Os Pilares da Indústria 4.0


Também chamada de quarta revolução industrial, a indústria 4.0 é um conceito nascido no ano de 2012 na Alemanha, que se originou de um projeto do governo do país que, assegurando que a tecnologia era um excelente alicerce para a mudança e evolução necessárias na indústria de todo o mundo, definiu sistemas de produção inteligentes, conectando máquinas, sistemas e ativos. A quarta revolução industrial permite coletar e analisar dados entre máquinas, criando processos mais rápidos, mais flexíveis e mais eficientes para produzir produtos de maior qualidade a custos reduzidos. Esta realidade só se torna possível devido aos crescentes avanços tecnológicos da área da tecnologia da informação e engenharia.

Fundamentos 4.0

Diante da evolução a serviço da indústria, também se criaram sistemas de produção inteligentes, o que envolve a união de tecnologias físicas e digitais e a integração de todas as etapas do desenvolvimento de um produto ou processo, o que traz como grande impacto positivo mais eficiência e aumento da produtividade.  Para tanto, algumas bases tecnológicas e digitais se evidenciam, sendo:

Tempo real: Acompanhar e analisar dados em tempo real, garantindo maior assertividade na tomada de decisões. Saber todas as etapas do processo no momento em que elas acontecem.

Virtualização: A simulação computacional já é uma realidade, porém, a revolução da indústria propõe o monitoramento remoto dos processos de produção, a fim de evitar eventuais falhas e tornar a rede de produção mais eficiente. A virtualização dos processos industriais permite a rápida tomada de decisão através de simulação computacional utilizando dados reais coletados em tempo real.

Descentralização dos processos decisórios: Com o propósito de melhorar a produção na indústria, sistemas cyber-físicos tomam decisões com base em análise de dados, sem depender de ação externa, tornando a tomada de decisão mais segura e certeira.

Modularização: Neste conceito, o sistema é dividido em módulos, ou seja, em partes distintas. Desta forma, uma máquina irá produzir de acordo com a demanda, visto que irá utilizar somente os recursos necessários para a realização de cada tarefa, garantindo otimização na produção e economia de energia.

E para sustentar esta base, existem alguns pilares essenciais que impulsionam a evolução da indústria 4.0. Estes eixos nos quais o conceito se articula englobam nove postos-chaves: big data e análise de dados, robótica, simulação, internet das coisas (Internet of Things – IoT), cibersegurança, cloud computing, manufatura aditiva, sistemas de integração horizontal e vertical e realidade aumentada.

A análise dos dados e Big Data

Análise e gestão de grandes quantidades de dados está permitindo maior performance de otimização de processos industriais, melhorando o consumo de energia e qualidade de produção nas fábricas que estão sabendo como fazer este paradigma tecnológico.

Robótica

Utilizar robôs na indústria não é um conceito novo, mas, na indústria 4.0 eles ganham habilidades além dos seus antecessores, conseguindo incorporar novas capacidades para trabalhar sem um supervisor humano sendo capazes de trabalhar para automatizar e coordenar uma série de tarefas logísticas e de produção. Além de reduzir os custos, estes robôs representam um aumento na produção.

Simulação

O uso de simulação computacional é essencial para garantir a qualidade e eficiência no desenvolvimento de produtos. Também conhecida como Computer Aided Engineering (CAE), esta ferramenta auxilia as empresas a desenvolverem e aperfeiçoarem seus produtos e processos. Com o suporte do computador, os profissionais podem realizar diferentes análises – estáticas, de fluidos, dinâmicas, térmicas, eletromagnéticas, acústicas, entre outras – que proporcionam benefícios como a redução de custos e de tempo na elaboração do projeto, aumento da produtividade, facilidade na detecção de erros e auxílio na identificação de soluções. Na indústria 4.0, a simulação computacional pretende utilizar mais amplamente as informações da planta, analisando dados em tempo real, aproximando o mundo físico e virtual. O resultado da captura destas informações é o chamado digital twin, onde toda a cadeia de criação de um produto passa a ter seu representante idêntico também no mundo virtual. Isto irá permitir aos operadores testar e aperfeiçoar as configurações das máquinas para o próximo produto na linha de produção virtual antes de qualquer mudança real, gerando otimização de recursos, melhor performance e mais economia.

CTA_Vantagens da simulacao aliada a IoT

Sistemas de integração vertical e horizontal

Considere a crescente necessidade – interna e externa – de gerir sistemas integrados para disponibilizar uma plataforma única onde todos tenham acesso. Atualmente, nem todos os sistemas são totalmente integrados, faltando uma coesão entre empresa-clientes e até mesmo o processo de produção de uma indústria carece de uma integração plena. A indústria 4.0 propõe uma maior harmonia entre todos que façam parte do ecossistema, garantindo uma gestão integral de experiência, para que cadeias de valor sejam realmente automatizadas.

Internet das coisas (IoT)

A internet das coisas (em inglês, IoT – Internet of Things) consiste na conexão entre rede de objetos físicos, ambientes, veículos e máquinas por meio de dispositivos eletrônicos embarcados permitindo a coleta e troca de informações. Na indústria de produtos e serviços, a IoT representa diversas tecnologias que anteriormente não estavam conectadas e que agora estão interligadas por meio de uma rede baseada em IP (internet protocol). Isto é um dos alicerces do crescimento digital. Aplicada à indústria 4.0, este conceito espera que um maior número de dispositivos sejam acrescentados e conectados por intermédio de padrões tecnológicos, permitindo que dispositivos de campo se comuniquem e interagem com os outros como controladores mais centralizados.

Cibersegurança

A indústria do futuro necessita que todas as áreas da empresa estejam conectadas, por isso a cibersegurança é um elemento fundamental para proteger sistemas e informações de possíveis ameaças e falhas, que podem vir a causar transtornos na produção.

Cloud computing

Este modelo tecnológico está permitindo sustentar o desenvolvimento da indústria 4.0. Mais e mais tarefas relacionadas com a produção de bens e serviços requerem o uso de aplicativos e dados compartilhados entre diferentes localidades e sistemas para além dos limites dos servidores de uma empresa. A computação em nuvem fornece uma grande redução de custo, tempo e eficiência.

Manufatura Aditiva

Também conhecida como impressão em 3D, este pilar envolve a produção de peças a partir de camadas sobrepostas de material, normalmente em forma de pó, para se obter um modelo 3D. Esta estratégia pode ser utilizada para criar produtos personalizados que oferecem vantagens de construção e desenhos complexos.

Realidade aumentada

Apesar de ser um dos pilares menos desenvolvidos da indústria 4.0 até o momento, a realidade aumentada suporta uma variedade de aplicações e serviços em diferentes campos, como a medicina e educação. Aplicada às necessidades da indústria, é possível ter desde instruções de montagem enviadas via celular para desenvolvimentos para peças de protótipo até o uso de óculos de realidade aumentada para a gestão e operação de determinadas máquinas, melhorando procedimentos de trabalho.

A indústria 4.0 não está limitada somente às empresas. O conceito é um conjunto que integra toda cadeia de valor e faz com que a sociedade tenha um benefício coletivo para quem se insere neste novo processo. A característica mais evidente dessa revolução é a digitalização das informações. Por outro lado, as demandas em pesquisa e desenvolvimento oferecerão oportunidades para profissionais tecnicamente capacitados, com formação multidisciplinar para compreender e trabalhar com a variedade de tecnologia que compõe uma fábrica inteligente. Essa transformação digital será obrigatória e um importante passo para qualquer negócio. A sua empresa está preparada?

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