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Industry 4.0: Smart Manufacturing 1
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Industry 4.0
Smart Manufacturing
Projeto FEUP 2015/2016 -- MIEIG 05
Armando Sousa Luís Guimarães
Grupo 4
Supervisor: Luís Guimarães Monitor: Márcia Monteiro
Estudantes:
Adriana Moreira up201505564@fe.up.pt Ana Loiola up201502839@fe.up.pt Gustavo Silva up201504008@fe.up.pt Nuno Loureiro up201406444@fe.up.pt Patrícia Silva up201504683@fe.up.pt Pedro Magalhães up201504784@fe.up.pt
Industry 4.0: Smart Manufacturing 2
Resumo
Com uma rede tecnológica cada vez mais cloud-based as capacidades proporcionadas
por estes serviços tanto a nível pessoal como empresarial foram progressivamente evoluindo.
Uma classe onde este fenómeno foi e continua a ser sobretudo testemunhado é na indústria.
A evolução destas tecnologias desencadeou inúmeras alterações na forma como a
indústria se organiza e executa os seus mais diversos projetos, surgindo, assim, o conceito
de Industry 4.0 . Este é então uma forma alusiva de expressar a quarta revolução industrial
que principalmente as tecnologias da informação e comunicação permitiram. O presente
relatório debruça-se essencialmente em definir os diferentes paradigmas inerentes a estas
consecutivas alterações, tanto as vantagens como desvantagens para a indústria e a
população que daí provém e quais as perspetivas futuras de adoção deste novo formato a
nível de produção e gestão industrial.
Palavras-Chave
Indústria; Comunicação; Sistemas; Produtividade; Tecnologia; Gestão
Industry 4.0: Smart Manufacturing 3
Índice
Listadefiguras............................................................................................................3
Listadeacrónimos......................................................................................................5
1.Introdução...............................................................................................................7
2.Indústria4.0............................................................................................................8
3.Paradigmas............................................................................................................12
3.1SmartProduct..............................................................................................................12
3.2SmartMachine.............................................................................................................13
3.3AugmentedOperator...................................................................................................13
4.Potencialidades.....................................................................................................14
4.1ProduçãoCostumizada.................................................................................................14
4.2LeanManufacturing.....................................................................................................15
5.0RequisitosàImplementação................................................................................17
5.1ExponentionalTechnology...........................................................................................17
5.2VerticalNetworking.....................................................................................................18
5.3Through-Engineering....................................................................................................18
5.4HorizontalIntegration..................................................................................................19
6.Serviços/Produtos.................................................................................................20
7.Tendências............................................................................................................22
8.Conclusões............................................................................................................24
Referênciasbibliográficas..........................................................................................25
Lista de figuras
Industry 4.0: Smart Manufacturing 4
Figura 1: Quarta revolução industrial ...................................................................................... 9
Figura 2: Cronologia relativa às diversas revoluções industriaisErro! Indicador não
definido.
Figura 3: Principais vantagens na adoção ao Smart Manufacturing ..................................... 11
Figura 4: Ilustração referente ao operário convencional .......... Erro! Indicador não definido.
Figura 5: Relação entre a quantidade produzida e o custo por peça .................................... 15
Figura 6: Perdas mais significativas relativamente à produção industrial ............................. 16
Figura 7: Filosofia Lean Manufacturing .................................... Erro! Indicador não definido.
Figura 8: Impressão 3D ........................................................................................................ 18
Figura 9: Principais serviços possíveis com a Indústria 4.0 .................................................. 20
Industry 4.0: Smart Manufacturing 5
Lista de acrónimos
CPS - Cyber-Physical Systems
CPPS - Cyber-Physical Production Systems
IA – Inteligência Artificial
ICT- Information and Comunication Technologies
R&D - Research and Development Challenges
SCOR - Supply Chain Operations Reference
SMS - Smart Manufacturing Systems
SIMA - Systems Integration for Manufacturing Applications
WIP - Work in Progress
Industry 4.0: Smart Manufacturing 6
Glossário
Retrofit - termo utilizado principalmente em engenharia para designar o processo de
modernização de algum equipamento já considerado ultrapassado ou fora de uso, utilizando
partes não disponíveis aquando do seu fabrico.
Cyber-Physical Systems – termo referente aos sistemas que fazem a ligação entre o
espaço físico e o virtual, recolhendo as informações do meio com recurso a sensores, à
robótica e a engenhos computacionais.
Industry 4.0: Smart Manufacturing 7
1. Introdução
As primeiras três revoluções industriais foram desencadeadas essencialmente por
inovações técnicas: a introdução das máquinas movidas a vapor no final do século XVIII; a
divisão do trabalho em linhas de produção e introdução dos programmable logic controllers
(PLC) para propósitos de automação, no final dos anos setenta.
A indústria 4.0 baseia-se, por outro lado, num conjunto de alterações iminentes e
progressivas na indústria cuja adoção se deve em grande parte à internet visto ser o meio
que permite a comunicação entre os cyber-physical systems (CPS) e a força laboral que
executam tarefas, por vezes simultâneas, em todos os domínios da indústria.
Os Smart Manufacturing Systems (SMS) ou, em português, sistemas de produção
inteligentes surgiram com a evolução de novas tecnologias que promovem o fluxo de
informação rápida e generalizada dentro dos sistemas e em torno do seu controle. Ligado a
estas tecnologias vem uma maior necessidade de responder rápido e eficazmente à
informação, interrompendo assim os processos em curso. Os SMS adaptam-se facilmente a
novas situações utilizando dados em tempo real para a tomada de decisões inteligentes e
também prevêm e evitam falhas de forma proativa. [Davis, 2012]
O presente relatório debruça-se essencialmente em definir os diferentes paradigmas
inerentes a evolução da industria, tanto as vantagens como desvantagens para a indústria e
para a população que daí provém e quais as perspetivas futuras de adoção deste novo
formato a nível de produção e gestão industrial.
Industry 4.0: Smart Manufacturing 8
2. Indústria 4.0
A primeira revolução industria ocorreu em 1780 em Inglaterra tendo por base a invenção
da máquina a vapor. Esta revolução permitiu aumentar a quantidade de profissões, de
mercadorias produzidas permitindo o rápido crescimento das cidades. A segunda revolução
industrial foi ocasionada pelo alto desenvolvimento industrial pós guerra e foi muito importante
para criar novos métodos de produção na área da química e da metalurgia. Ocorre então no
inicio do seculo XX e com ela surge a ideia de produção em massa e em série (fordismo) e
da separação do trabalho intelectual do manual, verticalizando as relações de trabalho
(taylorismo). A terceira revolução industrial surgiu após a segunda guerra mundial e teve como
principais característica o uso de várias fontes de energia e o crencente recurso da informática
nos processos de produção permitindo diminuir os custos e o tempo de produção.
Hoje em dia, pelo mundo fora, os sistemas de produção tradicionais têm que de lidar com
a rápida transformação digital, acelerada pelo crescimento exponencial das tecnologias, como
por exemplo: robôs inteligentes, “drones” autónomos, sensores, impressão 3D, etc.
Estes desafios não podem ser comparados com o simples aumento do nível de
automação da produção, melhorias que têm vindo a ser implementado desde os anos 70´s
com os desenvolvimentos na eletrónica e tecnologias de informação.
A adoção massiva de tecnologias de informação e comunicação (ICT) pela indústria
produtiva, um pouco por todo o mundo, está agora a provocar uma abordagem disruptiva na
forma de desenvolver e operar os sistemas produtivos. [Deloitte, 2015]
Industry 4.0: Smart Manufacturing 9
A Indústria 4.0, também chamada quarta revolução industrial surgiu na Alemanha devido
à necessidade de responder aos desafios da indústria produtiva. Nos Estados Unidos da
América (EUA) surgiu também uma iniciativa semelhante chamada “Smart Manufacturing
Leadership Coalition” que aborda igualmente os desafios da indústria produtiva.
O termo Industria 4.0 refere-se a um estágio avançado de desenvolvimento na
organização e gestão de toda a cadeia de valor dos sistemas produtivos. A Industria 4.0
corresponde a uma quarta revolução industrial, como bem descrita na figura 1.
Figura 1: Quarta revolução industrial
Industry 4.0: Smart Manufacturing 10
Constitui uma nova fase de organização e gestão da indústria que assenta em 4 principais
características:
• “vertical networking” de sistemas de produção inteligentes, como fábricas
inteligentes e produtos inteligentes, bem como uma rede logística independente,
com uma forte orientação das operações produtivas para com as necessidades
individuais e especificas dos clientes.
• “horizontal integration” por meio de uma nova geração de redes globais de criação
de valor que incluem a integração dos parceiros de negócio e clientes, utilizando
novos modelos de negócio entre diferentes países e continentes.
• “through-engeneering” utilização da engenharia por toda a cadeia de valor, não só
no processo de produção, como também no produto final, acompanhando assim
todo o ciclo de vida.
• “accelaration through exponentional technology”, isto é, aumentar a velocidade e
quantidade de produção devido à evolução rápida (exponencial) da tecnologia,
que suporta a individualização dos processos e sua flexibilidade e que faz baixar
o custo e ainda aumentar o poder de computação.
A indústria 4.0 refere-se assim à evolução tecnológica desde os sistemas incorporados
até aos sistemas “cyber-physical”, isto é, em vez de se dar mais valor à parte computacional,
associa-se a computação aos processos físicos sendo esta a monitorizar e controlar os
mesmos. Não se trata da união de dois processos mas sim da interceção entre estes, junta-
se o real (sistema físico) ao virtual (modelo computacional) criando uma nova era para a
produção e gestão dos processos de fabrico, de onde vão surgir inúmeras vantagens, como
apresentado na figura 3 . [Lee, 2015]
Industry 4.0: Smart Manufacturing 11
Associado ao desenvolvimento da indústria 4.0 aparece o conceito de "smart
manufacturing systems” (SMS). Nos SMS todos os equipamentos são ligados com a ajuda de
sensores e circuitos impressos de radio frequência (“RFID ships”). Por exemplo, os produtos,
os sistemas de transporte e as ferramentas comunicam entre si com o objetivo de melhorar a
produção global, mesmo até fora dos limites da empresa. Esta integração entre os sistemas
físicos e virtuais só é possível porque cada elemento existe no mundo físico e no modelo
virtual.
A Industria 4.0 representa uma mudança paradigmática dos sistemas produtivos
centralizados para os descentralizados. De uma forma simples, a evolução tecnológica
suporta a capacidade de processamento local de uma grande quantidade de dados, que
permite que o próprio equipamento “decida” que processo vai executar, tomando em
consideração os sinais recebidos dos sensores e da comunicação com outros equipamentos.
Isto significa que o equipamento produtivo, não processa apenas o produto, mas o produto
comunica com o equipamento para lhe dizer exatamente o que fazer.
Ora, os SMS possuem essa inteligência descentralizada, ajudando a criar uma rede de
objetos inteligentes e a gerir processos de forma independente. Fazem interagir o mundo real
com o mundo virtual, isto é, a produção possível interage com a produção ideal.
Figura 2: Principais vantagens na adoção ao Smart Manufacturing
Industry 4.0: Smart Manufacturing 12
3. Paradigmas
Progressivamente, a indústria vê-se obrigada a acompanhar o rápido
desenvolvimento de produtos, a flexibilidade de produção bem como a complexidade de
ambientes. Uma vez que atualmente a maioria das adaptações dos processos são
predominantemente executadas pelo Homem, esta revolução industrial potencia o aumento
da auto otimização e de sistemas com capacidade de recolha, análise, tratamento de
informação e alterações em tempo real em tudo o que seja necessário. [Brettel, 2012]
Face a isto, a Smart Manufacturing rege-se por padrões bem definidos mas não
estáticos que foram e continuam a ser a base de todas as alterações possíveis. Nessa mesma
base da indústria 4.0 podem ser especificados 3 paradigmas: Smart Product, Smart Machine
e Augmented Operator.
3.1 Smart Product
O primeiro paradigma relaciona-se com o aumento da parte ativa do sistema, à
capacitação que lhes é dada através de memória onde dados operacionais, requerimentos e
enormes quantidades de muitos outros tipos de dados são armazenados diretamente nos
sistemas. Descreve portanto a transformação dos sistemas de produção convencionais para
os já referidos CPS (cyber-physical systems). De facto, esta mudança permitirá não só uma
maior flexibilidade na capacidade de execução dos sistemas mas também uma mais fácil
configuração e instalação dos diferentes módulos de produção. O grande volume de dados
que estão permanentemente a ser gerados pode ser então armazenado próximo dos
sistemas de controlo para mais fácil acesso e análise.
Industry 4.0: Smart Manufacturing 13
3.2 Smart Machine
Simultaneamente, o segundo prende-se à maior inteligência artificial com que são
dotados os equipamentos tornando-os capazes de comunicarem entre si, entre módulos de
produção e auto organizarem-se nas redes de produção, tudo isto resultado também da
análise feita nas grandes bases de dados que esses sistemas possuem. Inevitavelmente a
capacidade de decisão autónoma, mais rápida e fiável permite que em situação de crise ou
de eventuais adversidades, os sistemas tomem decisões e efetuem ações com o mínimo de
erro e máxima qualidade possível.
3.3 Augmented Operator
Por fim, um dos paradigmas com maior caminho ainda para o progresso é o apoio
tecnológico dado pelo operário em ambientes de elevada complexidade e em alteração
permanente. Estes devem ser o mais qualificados possível nas mais diversas áreas
relacionadas com a indústria uma vez que o suporte por eles feito deve ser tanto a nível físico
como de software. Estes devem ser capazes de exercer a interligação de todos os
componentes diretamente envolvidos com a parte tecnológica da indústria. Mão-de-obra
bastante bem qualificada a este nível continua a ser no entanto limitada significando que, no
futuro, uma alteração da força laboral a nível fabril possa acontecer exigindo maior
qualificação e obedecendo a mais requisitos e com critérios mais exigentes. [Weyer, 2015]
Industry 4.0: Smart Manufacturing 14
4. Potencialidades
A sociedade ocidental tem um passado muito relacionado com a indústria, à qual pode
em grande parte atribuir o seu progresso, contudo, o melhoramento do nível de qualidade de
vida destes países contribuiu para que se tenha dado o aumento dos custos da mão-de-obra.
De facto, o aumento do preço de produção levou muitas indústrias dos mais diversos
ramos a optarem por deslocar as suas linhas de produção para países mais orientais, em
desenvolvimento e com uma economia e moeda também mais fracas de modo a aumentarem
a margem de lucro. Embora esse custo tenha diminuído, o fosso entre a qualidade e a
produtividade aumentou de tal forma que obrigou as economias e a própria indústria a
aumentar o planeamento de modo a maximizar os lucros, estando nas novas tecnologias o
grande foco desta mudança.
4.1 Produção Costumizada
Uma das formas adotadas para reduzir os custos de produção é a produção em série. Na
maioria dos produtos, ao ser aumentado o número de objetos que são produzidos, o custo
por unidade vai diminuindo ( relação evidente na figura 5), isto resulta da produção em série
que permite que um equipamento especificamente concebido para produzir uma determinada
peça ou componente, com determinadas características esteja constantemente a executar
essa mesma função. Embora para a maioria dos consumidores a compra destes produtos de
menor qualidade mas temporários seja ainda a ideal, para muitos outros que procuram artigos
mais personalizados e adaptados àquilo que necessitam o preço é ainda muito elevados.
Como muitos recursos têm que ser mobilizados para que sofram alterações e
modificações à produção de uma nova peça, o tempo de produção aumenta, resultando numa
menor produtividade.
Industry 4.0: Smart Manufacturing 15
Este é um dos motivos pelos quais as novas tecnologias estão a ser adotadas pela
indústria: ao dotar os equipamentos de inteligência artificial e ao ligá-los entre si, estes
conseguem da forma mais sustentável possível gerir os recursos disponíveis para que artigos
únicos ou que apenas se pretenda produzir em pequena quantidade, sejam produzidos de
uma forma que até à data requereria um trabalho de gestão muito elevado.
4.2 Lean Manufacturing
Promovendo uma gestão central da cadeia de abastecimento com partilha
transparente de informação entre as partes, vários níveis de eficiência podem ser alcançados,
nomeadamente a redução de matérias-primas em stock e o WIP (work in progress). Foi com
esta mentalidade que se construiu a cultura Lean, que consiste em otimizar ao máximo todos
os processos envolventes no fabrico de um determinado produto, eliminando todas as perdas.
Nesta filosofia, o conceito de perda define tudo aquilo que não agrega qualquer valor adicional
(does not add value). As 7 mais significativas perdas estão representadas no esquema da
figura 6.
Figura 3: Relação entre a quantidade produzida e o custo por peça
Industry 4.0: Smart Manufacturing 16
Quando a produção é superior à procura, a empresa gera gastos, pois tem de arcar com
os custos adicionais de produção, bem como da gestão de bens que não tenham sido
vendidos. Sempre que o trabalho de um operador ou equipamento não é produtivo, é
considerado como uma perda. Os casos mais frequentes são: atrasos na entrega de
materiais, e ainda paragens imprevistas da maquinaria.
Em qualquer tipo de transporte, é possível que se perca ou danifique um produto,
simultaneamente ter demasiados produtos em stock pode levar estes a ficarem fora de moda
ou até mesmo sem condições para o uso normal do produto em questão. Todo o movimento
tanto de trabalhadores, como de materiais, se for dispensável ou que não crie uma mais-valia,
é uma perda. Em todo e qualquer processo é importantíssimo ir ao encontro daquilo que é
estritamente essencial para que o produto seja fabricado da forma mais eficiente e eficaz
possível, pelo que etapas dispensáveis são tidas como perdas. Todo o produto imperfeito ou
incompleto será rejeitado pelo cliente, logo o esforço e tempo dedicado àquele produto foi
inútil.
Figura 4: Perdas mais significativas relativamente à produção industrial
Industry 4.0: Smart Manufacturing 17
5.0 Requisitos à Implementação
O Smart Manufacturing é a grande pilar das fábricas do futuro. Como referido
anteriormente, as características que melhor definem as fábricas da Indústria 4.0 são as
tecnologias exponenciais, a criação vertical de redes de sistemas de produção inteligentes, o
through-engineering ao longo da cadeia de valor e também a integração horizontal através de
uma nova geração de cadeias de valor. É exatamente devido a esta elevada complexidade
que acaba ainda por residir a dificuldade de implementação destas novas tecnologias em
fábricas ainda muito convencionais, sendo que diferentes requisitos são necessários para as
diferentes componentes.
5.1 Exponentional Technology
No que respeita às tecnologias exponenciais, que é em si mesma, uma das principais
características da Industry 4.0, elas serão um catalisador que trará, por exemplo, flexibilidade
e diminuição de custos aos processos industriais. O Smart Manufacturing requer que as
soluções a nível da automação sejam altamente cognitivas e autónomas. Assim estas
tecnologias, como a Inteligência Artificial (IA) e tecnologias sensoriais, têm o potencial de
aumentar a autonomia dos processos industriais ainda mais e ao mesmo tempo acelerando
a individualização e a flexibilização dos mesmos, pelo que elas são assim vitais no
desenvolvimento do Smart Manufacturing. Um grande exemplo do impacto destas
tecnologias, é o caso da impressão 3-D representada na figura 8. A impressão 3-D tem assim
o potencial de transformar toda a cadeia logística. Com ela pode ser reduzida quer a
necessidade de fornecedores altamente especializados de partes complexas, quer o número
de fornecedores envolvidos ao longo de toda a cadeia, diminuindo assim o custo de toda a
gestão da cadeia logística.
Industry 4.0: Smart Manufacturing 18
5.2 Vertical Networking
O Smart Manufacturing dependerá também da criação vertical de redes de sistemas de
produção inteligentes. Esta criação vertical usa CPPSs (cyber-physical production systems)
que dão às plantas industriais a capacidade de reagir rapidamente a mudanças de procura,
de níveis de stock e até a erros que possam existir no sistema. Assim as “fábricas inteligentes”
poderão organizar-se elas próprias e permitir que a produção seja individualizada e específica
em função dos clientes. Isto requer também que a informação seja extensivamente integrada
para que todas as partes consigam funcionar corretamente. A tecnologia sensorial inteligente
é também aqui vital para ajudar na monitorização e na organização autónoma dos sistemas.
5.3 Through-Engineering
Outra característica importante e necessária é o through-engineering ao longo da
cadeia de valor. A cadeia de valor é o conjunto de atividades desempenhadas por uma
empresa desde as relações com os fornecedores, ciclos de produção e venda, até à fase de
distribuição final. O through-engineering ocorre durante o design, desenvolvimento e
manufatura de novos serviços e produtos. Estes passam a ser integrados e coordenados com
os ciclos de produção, permitindo que novas sinergias sejam criadas entre o desenvolvimento
Figura 5: Impressão 3D
Industry 4.0: Smart Manufacturing 19
dos produtos e os sistemas de produção. Uma grande característica do through-engineering
é que a informação poderá estar disponível em todos os estádios do ciclo de vida de um
produto, permitindo que os processos se tornem mais flexíveis desde a fase de conceção até
à fase final de distribuição.
5.4 Horizontal Integration
Simultaneamente, um outro requerimento para a implementação do Smart Manufacturing
é a integração horizontal através de uma nova geração de cadeias de valor. Estas serão redes
otimizadas em tempo real que irão trazer um alto nível de flexibilidade para responder mais
rapidamente aos problemas e erros que possam existir nos processos industriais, facilitando
assim uma melhoria global ao longo de todo o processo. Estas redes providenciam através
dos CPPSs uma integração e conexão entre todos os processos envolvidos na manufatura,
como o armazenamento, produção, marketing, vendas e toda a logística envolvida. A história
de cada produto poderá assim ser guardada e pode ser acedida a qualquer altura, garantindo
assim uma maior eficiência na produção futura do mesmo. Poderão também ser feitas
alterações específicas em função dos clientes ao nível da produção, do planeamento e da
distribuição dos produtos, permitindo que fatores como a qualidade, o preço e a
sustentabilidade ambiental sejam tratados dinamicamente em tempo real, ao longo de toda a
cadeia de valor. Esta integração horizontal poderá gerar assim novos modelos de negócio e
de cooperação.
Industry 4.0: Smart Manufacturing 20
6. Serviços/Produtos
Smart Manufacturing tendo como fim ajudar empresas a modernizar, desenvolver
sistemas de produção e instalações mais rápidas e eficazes, oferece-nos instalações de
fabricação inovadoras com soluções de consultoria que ajudaram assim a melhor as
empresas. Para que tudo funcione a favor de aumentar o desempenho das mesmas, vários
serviços são disponibilizados, tais como:
• Estratégia e planeamento de serviços: alinhar os objetivos e as prioridades de negócio
para desenvolver um plano de implementação abrangente;
• Implementação de retrofit: adoção de um design eficiente, analisando e construindo
retrofit’s, novos sistemas de produções e instalações com uma solução integrada
utilizando para isso técnicas atuais.
• Otimização de soluções para a fábrica: Fornecer melhores práticas às necessidades
atuais e futuras;
Figura 6: Principais serviços possíveis com a Indústria 4.0
Industry 4.0: Smart Manufacturing 21
• Prever a falha mecânica: Marcar manutenções exatamente quando é necessário
evitando dispendiosos reparos de emergência ou manutenção preventiva
desnecessária;
• Conhecer metas de sustentabilidade: Melhorar a eficiência energética e reduzir o
carbono as emissões de suas plantas;
• Conhecer todos os dados valiosos recolhendo-os com um desempenho em tempo real
de informações sobre o equipamento, processa-los através de modelos de análise
avançados e comanda-lo com inteligência acionável através de um conjunto de
painéis de fácil utilização e gráficos personalizados;
• Para desenvolver e promulgar avanços na ciência de medição que irão resultar na
adoção de sistemas de fabrico inteligentes e que aumentam a eficiência de deteção
na rede de controlo, prognósticos e gestão da saúde (incluindo diagnóstico e
manutenção), as plataformas sem fios integradas, a segurança do controlo industrial,
de informação eficiente intercâmbio e a interoperabilidade dos componentes do
sistema;
Industry 4.0: Smart Manufacturing 22
7. Tendências
Com a tecnologia em permanente evolução será de esperar que novas formas de
computação, circuitos e protocolos sejam desenvolvidos. De facto, assiste-se atualmente
à rápida progressão da computação quântica, cuja capacidade de processamento
permitirá ainda um novo avanço a nível industrial. A inteligência artificial será então
fortemente beneficiada e conseguindo, assim, tomar decisões de forma mais rápida, fiável
e previsível.
Devido à rápida adoção do Smart Manufacturing pela indústria globalmente, o preço
associado ao custo da instalação e manutenção irá, evidentemente, diminuir. Associado
a isto, empresas com menor poder de compra vão poder também equipar as suas
empresas com estas infraestruturas. Com isto, os países ditos em desenvolvimento, onde
a maioria da produção industrial reside, irão ver as suas economias beneficiadas com a
maior produtividade das empresas aí instaladas. Esta previsão da redução dos custos
está unicamente associada às consumer machines ( produzem produtos que requerem
menos complexidade e produção) , as industrial machines irão sim evoluir a nível de
tecnologia mas continuarão dispendiosas.
Alterações a nível social são também espectáveis. Com a automatização e autonomia
das próprias máquinas, a mão-de-obra até à data tida como necessária passa a ser
dispensável pois estas faziam apenas as modificações estritamente necessárias ao
equipamento, modificações essas que passaram a ser feitas automaticamente. Melhores
qualificações serão então obrigatórias levando a que os menos qualificados tenham
menos funções para desempenhar. No entanto, nem todas essas pessoas ficarão
desempregadas sendo muitas encaminhadas para outros setores onde essas
competências são úteis.
Ora, com a maior integração online de todos os serviços relacionados com a
produção, é continuamente obrigatório que a cyber-security seja melhorada. Com cada
vez mais utilizadores a acederem a redes partilhadas e fundamentais, em caso de quebra
de segurança, a rutura poderá causar danos irreversíveis.
Do mesmo modo, a adoção por cada vez mais empresas faz aumentar
incessantemente a quantidade de dados produzidos que, ainda não necessários de
imediato, devem ser armazenados convenientemente de forma a que seja possível a sua
consulta em qualquer local e em qualquer momento para um melhor e mais rápido
Industry 4.0: Smart Manufacturing 23
desenvolvimento de algoritmos.
O próximo passo que sem dúvida irá mudar a forma como vemos a indústria é a
evolução da additive manufacturing ( a versão industrial da impressora 3D ), isto é, a
criação de peças sólidas através da adição de materiais por camadas. A additive
manufacturing irá concentrar-se em produzir componentes e produtos de valor elevado
com interiores com uma geometria complexa que não são possíves de se produzir cm as
técnicas de produção tradicionais. Este processo de produção ajudará as industrial
machines a construir mais tipos de materiais e eventualmente produtos completos a uma
elevada velocidade e precisão.
Todos estes desenvolvimentos culminarão em novidades tangíveis. A customização
em massa seria uma dessas inovações, sendo definida como a produção em massa
direcionada especificamente para cada cliente em particular, com um custo idêntico ao
dos produtos não customizados, tentando diminuir, da mesma maneira, o tempo de
entrega (Lead Time).
Industry 4.0: Smart Manufacturing 24
8. Conclusões
A indústria de produção enfrenta novos desafios provocados pelo aparecimento de novas
tecnologias que requerem capacidade de processamento e de resposta imediata.
Todo este conceito de Industry 4.0 no seu aspeto mais lato surge para responder a estes
desafios. A sua origem revela a necessidade de modernizar as plantas fabris e o próprio
retalho, constituindo uma nova fase de organização e gestão da indústria que assenta em
quatro principais características: tecnologias exponenciais, a criação vertical de redes de
sistemas de produção inteligentes, o through-engineering ao longo da cadeia de valor e a
integração horizontal através de uma nova geração de cadeias de valor.
Assim, o Smart Manufacturing mais concretamente suporta a interceção dos sistemas
físicos com os virtuais. Tudo isto culmina em maiores margens de lucro, maiores poupanças
energéticas, redução de excedentes e globalmente melhores e mais bem geridas cadeias de
produção, distribuição e venda.
Contudo, no paradigma atual, são ainda muitas as limitações à implementação e
manutenção destas tecnologias, apesar de no futuro ser espectável a sua banalização.
A indústria fez e sempre fará parte do desenvolvimento global não só económico mas
também social. O facto de permanentemente se definir como dinâmica, nunca tendo ficado
imutável ou estática, permitiu que as prévias três revoluções desenvolvessem produtos, meios
de produção e tecnologias tais como os conhecemos atualmente. A então apelidada “quarta
revolução industrial” vem trazer novas mudanças ao contexto atual: recupera o ponto em que
o melhor das prévias culminou, partindo daí para maximizar e gerir de forma nunca antes
possível com as tecnologias convencionais.
Industry 4.0: Smart Manufacturing 25
Referências bibliográficas
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Decentralization and Network Building Change the Manufacturing Landscape: International
Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering
Vol:8, No:1, 2014
[Davis, 2012] - Davis, Jim, et al. "Smart manufacturing, manufacturing intelligence
and demand-dynamic performance." Computers & Chemical Engineering 47 (2012): 145-
156
[Deloitte, 2015] – Deloitte, Corporate Finance. Industry 4.0, Challenges and solutions
for the digital transformation and use of exponential technologies.
[Lee, 2015] - Edward A. Lee and Sanjit A. Seshia. Introduction to Embedded
Systems, A Cyber-Physical Systems Approach, Second Edition, ISBN 978-1-312-42740-2,
2015.
[Weyer, 2015] - Weyer Stephan and Schmitt Mathias et al. Towards Industry 4.0 -
Standardization as the crucial challenge for highly modular, multi-vendor production systems
for highly modular, multi-vendor production systems, IFAC (International Federation of
Automatic Control) 2015
CSC- Smart Manufacturing Operations. Acedido em 10/10/2015. URL:
http://www.csc.com/big_data/offerings/82345/100933-smart_manufacturing_operations
AutoDesk Services. Acedido em 10/10/2015. URL:
http://www.autodesk.com/services-support/consulting/manufacturing-services
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