrica Inteligente

O que acontece quando os mundos de TI e TO têm que estar mais alinhados do que nunca? Conversamos com fabricantes de ambos os lados da equação sobre as habilidades necessárias para trabalhadores de “fábrica inteligente” e as barreiras culturais que limitaram a adoção em larga escala até agora.

Mercadólogos da indústria chamam a fábrica inteligente ou manufatura inteligente de “convergência” entre tecnologia da informação e tecnologia operacional. Analistas e consultores preveem o futuro da manufatura, e ele é decididamente digital.

“Quarenta por cento da força de trabalho está se aposentando ou atingindo status de aposentadoria nos próximos três a cinco anos, o que é enorme”, diz Dra. Irene Petrick, diretora sênior de inovação industrial no grupo de internet das coisas da Intel, em entrevista à Better MRO. “Automação será uma necessidade.”

A maioria das empresas hoje, apesar de investir em novas tecnologias, ainda não está perto da promessa da Indústria 4.0 onde há uma integração completa de uma cadeia de suprimentos otimizada casada com o chão de fábrica e entrega no prazo, diz Mike Yost, consultor de divulgação do The Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute (CESMII), em entrevista à Better MRO.

“A realidade é que muitas empresas estão fazendo muito de ‘inteligente’ hoje e têm feito”, diz Yost. “Isso me deixa louco como somos fragmentados na indústria na linguagem que usamos… Há um perigo em definir esses termos e pensar que são um destino final… Estamos evoluindo em todas as dimensões, mas ninguém está fazendo tudo.”

Por que? É realmente complicado.

“Linha de base: A cautela dos fabricantes em ir digital não é sobre falta de alinhamento estratégico interno e foco de curto prazo. O mundo da manufatura é complexo”, diz Stephen Gold, presidente e CEO da Manufacturers Alliance for Productivity and Innovation (MAPI) no artigo de 2018 “Manufacturers are Behind in Industry 4.0—and for Good Reason.”

Manutenção preditiva mais precisa e acurada está acontecendo? Sim. Sistemas automatizados, como veículos guiados autônomos e inteligência artificial, estão chegando à célula de máquina e chão de armazém.

Software está ficando mais inteligente nas máquinas. Mazak, por exemplo, agora tem uma opção de sistema de monitoramento de saúde do fuso para seus centros de usinagem horizontais. Makino mostrou tecnologia de comando de voz para operações de máquina desenvolvida pela startup iT SpeeX.

“Há inúmeras peças neste quebra-cabeça, e a peça de tecnologia provavelmente não é a mais difícil de resolver”, diz Gold. “Embora empresas de manufatura possam diferir dramaticamente… todas compartilham certas características, como cadeias de suprimentos cada vez mais complexas, uso de ativos de produção por décadas antes da substituição, e a necessidade muito real de evitar tempo de inatividade de produção a todo custo.”

Líderes empresariais na manufatura têm ouvido sobre “ter os dados certos no momento certo” há 25 anos ou mais, diz Yost.

Qual a diferença hoje? Há muito mais softwares digitais e ferramentas de inteligência, sondas e sensores inteligentes no kit de ferramentas que podem ser usados para ajudar fabricantes a atingir suas metas de competitividade e eficiência do que nunca. Novos materiais chegaram — e novas formas de manufatura por impressão 3D ou técnicas “aditivas”.

Com isso, há novas habilidades híbridas necessárias que combinam expertise em tecnologia operacional e de usinagem com habilidades digitais e de dados.

Quais Habilidades São Necessárias para Manufatura Inteligente?

“Eles precisarão entender dados, ser capazes de analisá-los e usar pensamento estatístico em relação a eles”, diz Petrick. “Dados precisam impulsionar ação para serem úteis.”

Petrick lidera pesquisa na Intel focada na divisão TO e TI — e é capaz de estudar a Intel como fabricante e empresa de tecnologia. No ano passado, a empresa publicou pesquisa, “Industry 4.0 Demands the Co-Evolution of Workers and Manufacturing Operations”, que pesquisou 145 participantes.

“Mas eles também precisarão confiar na verdadeira imagem de dados que veem em um painel… Desconfiança é uma grande conclusão de nossa pesquisa”, diz ela.

Petrick acredita que as habilidades de um cientista de dados serão procuradas, mas serão difíceis de encontrar. Elas já são hoje. Habilidades adicionais incluem: expertise técnica em robótica e automação, virtualização, programação avançada, visão avançada (câmeras), simulação de robótica colaborativa e aplicações de realidade aumentada.

Vamos colocar “entender dados” em mais contexto: Quando você tem a capacidade de monitorar um grande volume de sinais inteligentes, como separa as anomalias?

Sem dúvida, as fábricas inteligentes da Indústria 4.0 dependerão fortemente de dados. Trabalhadores precisarão das habilidades para ajudar a encontrar anomalias, definir quais são os dados “certos” a monitorar — e criar os failovers apropriados que acionam caminhos de produção alternativos e contingências.

“Trabalhadores precisarão de habilidades críticas de resolução de problemas, e ser capazes de identificar os problemas antes de resolvê-los”, diz Yost.

Para onde as coisas estão indo no nível da máquina? Leia “Pergunte a um Especialista: Professor da Georgia Tech sobre o Futuro da Usinagem”.

Esta não é uma tarefa fácil dado o gap de habilidades. Não é para dizer que trabalhadores experientes do chão de fábrica carecem dessas habilidades hoje. Nem significa que novos talentos não entenderão tecnologias e técnicas anteriores.

Mas o que acontece quando aqueles com mais experiência em TO não estão mais trabalhando?

“Os futuros trabalhadores entrando no ambiente de manufatura são nativos digitais que se sentem confortáveis com — e esperam — dados, para impulsionar transparência. No entanto, esses nativos digitais carecem de experiência de produção”, escreve Petrick em um artigo para a IndustryWeek. “A força de trabalho atual possui experiência de produção, mas carece de conhecimento de dados. Precisamos de programas de treinamento que conectem essas duas populações e seus sistemas de crenças para implementar a futura fábrica inteligente.”

Outras Habilidades de Manufatura Inteligente Necessárias: Colaboração

Baseado na pesquisa da Intel, Petrick descobriu que os desafios culturais entre TI e TO são os maiores obstáculos enfrentados pelos fabricantes.

“Há filosofias profundamente arraignadas em ambos os lados, e elas são difíceis de combinar”, diz ela. “Empresas precisam envolver todas as partes interessadas nessa transformação — e ter especialistas à mesa de todos os lados.”

Significa colaborar, fazer parcerias e mentoria entre grupos de pares — e comunicar e coordenar o tempo todo. Engenheiros de processo precisam trabalhar lado a lado com equipes de TI.

Você precisa de uma pergunta técnica respondida? Pergunte à Equipe Técnica de Metalurgia da MSC no fórum.

“Se você está pensando apenas em eficiência de processo, provavelmente não está focado na segurança dos sistemas”, diz Petrick. Portanto, dê um assento à mesa para TI.

Também requer um pouco mais de conhecimento de planejamento e integração de sistemas. Pode exigir contratação de expertise externa, como integradores de sistemas que Petrick diz serem bem avaliados na indústria, pois são agnósticos em tecnologia e fornecedores.

“A tecnologia hoje é frequentemente adotada sem nenhum plano para mantê-la atualizada. Várias fábricas acabaram com máquinas novas e interfaces de computador antigas, novos fluxos de dados e servidores antigos…” diz a Intel em sua pesquisa de co-evolução.

Outras habilidades interpessoais incluem comunicação e comprometimento com aprendizado contínuo e educação. Parece, no entanto, que muitos fabricantes estão atrás da curva em treinamento.

“Em programar, configurar, operar e manter ferramentas e processos de manufatura inteligente, você tem que ver quais aspectos adicionais eles [trabalhadores] precisam de treinamento”, diz Jeannine Kunz, vice-presidente da Tooling U-SME, em um artigo sobre o gap de habilidades. “Infelizmente, a manufatura tem sido abaixo da média em investir em treinamento por funcionário.”

O Que Está Funcionando Hoje na Manufatura Inteligente?

Predominantemente, tarefas de manutenção preditiva estão sendo ajudadas por tecnologias inteligentes — o que auxilia a flexibilidade de uma planta. Quando você sabe o status de todas as suas máquinas e sabe quando a falha ocorrerá, “você pode reduzir drasticamente o tempo de inatividade”, diz Petrick.

Simplificando, há mais vazão a realizar a partir da profundidade de informação disponível.

“Quando você tem mais insight sobre o que pode ajustar, as oportunidades de economia de custo e eficiência se multiplicam”, diz Petrick.

Mas não está necessariamente acontecendo em todos os setores. Os setores automotivo e de alimentos e bebidas estão vendo aumentos notáveis — e ficando “mais inteligentes” a cada ano, segundo Petrick.

Automotivo está lidando com personalização em massa de veículos por consumidores, bem como pressão de dinâmicas globais e veículos autônomos.

A indústria de alimentos tem muitos novos produtos que falham, então fabricantes de alimentos querem falhar rápido e ajustar. Eles também têm a pressão adicional do consumidor por ingredientes frescos, então buscam controles de manufatura mais apertados e querem mais flexibilidade para tirar tempo dos processos. Ser inteligente sobre processos e tecnologias está ajudando.

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