Conhecendo a Indústria 4.0 e os seus 8 Pilares Tecnológicos
Marcos André Lopes de Almeida
Técnico em Mecatrônica | Eletrônica | Assistência Técnica | Manufatura | Eletricista | Técnico em Automação | Manutenção | SENAI | Robótica | Suporte Técnico | Simulações | Projetos | Desenvolvimento do Produto
A Indústria 4.0, que no sentido histórico representa a 4ª revolução industrial, tem como objetivo melhorar a relação entre o homem e a máquina. Ela surgiu em 2011 quando foi apresentada pela primeira vez em Hannover, na Alemanha, durante a principal feira dedicada à tecnologia industrial do mundo.
Ela é formada por um conjunto de 8 tecnologias que se beneficiam do avanço de diversos estudos e experiências científicas, buscando aprimorar a redução dos limites ou barreiras entre o Homem e o Mundo Digital. A 4ª Revolução Industrial busca fazer com que as máquinas e os seres humanos trabalhem e se comuniquem de maneira colaborativa, aumentando a produtividade nas indústrias e reduzindo o número de erros durante a fabricação dos produtos. Além disso, processos considerados mecânicos e perigosos na indústria são deixados de ser realizados por seres humanos e repassados para os robôs.
Antes de começarmos a conhecer os 8 Pilares Tecnológicos, gostaria de expor aqui algumas Vantagens e Desvantagens da Indústria 4.0:
Vantagens:
- Aumento da produtividade;
- Melhor eficiência;
- Economia de custos durante a produção;
- Integração de sistemas;
- Mais Agilidade.
Desvantagens:
- Aumento nos números de pessoas desempregadas;
- Dificuldades para encontrar mão de obra capacitada e versátil para atuar nessa nova Indústria;
- Ataques Cibernéticos.
Agora confira os 8 Pilares Tecnológicos da Indústria 4.0:
➮ IoT - Internet of Things;
➮ Computação em Nuvem;
➮ Manufatura Aditiva;
➮ Manufatura Digital;
➮ Integração de Sistemas;
➮ Segurança Digital;
➮ Big Data (Essa tecnologia atua em conjunto com a Inteligência Artificial);
➮ Robótica Avançada.
IoT
A Internet das Coisas (IoT) é uma extensão da Internet atual que permite aos usuários controlarem objetos remotamente e/ou torná-los provedores de serviços. Esses objetos podem coletar e transmitir dados para a Computação em Nuvem.
IIoT e a sua conexão com a Indústria 4.0
Na Indústria 4.0, a IoT é chamada de IIoT (Internet Industrial das Coisas), e ela é responsável por criar uma rede inteligente entre sistemas de comunicação, máquinas, produtos inteligentes e pessoas. Essa tecnologia de compartilhamento de informações em tempo real proporciona à empresa a agilidade necessária para tomar decisões rapidamente, sem perder tempo.
Computação em Nuvem
O objetivo da Computação em Nuvem é ser um grande reservatório de arquivos disponíveis para acesso a qualquer momento por meio da conexão com a Internet.
O papel da Nuvem na Indústria 4.0
A Computação em Nuvem é uma ferramenta fundamental na Indústria 4.0, pois ajuda a garantir o desempenho da empresa ao armazenar as informações transmitidas pela IIoT. Por exemplo, se houver a paralisação de uma linha de produção automatizada devido a um defeito técnico no robô, a Nuvem receberá a informação por meio da conexão com a IIoT e armazenará esse evento em seu banco de dados. Isso permitirá que algum funcionário resolva o problema com o robô e que a linha de produção volte a funcionar normalmente.
Manufatura Aditiva
A Manufatura Aditiva, também conhecida popularmente como impressão 3D, é uma tecnologia de produção de projetos ou produtos. As primeiras peças de plástico impressas por impressoras 3D foram produzidas no Japão em 1981 por Hideo Kadama. Desde então, muitas atualizações foram feitas na Manufatura Aditiva, e hoje ela é capaz de realizar impressões em até três dimensões e também atua na prototipagem rápida.
Atualmente, a Manufatura Aditiva tem trabalhado em conjunto com a Computação em Nuvem, onde todas as informações necessárias para a impressão do produto são armazenadas.
Benefícios do uso da Impressão 3D na Indústria 4.0:
- Velocidade na produção;
- Facilidade na impressão de geometrias complexas;
- Agilidade na customização em massa;
- Baixo custo de armazenamento dos moldes.
Manufatura Digital
A Manufatura Digital consiste em softwares de modelagem tridimensional e ferramentas que têm a capacidade de realizar análises e simulações em produtos que serão fabricados pela empresa no futuro; essas ferramentas são capazes de identificar melhorias e otimizar os processos da manufatura em estudo.
Manufatura Digital e a produção na Indústria 4.0
A Manufatura Digital desempenha um papel muito importante na Indústria 4.0, pois possui um ciclo de processo que engloba os conceitos de Planejar, Simular e Validar; para que um produto seja fabricado fisicamente, ele precisa ser aprovado nesse ciclo de processo virtual. Dessa forma, a Manufatura Digital permite que os fabricantes produzam um produto ou projeto que atenda às necessidades do cliente.
A Integração de Sistemas e a Indústria 4.0
A Integração de Sistemas consiste basicamente na unificação de diferentes sistemas de computação e aplicações de softwares, permitindo que as diferentes áreas da indústria trabalhem de forma conjunta e automatizada.
Existem dois tipos de Integração de Sistemas dentro de uma indústria, a Verticalização e a Horizontalização. Veja abaixo o que cada uma delas significa:
Integração de Sistemas na Verticalização
A Integração Vertical envolve o mapeamento dos processos da empresa, como desenvolvimento de produtos, aprimoramento de produtos já existentes e planejamento estratégico. Com essas funções, ela proporciona uma visão sistêmica do funcionamento de diferentes partes da empresa.
A Verticalização possui soluções e tecnologias típicas que fazem parte do seu método de funcionamento:
- SCADA - Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados: esse sistema permite monitorar e controlar várias tarefas no nível de produção.
- CLP - Controlador Lógico Programável: o CLP é responsável por controlar os processos de fabricação da empresa. Ele está no nível de controle.
- MES - Manufacturing Execution System (Sistema de Execução de Manufatura): é um sistema de software desenvolvido para o gerenciamento operacional da planta, visando a máxima eficiência e redução de custos.
- ERP – Enterprise Resource Planning (Sistema Integrado de Gestão Empresarial): este sistema opera no nível de planejamento empresarial, com o objetivo de apoiar a instituição no controle dos dados das suas informações, proporcionando uma melhor tomada de decisão e sucesso nos negócios.
Integração de Sistemas na Horizontalização
A Integração Horizontal atua no processo de comunicação entre a empresa e seus clientes, fornecedores, prestadores de serviços e outros agentes externos que cooperam com a instituição. Com a Horizontalização, é possível acompanhar todo o ciclo de vida do produto, desde a matéria-prima até o processo de reciclagem.
Recomendados pelo LinkedIn
Segurança Digital protegendo a Indústria 4.0
Atualmente, é comum encontrar notícias sobre organizações que tiveram seus dados confidenciais expostos por invasores que conseguiram ultrapassar os sistemas de segurança que protegiam os arquivos da instituição. Por isso, é muito importante que as empresas invistam continuamente nos melhores softwares de Segurança Digital, para garantir a proteção contra o vazamento de seus arquivos restritos. Esses softwares de segurança, também conhecidos popularmente como "antivírus", têm o objetivo de proteger as informações confidenciais da instituição, minimizando os riscos de invasões, estabelecendo uma maior monitoração e controle dos arquivos, e formando uma política de segurança da informação.
Quando pensamos em informações secretas, geralmente imaginamos arquivos que contêm dados financeiros da empresa, contratos, dados pessoais de pessoas importantes, entre outras coisas que poucas pessoas deveriam ter acesso.
No entanto, no contexto da Indústria 4.0, surgiram novas informações muito importantes relacionadas à análise do desempenho da empresa. Essas informações estão presentes na computação em Nuvem, onde são armazenados os dados provenientes da integração total da planta, dos setores e sistemas da instituição, além das informações transmitidas por dispositivos inteligentes através da IoT.
Um ponto crucial para garantir a segurança nas redes industriais é a implementação de uma política de proteção de acessos. A partir da proteção de acessos físicos e virtuais aos dispositivos, a empresa pode estabelecer serviços de segurança para minimizar ameaças aos dados confidenciais no ambiente industrial.
Big Data
Big Data é o conjunto de informações presentes nos bancos de dados de servidores e empresas, que podem ser acessados e possuem interligações entre si. Ele é caracterizado por cinco características-chave: Volume, Velocidade, Variedade, Veracidade e Valor.
- Volume: Refere-se à quantidade crescente de dados gerados e consumidos.
- Velocidade: Refere-se à transferência, armazenamento e download de dados em alta velocidade.
- Variedade: Refere-se a diferentes formatos de dados.
- Veracidade: Refere-se à obtenção de dados verdadeiros.
- Valor: Refere-se ao valor agregado ao processo de coleta, armazenamento e análise de dados.
Inteligência Artificial
Na década de 1950, alguns pesquisadores descobriram que seria possível programar computadores para simular a inteligência humana por meio de uma série de deduções lógicas e matemáticas, sendo assim batizado como Inteligência Artificial. Desde então, estudiosos buscam fazer com que computadores simulem o pensamento e ação humanos, com a capacidade de tomar ações reativas e até mesmo expressar sentimentos.
Big Data e Inteligência Artificial na Indústria 4.0
Big Data e Inteligência Artificial podem ser utilizados juntos na Indústria 4.0 através da análise de dados gerados por dispositivos e sensores. Esses dados coletados podem ser usados por processos analíticos ou algoritmos de mineração de dados para fornecer novos insights que auxiliam na redução de vários tipos de defeitos, no aprimoramento da matéria-prima, entre outros aspectos.
Robótica Avançada
A Robótica, como o nome sugere, é a ciência e o estudo de robôs. Os robôs são mecanismos inteligentes e automáticos formados pela combinação da mecânica (hidráulica, pneumática e cinética), eletrônica (sensores e atuadores), software e programação (microcontroladores e CLP). As funções da Robótica na automação industrial incluem aumentar a produtividade, permitir que as linhas de produção operem com mais agilidade, substituir processos mecânicos e perigosos realizados por seres humanos por tarefas executadas por robôs, e também reduzir custos, já que, ao contrário dos trabalhadores humanos, os robôs não têm direitos trabalhistas como salário, férias ou benefícios.
Devido aos muitos benefícios que as empresas podem obter com os constantes avanços da automação industrial, muitas instituições estão atualizando suas linhas de produção, substituindo pessoas por máquinas.
Robôs e o Homem na Indústria 4.0
Na Indústria 4.0, os robôs estão saindo das fábricas onde foram produzidos e estão sendo implantados nas empresas que ainda mantêm algumas pessoas em suas linhas de produção. Eles já possuem funções de interação com os seres humanos integradas em seu software, o que torna o ambiente de trabalho mais colaborativo e seguro.
Essa interação entre o homem e as máquinas é a materialização da integração entre o mundo biológico e o digital.
Referências Bibliográficas:
Indústria 4.0
IOT e IoTT
Computação em Nuvem
Manufatura Aditiva
Manufatura Digital
Integração de Sistemas
Segurança Digital
Big Data e Inteligência Artificial
Robótica Avançada
Realizei este curso no ano de 2021, e peguei algumas informações nele para escrever este artigo.