UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO – UNINOVE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
JOSÉ ROBERTO DO NASCIMENTO
APLICAÇÕES DOS CONCEITOS E TECNOLOGIAS DA INDÚSTRIA 4.0 NO TRANSPORTE RODOVIÁRIO DE CARGAS NO BRASIL
São Paulo 2022
JOSÉ ROBERTO DO NASCIMENTO
UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS E TECNOLOGIAS DA INDÚSTRIA 4.0 NO TRANSPORTE RODOVIÁRIO DE CARGAS NO BRASIL
Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Nove de Julho - UNINOVE, como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Produção.
Prof. Dr. Walter Cardoso Sátyro - Orientador
São Paulo 2022
Nascimento, José Roberto do.
Aplicações dos conceitos e tecnologias da indústria 4.0 no transporte rodoviário de cargas no Brasil. / José Roberto do Nascimento. 2022.
91 f.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Nove de Julho - UNINOVE, São Paulo, 2022.
Orientador (a): Prof. Dr. Walter Cardoso Satyro.
1. Indústria 4.0. 2. Conceito. 3. Tecnologias. 4. Transporte de cargas. 5. Logística 4.0. 6. Transporte 4.0.
I. Satyro, Walter Cardoso. II. Título CDU 658.5
PARECER DA COMISSÃO EXAMINADORA DE DEFESA DE DISSERTAÇÃO DE
José Roberto do Nascimento
Título da Dissertação: Aplicações dos Conceitos e Tecnologias da Indústria 4.0 no Transporte Rodoviário de Cargas no Brasil.
A Comissão examinadora, composta pelos professores abaixo, considera o(a) candidato(a) José Roberto do Nascimento aprovado.
São Paulo, 27 de janeiro de 2022.
Prof(a). Dr(a).Walter Cardoso Sátyro (UNINOVE / PPGEP) – Orientador
Prof(a). Dr(a).Fábio Ytoshi Shibao (Universidade Ibirapuera / PPGA) - Membro Externo
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Prof(a). Dr(a). Rejane Arinos Vasco (BBM Logística) - Membro Externo
Prof(a). Dr(a).Wagner Cezar Lucato (UNINOVE/PPGEP) - Membro Interno
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DEDICATÓRIA
Dedico esse trabalho aos meus pais, José Faustino do Nascimento e Josefa Martins do Nascimento, que sempre incentivaram e apoiaram meus estudos, que desde os primeiros anos do ensino fundamental, sempre priorizaram meus estudos, independente das dificuldades pelas quais passassem.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Uninove e PROSUP/CAPES, pelas bolsas concedidas, sem as quais esse trabalho não seria possível.
Ao Prof. Dr. Walter Cardoso Sátyro, meu orientador, por seu exemplo, por todo conhecimento compartilhado, por toda paciência, toda dedicação e empenho, não apenas para a conclusão desse trabalho, mas para me tornar um profissional e ser humano melhor.
Aos meus colegas de mestrado, por toda colaboração nesse caminho que trilhamos juntos, principalmente ao Anderson Ferreira de Lima, que muitas vezes nos momentos de dúvidas e cansaço, me incentivou a prosseguir.
Aos professores do PPGEP, por todo conhecimento compartilhado, principalmente ao prof. Dr. Wagner Cezar Lucato e prof. Dr. Mauro Luiz Martens.
A secretária do PPGEP, Ana Carolina Castro Faganholo, por toda dedicação e paciência, sempre que precisei de sua ajuda.
A BBM Logística, nas pessoas de meus gestores, que sempre me apoiaram durante todo o mestrado.
“Quando uma criatura humana desperta para um grande sonho e sobre ele lança toda a força de sua alma, todo o universo conspira a seu favor.”
Johann Goethe
RESUMO
O sistema produtivo passa por uma transformação digital, a chamada quarta revolução industrial, ou indústria 4.0, que tem como objetivo melhorar os meios produtivos, dando mais flexibilidade a produção, permitindo um nível maior de personalização de produtos e serviços, sem que isso gere aumento de custos.
Embora o transporte de cargas seja parte importante do processo logístico, por estar diretamente ligado ao processo produtivo, e precise se preparar, informatizando-se e fazendo uso de conceitos e tecnologias da indústria 4.0, tem-se poucos estudos científicos relacionados a aplicação das tecnologias da indústria 4.0 ao transporte de cargas no Brasil. O objetivo deste estudo foi analisar a possibilidade de aplicação dos conceitos e tecnologias da indústria 4.0 no transporte rodoviário de cargas no Brasil. Por meio de revisão da literatura, foi feito um levantamento de aplicações desses conceitos e tecnologias da indústria 4.0, que estão sendo utilizados no transporte de cargas em outros países. Após esse levantamento foi utilizado o método de estudo de campo, por meio de aplicação de uma entrevista estruturada, com 13 especialistas, com a utilização de formulário, utilizando-se escala Likert e também perguntas abertas. Como resultado elencou-se 19 principais tecnologias aplicáveis ao transporte de cargas no Brasil, sendo apontadas como as mais aplicáveis: (1º) Monitoramento de veículos via satélite e, Pesagem automática das carretas; (2º) Sistema de Gerenciamento de Transporte (TMS); (3º) Monitoramento multimodal por meio de sensores, monitorando também as condições internas do contêiner; (4º) Sistema de distribuição de medicamentos com monitoramento da carga, do veículo e posicionamento geográfico da entrega de cada carga; (5º) Lacres com RFID para carretas, contendo informações do veículo, carga e motorista e (6º) Sistema de reconhecimento de motorista por biometria facial. Este trabalho contribui para a teoria e prática, apresentando diversas tecnologias aplicáveis ao transporte rodoviário de cargas no Brasil, com base na indústria 4.0, que podem gerar relevantes melhorias, tanto na segurança do condutor, como na segurança da carga, reduzir riscos de roubos e acidentes, além aumento de assertividade e produtividade no transporte de cargas, apoiando a gestão de tecnologia e inovação.
Palavras–chave: Indústria 4.0, conceito, tecnologias, transporte de cargas, logística 4.0, transporte 4.0.
ABSTRACT
The production system is undergoing a digital transformation, the so-called fourth industrial revolution, or industry 4.0, which aims to improve productive means, giving more flexibility to production, allowing a greater level of customization of products and services, without this generating an increase in production. of costs. Although cargo transport is an important part of the logistics process, as it is directly linked to the production process, and needs to be prepared, computerized and using industry 4.0 concepts and technologies, there are few scientific studies related to the application of technologies. from industry 4.0 to cargo transport in Brazil. The objective of this study was to analyze the possibility of applying the concepts and technologies of industry 4.0 in road freight transport in Brazil. Through a literature review, a survey of applications of these concepts and technologies of Industry 4.0, which are being used in cargo transport in other countries, was carried out. After this survey, the field study method was used, through the application of a semi-structured interview, with 13 experts, using a form, using a Likert scale and also open questions. As a result, 19 main technologies applicable to cargo transport in Brazil were listed, being pointed out as the most applicable: (1) Monitoring of vehicles via satellite and, Automatic weighing of trailers; (2nd) Transport Management System (TMS); (3rd) Multimodal monitoring through sensors, also monitoring the internal conditions of the container; (4th) Medication distribution system with monitoring of cargo, vehicle and geographic positioning of the delivery of each cargo; (5th) RFID seals for trailers, containing vehicle, load and driver information and (6th) Driver recognition system by facial biometrics. This work contributes to theory and practice, presenting several technologies applicable to road freight transport in Brazil, based on industry 4.0, which can generate relevant improvements, both in driver safety and in cargo safety, reduce the risk of theft and accidents, as well as increased assertiveness and productivity in cargo transport, supporting technology and innovation management.
Keywords: Industry 4.0, concept and technologies, freight transport, logistic 4.0, transportation4.0.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Estrutura do trabalho...20
Figura 2: Revoluções Industriais...24
Figura 3: Datas de origem das principais tecnologias da indústria 4.0...24
Figura 4: Diagrama da logística e transporte, inseridos na indústria 4.0...29
Figura 5: Diagrama TMS (Transport Manager Sistem)...32
Figura 6: Empilhadeira Inteligente...33
Figura 7: Drone realizando entrega...33
Figura 8: Aferição de inventario com utilização de drone...34
Figura 9: Técnica alemã usada como RFID passivo...37
Figura 10: Evolução do RFID...38
Figura 11: Esquema de funcionamento do RFID...39
Figura 12: Exemplo de etiqueta de RFID...39
Figura 13: Diagrama demonstrando a internet das coisas no transporte 4.0...41
Figura 14: Diagrama explicativo do Big Data...43
Figura 15: Diagrama de computação em nuvem...44
Figura 16: Representação de veículos autônomos...45
Figura 17: Inteligência artificial...46
Figura 18: Tipos de pesquisa cientifica...49
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Comparativo de quantidade de documentos por termo de busca ... 18
Tabela 2 - Principais tecnologias da indústria 4.0 ... 26
Tabela 3: Conceitos e tecnologias da indústria 4.0, já aplicados ao transporte de cargas. ... 47
Tabela 4: Etapas da revisão da literatura ... 53
Tabela 5 – Escala Likert ... 54
Tabela 6 – Coeficiente de Variação (CV) / Nível de Dispersão ... 55
Tabela 7 – Respostas do formulário em escala Likert ... 58
Tabela 8 - Tabulação do Questionário ... 58
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABIQUIN - Associação de Indústria Química
ANTT - Agencia Nacional de transportes Terrestres BDA - Big Data Analytics
BDM - Big Data Management
CETESB - Companhia Ambiental do Estado de São Paulo CNT - Confederação Nacional de Transportes
CTC - Cooperativa de Transporte de Cargas
DNIF - Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes ESG - Environmental, Social and Governance
ETC - Empresa Transportadora de Cargas IFF - Identify Friend or Foe
IIOS - Internet of Service
IMAN - Instituto de Movimentação e Armazenagem de Materiais IoT - Internet of things
M2M - Machine to Machine
NIST - National Institute of Standards and Technology QR CODE - Quick Response Code
RFID - Radio Frequency Identification
RNTRC - Registro Nacional de transportadores de Cargas SMS - Short Message Service
TAC - Transportador Autônomo de Carga
TI - Tecnologia da Informação
TMS - Transportation Management System
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ... 15
1.1. QUESTÃO DE PESQUISA ... 17
1.2. OBJETIVOS ... 17
1.2.1. Objetivo geral ... 17
1.2.2. Objetivos específicos ... 17
1.3. JUSTIFICATIVA ... 18
1.4. DELIMITAÇÃO DA PESQUISA ... 19
1.5. ESTRUTURA DO TRABALHO ... 19
2. REFERENCIAL TEÓRICO ... 21
2.1. TRANSPORTE DE CARGAS ... 21
2.2. INDÚSTRIA 4.0 ... 23
2.3. LOGÍSTICA 4.0 E TRANSPORTE 4.0 ... 28
2.4. CONCEITOS E TECNOLOGIAS DA INDÚSTRIA 4.0, QUE JÁ ESTÃO SENDO APLICADOS AO TRANSPORTE DE CARGAS. ... 31
2.4.1. Identificação por radiofrequência – RFID ... 36
2.4.2. Internet das Coisas ... 40
2.4.3. Big data ... 41
2.4.4. Computação em Nuvem ... 43
2.4.5. Veículos Autônomos ... 44
2.4.6. Inteligência Artificial ... 45
3. METODOLOGIA ... 49
3.1. PESQUISA DOCUMENTAL ... 52
3.2. PESQUISA BIBLIOGRÁFICA ... 52
3.3. ESTUDO DE CAMPO ... 54
3.3.1. Pré-teste ... 55
3.3.2. Protocolo para realização das entrevistas ... 56
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 57
5. CONCLUSÃO ... 72
Referências ... 75
APÊNDICE A – QUESTIONÁRIO APLICADO AOS ESPECILISTAS ... 81
1. INTRODUÇÃO
Na economia moderna o transporte é de relevante importância, pois em sua totalidade as atividades são condicionadas a movimentação das pessoas ou dos produtos/serviços, ou seja, o desenvolvimento econômico é dependente do transporte. O transporte possibilita a locomoção dos trabalhadores, assim como o deslocamento da matéria-prima até o local de produção, à distribuição da produção, de bens, serviços e inclusive da própria tecnologia (TEDESCO et al., 2014).
A logística é a área operacional diretamente responsável por tornar disponível a matéria-prima, produtos acabados e semiacabados, estando inseridos na logística as informações, o transporte, a armazenagem, embalagens e estoque (BOWERSOX et al., 2013). A logística tem como finalidade a distribuição dos produtos aos clientes, oferecendo o melhor serviço de forma rentável, planejada e organizada, além de contar com um fluxo de produtos controlado (BALLOU, 2008).
De acordo com Fleury (2002) o transporte pode ser considerado como o elemento principal da logística, pois, além de seu impacto direto na qualidade do serviço, no lead time, confiabilidade e segurança dos produtos, sua representatividade em no mínimo três indicadores financeiros pode confirmar sua importância: custos, em que o transporte é responsável por 60% do custo logístico, por 3,5% do faturamento e por ter peso substancial no lucro empresa. A CNT (2016) reforça esses dados, confirmando que os custos logísticos consomem 12,7% do PIB do Brasil, sendo que só o custo do transporte já atinge 6,8% do PIB.
A razão de ser do transporte é possibilitar que bens estejam disponíveis, permitindo o acesso a produtos que sem o serviço de transporte não poderiam estar acessíveis a população ou estariam acessíveis a um alto custo (CAIXETA-FILHO;
MARTINS, 2010). O transporte de carga é um elemento essencial para economia urbana, em todos os tempos, tendo sido essencial a evolução da sociedade, se consolidando nas cidades como indispensável para a sociedade moderna (CAIXETA-FILHO; MARTINS, 2010).
Na antiguidade por falta de meios de transporte e estocagem de produtos as comunidades eram formadas no entorno dos mercados produtores, e quando
estavam distantes não tinham acesso a tais produtos e se limitavam a consumir o que elas mesmo produziam (BALLOU, 2004).
O transporte de cargas no Brasil é altamente dependente do modal rodoviário.
Esta dependência excessiva fica evidente quando se verifica a participação deste modal em outros países de dimensões continentais. Enquanto no Brasil o transporte rodoviário movimenta cerca de 60% da matriz de transporte de cargas nacional, nos Estados Unidos a participação das rodovias é de 26%, e na China de apenas 8%
(BARTHOLOMEU; FILHO, 2008).
Maslaric, Nikolicic e Mircetic (2016), ressaltaram que a indústria 4.0 exerce uma grande influência em todo setor logístico, colocando assim o transporte como fator chave para o sucesso de uma implantação de indústria 4.0.
A nova revolução industrial está sendo impulsionada por tecnologias da informação de última geração, como Internet das Coisas (IoT), computação em nuvem, Big Data e análise de dados, robótica, computação móvel, simulação e modelagem, identificação por radiofrequência ou RFID, sistemas ciber-físicos, Impressão 3D, entre outros. Isso abre novos horizontes para a indústria se tornar mais eficiente, modernizar processos e desenvolver produtos e serviços inovadores, aumentar a qualidade e reduzir o tempo para a entrega de produtos / serviços (OESTERREICH; TEUTEBERG, 2016).
O termo "indústria 4.0" compreende uma variedade de novas tecnologias para a digitalização e automação do ambiente de produção, bem como a criação de cadeias de valores digitais (OESTERREICH; TEUTEBERG, 2016).
Dada a relevância do transporte de cargas para um país de dimensões continentais como o Brasil, e pela escassez de estudos sobre o uso dos conceitos e tecnologias da indústria 4.0 aplicadas ao transporte de cargas no Brasil, propõem-se o presente estudo, que tem como foco realizar um levantamento por meio das publicações em bases cientificas e literatura especializada da área, sobre a utilização dos conceitos e tecnologias da Indústria 4.0 no transporte rodoviário de cargas, e então analisar por meio de uma entrevista estruturada com utilização de um formulário, a opinião de especialistas da área, sobre possibilidade de aplicação destes conceitos e tecnologias no transporte rodoviário de cargas no Brasil.
1.1. QUESTÃO DE PESQUISA
Nesta seção, busca-se apresentar a formulação da questão de pesquisa.
O maior objetivo de uma pesquisa é apresentar respostas para problemas detectados, sendo assim, a razão de existir de toda pesquisa é um problema, (ZAMBONI, 2006).
O transporte é o elemento principal da logística e um serviço indispensável para o desenvolvimento da sociedade moderna. Considerando-se a importância do transporte de cargas e as diversas possibilidades de melhorias deste processo com a implementação dos conceitos e tecnologias da indústria 4.0, tendo em vista a escassez de estudos a cerca desse tema no Brasil, identificada na revisão da literatura, justifica-se um estudo aprofundado neste tema.
Ante isto, formula-se a seguinte questão de pesquisa:
Quais conceitos e tecnologias da indústria 4.0 podem ser aplicados no transporte rodoviário de cargas no Brasil?
1.2. OBJETIVOS
Para responder esta questão de pesquisa os seguintes objetivos foram formulados:
1.2.1. Objetivo geral
O objetivo geral desse trabalho foi apresentar um estudo dos conceitos e tecnologias da indústria 4.0 que podem ser aplicados no transporte rodoviário de cargas no Brasil.
1.2.2. Objetivos específicos
A. Fazer revisão da literatura acerca dos conceitos e tecnologias da indústria 4.0.
B. Apresentar os principais conceitos e tecnologias da indústria 4.0 que estão sendo aplicados ao transporte de cargas em outras nações.
C. Analisar por intermédio de especialistas da área de transporte rodoviário de cargas, os conceitos e tecnologias da indústria 4.0 que podem ser aplicados no transporte rodoviário de cargas no Brasil.
1.3. JUSTIFICATIVA
Segundo Caixeta-Filho e Martins (2010), pela necessidade de bens e serviços estarem disponíveis no local de uso, o transporte se torna um serviço de importância, e quanto mais eficaz for o serviço de transporte, mais acessível e com menor custo se tornam os bens e serviços.
Apesar da logística ser importante para o sucesso das empresas e do transporte ser uma parte fundamental da logística, durante a revisão da literatura, encontrou-se esparsos estudos no Brasil focados na utilização dos conceitos e tecnologias da indústria 4.0 no transporte de cargas. Desta forma, torna-se relevante o estudo, a fim de preencher essa lacuna de pesquisa.
Na tabela 1 é apresentado um comparativo da quantidade de documentos disponíveis nas duas bases de dados que apresentaram maior quantidade de documentos relacionados ao tema, Scopus e Web of Science, na primeira busca foi usado o termo “industry 4.0”, na segunda busca foi usado o termo “logistic 4.0” e por fim foi realizada a busca utilizando o termo “transport 4.0”. Como o terno “transport 4.0” ainda é pouco usual, foi realizada uma pesquisa adicional utilizando os termos:
“industry 4.0” AND “cargo transport”. Os baixos números de documentos científicos publicado por ano com foco na logística e no transporte, apontam um gap de pesquisa, que este estudo pretende preencher.
Tabela 1: Comparativo de quantidade de documentos por termo de busca Quantidade de documentos
Termo de busca Scopus Web of Science Período de tempo
Scopus Web of Science
“Industry 4.0” 14.399 8.089 2012-03/2021 2012-03/2021
“Logistic 4.0” 99 08 2015-03/2021 2016-03/2021
“Transport 4.0” 03 00 2017-03/2021 -
“Industry 4.0”
AND “Cargo Transport”
00 00 - -
Com base no exposto esse trabalho se propõe preencher este gap de pesquisa, sobre a utilização dos conceitos e tecnologias da indústria 4.0 no transporte de cargas, focadas no mercado brasileiro.
1.4. DELIMITAÇÃO DA PESQUISA
Este estudo foi delimitado ao estudo de aplicações dos conceitos e tecnologias da indústria 4.0, aplicados ao transporte de cargas em seus diversos modais, e a aplicação destes conceitos e tecnologias ao transporte rodoviário de cargas no Brasil.
1.5. ESTRUTURA DO TRABALHO
Conforme apresentado na figura 1, este trabalho está dividido em cinco partes: Introdução, Referencial teórico, Metodologia, Resultados e Conclusão.
O Capítulo 1 contendo a Introdução foi aqui apresentado, mostrando a contextualização, os objetivos, a lacuna de pesquisa, os principais resultados e a conclusão.
O Capítulo 2, apresentando o Referencial teórico, aborda, transporte de cargas, indústria 4.0, logística 4.0 e transporte 4.0 e conceitos e tecnologias da indústria 4.0 que já estão sendo aplicados ao transporte de cargas.
O Capítulo 3, trazendo a Metodologia, apresenta, pesquisa documental, pesquisa bibliográfica, estudo de campo, pré-teste e protocolo para realização das entrevistas.
O Capítulo 4, apresentando os Resultados e Discussões, que traz, a qualificação dos entrevistados, as respostas do formulário, assim como a tabulação das respostas e os comentários dos entrevistados.
O Capitulo 5, com a Conclusão, onde apresentamos as contribuições teórica prática e social do estudo, a limitação e as sugestões para pesquisas futuras.
Figura 1: Estrutura do trabalho
• Contextualização
• Objetivos
• Lacuna
• Principais Resultados
• Conclusão
Introdução
• Transporte de Cargas
• Indústria 4.0
• Transporte 4.0
• Conceitos e Tecnologias da Indústria 4.0 Aplicaveis ao Transporte de Cargas
Referêncial Teórico
• Pesquisa documental
• Pesquisa Bibliográfica
• Estudo de campo
• Pré teste
• Protocolo para entrevistas
Metodologia
• Qualificação dos especialistas
• Respostas de formulário
• Tabulação das respostas
• Comentários dos entrevistados
Resultados e Discussões
• Contribuição teórica
• Contribuição social
• Contribuição prática
• Limitação do estudo
• Sugestões de pesquisas futuras
Conclusão
2. REFERENCIAL TEÓRICO
Este capítulo tem como objetivo apresentar os conceitos teóricos básicos sobre os temas abordados neste estudo.
2.1. TRANSPORTE DE CARGAS
Na antiguidade por falta de meios de transporte e estocagem de produtos as comunidades eram formadas no entorno dos mercados produtores, limitando-se a consumir o que elas mesmas produziam (BALLOU, 2004).
Na economia moderna o transporte é um processo importante, pois em sua totalidade as atividades são condicionadas a movimentação das pessoas ou dos produtos/serviços, ou seja, o desenvolvimento econômico é dependente do transporte. O transporte possibilita a locomoção dos trabalhadores, assim como o deslocamento da matéria-prima até o local de produção, a distribuição da produção, de bens, serviços e inclusive da própria tecnologia (TEDESCO et al. 2014).
Por meio da malha rodoviária e utilizando veículos como carretas e caminhões, o modal rodoviário é o mais utilizado no Brasil, mesmo apresentando desvantagens quanto a limitação de carga, e apesar de não ser o mais indicado para longas distancias, no Brasil é amplamente utilizado inclusive para transportes interestaduais, seja pela falta de outros modais viáveis ou pelas facilidades de manejo da carga e acesso fácil a quase todos os lugares (SOUZA; MARKOSKI, 2012).
O transporte rodoviário de cargas se expandiu junto com o desenvolvimento da indústria automotiva na década de cinquenta, aproveitando os preços competitivos dos combustíveis, consolidando-se como modal mais utilizado no transporte de cargas no Brasil e no Mundo, sendo responsável por aproximadamente 60% do transporte de cargas no Brasil (SOUZA; MARKOSKI, 2012).
Para o transporte de pequenos volumes e a curtas distancias o modal rodoviário normalmente torna-se competitivo, e para grandes volumes o modal
ferroviário é mais indicado que o rodoviário; tecnicamente o modal rodoviário é o ideal para coletas e entregas, principalmente para as chamadas pontas do transporte, ou seja, a movimentação da carga até as ferrovias, aeroportos e portos, e depois destes até o local de entrega (ARBACHE et al., 2011).
Na figura 2 é apresenta a matriz de transporte de cargas brasileira, em que se pode visualizar a importância do transporte rodoviário de cargas, que é responsável por 65% do deslocamento da produção no Brasil, em função de sua representatividade e percentual em relação aos outros modais de transporte(CNT, 2016).
Figura 2: Matriz Brasileira de transportes
Fonte: CNT (2016)
No Brasil para a realização do transporte rodoviário de cargas pode ser realizado pelo proprietário da carga ou por terceiros como atividade econômica, de acordo com a Lei n° 11.442, de 2007, para realização dessa atividade é necessária uma inscrição no Registro Nacional de transportadores de Cargas (RNTRC), esse registro é realizado pela ANTT.
O RNTRC divide em três categorias os transportadores rodoviários de cargas:
Autônomos (TAC), Transportadoras (ETC) e Cooperativas (CTC) (ANTT, 2019).
64,94%
19,98%
11,99%
3,00%0,10%
Matriz de Transporte Brasileira
Rodoviário Ferroviário Aquaviário Dutoviário Aéreo
A figura 3 apresenta a quantidade de veículos com registros ativos no RNTRC ao longo dos anos, sendo a quantidade total representada em linha cinza, em linha amarela estão representados apenas os veículos do TAC, em linha verde estão os veículos do ETC e em linha azul os veículos do CTC.
Figura 3: Quantidade de veículos registrados no RNTC por ano
Fonte: ANTT (2021)
2.2. INDÚSTRIA 4.0
Em 2011 na feira de Hannover, as indústrias alemãs lançaram um conceito denominado Indústria 4.0, que tinha como princípio a informatização da automação, visando a digitalização industrial. O objetivo deste novo conceito foi dar estrutura para inovações nos meios produtivos, possibilitar uma flexibilização da produção, aumento nos níveis de gestão e qualidade, tendo como base a integração de tecnologias, informações e comunicações, pela possibilidade de mudanças no paradigma industrial este conceito foi considerado como a quarta revolução industrial (SACOMANO et al., 2018).
Indústria 1.0 Introdução da
produção mecânica movida a agua
e vapor
1ª Revolução Industrial
Indústria 2.0 Produção em massa baseada
na divisão do trabalho e uso da eletricidade
2ª Revolução Industrial
Indústria 3.0 Automação da produção com
uso da eletrônica, TI e
robótica
3ª Revolução Industrial
Indústria 4.0 Produção baseada na utilização de sitemas ciber-
físicos
4ª Revolução Industrial
A Indústria 4.0 é uma estratégia que agrupa um conjunto de tecnologias de ponta, sendo considerada a quarta revolução industrial. A primeira revolução industrial se deu por meio da mecanização, a segunda pela eletrificação e a terceira pela informatização. A indústria 4.0 é caracterizada pela digitalização integrada à automação do ambiente fabril, além da criação de uma rede de comunicação digital entre produtos, chão de fábrica e todas as partes interessadas no negócio (DALLASEGA; RAUCH; LINDER, 2018). Na figura 4 temos uma ilustração dessas revoluções industriais e suas principais características.
Fonte: Adaptado de Pachinni et al. (2019)
A titulo de ilustração a figura 5 apresenta as datas de origens das tecnologias da indústria 4.0, mostrando que várias delas já vinham se desenvolvendo antes do lançamento da indústria 4.0.
Figura 4: Revoluções Industriais
Figura 5: Datas de origem das principais tecnologias da indústria 4.0
Fonte: IMAN (2019)
O termo "Indústria 4.0" compreende uma variedade de novas tecnologias para a digitalização e automação do ambiente de produção, bem como a criação de cadeias de valores digitais (OESTERREICH; TEUTEBERG, 2016). Isso abre novos horizontes para a indústria se tornar mais eficiente, modernizar processos e desenvolver produtos e serviços inovadores, aumentar a qualidade e reduzir o tempo para a entrega de produtos / serviços (OESTERREICH; TEUTEBERG, 2016).
Segundo Sacomano et al. (2018), dado o conceito da Indústria 4.0 ser recente, ainda não se pode ter uma estruturação definitiva, porém sugeriram a seguinte estrutura para a Indústria 4.0: (1) Elementos base ou fundamentais (Sistemas Ciber-Físicos, Internet das Coisas e Internet de Serviços), (2) Elementos estruturantes (Automação, Comunicação Máquina A Máquina, Inteligência Artificial, Big Data Analytics, Computação em Nuvem, Integração de Sistemas e Segurança Cibernética), e (3) Elementos complementares (Etiquetas RFID, Código QR, Realidade Aumentada, Realidade Virtual e Impressão 3D).
Enquanto muitos autores consideram as tecnologias habilitadoras como o ápice da indústria 4.0, Ivanov, Dolgui e Sokolov (2019) dão uma ênfase maior a flexibilização da produção e personalização da produção, no enfoque da Indústria 4.0. No contexto a flexibilização e personalização da produção, a logística e por consequência o transporte, tem um papel mais importante ainda.
Satyro et al. (2021) apresentam a indústria 4.0 como um processo baseado numa interação entre sistemas de produção, tecnologia de automação e tecnologia da informação, que capacitam uma interconectividade digital, com interação de dados e informações entre máquinas, equipamentos, rede de fornecedores, clientes e demais partes interessadas.
Pachinni et al. (2019) identificam vinte das principais tecnologias da indústria 4.0 conforme tabela 2.
Tabela 2 - Principais tecnologias da indústria 4.0
TECNOLOGIA DESCRIÇÃO
Big Data Grande quantidade de informações geradas num processo e disponíveis de forma organizada para análise
Robô Colaborativo Robô industrial que atua em sinergia com o operador humano
Simulação Reprodução virtual do ambiente ou processo industrial Integração Vertical Integração entre o chão de fábrica e a administração Integração Horizontal Integração entre toda a cadeia industrial
Internet das Coisas (IoT)
Objetos que podem enviar ou receber informações via internet
Segurança Cibernética Proteção das redes de internet
Computação em Nuvem Os servidores estão em locais desconhecidos do usuário
Manufatura Aditiva Processo de produção de objetos pela adição de material em camadas
Realidade Aumentada Sobreposição de objetos virtuais ao mundo real
Realidade Virtual Sensação de realidade provocada pelo uso de
tecnologias que simulam o mundo virtual dentro do mundo real
Sistema Cyber Físico Sistemas automatizados conectados via internet
RFID (Radio Frequency Identification) método de identificação com armazenagem e recuperação de dados à distancia
Inteligência Artificial Como base no aprendizado humano a máquina pode resolver ou sugerir resoluções de problemas ou tomadas de decisões
Internet de Serviços (IoS)
Serviços disponibilizados via internet
Computação Móvel Permite o acesso a informação em qualquer lugar, em qualquer equipamento.
Material Inteligente Materiais projetados para ter características que podem ser modificadas de forma controlada
Fabrica Inteligente Utilizam máquina conectadas com a internet e baseadas em sistema ciber-fisicos
Tecnologia de Informação e Comunicação
Meios utilizados para tratamento da informação e auxilio a comunicação
Tecnologias de Localização
Tecnologia que permite a geolocalização, pode utilizar a internet, radio frequência, gps, etc.
Veículos Autônomos Veículo para transporte de pessoas ou carga, sem utilização do ser humano para condução
M2M Comunicação ou transferência de dados entre máquinas
Fonte: Pacchini et al. (2019)
2.3. LOGÍSTICA 4.0 E TRANSPORTE 4.0
Lummus, Krumwiede e Vokurka (2001) definem a logística como o processo responsável por planejar, implementar e controlar de forma eficiente e eficaz todo o fluxo de entrada de bens e serviços numa empresa, assim como a movimentação de saída da empresa até o consumidor final, de forma a satisfazer as necessidades do cliente.
Davis-Sramek, Mentzer e Stank (2008) ainda salientam a influência da logística na satisfação do cliente, levando em consideração que os principais direcionadores da satisfação do cliente (preço, qualidade, variedade e prazo de entrega), sofrem impacto direto do processo logístico. Diversos estudos demostraram que os processos logísticos estão diretamente ligados ao grau de satisfação do cliente, ao nível de produtividade e inclusive ao sucesso ou fracasso de um negócio (ISLAM et al., 2013).
Até dois terços dos gastos com os processos logísticos de diversas empresas é empregado no transporte de cargas, tornando assim o transporte a parte mais importante da logística, o que exige que operadores logísticos se especializem em transporte e busquem a melhoria desse processo (BALLOU, 2008).
Novaes (2007) reforça a importância do transporte para a cadeia logística afirmando que os produtos fabricados pela indústria precisam ser transportados para os armazéns ou pontos de venda de seus clientes, assim como a matéria-prima precisa ser transportada até as fabricas, também enfatiza a importância do transporte para disponibilização de bens e para que uma população tenha acesso a produtos. A figura ilustra por meio de um diagrama a presença da logística e do transporte na indústria 4.0.
Figura 6: Diagrama da logística e transporte, inseridos na indústria 4.0
Fonte: Stevan Junior, Leme e Santos (2019)
Logística 4.0 é definido como um sistema logístico que utiliza tecnologias digitais da indústria 4.0, que é capacitado para o atendimento da demanda personalizada dos clientes, de forma sustentável, sem elevação de custos (WINKELHAUS; GROSSE, 2020).
Stevan Junior, Leme e Santos (2019) apontam a logística 4.0 como um conceito que teve origem a partir da quarta revolução industrial (indústria 4.0), que tem por fundamento o uso de tecnologia da informação e comunicação, e tem como objetivo o fornecimento e distribuição de produtos, além de apoiar a cadeia de suprimentos.
Tanto a produção da indústria quanto o transporte acompanham a solicitação dos clientes, uma vez que os anseios dos clientes mudam com o tempo, sendo natural que a produção, a logística e o transporte acompanhem as mudanças. Nesta era de personalização, em que cada vez mais o cliente busca produtos exclusivos, novas formas de produção, logística e transporte são solicitadas para o atendimento desta nova demanda, a fim de não se elevar os custos, sob o risco de se tornar menos competitivo no mercado (WEYER et al., 2015).
Strandhagen et al. (2017) afirmam que na literatura tem-se poucos estudos utilizando o termo Logística 4.0. Também identificam a logística 4.0, por algumas características: análise em tempo real de Big Data, robôs autônomos monitorados, inteligência artificial, comunicação efetiva em tempo real e sistemas de informação ininterrupta. Contudo, Timm e Lorig (2015) descrevem a Logística 4.0 como a mudança de uma logística que era orientada por hardware, para uma logística orientada por software.
Hofman e Rush (2017) reforçam a importância de se avaliar os reflexos da indústria 4.0 na logística e transporte, uma vez que é papel dos sistemas logísticos a distribuição e transporte das quantidades certas, no tempo e lugar correto e com a qualidade requerida.
Matera (2012)aponta a falta de estrutura dos demais modais no Brasil, como uma garantia de mercado ao transporte rodoviário de cargas, o que garante a demanda e justifica investimentos em inovações no setor.
Franceschini (2016) enfatiza que pela necessidade de troca de informações constantes entre a fabricação e a logística, sobre as demandas, o abastecimento e sobre a produção em si, a fim de que o pedido seja atendido da forma exata, é necessário que os processos logísticos acompanhem as inovações da indústria.
Toda integração desde a produção, transporte, distribuição dos produtos nos pontos de venda, até a apresentação do produto ao cliente, é essencial para se manter no mercado, considerando as compras pela internet, todo o processo logístico mais rápido e eficiente, e uma maior exigência dos clientes (CARMONA, 2017).
Fisher (2016) afirma que para se enquadrar neste novo mercado que evoluiu com muita rapidez, devido ao novo perfil dos clientes, é necessário investir em tecnologia para estar no mesmo nível das indústrias.
Para Tonelli et al. (2016) a indústria 4.0 apresenta a possibilidade de um nivelamento mundial tanto de operações, quanto de custos, tornando possível circunstâncias logísticas antes impensáveis. Ainda enfatiza que o grande obstáculo atualmente é a integração das operações logísticas, por sua diversidade de sistemas e distinção entre eles.
2.4. CONCEITOS E TECNOLOGIAS DA INDÚSTRIA 4.0, QUE JÁ ESTÃO SENDO APLICADOS AO TRANSPORTE DE CARGAS.
Nota-se através de publicações e mídias, uma adesão cada vez maior das indústrias ao conceito de indústria 4.0, e com a digitalização de seus processos, para acompanhar o mercado as empresas de transporte e os operadores logísticos são obrigados a seguir rumo a transformação digital. Em comparação com países que por meio de utilização das novas tecnologias já se encontram em um estágio mais avançado de implantação da indústria 4.0, as transportadoras e operadores logísticos precisam percorrer uma longa jornada, para se adequarem à realidade da quarta revolução industrial (LUIS, 2021).
O avanço da tecnologia e a digitalização já atingem até setores considerados mais básicos da população, como o dos caminhoneiros no Brasil. Um estudo realizado pela CNT apontou que 91,2% dos motoristas de frota e 86,1% dos motoristas autônomos, fazem uso de tablet, notebook ou smartphone, acessando a internet diariamente, tanto para fins profissionais, como também para acompanhamento das redes sociais (COZER, 2020).
Silva e Kawakame (2019) apresentam como principais inovação aplicáveis ao transporte de cargas:
Os Sistemas de Gerenciamento de Transportes (TMS) apresentam uma visão integrada de todos os processos logísticos, calculando frete e fornecendo relatórios de performance de todas as transportadoras cadastradas, conforme ilustrado na figura 7.
Figura 7: Diagrama TMS (Transport Manager Sistem)
Fonte: Transportemoderno.com.br (2017).
Monitoramento de cargas, rastreando os veículos de transporte por satélite, com monitoramento da rota de entrega, auxiliando na roteirização, fornecendo informações de posicionamento geográfico, situação do trânsito, clima e sugerindo melhores rotas.
Veículos autônomos, dotados de inteligência artificial, que se comunicam entre eles, com resposta rápida a ocorrências. Também (conforme figura 8) utilizados internamente para movimentação de cargas nos armazéns.
Utilização de drones (conforme figura 9) para entregas de curta distância.
Figura 8: Empilhadeira Inteligente
Fonte: Jungheinrich.haein (2020).
Figura 9: Drone realizando entrega
Fonte: Senior.com (2019).
A figura 10 apresenta um drone realizando o inventario em estruturas porta paletes dentro de um armazém da empresa DHL na Espanha, o projeto utiliza um modelo de drone DJI Phantom 3 Professional, possui autonomia de 23 minutos de voo e conta com tecnologias como gravação de vídeo 4K. Neste projeto foi possível inventariar mais de 10.330 paletes, com produtividade de mais de 600 paletes por hora, identificando itens corretos e também apontando os incorretos (TILVES, 2017).
Figura 10: Aferição de inventario com utilização de drone
Fonte: TILVES (2017).
Duarte (2017) cita o exemplo de aplicação das tecnologias da indústria 4.0 na Coréia do Sul, onde estradas já contam com monitoramento online, e com base nas condições do trânsito são feitas sugestões das melhores rotas para os motoristas, as pesagens das carretas são realizadas sem necessidade de parada do veículo, e a gestão das rodovias e de transporte público rodoviário é feita de forma automatizada.
Apesar de tanto na literatura quanto na mídia o termo “transporte 4.0” ainda ser pouco usado, já temos alguns exemplos de inovações com a aplicação de conceitos e tecnologias da indústria 4.0:
Hoffman, Lusanga e Bhero (2013) descrevem um sistema de lacres de caminhão dotados de etiquetas RFID, em que é possível com bastante agilidade a identificação do caminhão, motorista e carga nos postos de fronteira, agilizando processos da alfândega.
Cho et al. (2006) apresentam um sistema monitoramento e acionamento de ações de contingencias para transporte de produtos perigosos, onde no compartimento de cargas do caminhão é instalado um sistema que monitora a condições do ambiente, como temperatura, presença de gases etc., e ainda permite
o acionamento remoto de medidas de contingência, como acionamento de extintor, sistema de exaustão e envio de comunicação a base.
Castro, Jara e Skarmeta (2011) demostram a aplicação de etiqueta de RFID direto em bolsas de sangue, para monitoramento do transporte rodoviário, assim é realizado um monitoramento da temperatura da bolsa de sangue em tempo real, além de informação de localização geográfica da mesma, permitindo uma previsão mais assertiva do momento de chegada no local de uso e dando maior garantia das condições do transporte.
Kovavisaruch et al. (2008) apresentam um estudo sobre a inserção de capsulas de RFID em pneus de caminhão, agilizando o processo de gestão de pneus, com uma coleta de dados de utilização dos pneus de forma rápida.
Em seu estudo Moreno et al. (2012) mostram um processo de distribuição de medicamentos em farmácias, onde a van é equipada com um sistema de RFID. Ao encostar na doca de carregamento, recebe por wi-fi as informações de entrega, cada contêiner de cada destinatário contém uma tag com as informações de entrega, essas informações são recebidas pela van automaticamente durante o carregamento de cada contêiner. O sistema permite que a própria van gerencie a rota e as entregas, cabendo ao motorista apenas descarregar, caso seja descarregado contêiner errado o próprio sistema da van emite alerta.
O trabalho de Zacharewicz et al. (2011) apresenta uma simulação de roteirização de transporte de carga com base em informação do produto, inseridas via RFID, em que a roteirização das entregas é gerada com as informações extraídas do próprio produto por meio das etiquetas de RFID, com informações relativas à localização geografia, condições especiais de acomodação, data de validade, destino etc.
Andziulis et al. (2012) apresentam um estudo de monitoramento multimodal, por meio de sensores instalados dentro do contêiner que realizam o monitoramento de eventual abertura do container durante o transporte, além de monitorar condições internas como: temperatura, luz, umidade, pressão, radiação, vibração etc.
Wang, Na e Zhang (2010) descrevem um sistema que permite o monitoramento de produtos agrícolas da cadeia de frio, monitorando temperatura e
umidade, assim como dados de origem do produto, como origem, produtor, data e horário de coleta etc.
Liu, Su e Zhang (2010) apresentam um sistema de comunicação inteligente e monitoramento de cargas utilizado na coleta e distribuição de carvão, gerando mais eficiência no transporte e uma comunicação eficaz entre: mineradora, ferrovias, portos, companhias de navegação e clientes.
A Revista Mundo Logística (2021) apresenta uma tecnologia de biometria facial em que um link é enviado via WhatsApp ou SMS para o motorista e por meio desse link ele realiza uma biometria fácil, pelo próprio celular, com o intuito de evitar um crime muito comum no transporte de grãos, que consiste em golpistas que se passam por motoristas para retirada da carga, efetuando assim o roubo da mesma.
O site Questtono.com (2021) apresenta um boné anti-sono para caminhoneiro, com utilização de tecnologia IoT, trata-se de um dispositivo em formato de boné com vários sensores capazes de identificar a fadiga do motorista e enviar sinais sonoros e visuais avisando ao caminhoneiro que ele deve descansar na parada mais próxima.
2.4.1. Identificação por radiofrequência – RFID
A tecnologia do RFID é antiga, já tendo sido utilizada desde a segunda guerra mundial, em que foi aplicada para identificar se o avião que retornava do front de guerra era aliado ou inimigo (SPEKMAN; SWEENEY, 2006).
A função dos radares era principalmente alertar a aproximação de aeronaves, para que fosse possível uma preparação de defesa contra um possível ataque inimigo, mas os radares sozinhos não conseguiam identificar se os aviões eram de aliados ou de inimigos
Durante a segunda guerra mundial, o exército do Eixo (liderado pela Alemanha, Itália e Japão) e o exército dos Aliados (liderados pela França, Inglaterra, Estados Unidos e União Soviética) já utilizavam radares em seus aviões, mas o radar não conseguia diferenciar um avião amigo de um inimigo, desta forma um grupo de estudo britânico liderado por Robert Alexander Watson-Watt, desenvolveu
o Identify Friendor Foe (IFF), onde transmissores instalados nos aviões retornavam um sinal ao receber um sinal emitido pelo radar.
Com base nesse sinal retornado pelos aviões, era possível identificar se o avião era amigo ou inimigo (BANZATO, 2005). Por isto os britânicos foram considerados os desenvolvedores dos princípios do RFID, para identificar aeronaves amigas quando do retorno de missões aéreas, às suas bases, sendo assim, considerado o primeiro sistema passivo de RFID (UFRJ, 2016).
Por sua vez, conforme ilustração da figura 11 os britânicos descobriram que se os seus pilotos girassem seus aviões quando estivessem retornando à base, iriam modificar o sinal de rádio, que seria refletido de volta ao radar e, portanto, usavam esse método para sua identificação pelas suas bases, dado o comportamento único (UFRJ, 2016).
Figura 11: Técnica britânica usada como RFID passivo
Fonte: UFRJ (2016)
O RFID possibilita a rápida identificação de objetos, comparando as informações coletadas do objeto com as informações previamente inseridas em um banco de dados (CHEN; TU; JWO, 2010). O RFID permite a comunicação imediata com diversos objetos, sem a necessidade de contato, possibilitando reconhecimento instantâneo e coleta de informações, melhorando o sistema de rastreabilidade, a
troca de informações entre a rede de fornecedores, permitindo assim, inventários mais precisos (NGAI et al., 2008).
Conforme esquematizado na figura 12, Ma (2014) considera o código de barras eletrônico como a primeira geração da do RFID, na segunda geração o RFID passa a ser regravável e anticolisão, na terceira geração é inserido no RFID o microprocessador acrescentado inúmeras funções, criando-se funções de detecção, depois incorpora-se sensores para conexão sem fio, isso acaba possibilitando os objetos inteligentes e quando cada objeto se torna inteligente comunicando-se entre si, tem-se a Internet das coisas (Internet of Things – IoT, em inglês).
Figura 12: Evolução do RFID
Fonte: Adaptado de (Ma, 2014).
Nas figuras 13 e 14 é mostrado o esquema básico do funcionamento do RFID.
O RFID sendo uma das tecnologias habilitadoras da indústria 4.0 (I 4.0) e pré- requisito para o IoT, é formada basicamente por um microchip que tem conexão com uma antena, um emissor e receptor de ondas de rádio e um middleware que faz a ligação entre o hardware RFID e os aplicativos (NGAI et al., 2010).
Figura 13: Esquema de funcionamento do RFID
Fonte: Próprio autor.
Figura 14: Exemplo de etiqueta de RFID
Fonte: portalconstrucaofacil.com (2020)
Com a utilização do RFID é possível a realização de operações com mais eficácia, com uma previsão mais assertiva, redução dos custos operacionais e, redução do tempo de transporte, melhorando o nível de serviço e de atendimento (ROH; KUNNATHUR; TARAFDAR, 2009).
Wu et al. (2011) afirmam que com a utilização do RFID é possível ter uma melhoria no desempenho dos negócios em diversos setores, tanto no setor
produtivo, como na distribuição e no varejo. Com a melhoria e utilização de tecnologias inovadoras de informação e comunicação, como RFID, são abertas inúmeras perspectivas para empresas, possibilitando ferramentas para a concorrência no mercado global (BACH; ZOROJA; LOUPIS, 2016).
2.4.2. Internet das Coisas
Zhong et al. (2017) apontam diversas tecnologias essenciais para a I 4.0, entre elas, a IoT que diz respeito a integração do mundo por meio de redes, em que diversos objetos são equipados com sensores, atuadores, ou qualquer dispositivo eletrônico que permita uma conexão com uma rede, permitindo uma troca de informações.
Ahuett-Garza e Kurfess (2018) complementam citando a IoT, como uma tecnologia que possibilita a conexão entre sensores, pessoas, maquinas e dispositivos moveis, possibilitando a comunicação entre sistemas de diferentes organizações, tanto em redes internas como externas, facilitando o acesso às informações.
A IoT, pode ser definida como uma rede operacional interconectada, formada por dispositivos dotados de capacidade de detectar e atuar, trocando informações entre eles e fornecendo informação para toda a rede e para os sistemas de gestão dessa rede, permitindo uma diversidade de novas aplicações (GUBBI et al., 2013).
Madakam, Ramaswamy e Thipathi (2015) apresentam a IoT como a revolução das tecnologias, que é responsável tanto pelo futuro das comunicações, como da própria computação. Ainda enfatizam que a IoT vai identificar, comunicar, controlar e automatizar cada objeto de forma individual, mas reforçam que essa revolução depende da inovação em diversas áreas do conhecimento, como sensores sem fio e nanotecnologia.
Segundo Madakam, Ramaswamy e Tripathi (2015) o primeiro registro de IoT foi uma máquina de venda automática da Coca-Cola instalada na Carnegie Melon University por volta de 1980, quando alguns funcionários que trabalhavam muitos andares acima do piso onde se encontrava a máquina, desenvolveram um programa que se conectava com a máquina, informando se havia ou não refrigerante na máquina caso decidissem descer até ela.
RFID foi o ponto de partida para a IoT (LI; YU, 2011). O IoT foi inspirado pela comunidade RFID, que visualizavam a ideia de se etiquetar um objeto e através
dessa etiqueta acessar informações sobre esse objeto na Internet ou em um banco de dados (WANT, 2006).
Stevan Junior, Leme e Santos (2019) citam várias melhorias possíveis para o setor de transporte de cargas, por meio da aplicação do IoT: como a economia de combustível, utilizando roteirização inteligente em tempo real, evitando as vias com trânsito mais intenso; monitoramento de temperatura em tempo real para produtos da rede de carga fria; gerenciamento de frota com otimização de cargas e rotas.
A figura 15 representa de forma simplificada a utilização da IoT numa estrutura de transporte 4.0.
Figura 15: Diagrama mostrando a internet das coisas no transporte 4.0
Fonte: Stevan Junior, Tejan Junior; Leme; Santos, 2019).
2.4.3. Big data
Mesmo com a grande utilização do termo “BIG DATA” por diversas áreas, ainda não existe um consenso quanto a sua definição, isso se deve em grande parte a rapidez do desenvolvimento de tecnologias de comunicação, onde a princípio o
Big data era medido em terabits e menos de uma década após sua medição já era em petabytes (1024 terabytes) (ATTOH-OKINE, 2014).
Normalmente a utilização do BIG DATA pode ser dividido em três fases: a extração de dados na origem, a ordenação desses dados e a disponibilização desses dados já em forma de conhecimento estruturado (QI, 2020).
Wamba et al. (2015) caracterizam a Big Data por 5Vs: volume de dados, variedade de dados, velocidade da transmissão de dados, veracidade dos dados e valor dos dados.
Frovost e Fawcett (2013) explicam a Big Data detalhando em dois macro- processos, que podem ser classificados em Big Data Analytics (BDA) e Big Data Management (BDM). O BDM tem como objetivo a coleta de dados, processamento prévio, armazenagem e compartilhamento, funções essenciais para a implementação de BDA, já o BDA é responsável pela interpretação e fornecimento do conhecimento.
Vailaya (2012) aponta a grande utilização do Big Data na web, e cita como exemplo a análise de redes sociais, em que se avalia o perfil do usuário com base no seu comportamento na rede, podendo assim direcionar campanhas publicitarias, planejar demandas, otimizando o conteúdo e recomendações.
A figura 16 apresenta um diagrama que exemplifica algumas entradas e saídas do Big Data.
Figura 16: Diagrama explicativo do Big Data
Fonte: Adaptado de Stevan Júnior, Leme e Santos (2019).
2.4.4. Computação em Nuvem
Em virtude das novas tecnologias de comunicação e transmissões de dados cada vez mês rápidas, grandes empresas especializadas no armazenamento e disponibilização de dados, podem oferecer o serviço que para o usuário aparece apenas como um serviço virtual, podendo armazenar e acessar seus dados de qualquer lugar com facilidade e rapidez (STEVAN JUNIOR; LEME; SANTOS, 2019).
Xu (2012) aponta a junção do IoT e computação em nuvem como a principal tendência tecnológica utilizada nos negócios que estão reinventando as empresas globalmente.
o que são?
• Dados de sensores
• Codigo de barras/ QR CODE / RFID
• Relátorios/ instruções de trabalho
• Imagens/ vídeos
• Banco de dados
Utilização
•Análise de dados
•Armazenamento
•Processamento de dados
Origem
•Saúde e esportes
•Entreterimento/jogos/redes sociais
•Finanças
•Comércio
•Recursos naturais e agricultura
•Gestão e segurança pública
•Energia e consumo
•Educação
•Manufatura/indústria
•Logística e transporte
O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologias (NIST) define computação em nuvem como ''um modelo para permitir o acesso onipresente, conveniente e sob demanda à rede com um leque compartilhado de recursos de computação configuráveis (por exemplo, redes, servidores, armazenamento, aplicativos e serviços), conforme ilustrado na figura17, que podem ser rapidamente provisionados e lançados com mínimo esforço de gerenciamento ou serviço de interação do provedor" (MELL; GRANCE, 2009). Quando se fala em computação em nuvem, tudo pode tornar-se serviço, tanto o software, como a plataforma e a infraestrutura, esses serviços são definidos numa estrutura de sistema por camadas (XU, 2012).
Figura 17: Diagrama de computação em nuvem
Fonte: lwtsistemas.com.br (2017)
2.4.5. Veículos Autônomos
Há evidências midiáticas de testes com caminhões autônomos realizando transporte de cargas em vias públicas, conforme ilustrado na figura 18, em modelos em que um reboque tradicional movimenta a carreta até um local a margem de rodovias, onde é realizado o engate em reboques autônomos, que realiza todo o trajeto em rodovias, até um outro ponto de início de trafego urbano, onde novamente é realizada a troca de reboques, quando um reboque tradicional (tripulado) realiza a
rota urbana. Neste modelo intermodal, onde o veículo autônomo trafega apenas por rodovias, remove-se o maior desafio, que é o tráfego em áreas urbanas (MONIOS;
BERGQVIST, 2019).
Figura 18: Representação de veículos autônomos
Fonte: computerworld.com.br (2020)
2.4.6. Inteligência Artificial
Ongsulle (2017) define a inteligência artificial como a inteligência identificada nas máquinas, ilustrada na figura 19. Ainda aponta que a área da ciência da computação que pesquisa a inteligência artificial é definida como o estudo de agentes inteligentes, que são objetos capazes de interagir com o ambiente, sentindo o ambiente e respondendo de forma a atingir algum objetivo pré-programado.
Alguns exemplos de inteligência artificial, são o reconhecimento e entendimento da voz humana, competição em jogos de estratégia como xadrez, veículos autônomos, reconhecimento de pedestres para a direção de veículos autônomos, criação de rotas inteligentes para entregas na logística, simulações estratégicas em campos militares, detecção, manipulação e movimentação de objetos, intepretação de dados e aprendizagem de máquinas (RUSSELL; NORVIG, 2009).
A aprendizagem das máquinas é uma área da ciência da computação que estuda capacitar os computadores a aprender algo que não foi previamente programado, com base em estudos de reconhecimento de padrões e teorias de aprendizagem computacional (WERNICK et al., 2010).
A computação utiliza a aprendizagem de máquinas em diversas áreas onde a programação e designs tradicionais seriam mais difíceis ou pouco viáveis, como programação de filtragem de e-mails, detectores de intrusos em redes privadas, violação de dados, reconhecimento de caracteres etc. (WERNICK; YANG, 2010).
Outro grande campo de utilização da inteligência artificial é o de analise preditiva, onde por meio de grande quantidade de estatísticas, aprendizagem de máquinas e analise dados de acontecimentos atuais e do passado, faz-se previsões acerca de acontecimentos futuros e ainda desconhecidos, (KHALID;
ABDELWAHAB, 2016). Ainda apontam o uso no mundo dos negócios, com a criação de modelos que cruzando diversas informações possibilitam uma avaliação de risco (DENG; YU, 2014).
Figura 19: Inteligência artificial
Fonte: mercadobinario.com.br (2020)
A tabela 3 apresenta um resumo de aplicações de conceitos e tecnologias da indústria 4.0, aplicados ao transporte de cargas, que já foram citadas na literatura ou na mídia.
Tabela 3: Conceitos e tecnologias da indústria 4.0, já aplicados ao transporte de cargas.
Conceitos e tecnologias da indústria 4.0 que já estão sendo aplicados ao transporte de cargas
Referências
TMS (sistema de gerenciamento de transporte). SILVA; KAWAKAME, 2019 Monitoramento de veículos via satélite. SILVA; KAWAKAME, 2019 Veículos autônomos, com inteligência artificial. SILVA; KAWAKAME, 2019 Drones para entregas de curta distância. Senior.com, 2019 Monitoramento das rodovias, com sugestão de
melhores rotas.
DUARTE, 2017
Pesagem automática das carretas. DUARTE, 2017
Lacres de carretas com RFID, contendo informações do veículo, carga e motorista.
HOFMANN; RÜSCH, 2017
Monitoramento de cargas perigosas com
possibilidade de acionamento de contingências.
CHO, et al. 2006
Monitoramento de bolsas de sangue com aplicação de etiqueta RFID direto na bolsa.
CASTRO; JARA; SKARMETA, 2011 Monitoramento de pneus de caminhão com
inserção de capsulas de RFID.
KOVAVISARUCH;
LERTUDOMTANA;
HORUNGRUANG, 2008 Distribuição de medicamentos com monitoramento
da carga, do veículo e posicionamento geográfico da entrega de cada carga.
MORENO, et al. 2012
Roteirização de entregas com base em informação inseridas no produto via RFID.
ZACHAREWICZ;
DESCHAMPS; FRANCOIS,
2011 Monitoramento multimodal por meio de sensores
dentro do contêiner, monitorando também as condições internas do contêiner.
ANDZIULIS, et al. 2012
Monitoramento de produtos da cadeia de frio, com controle de temperatura e informações de origem dos produtos.
WANG; NA; ZHANG, 2010
Sistema de monitoramento e comunicação eficiente entre toda a cadeia de distribuição de carvão.
LIU; SU; ZHANG, 2010
Reconhecimento de motorista por biometria facial. REVISTAMUNDOLOGISTICA, 2021 Boné antisono, que detecta sinais de fadiga e emite
alertas ao motorista.
QUESTTONO.COM, 2021
Drones para realização de inventario em estruturas porta paletes.
TILVES, 2017
Empilhadeira inteligente, autônoma. JUNGHEINRICH.HAEIN, 2020 Vans equipadas com robôs para entregas e coletas AUTOMOTIVEBUSINESS, 2017 Comboio virtual, em que três carretas autônomas
seguem uma carreta tripulada.
AUTOMOTIVEBUSSINESS, 2017
3. METODOLOGIA
O proposito deste capítulo é apresentar a metodologia utilizada para a construção do estudo, com o intuito de responder à questão de pesquisa e atingir os objetivos específicos citados no item 1.2.2.
Segundo Nakano e Fleury (1997) denomina-se metodologia de pesquisa o conjunto aptidões essenciais e conceitos gerais apropriados para a construção da pesquisa cientifica, possibilitando a seleção de dados, procedimentos, pontos de vista e decisões pertinentes ao tema estudado.
Figura 1: Tipos de pesquisa cientifica.
Fonte: Adaptado de Prodanov e Freitas (2013)
De acordo com o objetivo principal esperado do trabalho de pesquisa pode-se dividir as pesquisas em três grupos distintos: pesquisas exploratórias, pesquisas descritivas ou pesquisas explicativas (GIL, 2008).
Classificação quanto a natureza
Pesquisa Básica
Pesquisa Aplicada
Classificação quanto ao
objetivo
Pesquisa Exploratória
Pesquisa Descritiva
Pesquisa Explicativa
Classificação quanto aos Procedimento
s
Pesquisa de Campo
Estudo de Caso Pesquisa Experimental
Pesquisa Bibliográfica
Pesquisa Documental
Pesquisa- Ação
Pesquisa Participante
Pesquisa Ex-Post-Facto
Figura 20: Tipos de pesquisa cientifica
Estudo de Campo Estudo de Levantamento
