Indústria 4.0

 

FabricaFuturo

 

1 Junho 2016

Começa-se agora a falar em Portugal, com mais insistência, na “Indústria 4.0”, um termo inspirado na indústria de software que vai batizando as evoluções mais radicais com um incremento numérico. Quer isto dizer que este termo “Industria 4.0” representa uma evolução radical, uma evolução drástica ou brusca. Uma evolução radical da forma como se produzem bens de consumo.
O termo “Indústria 4.0” começou a ser usado primeiro na Alemanha, muito impulsionado pelo governo, desafiando a indústria, as universidades e todos os agentes ligados à produção de bens, a fazerem uso das crescentes tecnologias de informação e comunicação, da Internet das Coisas, para criar um salto na filosofia de fabricação.

 

Evolução da Computação
Na década de 1960, quando começaram a aparecer os primeiros computadores, um computador servia várias pessoas e funções, funções completamente rudimentares comparativamente às potencialidades atuais, mas que eram um grande auxilio no calculo matemático, por exemplo. Passámos daí para o computador pessoal, muito graças à Apple, à IBM e à Microsoft, em que cada pessoa tinha o seu computador pessoal, isto a partir da década de 1980. O desenvolvimento da tecnologia ligada aos computadores baixou os preços e o seu tamanho de uma forma radical, enquanto que aumentou de forma ainda mais significativa as suas capacidades de processamento. Estes fatores, associados à criação da Internet, originaram que atualmente cada um de nós vive rodeado de vários computadores, na forma de computador de secretária ou portáteis, tablets, smartphones, relógios ou televisões inteligentes, computadores embebidos noutros produtos, como nos automóveis ou no vestuário. Atualmente estima-se que cerca de 90% dos computadores estejam embebidos em produtos que não o tradicional computador de secretária ou portátil. Estamos a criar ambientes inteligentes que podem sentir, informar e atuar, ambientes digitais, e é esta a ideia por trás da fabrica inteligente e que está na origem da “Indústria 4.0”, a digitalização da produção.

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Produção Smart
Estamos a criar formas em que as diversas ferramentas de produção, as diversas tecnologias de produção estejam equipadas com sensores e atuadores que comuniquem entre si e mais radical ainda que comuniquem e recebam informação do próprio produto, do produto que será vendido e comprado. Esta é a ideia revolucionária da “Indústria 4.0”. Um processo de produção em que o produto, um carro, por exemplo, pede para ser pintado desta cor, pede que lhe coloquem este ou aquele componente, transformando este produto em algo completamente personalizado, completamente construído de forma individual.
Estamos a aplicar e estender os conceitos de sistemas ciber-físicos à industria de produção de bens, tal como a rede elétrica inteligente (smart grid), os sistemas de transporte inteligentes, contribuindo para a formação da cidade inteligente do futuro (smart city). Tal como a rede elétrica inteligente e os sistemas de transporte inteligente procuram otimizar a utilização de recursos, minimizando o impacto social, ambiental e económico e maximizando os resultados, também o conceito de “Indústria 4.0” procura uma minimização de impactos sociais e ambientais negativos, assentando muito numa filosofia de eco-design e ecoeficiência, preocupando-se não só com a vida útil dos produtos, mas também de forma significativa com a origem de matérias primas e processos de produção utilizados, assim como com o final de vida do produtos, com o processo de reciclagem ou reutilização.

 

O automóvel e as revoluções industriais
Tomemos o exemplo dos automóveis. No final do século XVIII tivemos a primeira revolução industrial, com a utilização da água, do vapor e mais tarde do motor de combustão interna para alterar de forma radical os sistemas de produção de bens e a forma como deslocávamos pessoas e cargas. Começámos a ter os barcos a vapor, os comboios e os primeiros automóveis. No inicio do século XX, passámos a organizar a produção e a assistir o trabalho com a energia elétrica, inovações muito bem desenvolvidas por Charles Taylor e Henry Ford para o lançamento de um verdadeiro sector de produção de automóveis para as massas, marcando a passagem para a segunda revolução industrial. O automóvel produzido pela Ford era similar a outros que existiam já no mercado, mas o facto de ser produzido sempre igual, sempre com a mesma cor, o negro, permitiu que o seu custo baixasse e começasse a ser comprado pelas classes mais baixas. Economia de escala. Tínhamos aqui um produto de massas, mas sem qualquer personalização, sem qualquer elemento de individualização. No inicio dos anos de 1970, deu-se a terceira revolução industrial, com a introdução de robots para realizar tarefas mais pesadas, mais perigosas e de modo mais rápido, como a manipulação de cargas ou a realização da pintura das carroçarias dos automóveis. Temos vindo a assistir a uma crescente introdução de sistemas passivos e ativos, como o sistema de airbag, o ABS, sistemas de estacionamento automático que procuram de forma mais ou menos isolada melhorar a segurança e a experiência de utilização de um automóvel. Temos automóveis que apesar de estarem sustentados em sistemas mecânicos, começam a ter cada vez mais software. O mesmo acontece nos equipamentos de produção industrial. Toda a máquina de injeção de plásticos ou fresadora atual assenta em sistemas mecânicos, mas já incorporam programação que facilitam a comunicação entre o operador e a máquina. No entanto o peso do software irá crescer. Há quem afirme que atualmente temos máquina mais software e que no futuro teremos software mais máquina. No futuro teremos certamente automóveis inteligentes que se conduzem sozinhos, mas mais importante que isso, que interagem com as pessoas e entre si, que serão mais eficientes, que utilizarão menos matérias primas e que podem ser completamente reciclados. E se esse é o sonho que move a industria automóvel, esse é o espírito da quarta revolução industrial.

RevolucoesIndustriais

 

Integração
Como referido anteriormente, a ideia que sustenta esta revolução industrial é a integração de recursos e da tecnologia atualmente ao nosso dispor, como a capacidade de processar muita informação, a Big Data, a capacidade de processar esta informação em supercomputadores que se encontram em locais remotos, a computação na nuvem, a capacidade de realizar simulações virtuais de estruturas, ferramentas e produtos tendo em consideração as propriedades dos materiais, a capacidade de utilizar ambientes de realidade amentada que nos permite ter informações adicionais sobre o que está ao nosso redor e assim conseguirmos de forma mais assertiva realizar a manutenção de equipamento, por exemplo. A disponibilidade de sistemas ciber-físicos, como sensores e atuadores, que se integram com os equipamentos de produção e se ligam à Internet, a Internet das Coisas. A robótica autónoma. A capacidade de processar em multi-escala, isto é, desde a macro escala até à nano escala. A integração na produção de conceitos de eco design e ecoeficiência. A integração de processos de fabrico aditivo com recurso a materiais cada vez mais complexos e assim mais versáteis. A integração de sistemas de ciber segurança para proteger todo este ambiente ciber-físico. E não menos importante, as pessoas, a integração das pessoas nestes ambientes e a sua capacitação para estes desafios.
A integração de todos estes conceitos cria a “Indústria 4.0” e assim a capacidade de aumentar a produtividade e a capacidade de oferecer produtos verdadeiramente personalizados.

 

Desafios
Todo este ambiente e a aplicação concertada destes conceitos associados à “Indústria 4.0” trazem desafios à indústria. Desafios em termos de aumento de produtividade, produzindo mais com menos recursos materiais e energéticos e adaptação e reconversão dos recursos humanos através de formação. Mas é também necessário que a indústria possa tirar partido da partilha de informação, das fontes de conhecimento livre e altamente patrocinadas pela União Europeia, tirar partido da utilização dos centros de recursos existentes e ao dispor. A linguagem de comunicação poderá continuar a ser um obstáculo à plena comunicação e tal deve ser encarado como um desafio a minimizar por parte de todos os intervenientes neste processo.
Talvez o maior desafio que se coloca à indústria e à sociedade é a necessidade de repensar os modelos de negócio atuais e quais as consequências que a personalização de produtos, o fabrico aditivo ou a condução autónoma trarão para esses mesmos modelos de negócio. Continuará a fazer sentido haver posse individual de um automóvel, ou haverá empresas que prestam o serviço de transporte de pessoas e bens com uma frota de automóveis personalizados, energeticamente eficientes e ao dispor em qualquer lado? Continuaremos a ter computadores pessoais ou simplesmente interfaces de ligação a servidores?

 

As pessoas
As pessoas estão sempre no centro de qualquer revolução e neste caso também o estão. Investidores, consumidores, trabalhadores todos são personagens ativas desta revolução.
As mudanças a que vamos assistir, ou melhor, as mudanças em que vamos participar vão ser lentas. Não se perspetiva mudanças radicais, mudanças de um dia para o outro. Esta revolução tem muito de tecnologia, mas também muito de mentalidades.
Podemos refletir acerca das consequências sobre as pessoas como utilizadores/consumidores de produtos e serviços ou consequências sobre os trabalhadores, consequências ao nível do emprego.
Os consumidores vão beneficiar de produtos que os servem melhor, que são mais à sua medida. No mundo da moda, pense-se que vamos ter a rapidez e diversidade do "pronto a vestir”, mas com a personalização do "alfaiate". Isto trará vantagens diretas para o consumidor (um produto personalizado) mas também vantagens indiretas (não há praticamente desperdício de material, não há custos de armazenamento, há um melhor conhecimento do processo de produção o que leva a que se possa otimizar os processos de produção e assim diminuir custos económicos e energéticos, assim como impactos ambientais negativos).
Do ponto de vista da população trabalhadora, há sempre o receio de perda de emprego. Em qualquer das anteriores revoluções industriais esse medo existiu, mas nunca se concretizou. O que se verificou foi sempre que aumentou o número de oportunidades de trabalho e estou em crer que tal também se vai verificar no contexto atual. Haverá certamente profissões que vão deixar de existir. Por exemplo, daqui a 20 ~ 30 anos não existirão taxistas, pois esse serviço será feito certamente por automóveis aos quais damos indicações e nos levam, de modo autónomo, ao nosso distinto. Mas isso acontecerá daqui a muito tempo, portanto até lá haverá tempo para que cada um de nós se forme para aproveitar as oportunidades que vão surgir. "Aprender até morrer" sempre foi muito importante e não é menos importante neste contexto.

 

Interação entre a Industria e as Instituições do Sistema Cientifico
Como referido anteriormente, o salto com sucesso para a “Indústria 4.0” implica a reestruturação de muito do tecido empresarial nacional, apostando na formação dos seus recursos humanos e na inovação dos seus modelos de produção e de negócio.
A União Europeia já há algum tempo que vem dinamizando iniciativas de promoção e apoio da digitalização da indústria e o Governo começa também a apostar, de modo mais direto, na dinamização desta revolução. Oxalá que a utilização destes recursos seja assertiva e não para a promoção de uma “Indústria 4.0” à portuguesa.
As instituições do Sistema Científico Nacional estão na primeira linha de apoio à sociedade para apoiar a indústria, quer na formação ou requalificação de recursos humanos quer no apoio à inovação, à integração dos diferentes componentes que levam à digitalização da produção.
Os diferentes cursos de engenharia, como a engenharia mecânica, eletrónica ou automação industrial, integram já formação muito vocacionada às competências técnicas necessárias aos profissionais que vão ter nas mãos a responsabilidade de transformação da indústria.
De igual modo, nos centros de investigação e desenvolvimento das universidades e politécnicos, a par dos centros tecnológicos de apoio à industria, é possível encontrar competências que estão ao dispor do tecido industrial e da sociedade. Estas instituições, estão completamente disponíveis para o desenvolvimento de parcerias de investigação e desenvolvimento, disponíveis para o apoio à inovação, para a transferência de conhecimento, para o desenvolvimento de projetos de cooperação ou de copromoção, assim como para o desenvolvimento de formação especializada e à medida.

 

Fazer a revolução
Vivemos tempos de grande empolgamento, em que a evolução da forma como se produz irá evoluir para um estágio de maior produtividade e personalização. Vários são os desafios, mas se estes forem atacados com frontalidade, a indústria portuguesa terá sucesso e estará na linha da frente desta revolução. A aposta da Alemanha e do resto do mundo na “Indústria 4.0” está muito relacionada com a saturação de produtividade da indústria. Portugal tem de se associar a este desenvolvimento, mas não pode ignorar a necessidade de inovar de modo a aumentar níveis de produtividade através da otimização de processos.
Em conclusão, a “Industria 4.0” só se tornará realidade quando o seu significado e propósito deixarem de ser uma questão de debate, e se torne uma causa para uma colaboração flexível entre empresas de fabricação ultramodernas e redes de valor acrescentado, utilizando a ultima informação disponível e a mais avançada tecnologia de automação. Talvez aí olhemos em retrospetiva e possamos dizer que ocorreu uma revolução.

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Olivier Scalabre, TED@BCG Paris, May 2016

Wolfgang Wahlster, BASQUE INDUSTRY 4.0, 2014

Industry 4.0 in the Volkswagen Group