Indústria 4.0: a profunda transformação que impacta o chão de fábrica

A indústria brasileira representa hoje menos de 10% do Produto Interno Bruto Brasileiro (PIB). Entre 2006 e 2016, a produtividade do setor caiu mais de 7% no País – no Índice Global de Competividade da Manufatura, caímos da 5º posição em 2010 para a 29º posição em 2016.

Levantamento da Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI) aponta para uma estimativa anual de redução de custos industriais no Brasil, a partir da migração da indústria para o conceito 4.0, será de, no mínimo, R$ 73 bilhões por ano. “É um caminho sem volta. O mundo está adotando essas tecnologias para tornar empresas mais competitivas e precisamos avançar também”, destaca o diretor regional do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (Senai/RS), Carlos Trein.

Como parte dessa caminhada de conscientização, o Senai lançou recentemente o site Senai40, no qual aponta os caminhos para a indústria conseguir tornar seus processos produtivos mais enxutos: requalificar trabalhadores e gestores, adotar tecnologias já disponíveis e investir em pesquisa, desenvolvimento e inovação.

“Ninguém implanta a Indústria 4.0 por modismo. As empresas estão investindo nestes projetos porque precisam aumentar a produtividade, ter uma economia de recursos de ou porque precisam avançar na direção de novos modelos, como a customização em massa. A tecnologia permite isso”, aponta. Existem diversas outras iniciativas no País de debate desse tema, como o Grupo de Trabalho para a Indústria 4.0 (GTI 4.0), criado em 2017 pelo Ministério da Indústria, Comércio e Serviços (MDIC) para elaborar uma proposta de agenda nacional para o tema.

Definitivamente, é uma evolução da qual não podemos deixar de fazer parte. “Quando se fala da Indústria 4.0 no mundo, estamos nos referindo a um mercado de trilhões de dólares, que vai transformar a economia na terra, gerar um crescimento impressionante. O Brasil não pode ficar de fora”, alerta o presidente da Associação Brasileira de Internet Industrial (ABII), José Rizzo Hahn Filho.

O conceito da Indústria 4.0 surgiu pela primeira vez em 2011, como resultado de um trabalho da agência do governo alemão para comércio e investimento. E mesmo por lá, o processo ainda é de evolução e muitos desafios Depois de um período de adaptação e entendimento do conceito pelas empresas, nos últimos cinco anos a Indústria 4.0 acelerou no país. Hoje, a estimativa é que, na média, as corporações alemãs estão a 40% da jornada total rumo à Indústria 4.0, projeta a ABII.

Já no Brasil, o cenário é bastante heterogêneo, com empresas tão avançadas quanto às europeias, e outras ainda paralisadas. Para essas últimas, há poucas esperanças, afirma o Hahn. Ele acredita que os empresários, a esta altura, já deveriam ter clareza sobre o quanto a automatização e a digitalização estão transformando os negócios. “É difícil tentar convencer quem ainda acha que isso é apenas uma moda. Não dá para trabalhar com os negacionistas da Indústria 4.0”, aponta.

Quem já está nesta ornada enfrenta pelo menos três grandes desafios rumo à quarta revolução industrial. Um deles e o tecnológico, que envolve a necessidade de adoção de infraestrutura, segurança dos dados e a interoperabilidade dos equipamentos. Outro é o financeiro, que diz respeito ao estabelecimento do orçamento, convencimento dos acionistas sobre a necessidade de investir e o desenho modelo.

E, por fim, mas não menos importante, as pessoas, que precisam ter as competências certas para esses projetos. De fato, a quarta revolução industrial passa, fundamentalmente, pelo fator humano. Pesquisa realizada pela Deloitte em 19 países, com 2.042 executivos C-level de empresas com receita de mais de R$ 1 bilhão por ano, aponta que o Brasil tem avançado neste caminho, mas ainda de forma tímida, centralizada em grandes corporações.

“Cada fase representa uma batalha a ser vencida, que requer patrocínio forte dos líderes da corporação e um time competente para executar. Temos recomendado que as empresas não tentem fazer tudo sozinhas”, indica Hahn. Isso significa buscar consultorias externas e a parceira dos provedores das tecnologias envolvidas na Indústria 4.0, como a nuvem, 5G, Internet das Coisas (IoT) e robótica.

Ainda há um longo caminho a ser percorrido, mas não resta dúvida de que esse movimento rumo à quarta revolução industrial acelerou, e muito, desde que iniciou a pandemia da Covid-19.

Estudo da McKinsey aponta que, em 2020, a digitalização industrial enfrentou seu principal teste até hoje. As empresas foram confrontadas com a maior crise sanitária e econômica da história e tiveram que responder a isso com muita automatização de processos. Passado um tempo desde que iniciou a pandemia, a análise sugere três conclusões deste cenário: uma vitória para as empresas que já haviam adotado as tecnologias digitais em escala; um choque de realidade para aquelas que já estavam começando a utilizar essas tecnologias e um sinal de alerta para aquelas que ainda não iniciaram a sua jornada na Indústria 4.0.

Dos participantes do estudo, 94% disseram que a Indústria 4.0 os ajudou a manter suas operações funcionando durante a crise e 56% relataram que essas tecnologias haviam sido críticas para suas respostas à crise.

“Vimos as empresas buscarem consultores externos para ajudar no desenho deste roadmap e agora partirem para a prática. Arregaçaram as mangas, estão enfrentando os obstáculos desta jornada, e indo adiante”, analisa o presidente da ABII, José Rizzo Hahn Filho.

O diretor regional do Senai/RS, Carlos Trein, comenta que a atividade industrial foi muito combalida pela crise econômica e pela pandemia. Dentro desta perspectiva, esse novo cenário que se abre é promissor para a retomada. “Agora vemos grande uma perspectiva de aumento de consumo e a grande maioria das empresas está tendo que produzir mais. A tecnologia vem para permitir isso”, aponta, destacando o trabalho que vem sendo feito pelas indústrias gaúchas.

Na Marcopolo, líder na fabricação de carrocerias de ônibus, a digitalização dos processos logísticos, de controle de produção e de manutenção digitalizada estão entre as prioridades. “Temos um roadmap de inovação para que os equipamentos conectados garantam uma maior produtividade, prevenindo falhas e reduzindo os custos operacionais”, relata o diretor de Operações da companhia, Luciano Ricardo Resner.

A fabricante faz uso extensivo de modelos como o Digital Twins, onde simulações do ambiente fabril garantem uma melhor produtividade, ergonomia da operação e otimização dos fluxos de matérias, antes que as modificações físicas sejam implementadas. Além disso, utiliza a Impressão 3D desde 2005 e, hoje, conta com um parque de máquinas capazes de imprimir peças das mais variadas dimensões e formas.

A companhia também avançau na produção do primeiro veículo leve sobre pneus (VLP) 100% elétrico do País e já conta com 370 veículos elétricos e híbridos rodando em diversos países, incluindo Argentina, Austrália e Índia. No Brasil, são 75 unidades.

Olhar para essas novas possibilidades é uma constante dentro da companhia. Um dois mais recentes lançamentos foram as soluções em biossegurança que envolvem desde a melhoria na renovação do ar interno dos ônibus, até a desinfecção por Luz Ultra Violeta, materiais antimicrobianos e proteções individuais à passageiros e motoristas.

“O tema biossegurança é algo que passa a ser muito relevante para as pessoas ao utilizarem os meios de transporte. No período de dez meses, desde que ofertamos ao mercado o pacote de soluções Biosafe, já chegamos a cerca de 60% dos produtos com alguma dessas soluções implementadas, demonstrando a crescente preocupação de nossos clientes com a segurança dos passageiros frente aos riscos da pandemia”, relata Resner.

A empresa criou, recentemente, a Marcopolo Next, hub de inovação para estar mais próxima da inovação gerada pelas startups. Entre os trabalhos já resultantes destas parcerias está a implantação do monitoramento remoto da operação de equipamentos. Já são mais de 30 máquinas pertencentes ao parque fabril que podem ser acompanhadas pelo celular. Hardwares e softwares interligados com as linhas de montagem da Marcopolo possibilitam que cada distúrbio ou parada de linha possa ser rapidamente reportada ao time de resposta rápida para contenção e solução definitiva.

Aliás, as indtechs, as startups com soluções voltadas ao setor industrial, podem colaborar, e muito, com esse processo de inovação pelo qual as corporações precisam passar. Um levantamento realizado pela Distrito sobre o empreendedorismo de inovação brasileiro cujas soluções são direcionadas à indústria mostra que as startups voltadas à Indústria 4.0 levantaram, em 2020, cinco vezes o valor captado em anos anteriores. Foram US$ 61,51 milhões investidos no ano passado contra US$ 11,66 milhões em 2019 e quase US$ 15 milhões em 2018 e 2017.

Internet das Coisas, Inteligência Artificial, Impressão 3D e cloud. São essas as tecnologias habilitadoras da Indústria 4.0. Muitas outras podem se incorporar a esse buffet que está à disposição das organizações para ajudar a potencializar a produtividade e construir o futuro do setor. Mas, essas são as primordiais na medida em que viabilizam o próprio conceito da Indústria 4.0: forte customização, alta flexibilidade e produção em massa.

O ritmo de adoção, porém, ainda precisava ganhar tração. O mundo inteiro está atrasado, avalia o expert da SingularityU Brazil, Ricardo Cavallini. “Como esses projetos da Indústria 4.0 envolvem o uso de tecnologias exponenciais, e vivemos uma aceleração muito grande, fica muito difícil acompanhar o ritmo. Está todo mundo correndo para tentar fazer essa construção”, observa.

O que diferencia negativamente o Brasil dos países desenvolvidos é o grau de investimento, que por aqui é infinitamente inferior. Além disso, as nações do primeiro mundo têm uma base mais estruturada, indústrias mais evoluídas e um histórico de recursos aportados para a área da ciência. “A diferença dos aportes feitos por esses outros países em relação ao Brasil é assustadora”, aponta.

A gravidade dessa falta de visão, alerta Cavallini, é que não se trata de olhar apenas para o setor industrial, mas perceber que essas tecnologias terão um impacto assustador em emprego e no Produto Interno Bruto (PIB) do Brasil. “Estamos falando de um reflexo impressionante nas nossas próprias vidas”, destaca.

Mas, o Brasil não está parado na adoção destas tecnologias primordiais para viabilizar a Indústria 4.0. Todas já estão sendo trabalhadas e aplicadas; a preocupação é a quantidade de indústrias que estão fazendo isso. “Pesquisas mostram que a produtividade da indústria brasileira caiu muito nos últimos anos. Cerca de 20% das indústrias estão se preparando para as mudanças, ou seja, as outras 80% estão ainda muito atrasadas”, relata Cavallini. Cerca de 1% a 2% das fábricas brasileiras estão conectadas e com sistemas integrados, o que é apenas um começo da caminhada rumo à Indústria 4.0.

Deixar de acelerar esse processo significa abrir mão de ter uma economia de bilhões todos os anos em ganho de eficiência, em redução de custos de manutenção de máquinas e em consumo de energia. Sem falar nas possibilidades que existem de expansão do uso que hoje é feito destas tecnologias disruptivas nas indústrias.

A impressão 3D, por exemplo, é muito aplicada no Brasil para a produção de protótipos e reposição de peças. O especialista da SingularityU Brazil avalia que, apesar de ser uma aplicação interessante, é quase coisa do passado se pensarmos no potencial que poderia estar sendo explorado. Por exemplo? Com 3D, podemos construir peças que não são factíveis usando tecnologias tradicionais.

É o caso da indústria aeronáutica. Atualmente, o maior custo para uma companhia aérea é o do combustível. Quanto maior o peso do avião (passageiros, bagagem e a própria estrutura dele), mais caro fica. “Com 3D, podemos criar peças com a mesma resistência mecânica, porém, muito mais leves. Se em cinco anos um fabricante conseguir fazer um avião 50% mais leve, mesmo que o custo final seja mais alto, as companhias vão querer comprar em função da redução de custos com combustível que isso irá representar”, aponta Cavallini.

Já Inteligência Artificial e a Internet das Coisas (IoT) ajudarão a tornar as fábricas cada vez mais inteligentes. Será possível, por exemplo, saber onde o funcionário está e se é uma área de risco ou não. Antigamente isso era complicado, mas, hoje, com sensores, câmera e reconhecimento de imagem, já é viável.

A relação das pessoas com as empresas está sendo afetada profundamente pelas tecnologias digitais e as operações não podem mais trabalhar numa execução linear ou de forma isolada de outros processos afirma o executivo de consultoria, transformação cognitiva de processos da IBM América Latina, Eduardo Villela. “As cadeias de valor precisam estar integradas e automatizadas. A Inteligência Artificial pode dar conta da abundância de dados que existe nos diversos sistemas, se adaptar e aprender com eles, gerando insights para inovação e decisões operacionais e financeiras”, aposta.

Ao avaliar o Brasil neste cenário, ele comenta que o País sempre teve um espírito inovador e muitas empresas buscam novas tecnologias para gerar mais eficiência. A adoção está presente, entretanto, não de forma pervasiva. “Existe um conjunto importante de empresas que reconhece, testa e aproveita as oportunidades geradas pelas novas tecnologias. O desafio é escalar, ampliar o alcance e integrar de forma mais estratégica as iniciativas existentes. “Temos cases locais que acabam virando referências globais. São casos inovadores, mas em quantidade ainda pequena”, analisa.

Já pensou parar a produção de um carro por minuto devido a uma invasão de hacker no sistema? A provocação é feita pelo gerente de Planejamento Estratégico da Volkswagen América Latina, Fabricio Valerio, para destacar que, quando se pensa em fábricas altamente conectadas, nada pode ser deixado de lado. Muito menos a segurança. A empresa aposta na Internet das Coisas, computação em nuvem, segurança digital, robótica avançada e manufatura aditiva para avançar na digitalização das suas fábricas. E também na cultura para a inovação. “A Indústria 4.0 é mais do que um conceito e uma série de tecnologias, mas também uma mudança de mindset.”, aponta o gestor da companhia, que é hoje um dos principais cases sobre esse tema no Brasil.

Fabricio Valerio – A disrupção que vem ocorrendo em todos os mercados impacta muito o nosso negócio. Temos no Brasil um cenário um pouco diferente, onde a demanda por transporte como serviço, em vez de veículo como produto, ainda não é tão alta como em outros países, mas estamos nos antecipando a essa mudança. A principal tendência hoje está em conseguirmos produzir veículos cada vez mais conectados, seguros e inteligentes, pois essa é a principal demanda do mercado, além da estratégia de eletrificação de veículos no País.

Valerio – O processo de transição da terceira para a quarta revolução industrial é complexo, principalmente quando levamos em consideração a velocidade com que as tecnologias se modificam nos tempos atuais. Mas, estamos empenhados em implementar com cada vez mais velocidade essas tecnologias em nossas plantas. Enxergamos a Indústria 4.0 como a capacidade das nossas pessoas de, utilizando-se das tecnologias habilitadoras, como Realidade Virtual, Internet das Coisas, Manufatura Aditiva e outras, implementar melhorias nos processos produtivos e administrativos, garantindo cada vez mais qualidade, produtividade e eficiência. A Indústria 4.0 é mais do que um conceito e uma série de tecnologias, mas também uma mudança de mindset.

Valerio – Desde 2006 temos trabalhado com a Indústria 4.0 na Volkswagen do Brasil, com o uso de softwares de simulações, realidade virtual e manufatura aditiva (impressão 3D) com foco em reduzir custos na implementação de novos projetos. A liderança da empresa tem papel fundamental neste processo, que acompanha tudo pro meio dos indicadores de performance das áreas. Criamos departamentos centrais para administrar e coordenar essa transformação digital, preparamos e qualificamos as equipes com novas ferramentas e o gerenciamento do roadmap dos projetos alinhado às estratégias da matriz.

Valerio – O time brasileiro já inovou e apresentou soluções, principalmente low cost, aplicadas hoje aqui e em outras fábricas do grupo ao redor do mundo. Mais recentemente, o grupo VW definiu como estratégia global a construção de uma plataforma em parceria com a Amazon Web Services (AWS), chamada Digital Production Platform (DPP). Com essa ferramenta, é possível que todas as plantas conectem seus processos produtivos na nuvem, aperfeiçoando a implementação das tecnologias habilitadoras e estreitando, principalmente, a conexão entre área produtiva e TI. Um caso curioso foi a automação da leitura de código das baterias. Em nosso processo de montagem das baterias, o operador precisa fazer a leitura da etiqueta da bateria - QR-Code com número da peça, lote, turno de montagem – com um scanner e, em seguida, montá-la no veículo, de forma a manter um histórico e rastreabilidade do processo. Instalamos uma câmera inteligente que acompanha hoje essa operação, identificando automaticamente o código da bateria e o veículo no qual está sendo montada. Com isso conseguimos reduzir o tempo necessário para montagem nessa operação. Este é um exemplo simples de uma solução de baixo custo desenvolvida pela equipe brasileira.

Valerio – Trabalhamos em várias frentes, como a Internet das Coisas, Computação em Nuvem, Segurança Digital, Robótica Avançada, Manufatura Aditiva e outras aplicações. Temos hoje níveis de maturidade diferentes para cada uma delas, bem como diferenças entre as plantas da VW ao redor do mundo, mas todas em uso. Atentamos muito para a segurança e robustez da aplicação, principalmente em se tratado de dados sensíveis ou estratégicos. Já pensou parar a produção de 1carro/min devido à invasão de um hacker?

Valerio – Com a implementação das tecnologias habilitadoras, conseguimos, por exemplo, reduzir o custo de processos via automações, antes não possíveis, além da possibilidade de simulação e validação de novos processos nos mínimos detalhes. Fizemos isso, inclusive, com a experiência de imersão da realidade virtual e aumentada, de forma que o equipamento e o meio ambiente ao redor dele sejam sempre cuidadosamente avaliados. Assim, quando ocorrer a instalação física, caminhamos para o plug and play, aumentando a produtividade por meio de uso das tecnologias para identificar gargalos e perdas antes ocultas. Com isso, a chamada manutenção preditiva, modelo em que conseguimos, por meio do uso de tecnologias avançadas de análise de dados e Inteligência Artificial, podemos prever as quebras e atuar antecipadamente na manutenção do equipamento. Outro ganho importante é conseguir oferecer aos consumidores novos produtos e serviços em tempos menores – tomando como referência que são necessários anos para se desenvolver e lançar um carro do novo, cada mês é importante – e cada vez mais personalizáveis. Sem falar da gradual redução do tempo logístico, que impacta em entregas de peças e veículos mais rapidamente.

Uma importante transformação está em curso na Braskem para reduzir o consumo de energia nos fornos de pirólise, que quebram as moléculas da nafta e as transformam nos produtos petroquímicos, como eteno, propeno e gasolina. É a implantação de um modelo capaz de predizer o comportamento dos equipamentos e poder se antecipar na resolução de possíveis problemas que possam aparecer.

A mudança começou em Camaçari (BA) e agora será reaplicada na em Triunfo (RS). A solução escolhida foi a da AspenTech, composta por um software de análise multivariável e uma ferramenta para realizar o monitoramento dos processos com soluções para a Indústria 4.0.

A nova ferramenta permite que a modelagem e customização dos dashboards sejam feitas pelos próprios engenheiros de acordo com as peculiaridades de cada equipamento. O usuário descobre oportunidades de melhorias quando, ao estudar seus dados, percebe pontos em que o equipamento operou bem, e pode investigar e questionar o modus operandi.

Os resultados começam a aparecer na Bahia. São milhares de dólares de ganho com a economia de energia na planta, muito acima do que tinham planejado. Isto acontece porque, com a interpretação do comportamento dos equipamentos, é possível interferir na planta, verificar onde há erro ou oportunidade e ajustar.

Com a performance alcançada, a redução do consumo de energia foi um dos destaques do ano de 2020 na Bahia. “A ferramenta permite redefinir os controles multivariados avançados que atuam diretamente na planta e, além dos ganhos, é possível fazer otimizações”, explica engenheira especialista em fornos e membro do squad, Helena Olivieri.

Ela exemplifica que durante a operação não é possível visualizar todas as variáveis simultaneamente, por isto, o operador não percebe que um forno não está em uma região boa de operação do ponto de vista de consumo de energia, mas a ferramenta mostra quais são as variáveis que contribuem para determinada situação.

No Sul, a expectativa é de que a performance a ser alcançada siga o mesmo caminho, mas é preciso fazer customizações. Como cada forno é diferente, com características específicas, não basta copiar e colar o modelo. “Tem que aprender a conhecer aquele equipamento, aquela unidade. O rollout no Sul vai ser outro desafio. É sempre um novo começo, até na mesma unidade os fornos se comportam de forma diferente”, constata Helena.

O diretor industrial da regional Sul da Braskem, Nelzo Silva, considera que há condições sólidas de implantação no Sul, onde já é feita a manutenção preditiva dos equipamentos. “O segredo da Indústria 4.0 é melhorar as condições de trabalho e as equipes que entenderem isto alcançarão bons resultados”, projeta.