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Indústria 4.0: os desafios e as perspectivas para as empresas

Athena Bastos

Athena Bastos


Uma homem e uma mulher com um capacete industrial amarelo, olhando para telas de computadores com gráficos, representando a indústria 4.0 Com o avanço da tecnologia, as empresas têm encontrado maneiras cada vez mais inovadoras de aumentar a produtividade e eficiência. Na indústria, isso não é diferente. E a chamada Indústria 4.0 tem se destacado como uma forma de revolucionar os processos industriais.

O termo, mais do que uma buzzword, representa um movimento de transformação.

“Antes de 2014, o termo de pesquisa do Google “Indústria 4.0” era praticamente inexistente, mas em 2019, 68% dos entrevistados em uma pesquisa global da McKinsey consideravam a Indústria 4.0 como uma prioridade estratégica. Setenta por cento disseram que suas empresas já estavam testando ou implantando novas tecnologias.” (McKinsey & Company)

O objetivo deste artigo, portanto, é mostrar como o desenvolvimento em tecnologia também pode contribuir para sanar as dores da indústria, explicar o que é uma indústria 4.0, e como a tecnologia impacta a produtividade e a eficiência das empresas

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O que é a indústria 4.0

O conceito de indústria 4.0 surge com o movimento de uma 4ª Revolução Industrial, bastante conectada ao uso de tecnologia das funções mais básicas às mais avançadas do processo.

Dessa maneira, o termo indústria 4.0 representa uma indústria que se utiliza do avanço tecnológico, da inovação, da automação e dos dados para impulsionar a produtividade e a eficiência operacional.

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No entanto, como bem aponta o artigo da McKinsey & Company, a tecnologia é apenas uma parte da Indústria 4.0. A outra metade depende da capacitação das pessoas para atuarem com a tecnologia e com os novos processos, através de estratégias de Reskilling e Upskilling.

“Upskilling significa que os funcionários aprendem novas habilidades para ajudá-los em suas posições atuais, à medida que as habilidades de que precisam evoluem. Reskilling é o verdadeiro desafio: os trabalhadores são requalificados com novas competências que lhes permitirão ocupar diferentes cargos nas suas empresas.”

Afinal de contas, a tecnologia é uma impulsionadora, mas precisa do potencial humano para ser bem aplicada aos processos.

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Quais são os principais desafios da indústria 4.0

Maior eficiência, maior qualidade de produtos e maior segurança são algumas das vantagens da indústria 4.0.

Apesar disso, a ampliação de uma indústria 4.0 ainda enfrenta desafios. Veja alguns deles:

Inatividade de equipamentos

Um dos desafios é a inatividade de equipamentos, que pode prejudicar a produção e aumentar os custos.

Por isso, quando falamos de indústria 4.0, é importante garantir que os equipamentos estejam sempre em bom estado e funcionando corretamente. Mas principalmente, que sejam os equipamentos adequados para os processos e resultados esperados.

Equipamentos inadequados podem levar à perda de receita, ao atraso na produção e a perda de prazo. E esse tempo de inatividade não planejado custa aos fabricantes industriais uma média de US$ 50 bilhões por ano, de acordo com um estudo da Vanson Bourne. ​

A General Electric (GE), por exemplo, implementou uma solução de manutenção preditiva chamada Predix para reduzir o tempo de inatividade dos equipamentos.​ Baseada em Internet das Coisas (IoT), a plataforma utiliza sensores e análise de dados para monitorar o desempenho de equipamentos em tempo real.

Essa medida reduziu em 20% o tempo de inatividade e aumentou em 10% a disponibilidade do equipamento.

É importante lembrar, contudo, que não basta ter os equipamentos adequados e bem conservados. É preciso contar com pessoas aptas a aproveitar o potencial dessas ferramentas.

Custos crescentes

O problema da inatividade de equipamentos reflete diretamente em outro desafio da indústria 4.0: os custos crescentes. Isto porque, adotar uma tecnologia de ponta - e manter essa tecnologia pode exigir investimentos significativos.

Segundo relatório da McKinsey, os custos de energia podem representar até 30% das despesas operacionais de uma empresa industrial.​

Além disso, é preciso considerar os custos que oscilam conforme o mercado, como custos de matéria-prima e operação humana.

Por isso, a indústria precisa olhar para os processos com um viés de otimização. Assim, pode encontrar oportunidades de aumento de produtividade e redução de custos e desperdícios em determinadas áreas que justamente viabilizarão os investimentos necessários em outros setores.

A Procter & Gamble (P&G), por exemplo, implementou gêmeos digitais para reduzir custos em suas operações de fabricação. ​Ao criar uma réplica digital de seus processos de fabricação, a P&G pode simular diferentes cenários e otimizar as operações para reduzir custos.​

A empresa conseguiu reduzir o consumo de energia em 20% e o uso de água em 26% ao otimizar seus processos de fabricação usando gêmeos digitais.​

Interrupções na cadeia de suprimentos

As cadeias de suprimentos modernas tornaram-se complexas e interconectadas. E, por isso, também mais vulneráveis a interrupções, um dos principais desafios da Indústria 4.0.

Com fornecedores diferentes e, muitas vezes, de outros países, torna-se difícil prever e gerenciar interrupções. Estas custar às empresas industriais uma média de US$9,7 milhões por incidente, de acordo com um relatório da Resilinc.

Porém, por meio da integração de sistemas e do uso de dados, as empresas, cada vez mais, possuem uma visão completa das cadeias de suprimentos. Isso possibilita, então, que antevejam problemas, além de oferecer respostas mais rápidas.

Ainda, tecnologias como a manufatura aditiva reduzem a dependência de fornecedores.

A Bosch, por exemplo, implementou uma solução de cadeia de suprimentos digital para mitigar o impacto das interrupções na cadeia de suprimentos.​ A empresa passou, então, a analisar dados para monitorar e otimizar sua cadeia de suprimentos, identificando possíveis interrupções e desenvolvendo planos de contingência.​

Assim como a P&G, a Bosch também implementou um gêmeo digital, uma réplica virtual de sua cadeia de suprimentos, para simular cenários e testar a sua resiliência.

Segurança

Outro desafio da indústria 4.0 é que além da segurança digital, as empresas também precisam olhar para a segurança dos processos, inclusive para a segurança no trabalho.

Em 2020, houve 2,78 milhões de mortes relacionadas ao trabalho e 374 milhões de lesões e doenças não fatais relacionadas ao trabalho em todo o mundo, segundo dados da Organização Internacional do Trabalho

Isso pode resultar em aumento de despesas médicas, reclamações trabalhistas e responsabilidade legal.​

Para resolver esse problema, as empresas devem priorizar a segurança implementando programas abrangentes de segurança e fornecendo treinamento e educação para seus trabalhadores.​

A Caterpillar, por exemplo, implementou tecnologia wearable para melhorar a segurança do trabalhador.​ A empresa usa capacetes inteligentes que fornecem feedback em tempo real aos trabalhadores sobre a proximidade de áreas perigosas e os alertam quando precisam agir. ​

A empresa também implementou sensores que monitoram a fadiga do trabalhador e fornecem alertas quando os trabalhadores precisam fazer uma pausa.​

Escassez de talentos

Parece estranho falar de escassez de talentos em meio a tantas demissões em massa. A verdade, no entanto, é que tanto o setor industrial quanto outros setores ainda carecem de profissionais com qualificação.

De acordo com um relatório da Deloitte, o setor industrial pode enfrentar uma escassez de talentos de até 2,4 milhões de trabalhadores até 2028.​

A indústria 4.0 exige profissionais altamente qualificados em áreas como tecnologia da informação, engenharia e matemática. Mas faltam, no mercado, pessoas com essas habilidades e experiências.

Por isso, o desafio não é apenas encontrar e contratar esses profissionais, mas pensar em formas de desenvolver essas habilidades em quem já está dentro da empresa. Isso pode incluir programas de treinamento, estágios e programas de orientação com foco em qualificação e requalificação de pessoas.

Assim, a organização forma pessoas capacitadas para atuarem com as exigências de um mercado industrial mais modernizado e competitivo.

A Siemens, por exemplo, investiu na qualificação e requalificação de seus funcionários, por meio de um treinamento abrangente. O programa inclui simulações de realidade virtual, treinamento no local de trabalho e cursos de e-learning ​ ​.

A empresa também estabeleceu parcerias com instituições de ensino para desenvolver currículos que se alinhem com as necessidades da indústria e forneçam um fluxo de trabalhadores qualificados.​

Conformidade regulatória

Por fim, a adoção de tecnologias na indústria pode gerar novas regulamentações e normas, o que pode ser difícil de acompanhar e se adaptar. Afinal, o setor industrial está sujeito a inúmeras regulamentações, como normas de saúde e segurança, ambientais e leis trabalhistas.

A não conformidade pode resultar em consequências legais e financeiras. E estar em conformidade pode ser complexo e caro.​

Por isso, as pessoas também precisam se atualizar em relação à conformidade. Entender as possibilidades e os limites é um dos passos para a inovação no setor e a implementação de uma indústria 4.0

Assim, as empresas podem desenhar parcerias com especialistas em regulamentação ou uso de soluções de software que ajudam a rastrear e gerenciar os requisitos de conformidade. ​

Além disso, também devem investir em treinamento e educação para garantir que os trabalhadores entendam os regulamentos e suas responsabilidades.​

A Ford, por exemplo, implementou uma solução digital para garantir a conformidade com os regulamentos de privacidade de dados, como o Regulamento Geral de Proteção de Dados (GDPR) da União Europeia.​

A solução, chamada Ford GDPR Hub, fornece uma plataforma centralizada para gerenciar requisitos de conformidade, incluindo solicitações de titulares de dados, gerenciamento de consentimento e avaliações de impacto de proteção de dados.​

Quais são as tecnologias importantes para o setor industrial?

A Indústria 4.0 é caracterizada pela aplicação de diversas tecnologias em processos industriais, visando a melhoria da eficiência, produtividade e qualidade dos produtos.

Abaixo, listo algumas das principais tecnologias importantes para o setor industrial:

Robótica

A robótica permite a automação de diversos processos industriais, aumentando a eficiência e reduzindo custos.

Os robôs industriais conseguem realizar tarefas repetitivas e perigosas, como soldagem, pintura, montagem e desmontagem, em um ambiente controlado e seguro.

Além disso, a robótica na Indústria 4.0 também envolve a colaboração entre humanos e robôs, conhecida como "colaboração homem-máquina". Nesse modelo, os robôs trabalham ao lado dos humanos, realizando tarefas que exigem força e precisão, enquanto os humanos executam atividades que requerem tomada de decisão e criatividade.

Outro aspecto importante da robótica na Indústria 4.0 é a conectividade.

Os robôs são equipados com sensores e tecnologias de comunicação, permitindo que eles se conectem à internet das coisas (IoT) e troquem informações em tempo real com outros dispositivos e sistemas. Isso possibilita a criação de um sistema de produção mais inteligente e eficiente, capaz de se adaptar às mudanças no ambiente de produção.

Realidade Aumentada

A utilização de realidade aumentada pode ser utilizada em duas funções bastante importantes: treinamento de funcionários e na tomada de decisão.

Por um lado, ela permite que pessoas colaboradoras interajam com equipamentos virtuais antes de usá-los na prática. Além de reduzir o tempo de treinamento, isso possui um impacto significativo na segurança do trabalho.

Por outro lado, a realidade aumentada pode ser usada para mostrar informações sobre um produto em produção, como sua especificação, etapa do processo de produção e tempo restante para conclusão. Isso pode ajudar na identificação de problemas e na melhoria da eficiência do processo.

Simulações

As simulações são modelos virtuais de processos industriais que permitem a análise e o teste de diversas variáveis sem que seja necessário investir em equipamentos ou protótipos físicos. Podem ser utilizadas em diversos processos, desde o desenvolvimento de produtos até a otimização de linhas de produção.

Através das simulações, é possível identificar problemas com mais rapidez, testar diferentes cenários e realizar análises preditivas.

Para isso, você pode utilizar softwares específicos, que usam modelos matemáticos e estatísticos para criar representações virtuais de processos industriais. Esses modelos podem ser ajustados de acordo com diferentes parâmetros, permitindo a análise de diversos cenários e variáveis.

A utilização de simulações pode trazer diversos benefícios para as empresas, incluindo a redução de custos com protótipos físicos, a melhoria da eficiência e qualidade dos processos e produtos, além de permitir a tomada de decisões baseadas em dados e análises mais precisas.

Integração de Sistemas

A integração de sistemas é uma das tecnologias mais importantes para a Indústria 4.0. Isto porque ela permite a conexão de diversos equipamentos e sistemas em uma rede integrada. Assim, facilita a comunicação e o compartilhamento de dados entre eles.

Com a integração de sistemas, é possível automatizar diversos processos industriais, desde o controle de estoque até a produção de peças. Através da comunicação em tempo real entre os equipamentos, é possível obter informações mais precisas e atualizadas, o que permite uma tomada de decisão mais rápida e eficiente.

Além disso, a integração de sistemas reduz erros e falhas. Com a automatização de processos, é possível minimizar a interferência humana e, consequentemente, reduzir os erros de produção.

Internet das Coisas (IoT)

A IoT permite a conexão entre dispositivos e equipamentos, permitindo que dados sejam coletados e analisados em tempo real. Isso permite a identificação de problemas com mais rapidez e a tomada de decisões mais assertivas.

Por exemplo, a Internet das Coisas pode ser atrelada a máquinas e equipamentos para monitorar o desempenho em tempo real e tomar medidas protetivas para evitar falhas. Isso se reflete no desafio dos custos crescentes, uma vez que contribui para a redução de custos e a eficiência operacional.

Além disso, é uma tecnologia que também pode ser utilizada para rastrear produtos e evitar riscos relacionados ao trabalho.

Segurança da informação

Quando falei dos desafios, ressaltei a necessidade de olhar não apenas para a segurança física, mas também para a segurança digital. E por isso a segurança da informação é uma preocupação importante na Indústria 4.0.

Todo formato de trabalho oferece seus riscos. A integração de sistemas e a utilização de tecnologias como IoT, Big Data e Cloud Computing, por exemplo, aumentam os riscos de ataques cibernéticos e vazamento de dados.

Para aproveitar os benefícios dessas tecnologias e garantir a segurança da informação na indústria 4.0, é preciso adotar medidas de proteção desde o início do processo de desenvolvimento.

Isso inclui o uso de criptografia, autenticação de usuários e sistemas, controle de acesso e monitoramento constante dos sistemas e equipamentos.

Ainda, é importante contar com profissionais capacitados em segurança da informação e promover a conscientização dos colaboradores sobre a importância da proteção dos dados e informações sensíveis.

Computação em nuvem

A Computação em Nuvem (Cloud Computing) é uma tecnologia importante na Indústria 4.0, pois permite o armazenamento e o processamento de dados em servidores remotos. Dessa maneira, reduz a necessidade de infraestrutura local e permite o acesso às informações de qualquer lugar e dispositivo com conexão à internet.

Na indústria, a Computação em Nuvem pode ser utilizada para armazenar e processar grandes volumes de dados gerados. Assim, permite a análise e tomada de decisões em tempo real. Além disso, a computação em nuvem pode ser usada para a implementação de sistemas de gestão empresarial e manufatura, permitindo uma maior eficiência e produtividade.

No entanto, é importante considerar a segurança dos dados armazenados na nuvem, bem como a disponibilidade do serviço em caso de problemas de conexão à internet. Por isso, é necessário contar com provedores confiáveis e garantir a proteção dos dados por meio de criptografia e outras medidas de segurança.

Manufatura aditiva

A Manufatura Aditiva, também conhecida como impressão 3D, é outra tecnologia importante na Indústria 4.0. Ela permite a fabricação de peças e produtos através da adição de camadas de material a partir de um modelo digital.

Na indústria, a Manufatura Aditiva pode ser utilizada para a produção de protótipos, ferramentas, peças personalizadas e até mesmo para a fabricação de produtos finais. Ela permite a produção de formas complexas que seriam difíceis ou impossíveis de serem produzidas por métodos convencionais, além de reduzir o tempo e custo de produção.

Integrada a outras tecnologias, como a simulação e a inteligência artificial, a manufatura aditiva pode melhorar ainda mais o processo de produção.

Contudo, é importante destacar que a ainda é uma tecnologia em desenvolvimento e possui algumas limitações, como a falta de padronização de materiais e processos, a baixa produtividade em relação a métodos convencionais e a necessidade de investimentos em equipamentos e treinamento de pessoal.

Big Data

A utilização de big data permite a análise de grandes quantidades de dados gerados durante os processos produtivos. Desse modo, pode-se identificar padrões e tomar decisões mais assertivas, baseadas em dados.

Além de auxiliar na produção, redução de custos, aumento de eficiência e melhoria da qualidade dos produtos, o Big Data também pode ser integrado a outras tecnologias, como a inteligência artificial, para a análise automatizada de dados e geração de insights mais precisos.

No entanto, é importante destacar que o uso do Big Data também apresenta desafios, como a necessidade de gerenciar grandes quantidades de dados, a garantia da segurança e privacidade das informações coletadas, e a capacidade de analisar e interpretar os dados de forma eficiente.

Quais são os principais cursos para a indústria 4.0

A um primeiro olhar, você pode pensar que os investimentos de uma indústria 4.0 são altos e restritos a grandes empresas.

Porém, há diferentes níveis de investimento para empresas de todos os portes. O importante é entender quais medidas se encaixam na realidade e no potencial da sua empresa.

Talvez não seja necessário investir em uma tecnologia de manufatura aditiva ou em robótica neste momento, mas isto não impede que sua equipe, por exemplo, utilize os dados para otimizar os recursos na cadeia de produção.

Justamente por essa razão, separei os cursos mais procurados por indústrias que buscam se atualizar e inovar no mercado:

Como você pode ver, do Excel ao Python, estes são conteúdos que se aplicam a diferentes cenários. Todos eles, contudo, impactam diretamente os resultados do negócio, porque geram eficiência nos processos.

Quais são os benefícios da indústria 4.0

A indústria 4.0 traz consigo diversos benefícios para as empresas, dentre eles a melhoria na eficiência e produtividade, aumento da qualidade dos produtos, redução de custos, maior flexibilidade na produção, além da criação de novas oportunidades de negócios.

Com a implementação da tecnologia, as empresas conseguem monitorar a produção em tempo real, identificando possíveis falhas e corrigindo-as rapidamente, além de aumentar a automação em diversos processos.

A utilização de sistemas de inteligência artificial e machine learning também auxilia na previsão de demanda e na tomada de decisões estratégicas, gerando assim um ganho de competitividade para as empresas.

Exemplos de empresas que já atuam com a tecnologia

Além dos exemplos que já citei antes, posso citar como referência de indústria 4.0 a Suzano, líder mundial na produção de celulose de eucalipto.

Mesmo em um setor tradicional, a empresa vem investindo em tecnologias de automação e digitalização para aumentar a eficiência de seus processos produtivos, reduzir custos e aumentar a qualidade de seus produtos.

Em 2019, criaram uma turma piloto para formar novos Cientistas de Dados. E o resultado foi tão positivo, que expandiram os pilares para trabalhar com dados, inovação aberta, agilidade, desenvolvimento, criatividade e estratégia digital.

Um dos projetos de maior destaque foi a otimização da estufagem de veículos e do transporte do produto final. Por meio da capacitação de pessoas em Python, Python para Data Science e Machine Learning, a Suzano conseguiu otimizar o processo e ter uma economia de 3 milhões de reais.

“Ter participado da Academia de Ciência de Dados e traduzir um problema de negócio para um software, foi com certeza uma experiência única e desafiadora. Sair de um conhecimento bem básico em programação e hoje entender sobre modelagem matemática e técnicas de otimização, com certeza agrega muito para o meu dia a dia." (Letícia Strini, líder de logística da Suzano)

Saiba mais sobre o case da Suzano.

Esses exemplos mostram como a Indústria 4.0 já está sendo implementada com sucesso em grandes empresas, trazendo benefícios significativos em diversos aspectos da produção. A adoção da tecnologia é uma tendência inevitável para a indústria, e as empresas precisam se adaptar se desejam inovar e melhorar sua competitividade.

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Athena Bastos
Athena Bastos

Supervisora de Conteúdo da Alura Para Empresas. Bacharela e Mestra em Direito pela Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC. Pós-graduanda em Branding: gestão estratégica de marcas pela Universidade Castelo Branco - UCB. Escreve para blogs desde 2008 e atua com marketing digital desde 2018.

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