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Indústria 4.0: Uma Visão da Automação Industrial

A previsão do tempo é de chuva para daqui a dois dias, o governo precisa ampliar os estoques de etanol em 10% até o final da safra, o valor do açúcar tem previsão de subida de 3% até o final da safra, o fornecedor de insumos não tem estoque suficiente para a produção no pico, duas válvulas e dois inversores de frequência críticos para disponibilidade de planta estão previstos para manutenção daqui a uma semana… imagine todos estes dados, se comunicando on-line, num único banco de dados da planta de produção de etanol e açúcar, na usina sucroenergética, temos um cenários onde temos que tomar decisões.

Então o SISTEMA apoia-se na tomada de decisões e faz um setup automático das variáveis de controle de produção, alterando parâmetros dos PLCs ou DCS, puxando a produção para contingenciar as chuvas previstas, direciona o aumento da produção de 10% de etanol sob contrato de governo, direciona caldo primário para elevação de produção de açúcar visto elevação do preço da oferta, contingencia compra de insumos de fornecedor alternativo, faz uma parada programada para manutenção baseada em eventos, contingenciada para suportar a demanda, numa eventual chuva já prevista, essas decisões foram tomadas, todas de forma automática, baseada num banco de dados Big Data… essa é a indústria do futuro, essa é a Indústria 4.0.

A história da evolução da indústria passa por períodos de Revolução, para fins de grupos de estudos temos a primeira Revolução Industrial no século 18, que foi o aperfeiçoamento da máquina a vapor por James Watt, colocando a indústria têxtil como símbolo da produção excedente, gerando a riqueza da época, criando um novo modelo econômico.

A primeira revolução industrial foi de aproximadamente 200 anos (1712-1913), quando Henry Ford criou a linha de produção em massa, onde definimos a segunda Revolução Industrial, fazendo a produção empurrada, criando o conceito da produção em escala, reduzindo o custo e popularizando o produto, para que a massa trabalhadora pudesse adquirir, criando um ciclo virtuoso na indústria e na economia.

Esse período durou próximo de 60 anos (1913-1969), onde entramos na era da automação, sendo nossa terceira Revolução Industrial, que foi a implantação de computadores no chão-de-fábrica, colocando controles eletrônicos, sensores e dispositivos capazes de gerenciar uma grande quantidade de variáveis de produção, permitindo a tomada de decisões de controle de dispositivos de forma autônoma, o impacto foi a elevação da qualidade dos produtos, o aumento da produção, a gestão dos custos e a elevação da segurança na produção.

O período da terceira Revolução Industrial durou cerca de 40 anos (1969-2010), vemos que estes intervalos vêm diminuindo, inaugurando uma nova era, ainda em transição, cujo maior protagonista é a Internet, que já está consolidada entre as pessoas como um grande canal de comunicação convergente de todas as tecnologias, agora sendo colocado dentro da indústria com seus conceitos, adaptados a máquinas e equipamentos.

Quando dizemos que a internet está na indústria, no meio produtivo, devemos pensar num ambiente onde todos os equipamentos e máquinas estão conectadas em redes e disponibilizando informações de forma única, esse conceito é chamado de Internet das Coisas.

A Indústria 4.0 ainda é mais um conceito do que uma realidade, mas está sendo motivada por três grandes mudanças no mundo industrial produtivo:

  • Avanço exponencial da capacidade dos computadores;
  • Imensa quantidade de informação digitalizada;
  • Novas estratégias de inovação (pessoas, pesquisa e tecnologia).

Entendendo a Indústria 4.0 como uma evolução dos sistemas produtivos industriais, podemos listar alguns benéficos previstos e já estudados e baseados no impacto nas plantas:

  • Redução de Custos
  • Economia de Energia
  • Aumento da Segurança
  • Conservação Ambiental
  • Redução de Erros
  • Fim do Desperdício
  • Transparência nos Negócios
  • Aumento da Qualidade de Vida
  • Personalização e Escala sem Precedentes

A tecnologia base responsável por este conceito é o IoT – Internet of Things (Internet das Coisas) e o M2M – Machine to Machine (Máquina para Máquina).

A Internet das Coisas, como comentado anteriormente é a conexão lógica de todos os dispositivos e meios relacionados ao ambiente produtivo em questão, os sensores, transmissores, computadores, células de produção, sistema de planejamento produtivo, diretrizes estratégicas da indústria, informações de governo, clima, fornecedores, tudo sendo gravado e analisado em um banco de dados.

A ideia de Máquina para Máquina é a interconexão entre células de produção, os sistemas passam a trocar informações entre si, de forma autônoma, tomando decisões de produção, custo, contingencia, segurança, através de um modelo de inteligência artificial, complementado pela IoT.

Para que este sistema funcione, entregando os benefícios acima previstos, novas tecnologias para a Automação Industrial surgiram e muitas delas oriundas do mundo da TI Tecnologia da Informação, perfazendo a convergência destes dois mundos, entre elas podemos citar as principais:

  • Uso do Protocolo IPV6 (ampliação dos pontos de conexão IP de todos Devices);
  • Uso do Wireless (ampla utilização de redes sem fio);
  • Uso de Virtualização (criação de diversos computadores a partir de softwares);
  • Uso de Cloud (as informações estarão na Nuvem – compartilhada)
  • Uso do Big Data (todas as informações reunidas, de forma dinâmica para tomada de decisões);
  • Uso de RFID (todo movimento de materiais é rastreado com todas as informações).

A partir das principais tecnologias acima citadas, podemos entender que teremos uma nova realidade produtiva, tudo estará conectado para que as melhores decisões de produção, custo e segurança sejam tomadas, tudo sob demanda e em tempo real.

Como dizemos estamos vivendo uma transição entre a Terceira Revolução e a Quarta Revolução Industrial, a Indústria 4.0 e, para que se estabeleça um caminho para a implantação, é importante entender este momento.

Atualmente os sistemas de automação devem estar orientados a aumento da produção, redução de custos e visão nas mudanças tecnológicas, para isso a plataforma técnica deve estar estruturada com redes industriais, sistemas de otimização e banco de dados.

Entendendo que a partir do uso das premissas anteriores, o amadurecimento operacional, levará a esta nova demanda, onde a visão da Indústria 4.0 estará orientada a eficiência energética, integração da cadeira produtiva e orientação produtiva via BI (Business Intelligence), onde a estruturação técnica levará ao controle de processos descentralizado, todos os ativos estarão on-line e as tomadas de decisões serão baseadas no Big Data.

Com isso, a Indústria 4.0, a partir de nosso momento atual, nos remete a entender sua tendência no meio produtivo e propomos a observar as seguintes tendências que já estão em movimento no meio industrial:

  • Interconexão “Das Coisas” numa Única Rede (Internet) através do IPv6 na Nuvem – Cloud;
  • Geração, envio, acúmulo e análise de dados no Big Data – modelagem para tomada de decisões autônomas;
  • Onipresença da Informação, não importa onde você esteja, a interação é em tempo real.

Concluímos que a Indústria 4.0 é um novo conceito que seguramente será uma realidade, mudará a forma como lidamos hoje com a produção de bens de consumo e materiais, tendo uma melhor distribuição de riquezas e um planeta mais sustentável.

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27 Comentários
  1. Ronaldomadeira Aparecido Jesus Diz

    Muito bom a matéria, vejo que com isso tenho que manter atualizado sobre automação 4.0

  2. Guilherme Santos Diz

    Excelente artigo, Márcio! Parabéns.

  3. Alexsandro Rocha Diz

    Muito boa a forma de passagem das informações.

  4. igor barboosa Diz

    Fantastico

  5. Marcio Venturelli Diz

    Obrigado a todos e ficamos a disposição !

  6. fabio allon Diz

    Marcio Venturelli essa matéria me deu luz para o projeto do meu TCC, muito bom mesmo, pesquisei sobre você que grande profissional, e admirável tamanho conhecimento ao assunto.

  7. Marcio Venturelli Diz

    Olá Fabio, obrigado pelos comentários. Agradeço a todos e fico a disposição.

  8. Maicon Farias da Luz Diz

    Muito bom trabalho

  9. Rodrigo Fragoso Diz

    Márcio.. ótimas explicações, fiquei muito interessado neste assunto… atualmente trabalho em uma empresa de saneamento e vejo um horizonte muito promissor com aplicação dos conceitos da Indústria 4.0 neste meio, vou acompanhar mais de perto este assunto.
    Gostei do seu curriculum…pois também tenho como formação Ciências da Computação e atualmente estou fazendo uma especialização em Automação.

    1. Marcio Venturelli Diz

      Olá Rodrigo
      Obrigado pelos comentários.
      Na área de saneamento estude o tema Smart City, a conexão das informações das residências com IoT em sistemas de Água e Esgoto.
      Boa sorte.
      Márcio Venturelli

  10. Claudia Ferrari Diz

    Se a terceira revolução “durou” 40 anos, quantos anos você estima que durará a quarta revolução?

    1. Marcio Venturelli Diz

      Olá Claudia,
      Sinceramente isto não dá pra calcular, mas a tendência é que seja bem menor o tempo.
      A questão dos gargalos principais ao desenvolvimento, passam pelo conhecimento das pessoas e isto, leva tempo.

  11. ALESSANDRA LONGANEZI REIS Diz

    Olá boa noite, gostei muito do seu artigo, sou estudante de gestão financeira, ainda nova nessa área, mas confesso estar me apaixonando, sou das exatas, estou terminando meu primeiro semestre, depois de 30 anos fora de uma faculdade, sai da FEI/São Bernardo em 1997, preciso fazer um trabalho sobre Novas Abordagens, escolhi Industria 4.0, e vc me ajudou muito com essa publicação.Mas preciso de muita leitura para entender, melhor assimilar esse assunto, Obrigada

  12. Wagner Ponciano Diz

    Olá Marcio! Estou iniciando meu TCC e o tema que escolhi foi o Industria 4.0, porém estou encontrando dificuldade para encontrar alguma obra publicada sobre o tema (livros). Você possui alguma dica? Obrigado!

    1. bianca Diz

      oi, você concluiu seu tcc sobre o tema? pois estou fazendo sobre o mesmo tema, e também estou encontrando dificuldades.

  13. Francisco Pinheiro Diz

    Ola! Achei ótimo o artigo. Sou estudante de análise e desenvolvimento de sistemas na Fatec de Franca. Estou desenvolvendo meu TCC e achei nesse tema da indústria 4.0 algo interessante para um trabalho acadêmico, já que lida e utiliza alem dos processos, conhecimento e processos da automação e engenharia, esta nova era da industria usa muita tecnologia e conceitos da área que estou me formando que é a informática, tecnologia da informação. Quero trabalhar sobre esse tema apresentando seu conceito é claro e ir no aspecto da segurança, dentro de Ti especificamente na segurança da informação tratando os aspecto das tecnologias envolvidas e também o que assusta talvez algumas empresas no brasil de implementar totalmente este novo conceito. Peço a todos tanto que leu e aqui postaram suas opiniões e ao autor deste artigo, uma referencia bibliográfica porque apesar deste artigo e outros que pesquisei na internet serem ótimos e interessante preciso de um embasamento mais sólido para meu trabalho acadêmico.

    1. Marcio Venturelli Diz

      Olá Francisco, muito bom sua visão quanto a Segurança. Hoje um dos maiores desafios quanto a implantação dos conceitos da Indústria 4.0 é a Cibersegurança, pois envolve informações de planta e operação na indústria. Estou seguro que caminhando por este caminho terá sucesso. Boa sorte. Obrigado.

  14. Rafael Araujo Diz

    bom dia, qual a data de publicação do artigo?

  15. CLEITINHO GAYMER Diz

    MUITO LEGAU ESE POSTI SOBRE A INDUSTRIÁ 4.0 ME AJUDAR MUITO

  16. JEAN FABIO CESAR Diz

    Parabéns, e espero que nossos governantes valorize mais a educação, e as nossas empresas e indústrias para estar melhor preparados para essa nova revolução que estar surgindo, imagino eu
    que o Sr. que tem uma experiência internacional, sabe o quanto nós aqui estamos muito pouco
    preparados , tanto na política, educação,e em geral em toda estrutura,muito obrigado e mas uma
    meus PARABÉNS!!!!!

    1. Marcio Venturelli Diz

      Olá Jean, obrigado pelos seus comentários. Realmente a Indústria 4.0 para acontecer, depende de uma série de “atores”, e claro, a política (ver longo prazo) é fundamental e também a educação de pessoas para a Sociedade 4.0.

  17. Adriana Faria Gontijo Assuncao Diz

    Parabéns pelo seu artigo muito esclarecedor. Já estamos na Indústria 4.0 e pena que muitos indivíduos ainda não atentaram para isso. Inclusive o pessoal que trabalha com indústrias. Adorei ler seus pontos de vista e a abordagem da teoria X prática.

    1. Marcio Venturelli Diz

      Adriana, muito obrigado pelos comentários. Este conceito está em evolução, é só acompanhar.

  18. luis Diz

    Muito bom parabéns! Só discordo do conceito quando você fala de distribuição de riquezas… é só conceito mesmo.
    Abraço

  19. Jorge Bento Cutti Diz

    Boa noite Márcio!
    Para onde a industria 4.0/revolução industrial vai nós levar ?
    Assumi a gestão comercial de una fabricante de máquinas de ensaio/produção/automação na sua visão qual é o mercado à ser focado em 2018 em diante?

    1. Marcio Venturelli Diz

      Olá Jorge, obrigado pelo seu comentário. Tudo que comentamos sobre futuro é muito arriscado, talvez o que eu possa escrever para você é sobre tendências. Já está havendo e ficará mais forte em 2018 a conexão de informações de máquinas e processos no Cloud, na verdade estamos aprendendo sobre tudo isso e como vamos obter valor a partir de dados no Big Data (na Indústria), mas em máquinas, a manutenção e gestão a distância e gestão de ativos (ciclo de vida) é uma tendência muito forte usando conceitos de IoT (veja nosso artigo sobre). Boa sorte, obrigado.

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