Indústria 4.0: características e tendências do setor no Brasil para corporações

A quarta revolução industrial, ou indústria 4.0, torna os processos de produção mais eficientes, autônomos e customizáveis. Marcada pela inovação, essa “fábrica inteligente” é marcada por 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.

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.

A história da Indústria 4.0 no Brasil

Vale a pena retomar um pouco a história para entender melhor o porquê da indústria 4.0 também ser 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 18. Nesse período, houve a substituição do uso dos animais para gerar força, isso 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 19. Foi propiciada 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

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, elevando 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 enorme volume de dados em uma velocidade que o ser humano não seria capaz de alcançar em uma vida inteira.

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A importância da relação com a tecnologia

O conceito de indústria 4.0 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. Faz uso do que existe de mais avançado para isso, como inteligência artificial, data science, big data, IoT (Internet das Coisas) e machine learning, entre outros. 

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.

Trata-se, portanto, de acordo com a definição da Confederação Nacional da Indústria (CNI), da incorporação da digitalização à atividade industrial, com integração e controle da produção a partir de sensores e equipamentos conectados em rede e da fusão do mundo real com o virtual.

Inovação na indústria brasileira

A indústria nacional ainda demonstra relutância em inserir novas tecnologias, esbarrando em barreiras burocráticas, falta de informação e receio de mudanças.

A CNI afirma que menos da metade da indústria (apenas 48%) utiliza alguma tecnologia digital, tendo maior adesão nas empresas de grande porte e nas que possuem uma intensidade tecnológica maior em suas atividades. O foco da implementação dessas tecnologias é o ganho em eficiência e produtividade.

Porém, a percepção dos empresários sobre a importância para o desenvolvimento de novos produtos e modelos de negócios vem crescendo. Com o fortalecimento do ecossistema de inovação e surgimento de empreendimentos resilientes às crises macroeconômicas, o Brasil se mostra disposto a embarcar numa jornada de disruptura.

Fatores complementares como o crescimento da linha de crédito, a recuperação econômica pós-crise, o aumento da confiabilidade de empresários, assim como o crescimento nos investimentos em inovação no setor industrial, as perspectivas para a nova linha de produção com tecnologias 4.0 são otimistas.

A agenda brasileira para a Indústria 4.0

Reconhecendo a importância da transformação digital na indústria brasileira, o governo federal lançou a Agenda brasileira para a Indústria 4.0, um plano de 10 passos para facilitar e fomentar a inovação no setor fabril do país.

Algumas das metas do plano são:

• implementar um programa de cooperação entre startups e grandes empresas;
• zerar impostos de importação sobre equipamentos relevantes;
• apoiar 1,5 mil empresas no programa Brasil Mais Produtivo;
• investir R$30 milhões em testbeds de tecnologia entre 2018-2019.

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. Todos esses pontos são descritos em detalhes no relatório Desafios para a Indústria 4.0 no Brasil, da CNI.

Big Data na 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.

Por um lado, nesse cenário todo, podemos ver a possibilidade de perdas de emprego à medida que máquinas autônomas assumem tarefas que os humanos executaram durante anos. Um estudo da consultoria McKinsey, por exemplo, projeta que 60% das atividades profissionais terão pelo menos 30% de suas atividades automatizadas até 2030. As tarefas recorrentes e repetitivas são as primeiras dessa fila.

Por outro, pode haver uma série de novos empregos criados para usar o poder dos dados e usá-los de maneira significativa. O Fórum Econômico Mundial dá respaldo a essa afirmação. O órgão projeta que 75 milhões de ocupações podem desaparecer em decorrência do avanço tecnológico. Em compensação, outros 133 milhões de postos de trabalho devem ser criados, já adaptados à nova realidade de divisão de trabalho entre humanos e máquinas.

“A intenção não é substituir pessoas, mas sim ajudá-las nas tarefas”, afirma o VP de operações internacionais da Amazon, Dave Clark. O caminho para se manter no mercado de trabalho, portanto, passa necessariamente pela qualificação profissional.

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. Ex.: 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.

Aplicações hoje

Enquanto algumas organizações ainda negam a possibilidade do 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.

Usando os dados dos sensores em seus equipamentos, uma mina de ouro africana identificou um problema com os níveis de oxigênio durante a lixiviação. Resolvendo o problema rapidamente, conseguiram aumentar seu rendimento em 3,7%, o que economizou US$ 20 milhões por ano.

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.

Maior 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.

Maior rapidez e 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

Desde a primeira revolução industrial, lá no século 18, 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, 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 200 startups da Indústria 4.0. Além disso, trazemos informações sobre todo o ecossistema, como programas de aceleração, funding e entidades.

As startups elencadas deveriam encaixar-se nos seguintes critérios:

• atuar de forma aplicável ao ramo da Indústria 4.0;
• ter listagem de clientes e parceiros;
• estar em estágio operacional e ter clientes ativos;
• desenvolver tecnologia proprietária;
• ter nacionalidade brasileira.

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

Logpyx – Logística

De Belo Horizonte, fornecem 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

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.

Nasceu 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, desenvolvem 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. 

Contam 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.

Tiveram 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.

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 meu produto ou serviço e, assim, atrair investimento.Quer conferir nosso estudo completo sobre o assunto? Acesse nosso Indústria 4.0 Minning Report e saiba quais são as startups e as principais tecnologias que estão revolucionando o setor industrial no Brasil.