A Indústria 4.0

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Segundo Digilina et al. (in press), enquanto a primeira revolução industrial (do final do século XVIII ao início do século XIX) foi baseada na mecanização da produção devida ao uso da energia a vapor, que levou à transição da economia agrária para a produção industrial, a segunda revolução industrial (final do século XIX e início do século XX) foi baseada no uso de energia elétrica e divisão de mão- de-obra. A terceira revolução industrial (desde 1970) foi baseada em sistemas de tecnologia de informação e eletrônica, o que garantiu a automação intensiva e a robotização dos processos de produção. A quarta revolução industrial é baseada em sistemas ciberfísicos (CPS) e a Internet faz parte da vida de cada indivíduo com uma abordagem totalmente nova para determinar a qualidade das coisas, métodos de produção e consumo, com o uso da Internet das coisas (IoT) e Big Data na produção. Um CPS é um sistema composto por elementos computacionais colaborativos com o intuito de controlar entidades físicas.

A Figura 7, a seguir, ilustra a evolução histórica das revoluções industriais e o grau de complexidade.

Figura 7: Evolução histórica das Revoluções Industriais Fonte: Adaptado de Deloitte (2015)

Yang et al. (2018) explica que, no contexto desta quarta revolução industrial, para capacitar a competitividade da indústria manufatureira nos seus países e visando trazer inovações para os processos de manufatura, produtividade e qualidade, foram empenhados esforços de pesquisa de fabricação em todo o mundo sob projetos governamentais como NNMI (National Network for Manufacturing

Innovation – EUA), Industrie 4.0 (Alemanha), Horizonte 2020: Fábricas de Futuro (UE). A China, como potência de produção, também propôs o “Made in China 2025” como um plano estratégico nacional em 2015.

O NNMI é uma iniciativa interinstitucional americana composta de parcerias público-privadas dedicadas à excelência da fabricação. Sob o NNMI, cada instituto reúne fabricantes inovadores, escolas universitárias de engenharia, faculdades comunitárias, agências federais, organizações sem fins lucrativos e organizações regionais e estaduais para investir em tecnologias de fabricação exclusivas, mas industrialmente relevantes, com amplas aplicações (NNMI, 2018).

O Industrie 4.0 (ou Industry 4.0 - I40) é uma iniciativa estratégica nacional do governo alemão através do Ministério da Educação e Pesquisa (BMBF) e do Ministério para Assuntos Econômicos e Energia (BMWI). O objetivo é impulsionar a fabricação, aumentando a digitalização e a interconexão de produtos, cadeias de valor e modelos de negócios. Também visa a apoiar a investigação, a ligação em rede dos parceiros da indústria e a padronização (EUROPEAN COMMISSION, 2018a). O termo "Indústria 4.0" foi oferecido em 2011 na Alemanha por empresários, políticos e acadêmicos. Eles definiram este fenômeno como uma ferramenta de crescimento da competitividade da indústria de processamento alemã, através da integração intensiva de “sistemas ciberfísicos” (CPS) em processos de produção (DIGILINA, in press).

A iniciativa Factories of the Future/Public-Private Partnership (FoF/PPP) visa a ajudar as empresas transformadoras da Europa a adaptarem-se às pressões competitivas globais, desenvolvendo as tecnologias essenciais necessárias numa vasta gama de setores. Este projeto tem como objetivo ajudar a indústria europeia a satisfazer a crescente procura global por produtos mais ecológicos, mais personalizados e de maior qualidade, através da necessária transição para uma indústria orientada para a procura, com menos desperdício e uma melhor utilização dos recursos (EUROPEAN COMMISSION, 2018b).

O "Made in China 2025" é uma iniciativa para melhorar de forma abrangente a indústria chinesa. A iniciativa é inspirada diretamente no plano "Indústrie 4.0" da Alemanha. O esforço chinês é muito mais amplo, já que a eficiência e a qualidade dos produtores chineses são altamente desiguais e múltiplos desafios precisam ser superados pela China em um curto espaço de tempo para competir com economias industrializadas avançadas. O plano foi elaborado pelo Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação (MIIT) durante dois anos e meio, com a contribuição de 150 especialistas da Academia de Engenharia da China (CSIS, 2018).

Recentemente, o governo brasileiro, por meio do Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços (MDIC) e da Associação Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI), lançou a Agenda Brasil para a Indústria 4.0. Trata-se de um conjunto de iniciativas que visam a promover o desenvolvimento da Indústria 4.0 no Brasil. Os impactos da Indústria 4.0 sobre a produtividade, a redução de custos, o controle sobre o processo produtivo, a customização da produção, dentre outros, apontam para uma transformação profunda nas plantas fabris. Segundo levantamento da ABDI, a estimativa anual de redução de custos industriais no Brasil, a partir da migração da indústria para o conceito 4.0, será de, no mínimo, R$ 73 bilhões/ano. Essa economia envolve ganhos de eficiência, redução nos custos de manutenção de máquinas e consumo de energia (ABDI, 2018).

Os modelos de negócios da Indústria 4.0 permitem usar uma abordagem individual para os clientes com base em suas preferências pessoais. As plantas “inteligentes” começarão a fabricar produtos individuais exclusivos para o preço do produto padronizado em massa. Usando um aplicativo ou site da empresa, os clientes poderão escolher cores, acessórios e características para seus produtos. Qualquer coisa poderá ser fabricada pela ordem individual (DIGILINA, in press). O principal sentido da quarta revolução industrial é a ideia de “design orientado a serviços”. Significa autonomização de todos os processos e estágios de produção:

design digital do item, criação de sua cópia virtual, configuração remota do

equipamento em uma planta para a fabricação de produto “inteligente” específico, pedido automatizado de componentes necessários no processo e em quantidade suficiente, controle sobre o fornecimento, monitoramento do caminho do produto

final até o cliente e armazenamento e serviço pós-venda, controle sobre condições de uso e alteração remota de configurações.

Para Harlamova e Kirikova (2018), a Indústria 4.0 é um conceito de automação e troca de dados em ambientes de produção que combina avanços de sistemas ciber-físicos (CPSs), a Internet das Coisas, computação em nuvem e computação cognitiva. No contexto da Indústria 4.0, os componentes dos CPSs seriam tipicamente máquinas industriais, veículos guiados automatizados, robôs, robôs móveis, sensores e seres humanos. Espera-se que a tecnologia CPS mude a abordagem da interação humana com sistemas de engenharia, da mesma forma que a Internet mudou a abordagem da interação humana com a informação.