Indústria 4.0: implementação em uma indústria de rodas

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Revista ENIAC Pesquisa, Guarulhos (SP), V.9, n.1, fev.- jul. 2020.

4 INDÚSTRIA 4.0: IMPLEMENTAÇÃO EM UMA INDÚSTRIA DE RODAS

INDUSTRY 4.0: IMPLEMENTATION IN A WHEELED INDUSTRY

Recebimento: 21/05/2019 - Aceite: 28/12/2019 - Publicação: 28/02/2020 Processo de Avaliação: Double Blind Review

Jorge Eduardo Ribeiro 1

Graduado em Engenharia Elétrica pelo Centro Universitário Eniac (ENIAC) jorge.ribeiro@cerseg.com.br

Sergio Rodrigues Vitoriano

Graduado em Engenharia Elétrica pelo Centro Universitário Eniac (ENIAC) sevitoriano@gmail.com

João Carlos Lopes Fernandes

Doutor em Engenharia Biomédica na área de Tecnologias Computacionais pela Universidade de Mogi das Cruzes

Núcleo de Pesquisa Eniac, Centro Universitário Eniac (ENIAC) joao.carlos@eniac.edu.br

Renato de Brito Sanchez

Doutorado em andamento em Engenharia Biomédica pela Universidade de Mogi das Cruzes (UMC)

Mestre em Engenharia Mecânica pela Fundação Educacional Inaciana Padre Sabóia de Medeiros (FEI)

Núcleo de Pesquisa Eniac, Centro Universitário Eniac (ENIAC) renatobritosanchez@gmail.com

RESUMO

Esta pesquisa buscou compreender os conceitos da Indústria 4.0 e como está ocorrendo sua implementação no processo produtivo em uma indústria de rodas. A organização estudada é uma empresa multinacional pertencente a uma companhia que atua em catorze países e é líder mundial na produção de rodas automotivas. Foi realizada uma entrevista semiestruturada com o responsável da área de engenharia de desenvolvimento. Os resultados encontrados indicam que o modelo da Indústria 4.0 será integrado aos poucos na economia brasileira e que embora hoje existem muitos desafios, como por exemplo a própria estrutura econômica brasileira, o pouco conhecimento sobre as tecnologias digitais e a estrutura das

1 _{Autor para correspondência: Centro Universitário Eniac (ENIAC)):}_{Rua Força Pública, 89 Centro,}

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5 empresas na questão de investimentos, os resultados esperados são absolutamente positivos e atrativos no que tange ao aumento de produtividade, redução de custos, desenvolvimento de novos produtos e mercados e muito mais atraentes quando se transporta estes valores para a economia do país. As contribuições oferecidas por esta pesquisa são a constatação do processo de implementação da Indústria 4.0 bem como quais os benefícios esperados e desafios encontrados por uma organização que é líder em seu segmento e utilização deste estudo como material de apoio para outros acadêmicos e profissionais interessados no tema Indústria 4.0.

Palavras-chave: Indústria 4.0; Quarta Revolução Industrial; Manufatura avançada.

ABSTRACT

This research sought to understand the concepts of Industry 4.0 and how it is occurring its implementation in the production process in a wheeler industry. The organization studied is a multinational company owned by a company that operates in fourteen countries and is the world leader in the production of automotive wheels. A semi-structured interview was conducted with the development engineer. The results indicate that the Industry 4.0 model will gradually be integrated into the Brazilian economy and that although today there are many challenges such as the Brazilian economic structure, the lack of knowledge about digital technologies and the structure of companies in the investment issue, the expected results are absolutely positive and attractive in terms of productivity increase, cost reduction, development of new products and markets and much more attractive when these values are transported to the country's economy. The contributions offered by this research are evidence of the implementation process of Industry 4.0 as well as the expected benefits and challenges encountered by an organization that is leader in its segment and use of this study as support material for other academics and professionals interested in the topic Industry 4.0.

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6 1. INTRODUÇÃO

O cenário econômico está cada vez mais competitivo e instável, e a organização que permanece em sua área de conforto sem atentar-se ao ambiente em que está inserida está a princípio de sua ruína (ALVES et al. 2013).

A competitividade gera o aumento da concorrência, o que faz as empresas formulem estratégias a fim de manter suas operações (HERNÁNDEZ; CARDENAZ; CAMPOS; 2016). Para Benedicto, Lames e Bittencourt (2015), o diferencial de uma empresa neste ambiente altamente competitivo é o desenvolvimento de estratégias capazes de manter sua sobrevivência por meio da resolução de problemas e de um planejamento que a faça enxergar os fatores incertos, bem como novas oportunidades.

É neste contexto que surge a Indústria 4.0, ou Quarta Revolução Industrial. A Indústria 4.0 oferece novas tecnologias como a automação, inteligência artificial, computação em nuvem, sistemas cyber físicos, internet das coisas e internet dos serviços, que estão mudando todo o sistema econômico.

Essas tecnologias farão com que máquinas e insumos interajam ao longo do processo industrial, trazendo flexibilidade, autonomia e integração. Essa integração vai além da produção e distribuição, alcançando as variadas etapas de da cadeia de valor: do desenvolvimento do produto até o pós-venda.

De acordo com Daudt e Willcox (2017), as empresas devem adaptar-se a novos modelos de negócios para aproveitarem as oportunidades trazidas pelas novas tecnologias, conseguindo, assim, responder prontamente às demandas, uma vez que a produção digital permite flexibilidade e redução no processo.

Sendo assim, esta pesquisa analisa as tecnologias e o processo de implementação da Indústria 4.0 em uma indústria de rodas bem como os benefícios esperados por seus gestores, justificando-se pela importância das organizações se adequarem às mudanças impostas por este conceito para atingir seus objetivos de forma eficaz, pois é indiscutível que essas tecnologias, embora aplicadas em pequena escala, em um curto espaço de tempo serão indispensáveis não só no segmento industrial, mas em diversos outros segmentos do mercado.

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7 2. REFERENCIAL TEÓRICO

Drombrowski e Wagner (2014) explicam que uma revolução industrial abrange drásticas mudanças nas esferas econômica, social e política, sendo essas mudanças que acompanhamos ao longo do tempo com o avanço das inovações tecnológicas.

A Primeira Revolução Industrial ocorreu no fim do século XVIII e foi caracterizada pelo surgimento da máquina a vapor, pois anteriormente a produção era totalmente artesanal, e essa troca para a produção fabril elevou substancialmente a produção. A Segunda Revolução Industrial aconteceu em meados do século XIX e trouxe a descoberta de novas fontes de energia bem como formas de utilizá-las, a substituição do ferro pelo aço, produção em massa e meios de comunicação. Já a Terceira Revolução Industrial, conhecida como Revolução Digital, teve início em meados da década de 1970 e foi marcada pelo avanço de tecnologias e informática.

Atualmente ocorre desenvolvimento da Quarta Revolução Industrial, também chamada de Indústria 4.0, que compreende, segundo Brito (2017), a automação, sistemas cyber físicos, internet das coisas e internet de serviços. A figura 1 ilustra as 4 gerações.

Figura 1 - Revoluções Industriais

Fonte: Citisystem, 2019.

O termo Indústria 4.0 abrange tecnologias como computação em nuvem, inteligência artificial e sensores sofisticados, que, quando combinadas, unirão o mundo físico e virtual, transformando totalmente o setor da indústria (MARTINS, 2016).

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8 De acordo com Oliveira e Simões (2017), a Indústria 4.0 conecta a tecnologia da informação e a automação para tornar o processo produtivo mais eficiente, informatizando a indústria e objetiva a criação de fábricas inteligentes com processos produtivos totalmente integrados e digitalizados, dando autonomia e eficiência para a produção.

A manufatura avançada surge com este processo totalmente digitalizado que abrange a integração do mundo físico e digital. A Confederação Nacional da Indústria – CNI (2016) afirma que a manufatura avançada é a conectividade da máquina com o do processo industrial.

Segundo Manyika et al. (2012), o mundo está diante de uma nova era de fabricação e alguns fatores são muito importantes: demanda direcionada para países emergentes por conta da elevada taxa de crescimento, aumento da demanda de produtos fragmentados, aumento do valor agregado dos serviços, pressão sobre sustentabilidade e eficiência nos processos.

Lindqvist e Neumann (2017) afirmam que, por meio da internet das coisas, peças do dia a dia são programadas para tornarem-se impulsionadores de inovação.

Este conceito alega que internet não é apenas uma rede global de comunicação, é também uma solução que permite a comunicação eletrônica de dispositivos e ambientes ao seu redor. A combinação de tecnologias, sensores, processadores, computação em nuvem, conectividade sem fio torna possível essa inovação (ZUIN e ZUIN, 2016)

2.1. DESAFIOS DA INDÚSTRIA 4.0 NO BRASIL

O governo brasileiro enxerga que existem grandes desafios para a implementação da Quarta Revolução Industrial, sendo que, de médio a longo prazo, a integração das novas tecnologias em uma estratégia para o desenvolvimento da indústria brasileira será primordial para competitividade do país para beneficiar a sua participação nas cadeias globais de valor (CNI, 2016).

Segundo a FIESP (2018), o Brasil entrou tarde na discussão da Indústria 4.0, que se iniciou nos países desenvolvidos em 2011, e foi afetado pelo momento da crise econômica, mas admite que ainda há tempo das empresas brasileiras se introduzirem na 4° Revolução Industrial.

Conforme a Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI), a Indústria 4.0 é uma grande oportunidade para o país embora enfrente desafios, como:

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9  Queda de produtividade da indústria entre 2006-2016;

 Redução da participação da indústria no PIB entre 1985-2016 em aproximadamente 10% devido aos novos modelos de negócios trazidos pela tecnologia e alterações na estrutura produtiva;

 O Brasil perdeu competividade segundo o Índice Global de Competitividade da Manufatura, em 2010 ocupava a 5ª posição e em 2016 ocupava a 29ª posição;

 O Brasil tem caído no ranking de inovação (crescimento da produtividade, investimentos em pesquisa e desenvolvimento (P&D), educação, exportações de produtos de alta tecnologia).

2.2. BENEFÍCIOS DA INDÚSTRIA 4.0

A ABDI prevê que a Indústria 4.0 culminará em uma modificação significativa no processo fabril, e que a migração dos processos reduzirá os custos em aproximadamente R$ 73 bilhões por ano (ganho de eficiência de R$ 34 bilhões/ano, R$ 31 bilhões/ano em redução de custo com manutenção de máquinas e ganho de 7 bilhões/ano com a economia de energia).

Os principais benefícios gerados pela 4ª Revolução Industrial são:  Redução de custos

 Produtividade

 Controle do processo produtivo  Customização da produção

Segundo a CNI (2016), a Accenture prevê um impacto no PIB brasileiro de aproximadamente US$ 30 bilhões até 2030 e afirma ainda que os benefícios ultrapassam o chão de fábrica, resultando em maior flexibilidade do processo fabril, redução de prazo de lançamento de novos produtos, aumento de eficiência, possibilidade de as empresas interagirem em uma cadeia global e a customização em massa de produtos de acordo com as necessidades de diferentes consumidores por meio da comunicação instantânea.

Essa customização em massa é uma das marcas desta manufatura avançada e será viabilizada por meio da flexibilidade do desenvolvimento de sistemas de automação

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10 extremamente flexíveis e da intercomunicação na cadeia produtiva. Dentre os ganhos descritos, a CNI ainda destaca:

 Maior cooperação entre agentes econômicos;  Surgimento de novos modelos de negócio;  Surgimento de novas atividades e profissões;

 Reforço da competitividade entre empresas, fornecedores, clientes e ambientes.

3. METODOLOGIA

A presente pesquisa tem caráter exploratório, pois busca identificar como está ocorrendo a implementação das novas tecnologias oferecidas pela Indústria 4.0 e quais os benefícios esperados para o processo produtivo.

O procedimento utilizado foi o estudo de caso. Para este estudo foi selecionada uma empresa do segmento metalúrgico, uma indústria multinacional localizada no município de Cruzeiro, pertencente a uma companhia global que atua em catorze países e é líder mundial na produção de rodas automotivas. Os dados foram coletados por meio de entrevista semiestruturada, que permitiu analisar a ideia do profissional responsável pela área de implementação das tecnologias da quarta revolução industrial no processo produtivo da indústria de rodas.

A entrevista foi realizada com o gerente de engenharia de desenvolvimento, área especializada para desenvolver a implementação das tecnologias para a Indústria 4.0.

4. ANÁLISE E DISCUSSÕES

A organização escolhida para este estudo é uma indústria multinacional localizada no município de Cruzeiro, pertencente a uma companhia global que atua em catorze países e é líder mundial na produção de rodas automotivas. Por meio de uma entrevista com roteiro semiestruturado com o gerente da área de Engenharia de Desenvolvimento, foi possível ratificar os pontos explanados por este estudo.

A organização enxerga que a Indústria 4.0 é importante para aumentar a competitividade da indústria nacional, manter e aumentar sua relevância no mercado internacional e que se bem implementada representa a oportunidade de reduzir custos,

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11 aumentar a flexibilidade dos processos ganhando assim competitividade, mas que se a implementação não for bem executada pode gerar perda de mercado.

Para implementar a 4ª Revolução Industrial, a organização desenvolveu uma área específica para estudo e no momento trabalha com projetos pilotos das tecnologias habilitadoras, que servirão para entendimento do que essas tecnologias são capazes de proporcionar (Proof of Concept) e o valor que gerarão (Proof of value).

Atualmente existem dois processos em que a tecnologia “Data Analystics” (análise de grande volume de dados para identificar padrões e correlações) está sendo do utilizada:

 Estação de Tratamento de Efluentes: anteriormente o processo era composto por um controlador CLP, que por sua vez possuía um controle PID (Proporcional, Integral, Derivativo).

Com a implementação do Data Analystics e do Algoritmo de Machine Learning, os parâmetros de controle PID variam de acordo com a interpretação desse algoritmo, assim conforme a estação vai sendo utilizada e os dados de saída variam conforme a utilização dos recursos da planta, o algoritmo consegue prever um padrão de uso e atuar nos parâmetros de controle antes de haver qualquer distúrbio da qualidade da água. Os benefícios estão relacionados à redução de consumo de CAL (agente alcalino para redução dos níveis do pH).  Central de compressores: o algoritmo consegue atuar variando o estado dos compressores entre “ligado”, “desligado” e “ponto morto” conforme a demanda de ar comprimido da fábrica naquele exato momento. O benefício neste processo é a redução no consumo de energia.

De acordo com o entrevistado, os desafios para a implementação da Indústria 4.0 estão geralmente ligados à estrutura da companhia em absorver estas tecnologias que são relativamente novas e requerem conhecimentos e formas de trabalho que não serão mais adequados à forma e estrutura em que a empresa funciona hoje.

Os benefícios esperados com as tecnologias da Industria 4.0 de maneira geral são apontados por:

 Aumento da flexibilização dos lotes de produção sem aumento de custo,  Redução de custos dos processos

 Redução de riscos;

 Aumento de market share proveniente do aumento de competitividade e possibilidade de novos modelos de negócio;

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12  Aumento da lucratividade com o incremento das receitas e reduções de

custos.

1. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A 4 ª Revolução Industrial ou Indústria 4.0 ocorre em uma nova era na qual a internet desempenha um papel fundamental, uma vez que é utilizada como plataforma de interligação e comunicação de informações.

O conceito estudado diz respeito à fusão do mundo virtual e real, o uso de sistemas físicos cibernéticos associados às tecnologias de computação em nuvem, big data e tecnologias de tratamento de dados transformarão os processos fabris e não só eles como toda a forma de as empresas e agentes se relacionarem. Haverá uma mudança significativa em todos os setores da economia culminando em alterações econômicas e sociais nos próximos anos.

Os benefícios trazidos são inúmeros, dentre eles a flexibilidade dos processos, permitindo assim a produção de produtos customizados, redução de custos, aumento de eficiência, novas opções de negócio e de profissões, ganho de produtividade e controle do processo produtivo.

A digitalização então faz-se a principal ideia dentro do conceito de Industria 4.0, pois integra e controla a produção por meio de sensores e equipamento conectados em rede incorporando o físico ao virtual e dando espaço assim para a inteligência artificial.

O estudo demonstra que não só é importante as organizações implementarem o pacote da Indústria 4.0, mas sim se preocuparem em digitalizar, captarem os dados, organizá-los e extrair valor deles em pequenos processos e rapidamente transportá-organizá-los para uma escala maior. Paulatinamente, essas pequenas ações, que geram investimentos menores, trarão ganhos significativos e encorparão os processos que automaticamente já estarão inseridos na manufatura avançada.

Entende-se como principal contribuição desta pesquisa a constatação de como está ocorrendo a implementação da Indústria 4.0 bem como quais os benefícios esperados e desafios encontrados por uma organização que é líder em seu segmento e já domina os seus processos. Como limitações encontradas para este estudo citamos a falta de pesquisas cientificas sobre o assunto e a falta de análises estatísticas.

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13 Como sugestão para novos estudos, aprofundar e replicar esta pesquisa para outras empresas do setor da indústria a fim de ratificar as constatações encontradas por este estudo bem como novas evidências que auxiliem o processo de implementação da Indústria 4.0

REFERÊNCIAS

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14 HERNÁNDEZ, J. V.; CARDENAZ, R. C.; CAMPOS, P. C. Internal control and organizational culture in small businesses: A conjunction to competitiveness. Reuna, v.21, n.2, p.05-22, 2016. Disponível em: <https://revistas.una.br/reuna/article/view/781> Acesso em 04/02/2019.

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