Indústria 4.0: o que é e como ela funciona

A Quarta Revolução Industrial, ou Indústria 4.0, torna os processos de produção mais eficientes, autônomos e customizáveis. Marcada pela inovação, essa “fábrica inteligente” conta com computadores que se comunicam entre si para tomar decisões sem envolvimento humano. É uma combinação de Cyber ​​Physical Systems (CPS), Internet das Coisas (IoT) e Internet dos Serviços.

O próprio termo Indústria 4.0 é sinônimo de inovação e tem sido usado para se referir a empresas que empregam soluções ou oferecem produtos próprios voltados para a inovação nos processos industriais, tornando possível sua digitalização.

Compreender as principais tecnologias e características da Indústria 4.0 e acompanhar as tendências do setor no Brasil e no mundo (especialmente aquelas desenvolvidas pelas startups) é essencial para as grandes empresas. Neste artigo, você conhecerá o conceito, a história, as principais tecnologias e as startups que estão revolucionando o setor industrial no Brasil.

O que é Indústria 4.0

A Indústria 4.0 pode ser entendida como a digitalização das atividades industriais, com o objetivo de melhorar processos e aumentar a produtividade. Para isso, são usadas tecnologias diversas, como inteligência artificial, robótica, internet das coisas, machine learning e armazenamento na nuvem.

O conceito de Indústria 4.0 veio a público pela primeira vez em 2011, na feira de tecnologia que ocorre anualmente em Hannover, na Alemanha. Ele engloba uma visão mais futurista da indústria, com descentralização do controle de processos e disseminação de dispositivos inteligentes interconectados, em toda a cadeia de produção e de logística das fábricas.

Trata-se de uma continuação da evolução do setor, mas com um salto tecnológico. Dessa forma, eleva-se a automação à máxima potência, permitindo que os robôs desempenhem funções cada vez mais complexas.

Não estamos falando apenas de atividades operacionais, mas também de outras funções que há até poucos anos seriam impensáveis, como análise de um enorme volume de dados em uma velocidade que o ser humano não seria capaz de alcançar em uma vida inteira.

A Quarta Revolução Industrial e suas tecnologias

A história da Indústria 4.0 no Brasil

Vale a pena retomar um pouco a história para entender melhor por que a Indústria 4.0 também é chamada de Quarta Revolução Industrial. Se é a quarta, é porque houve outras três antes, certo? Entenda:

• Primeira Revolução Industrial: mecanização através das máquinas a vapor e ferrovias no século XVIII. Nesse período, houve a substituição do uso dos animais para gerar força, o que representou o primeiro nível de automação de atividades manuais.
• Segunda Revolução Industrial: produção em massa e linhas de montagem usando eletricidade no fim do século XIX. Foi proporcionada pela chegada da energia elétrica e da linha de produção inventada por Henry Ford, que permitiu a produção em larga escala.
• Terceira Revolução Industrial: evolução da informática, com a popularização da internet. Assim, o computador e a automação dominaram o cenário, transformando a forma como o trabalho é executado em fábricas e escritórios. Foi durante esse período de transformação que os robôs entraram na linha de montagem para realizar as tarefas executadas pelos humanos. 

Todos esses momentos representaram saltos tecnológicos, em que máquinas substituíram atividades operacionais com enormes ganhos de eficiência e foram capazes de executar coisas que os humanos jamais conseguiriam fazer sozinhos.

O conceito de Indústria 4.0 e Quarta Revolução Industrial, por sua vez, está ligado a um aspecto mais elaborado em relação ao uso da tecnologia, que eleva a automatização para um patamar bem acima do que era conhecido até então. Dessa forma, transforma a maneira como as máquinas se comunicam e usam as informações para otimizar o processo de produção, promovendo economia de custos, agilidade e autonomia.

Cenário e contexto da indústria brasileira

O papel da indústria no desenvolvimento econômico é uma constante no debate econômico desde a Primeira Revolução Industrial. O caso brasileiro abre margem para uma série de debates, considerando que a economia brasileira aumentou exponencialmente de volume nos últimos vinte anos, na mesma medida em que diminuiu a participação relativa da sua indústria.

Hoje, o país é um dos maiores produtores de commodities agrícolas e minerais do planeta. No entanto, observamos que a economia brasileira reduz sua complexidade em vários setores e que a participação percentual da indústria no PIB é a menor da série histórica desde os anos 1940. 

Se em 1985 a indústria brasileira tinha uma participação de 48% no PIB nacional, por exemplo, em 2019 registramos 20,1% (o setor agropecuário registrou 6,8% em 2020).

Em paralelo, observamos que países asiáticos que há vinte anos possuíam economias tão ou mais primárias que a brasileira, hoje possuem centros industriais que são referência em áreas extremamente importantes para a nova economia (como aeroespacial, componentes eletrônicos, bioquímica, entre outros), mas também de indústrias mais tradicionais (como automobilística, têxtil e de automóveis).

Trata-se de um momento de baixa histórica da participação industrial no PIB brasileiro e na pauta de exportações, ao ponto de alguns economistas acreditarem que o país passa por uma reprimarização de sua economia, isto é, um retorno ao setor primário em detrimento dos setores mais complexos. É nesse contexto que operam as startups que oferecem soluções tecnológicas e de inovação para a indústria, sobre as quais falaremos no próximo tópico.

• Tudo sobre a Nova Economia

As startups com soluções focadas na Indústria 4.0

Como a indústria brasileira tem se adequado às transformações tecnológicas que impactaram diversos setores? Qual o papel das startups do país nesse processo sem volta de transformação digital da indústria? 

Para responder a essas e outras perguntas, o Distrito criou o Indústria 4.0 Report 2021, levantamento que traz informações sobre os negócios inovadores que estão redefinindo esse mercado.

Ao todo, foram mapeadas 447 startups que atuam no setor, sendo as categorias mais representativas:

• Advanced analytics, com 27,74% do total;
• Internet das coisas (IoT), com 18,12%;
• Energia, com 10,51%.

A maior parte dessas startups foram fundadas nos últimos quatro anos — houve um crescimento exponencial desde 2013, quando começou uma aceleração no relacionamento entre indústria e startups.

Esses negócios inovadores, com foco na Indústria 4.0, levantaram em 2020 cinco vezes o valor captado em anos anteriores. Foram US$ 61,51 milhões investidos no ano passado, ante US$ 11,66 milhões em 2019 e quase US$ 15 milhões em 2018 e 2017.

De acordo com o levantamento, há, ainda, uma grande concentração de deals nos estágios iniciais de investimento, como nos rounds Seed, tipicamente um dos primeiros que uma startup recebe.

Isso ajuda a entender os valores relativamente baixos de investimento de fundos de venture capital nas startups com soluções para a indústria. Além disso, esses valores tendem a aumentar à medida que as startups avançam rumo a séries maiores de investimento — os chamados late stages. Também indica que há uma margem para expansão dos valores nos próximos anos. 

Entre as startups que receberam os maiores investimentos, lideram empresas ligadas ao agronegócio, chamando atenção para a vitalidade do setor no país e a vocação brasileira para empresas que atuam na interface entre extrativismo, Indústria e tecnologias digitais. 

Alguns exemplos são a Solinftec, que monitora todas as etapas da produção agrícola, a Agrosmart, que oferece serviços de monitoramento de lavouras, e a GlobalYeast, que oferece técnicas de fermentação sustentável. 

Enquanto o venture capital no setor ainda é tímido, o cenário é próspero para fusões e aquisições. Foram 12 de 2017 para cá, envolvendo grandes empresas globais, como a brasileira WEG e a alemã Siemens. Neste ano, houve a aquisição da startup de automação e robótica Pollux Automation pela gigante da tecnologia Accenture. 

Principais desafios da indústria 4.0 no Brasil

Para que o país entre definitivamente na era da Indústria 4.0, uma série de desafios precisa ser superada. A primeira delas passa por uma nova concepção de política industrial para o Brasil, que não apenas busque incorporar o desenvolvimento dessas tecnologias, mas que o faça com agilidade, para reduzir a distância do país em relação a alguns de seus principais concorrentes.

Assim, é preciso identificar os setores e os tipos de empresas com maior potencial para adoção de tecnologias ligadas à Indústria 4.0, em quais setores a pressão competitiva para a adoção dessas tecnologias será mais forte no curto e no médio prazo e quais tecnologias podem produzir maior impacto na competitividade ao longo da cadeia. A partir disso, é necessário elaborar planejamentos estratégicos para as cadeias ou setores selecionados.

Um segundo desafio está ligado à identificação de quais são os instrumentos de política industrial capazes de induzir o desenvolvimento da Indústria 4.0 no Brasil. Essa tarefa passa necessariamente por criar programas que facilitem o intercâmbio tecnológico e comercial, principalmente com os países que são líderes nessas tecnologias.

Existem também questões de ordem regulatória que precisam ser analisadas, como o desenvolvimento de padrões mais avançados de proteção intelectual e a adequação a normas internacionais.

Do ponto de vista de recursos humanos, o principal desafio se encontra na baixa qualificação dos profissionais. Para resolver isso, é preciso criar mais cursos técnicos e reformar os cursos nas áreas de engenharia, administração e outros ligados à área, adequando-os às novas necessidades.

Por fim, deve-se levar em consideração que, na Indústria 4.0, o fluxo de informação é um item essencial. Assim, ter uma infraestrutura de banda larga e rede móvel limitadas são um entrave para o desenvolvimento desse modelo.

Como o Big Data pode contribuir para a Indústria 4.0?

Alguns chegam a dizer que Big Data é a Industria 4.0. Outros olham para isso como uma equação em que a Inteligência Artificial somada ao Big Data é igual à Quarta Revolução Industrial.

Mas, sob um olhar mais amplo, o uso e a interpretação de Big Data é o que a IA e a IoT têm em comum. Empresas que investem nas três áreas têm uma boa chance de se tornarem líderes na quarta revolução industrial. Veja abaixo alguns exemplos de como o Big Data pode contribuir para a Indústria 4.0.

Inteligência Artificial (IA)

A grande quantidade de dados provenientes de dispositivos interconectados possibilita o amplo uso de IA para solucionar problemas como otimização logística e manutenção preditiva. As máquinas conseguem perceber, entender os dados processados e auxiliar na tomada de decisões. Um exemplo bastante conhecido de aplicação da inteligência artificial na indústria foi a criação dos carros inteligentes.

O uso de drones para a agricultura de precisão também é outro exemplo de aplicação da Inteligência Artificial. Acoplando sensores a essas máquinas é possível coletar e processar um grande número de informações que vão ajudar no plantio. Elas também podem ser programadas para fazer a varredura das condições do terreno sem a necessidade de presença humana.

Machine learning (aprendizado de máquinas)

Essa tecnologia é capaz de identificar padrões, encontrar soluções e fazer previsões com base em grande quantidade de dados, sem ajuda humana. Por exemplo: apps de trânsito que indicam a melhor rota e sites de filmes que fazem sugestões com base no que você já viu.

Redes neurais

As redes neurais artificiais têm como objetivo imitar os neurônios humanos na resolução de problemas complexos. Os neurônios artificiais são capazes de processar grande volume de dados e analisá-los, aprendendo com base em experiências anteriores. Vivenciamos esse tipo de tecnologia no nosso dia a dia, com os mecanismos de reconhecimento por voz em celulares e assistentes virtuais.

Na indústria, redes neurais podem ser usadas, por exemplo, para verificar a qualidade das matérias primas, ajudando, portanto, a garantir a qualidade dos produtos finais. Na indústria alimentícia, por exemplo, existem até aplicações específicas para reduzir a variabilidade nos ingredientes utilizados.

Modelagem estatística

É um algoritmo que processa diversas variáveis e gera estimativas. Está ligada a previsões e identificação de padrões, permitindo que os dados sejam melhor interpretados.

“As mudanças nunca aconteceram em ritmo tão acelerado como nesta quarta revolução e a tendência é o aumento em velocidade e complexidade. O novo desafio das empresas é adaptar-se rapidamente buscando as melhores práticas para utilizar dados com segurança”, observa Jaime de Paula, CEO da Neoway, a maior empresa de Inteligência de Mercado da América Latina que desembarcou em Nova York e se prepara para abrir escritórios em Portugal, Índia, México e Colômbia.

Quais são as principais aplicações da Indústria 4.0?

Enquanto algumas organizações ainda negam o impacto da Indústria 4.0 em seus negócios, outras já estão implementando e se preparando para as mudanças hoje mesmo. Veja algumas aplicações possíveis.

Identificar oportunidades

As máquinas conectadas coletam um enorme volume de dados, em um tempo que seria impossível para um humano. Elas analisam esses dados para identificar padrões e fornecer insights de manutenção, desempenho e outros problemas.

Otimizar a logística e as cadeias de suprimentos

Uma cadeia de suprimentos conectada pode ajustar-se automaticamente quando novas informações são apresentadas. Se ocorrer um atraso vinculado a uma remessa, um sistema conectado poderá se ajustar proativamente e modificar as prioridades de fabricação.

Mais autonomia de processos

Existem estaleiros que estão utilizando guindastes e caminhões autônomos para agilizar as operações de contêineres nos navios.

Soluções digitalmente multidisciplinares

É possível digitalizar processos físicos e lógicos resultando, muitas vezes, em modelos inéditos para a cadeia de suprimentos, planejamento, produção, manutenção, comercialização, logística e gestão.

O Centro de Excelência (CoE) em Tecnologias e Operações da Votorantim tem a missão de apoiar as empresas de seu portfólio em suas rotas tecnológicas específicas.

Alguns dos direcionadores que norteiam a estratégia da empresa são:

• simulações para previsibilidade de cenários complexos;
• maior velocidade nas tomadas de decisões por meio de algoritmos inteligentes;
• flexibilização dos processos para atender mudanças táticas e estratégicas em tempo hábil;
• maximizar a matriz energética nas plantas industriais;
• otimizar a gestão de ativos integrando a cadeia produtiva.

Também é possível potencializar a força de trabalho por meio da digitalização acelerando o desenvolvimento de pessoas, ampliando a segurança no dia a dia do empregado ou, ainda, suprindo escassez de mão de obra em rotinas específicas por meio da automação.

Mais agilidade

Desde a escolha de produtos em um depósito até o preparo para o envio, os robôs autônomos podem oferecer suporte rápido e seguro.

Na Amazon, os robôs movimentam as mercadorias nos armazéns, reduzindo custos e permitindo uma melhor utilização do espaço para o varejista.

Vantagens e oportunidades da Indústria 4.0

Desde a Primeira Revolução Industrial, lá no século XVIII, até os dias de hoje, a automação de processos tem os mesmos objetivos: aumentar produtividade, reduzir erros e desperdícios, fornecer subsídios mais confiáveis para a tomada de decisão. A questão é que, com o salto tecnológico que a Indústria 4.0 está trazendo, todos esses benefícios foram extremamente potencializados.

Para as empresas, a Indústria 4.0 traz muitas oportunidades. Permite, por exemplo, fazer manutenção preditiva de aparelhos, instalando sensores nas fábricas que conectam e monitoram em tempo real tudo o que está acontecendo. Dessa forma, são capazes de identificar e monitorar problemas antes mesmo que eles se materializem e causem falhas na produção.

Os benefícios se estendem aos mais diversos setores da economia. Na indústria farmacêutica, há espaço para o desenvolvimento de tecnologias de análise em tempo real, consumindo menos reagentes, mão de obra e outros recursos. Ao mesmo tempo, pode automatizar o processo de controle de qualidade, análise de riscos e investigação de desvios.

Como podemos ver, trata-se de fazer com que a indústria funcione como uma espécie de organismo vivo com um “super cérebro” que conecta todas as partes e é capaz de determinar como fazer o melhor uso dos recursos, além de detectar falhas antes que elas aconteçam. 

Além disso, estamos falando de tecnologias que são capazes de aprender com tudo isso, promovendo um processo de melhoria contínua e fornecendo dados precisos para que os executivos possam analisar e tomar decisões. 

Startups da Indústria 4.0

No Brasil, vemos empresas jovens mergulhando de cabeça em trazer essa realidade para cá.

Recentemente fizemos um levantamento de mais de 400 startups da Indústria 4.0. Além disso, trazemos informações sobre todo o ecossistema, como características, desafios e tendências.

No estudo também abordamos cases de sucesso e startups que se destacaram em seu setor. Alguns desses nomes são:

Logpyx (logística)

De Belo Horizonte, a Logpyx fornece dispositivos que são instalados nos caminhões e nos diferentes espaços e equipamentos (balanças, cancelas, silos de armazenamento etc.) para monitorar em tempo real a logística, para ganho em eficiência e redução de custo e de riscos.

Assim, é possível acompanhar em tempo real o que ocorre e permitir que a inteligência artificial tome decisões econômicas e eficientes nas operações logísticas.

Intelie (Big Data & Analytics)

A Intelie trabalha com a captação de dados, de sensores em plataformas de petróleo ao funcionamento de motores de navios, das interações de usuários com seus sistemas a vendas, estoque e logística.

Com um motor de análise de dados em tempo real, é capaz de analisar e processar centenas de milhares de eventos por segundo usando poucos recursos computacionais. É uma das mais avançadas tecnologias de tempo real disponíveis no mundo.

A startup foi criada em 2009, no Rio de Janeiro, e em 2018 foi vendida à gigante americana de tecnologia RigNet por uma quantia estimada em US$ 27,8 milhões. Hoje tem sede também em São Paulo e Houston.

Techplus (automação)

Com duas sedes, em Campinas e Natal, seu foco é a manutenção preditiva online por meio do I-Machine. Usando Inteligência Artificial, o sistema calcula a probabilidade de falhas das máquinas monitoradas e gera alertas em tempo real para os gestores.

A plataforma permite aumentar o índice de disponibilidade dos equipamentos e diminuir o custo com manutenção.

VR Monkey (Realidade Virtual, Aumentada e Mista)

De São Paulo, a VR Monkey desenvolve soluções personalizadas para que seus clientes se destaquem em relação aos seus concorrentes. Fundada em 2014, foi a primeira empresa brasileira a publicar um jogo para PlayStation VR. 

A startup conta com uma equipe altamente especializada e com projetos de destaque internacional. Eles permitem transportar pessoas para realidades fotorrealistas geradas por computador e fazê-las interagirem com o ambiente dinâmico ao seu redor.

A empresa teve um aumento de 500% no tamanho da equipe entre 2015 e 2018, uma expansão internacional em 2018, com intercâmbio na Coreia do Sul e participação no programa Intel Ultimate Coder for VR Challenge. Também realizaram a exposição de Realidade Virtual Dinos do Brasil, instalada no Catavento Cultural em São Paulo, com o apoio da Intel e Ambev.

Aprofunde-se na Indústria 4.0 brasileira

As grandes empresas devem estudar as soluções apresentadas por startups para se adaptarem às novas tendências, garantindo assim sua sobrevivência nesse cenário de grandes mudanças. 

Ao mesmo tempo, as startups da Indústria 4.0 devem estar sempre atualizadas para entender como aperfeiçoar a tecnologia de seus produtos ou serviços e, assim, atrair investimentos.

Para se aprofundar no assunto, baixe o estudo Distrito Indústria 4.0 Report, o maior e mais completo estudo sobre o setor. O levantamento traz os principais dados e estatísticas do mercado industrial no Brasil, analisando estratégias e tendências a partir do ecossistema de inovação. E o melhor: é tudo gratuito! Baixe agora!