Indústria 4.0, como iremos acompanhar essa revolução?

Indústria 4.0, como iremos acompanhar essa revolução?
Por Paulo Picolo, Gerente Corporativo Service Dimensional

Com certeza já ouviram falar disso. Mas o que seria Indústria 4.0? Também conhecida por IoT (Internet of Things) ou IIoT (Industrial Internet of Things) ou simplesmente Internet das Coisas.

O termo Indústria 4.0 surgiu na Alemanha por volta de 2011 quando teve início a chamada revolução digital da indústria.

E por que 4.0? Porque é considerada a 4ª revolução industrial. Só resgatando um pouco da história, a 1ª revolução industrial iniciou nos idos de 1760 na Inglaterra, quando a produção que até então era puramente artesanal, passou a usar de mecanismos movidos a vapor. A 2ª revolução veio com o surgimento da eletricidade, e a 3ª revolução está associada ao emprego da automação industrial.

Agora temos a 4ª revolução da indústria, onde o mundo de TI (Tecnologia da Informação) converge ao mundo de TA (Tecnologia da Automação), ou seja, o mundo digital se une ao mundo real.

Quais as vantagens desta revolução? O que isso pode nos ajudar? Como isso pode nos afetar? O que precisamos fazer para estarmos engajados nesta tendência? O que nossos clientes precisam fazer para estarem neste contexto?

Certamente existem muitas dúvidas, mas não podemos ficar alheios a esta revolução, pois ela já está acontecendo, e temos que tirar proveito disso.

Em países como Estados Unidos e Alemanha a Indústria 4.0 já é uma realidade, e logo será também no Brasil. Empresas do mundo todo correm contra o tempo para fazerem parte desta revolução.

Resumidamente a Indústria 4.0 trata do domínio das informações. As informações existem em toda parte, mas dentro de uma indústria uma grande quantidade está no chão de fábrica, nas máquinas e nos processos produtivos.

O domínio destas informações de chão de fábrica associados às informações existentes no mundo de TI vai determinar a sobrevivência das empresas. O conjunto de informações que se consegue extrair de uma empresa, aplicados a softwares inteligentes que conseguem simular processos e projetar resultados, vão economizar grandes cifras.

A relação entre produtores, fornecedores, consumidores, comércio, industriais e seus departamentos de engenharia e manutenção, entre as próprias máquinas autônomas, vai mudar drasticamente. Tudo estará sendo monitorado e controlado por Inteligência Artificial. Isto não é utopia, é uma realidade muito próxima, e nós temos que nos preparar para esta revolução, pois vai mexer inclusive com nossos empregos.

Tudo isto estará sendo processado em cloud computing (computação em nuvem).

Os robôs, máquinas de processo, logística, financeiro, planejamento, etc, estarão todos integrados e absorvendo ou fornecendo dados digitais a um Big Data. Todas as informações estarão sendo processadas por aplicativos e sistemas operacionais próprios que operam em nuvem e geram novas informações, ações e reações em tempo real, interagindo diretamente com as máquinas, com a logística, com o planejamento, etc.

São muitas as possibilidades quando se tem domínio das informações. Uma das grandes vantagens está na mudança de postura da manutenção de uma planta. No início da revolução industrial, lá na Inglaterra, praticamente inexistia o setor de manutenção dentro de uma fábrica. Com o passar do tempo, percebeu-se a necessidade de haver um staff próprio para manutenções corretivas. Depois, principalmente com o advento da 2ª grande guerra, onde a demanda industrial bélica cresceu vertiginosamente, houve a necessidade de se programar manutenções preventivas, onde simplesmente executa-se manutenções periódicas conforme as recomendações dos fabricantes das máquinas e equipamentos, e assim atinge-se maior disponibilidade de máquina.

Agora estamos alcançando uma nova perspectiva de manutenção, com a Indústria 4.0 passaremos a praticar cada vez mais as manutenções preditivas, pois os sintomas dos processos, máquinas e equipamentos estarão sendo monitorados, analisados e comparados dentro de um ambiente de nuvem com centenas e milhares de outros sistemas semelhantes a nível mundial e em tempo real. Com todos estes cruzamentos de dados será possível decidir o momento certo de se fazer as manutenções. Será possível predizer, daí o nome “preditiva”, quando determinado equipamento apresentará uma falha se sua manutenção não for executada no tempo certo. Consideremos um mesmo modelo de máquina operando em ambientes diferentes. Entre cada máquina instalada pode haver variação de temperatura, altitude, umidade, poluição e ciclo de trabalho. A manutenção corretiva para estas máquinas deverá ter a mesma periodicidade? Pode ser que sim, mas dentro deste universo, a empresa que estiver atuando na Indústria 4.0 terá total domínio das informações para definir com precisão qual o melhor plano de manutenção para a sua máquina; se é melhor reduzir ou aumentar a periodicidade das intervenções. Mas mesmo com tudo planejado não estamos isentos de imprevistos, porém o sistema está continuamente monitorando as variáveis e gerando alertas de forma a se mitigar os imprevistos.

Os departamentos de manutenção passarão a atuar com muito mais inteligência e controle da situação.

Ainda falando em manutenção, através dos recursos da Indústria 4.0 (Big Data, Data Mining, Cloud Computing, Machine Learnig, BI, AI, M2M, etc), será possível obter com grande grau de precisão o OEE (Overall Equipment Effectiveness) de um determinado sistema. Isto se traduz no indicador do nível de eficiência de determinado sistema. O que significa dizer que saberemos se tal sistema é eficiente ou não e quanto ($$$$) é o desperdício devido à ineficiência do mesmo. Melhor ainda, teremos condições de saber onde devemos agir e quais ações devemos tomar para elevar o OEE do sistema. Imaginem agora duas empresas concorrentes, sendo que uma investiu na Indústria 4.0 e a outra ainda não. Qual delas terá mais condições de permanecer e crescer no mercado?

Vamos agora falar de outro aspecto do IoT, a relação consumidor x produtor. Consideremos uma indústria automobilística que já aplica integralmente a Indústria 4.0 em sua cadeia produtiva. Isto significa dizer que não só ela está dentro deste conceito, mas também toda sua cadeia de fornecedores, ou seja, os ERPs desta cadeia estão integrados. Qual a vantagem disso?

Dentro da linha de produção muitas peças e acessórios são comuns à base de um modelo de carro, porém, o fabricante oferece uma diversidade enorme de itens de customização, que permitem ao consumidor comprar determinado modelo de carro com a sua “cara”. Quando este consumidor acessa a Web Page do fabricante ele customiza seu carro, e ainda na linha de montagem aquele automóvel já passa a ter um proprietário. Os ERPs da cadeia de fornecedores já recebem os pedidos dos itens de customização e as máquinas se comunicam pelo processo M2M (Machine to Machine) se programando para os diferenciais de produção. Isto já é realidade em alguns fabricantes na Alemanha e USA.

O Brasil está distante disso? Talvez sim, talvez não. Hoje vivemos em um mundo globalizado e um carro é montado com peças de diversas partes do mundo. Uma VW, Ford, GM, Daimler, etc possuem plantas em diversos países, e, uma vez que a matriz investe na tecnologia 4.0, suas subsidiárias não podem operar desconectadas deste mundo, logo, o Brasil não está distante disso.

A digitalização dos processos produtivos é um dos pilares da Indústria 4.0. Isto significa dizer que a comunicação em todos os níveis é fundamental para obter, processar, analisar e originar informações suficientes para uma tomada de decisão nos âmbitos de planejamento, produção, manutenção e qualidade.

Não só o Brasil, mas em grande parte do mundo muita coisa ainda tem que ser preparada para que as empresas se conectem nesta nova realidade. Empresas obsoletas terão que investir na conectividade, ou naufragarão no passado. Para que os dados do chão de fábrica subam para a nuvem é necessário que as máquinas e processos possuam interfaces apropriadas para tal. A indústria 4.0 está calcada e alguns padrões de comunicação. O meio físico já está definido que é o padrão Ethernet. A nível de chão de fábrica temos diversos protocolos que utilizam deste meio físico, tais como Profinet, EtherNet/IP, EtherCat, Modbus TCP, etc. Para que os PLCs de fabricantes diversos, utilizando diferentes protocolos comuniquem com a nuvem, o padrão adotado é o OPC-UA (salvo algumas exceções). A partir do momento em que os dados chegam a um servidor OPC, praticamente não existem mais barreiras para que subam para a nuvem, onde a Indústria Digital estará sendo processada.

E onde nós, Dimensional, estamos posicionados nesta nova dimensão? Já estamos trabalhando para nos mantermos como uma empresa de vanguarda tecnológica como sempre fomos, e principalmente agora adentrarmos à Indústria 4.0 de forma que possamos oferecer aos nossos clientes, serviços e aplicativos que visam principalmente entender e aumentar o nível de eficiência de suas plantas através de informações que permitam uma manutenção adequada aos seus equipamentos.

Para isso estamos desenvolvendo parcerias com empresas que já atuam na área de TI especificamente em cloud computing e indústria 4.0. Estes parceiros desenvolvem e customizam sistemas em nuvem conforme a necessidade e estrutura do cliente.

Com relação ao sistema operacional em nuvem estaremos trabalhando com um produto desenvolvido pela Siemens nomeado de MindSphere. Com o MindSphere conseguimos criar as interfaces de dados na nuvem e também executar qualquer aplicativo que utilize desta base de dados.

Estamos vivendo uma nova era, onde venda de produtos está se tornando cada vez mais commodities, por isso precisamos trabalhar na inteligência, termos domínio das informações para que nos antecipemos aos problemas que nossos clientes possam enfrentar e apresentemos as melhores soluções no tempo ideal.