O QUE É A INDUSTRIA 4.0? Definição, princípios básicos e desafios

Março 2, 2023

“Industria 4.0” é a expressão utilizada no âmbito da Quarta Revolução Industrial e diz respeito à produtividade industrial e estratégias de otimização – incluindo outras áreas de trabalho fora do contexto industrial, como as denominadas Smart Cities, por exemplo. E foi nesse sentido que nasceu a chamada “Industria 4.0”, como expressão que engloba a melhoria de:

Produtos;
Processos;
Modelos de negócios industriais.

A Indústria 4.0 é já hoje uma realidade! O mundo industrial encontra-se num momento decisivo da sua evolução, uma vez que, através das Tecnologias 4.0, tem a possibilidade de alcançar níveis de eficiência e produtividade sem precedentes!

Neste sentido, a mais-valia que a Indústria 4.0 pode trazer às empresas é ajudá-las a tornarem-se mais ágeis, para que se adaptem mais rapidamente a todo este ambiente de crescente transformação e mudança.

O que é a Industria 4.0?

Na sua essência, a Industria 4.0 é uma tendência da indústria para a automatização e para a utilização de dados em tecnologias de produção e em processos – incluindo:

sistemas ciberfísicos (CPS – Cyber-Physical Systems);
a internet das coisas (IoT – Internet of Things);
a internet das coisas industriais (IIoT – Internet of Industrial Things);
os sistemas na nuvem ou cloud computing;
os sistemas cognitivos;
inteligência artificial.

Ou seja, as empresas 4.0 funcionam com máquinas interconectadas.

Os princípios básicos da Industria 4.0

Os princípios básicos que definem a Industria 4.0 são:

Interconexão

Através da IoT (internet das coisas ou Internet of Things) e da IoP (internet das pessoas ou Internet of People), é possível trabalhar em comunicação permanente entre máquinas, sensores e pessoas.

Transparência da informação

A informação gerada pelas tecnologias da Indústria 4.0 permite aos gestores a possibilidade de tomarem decisões com base em dados, em tempo real. A interconectividade permite recolher grandes quantidades de dados e de informações de todas as fontes dos processos produtivos, disponibilizando, assim, dados que estimulam a inovação e a melhoria contínua.

Decisões descentralizadas

Dotando os sistemas ciberfísicos da capacidade de tomarem as suas próprias decisões e desenvolverem as suas tarefas da forma mais automatizada possível.

Assistência técnica

O suporte humano passa a ser assistido por sistemas que reúnem e permitem visualizar a informação para uma tomada de decisões informada e a resolução de problemas com caráter urgente e sem aviso prévio. Além disso, esses sistemas têm a capacidade de realizar tarefas rotineiras, exaustivas ou perigosas para as pessoas.

O(s) motor(es) da Industria 4.0

Os dados e a analítica são a base da Indústria 4.0. Os motores que a movem são:

Digitalização e integração da cadeia de valor
Verticalmente, a Indústria 4.0 integra os processos através da organização, nomeadamente através de processos de projeto industrial, de desenvolvimento de produto, de produção, de logística ou dos serviços que proporciona. Horizontalmente, a Indústria 4.0 integra as operações de fornecedores e de clientes-chave na cadeia de valor.
Digitalização da oferta de produtos e serviços
Através da integração de novos métodos de recolha e análise de dados, por exemplo, através do desenvolvimento de novos produtos, o que permite às empresas dar uma resposta mais adequada às necessidades dos seus clientes.
Digitalização dos modelos de negócio

RAMI 4.0: a arquitetura de referência

A digitalização é um processo que não é novo para as empresas, é já um conceito que tem vindo a ser implementado através de soluções de Automatização, MES e ERP, de acordo com um esquema arquitetónico conhecido como a “Pirâmide de Automatização”.

A Indústria 4.0 promove a convergência entre o mundo físico e o virtual, favorecendo a conexão e interoperabilidade transparente entre os diversos elementos das diferentes camadas da pirâmide – o que torna necessária a evolução da tradicional arquitetura hierárquica de sistemas baseada na mencionada “Pirâmide de Automatização” em direção a modelos orientados a serviços ou SOA (service-oriented architecture), através dos quais seja possível estabelecer uma interoperabilidade “n-n” entre os diferentes elementos físicos e virtuais.

Esta evolução provocou a necessidade de definir um padrão comum que estabeleça as bases da referida arquitetura, de modo a que os diferentes intervenientes no mercado – desde projetistas, desenvolvedores e fabricantes de soluções e dispositivos até aos utilizadores – a possam utilizar como referência para construírem os seus produtos.

A arquitetura de referência RAMI 4.0 (Reference Architecture Model Industry 4.0), promovida pela linha standardização da iniciativa Platform Industrie 4.0 do governo alemão, é a iniciativa que está a ser maioritariamente adotada por parte das entidades de standardização internacionais (IEC, ISO, DIN – entre outras).

Esta arquitetura de referência propõe uma estruturação de funções em 3 dimensões ou eixos, combinando as perspetivas do ciclo de vida do produto:

Perspetiva do produto de acordo com o seu ciclo de vida(fases de conceção/desenvolvimento de tipos, produção/desenvolvimento das diversas fases).
Perspetiva do processo de acordo com as camadasIT/OT (Negócio, Funcional, Informação, Comunicação/Integração, Asset/Thing).
Perspetiva do processo de acordo com níveis hierárquicos(máquina/componente, sensor, controlo, posto de trabalho, fábrica, empresa, mundo conectado).

As PMEs Industriais: os seus desafios

Atualmente, o principal desafio das PMEs é a transformação digital exigida pela Indústria 4.0. Assim, os fatores até à data considerados como principais não são tão prioritários, nomeadamente: crescimento, profissionais qualificados, entre outros.

Os desafios da PME Industrial e da Indústria 4.0

A aplicação das tecnologias exigidas pela Indústria 4.0 tem impacto em todos os tipos de empresas, independentemente da sua atividade e/ou dimensão:

Para as empresas que fabricam componentes, já não é suficiente fornecer qualidade, preço e prazo de entrega. A entrega de peças com dados (rastreabilidade unitária) ou peças conectadas (com sensores) está a tornar-se, cada vez mais, uma obrigatoriedade.
Para as empresas que fabricam equipamento ou bens de consumo, passa a ser um requisito o pagamento por uso. Na realidade, este é o cenário que começa a ser cada vez mais frequente no nosso dia-a-dia como consumidores: nas impressoras, nas máquinas de café, nas assinaturas de todo o tipo de serviços (música, filmes, livros, etc.) e muito mais. E é também este o cenário que começa a acontecer no setor industrial: motores de aviões (em que o pagamento é efetuado em função das horas de voo), máquinas ou linhas de produção (por peças válidas fabricadas), em empilhadores (por horas de funcionamento) e em muitos outros contextos e cada vez mais frequentemente!

Sem dúvida, a aplicação de tecnologias 4.0 na indústria não é apenas um grande desafio e enorme oportunidade! E, hoje em dia, tornou-se uma verdadeira necessidade!

Revolução Industrial 4.0 – origem e impacto

Se regressamos, por um momento, às origens da revolução industrial 4.0, percebemos que a tecnologia – e sobretudo a digitalização – é a espinha dorsal a mudança de fazer as coisas, nomeadamente no que diz respeito a: processos, produtos e no próprio modo de fazer negócios.

E é precisamente por estes motivos que falamos de “triplo impacto” da Indústria 4.0, porque tem efetivamente impacto em toda a cadeia de valor: nos processos, produtos e modelos de negócio.

Quais os benefícios da Indústria 4.0 e das Tecnologias 4.0 nos processos, produtos e modelos de negócio?

O triplo impacto de Indústria 4.0 traz benefícios ao nível de:

Processos

Uma produção mais eficiente e flexível, além de uma cadeia de abastecimento digital intra e interempresa – o que exige uma visão integrada, desde a engenharia até à fábrica, sistemas autónomos e uma tomada de decisão baseada em dados.

Produtos

Produtos customizados/personalizados e conectados – inovação em produtos competitivos, com novos serviços baseados em dados (assistência remota e pós-venda proativa).

Modelos de Negócio

Criação de novos produtos/serviços, em virtude da sua conectividade – ou o que atualmente denominamos como “servitização de produtos”.

Todas as mudanças exigidas pela Indústria 4.0 trazem-nos enormes vantagens globais:

Para nos adaptarmos melhor à procura, facilitar a colaboração e, assim, sermos mais eficientes;
Para oferecermos mais serviços proativos e de melhor qualidade (valor-acrescentado) aos nossos clientes, incrementando a nossa capacidade de fidelização de clientes com compras recorrentes.

Em última instância, podemos dizer que o fator primordial da Indústria 4.0 é que permite que os dados e informações circulem de forma integrada, ao longo de toda a organização e sua cadeia de abastecimento, de modo a que cada interveniente (pessoa, máquina, produto), em cada situação, possa tomar decisões racionais e informadas antecipadamente.

E tudo isto permite-nos criar uma nova visão da Indústria: mais conectada, integrada, flexível, automatizada e inteligente.

Dentro deste âmbito, recomendamos-lhe ainda a leitura de outros artigos que já publicámos, nomeadamente:

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