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Manufatura hiperconectada: muito mais que uma nova tecnologia

O ponto estrutural mais sensível de um avião está inevitavelmente em uma das emendas das partes que o compõe – a fuselagem não se desfaz simplesmente, se algo tiver que dar errado, vai ser naquele maldito rebite… Pois bem, na indústria estamos vivendo um momento de transição entre o paradigma de automação (também conhecido como Indústria 3.0) para aquele em que o controle da produção é feito por algoritmos de complexidade inimaginável, alimentados com milhares de pontos de dados e desenvolvidos para otimizar o sistema fabril de forma dinâmica, ao sabor dos acontecimentos.

O conceito de digitalizar tudo está se tornando uma realidade. Automação, inteligência artificial, IoT, aprendizado de máquina e outras tecnologias podem capturar e analisar rapidamente uma grande quantidade de dados que nos fornecem informações anteriormente inimagináveis para trabalhar. Nosso desafio é passar para a próxima fase – mudar a forma como pensamos, nos relacionamos com a cadeia produtiva e trabalhamos usando dados. A tecnologia, como sempre, é a ferramenta – para criar valor precisamos de um novo paradigma de produzir e servir.

A Indústria 3.0 começou sua marcha nos anos 70, seguindo a evolução da Tecnologia da Informação, porém com atrasos importantes para a microinformática. O ambiente industrial, é importante que se diga, não é exatamente a paz celestial de um Data Center: o teatro de operações das fábricas tem temperaturas extremas, chuva, neve, Sol inclemente, profusão de protocolos de comunicação, soluções proprietárias e pouco interoperáveis. Mesmo assim, seguimos firmes com a automação e percebeu-se em duas décadas um aumento agregado de produtividade sem precedentes na história do capitalismo. Ocorre que fazer de modo mais eficiente por meio da automação deixou de ser vantagem competitiva pelo fato de que qualquer um com acesso a capital (e algum esforço intelectual) pode automatizar sua planta industrial.

A Indústria 4.0, cujos princípios foram elaborados e desenvolvidos inicialmente na Alemanha, difere da onda anterior porque não se pode simplesmente comprar um modelo de Inteligência Artificial (IA) que funcione para sua fábrica – você precisa desenvolvê-lo! Essa é a raiz da mudança tectônica que estamos começando a assistir: os países mais desenvolvidos, que lideram os esforços no desenvolvimento de IA, são aqueles que estão trazendo de volta para casa as fábricas, pois a mão-de-obra barata, apesar de distante, não é mais um atrativo. Estamos integrados por IA e robôs e podemos produzir aqui mesmo em Munique, ou em Oslo ou ainda em Milão, com custos totais em queda. A crise financeira de 2008 reforçou esse compromisso com a produção de bens tangíveis como forma de geração sustentável de riqueza, fenômeno que ficou conhecido como reshoring.

Sob o ponto de vista de gestão das operações, há alguns princípios fundamentais que suportam essa revolução. Em versão resumida, são os seguintes:

1) Interoperabilidade

Refere-se à capacidade de subsistemas conectarem-se uns aos outros. Tanto mais conectados e mutuamente dependentes, tanto mais rapidamente as decisões podem ser tomadas e implementadas. Os acontecimentos em qualquer ponto da rede podem ser percebidos e analisados pela inteligência central (ou mesmo distribuída) e ações podem ser tomadas como reação ao que acontece em qualquer parte do sistema fabril – mesmo que fora dos muros da fábrica!

A conexão à qual se faz referência aqui se dá tanto entre máquinas (machine-to-machine ou M2M), quanto entre algoritmos (sistemas de supervisão e controle) e entre pessoas (operadores, gestores e até mesmo agentes públicos de órgãos de controle). Em uma sentença: “tudo o que importa está na mesma rede”.

2) Modularidade

O paradigma da eficiência (fazer cada vez mais com cada vez menos, tudo o mais constante) vem do início da revolução industrial e tem na linha de produção seu maior símbolo. A produção é “empurrada” para o próximo elo da cadeia, que se vira para agregar o valor que se espera dele e, em última instância, alcançar os clientes. A previsão de demanda é uma disciplina fundamental aqui, disciplina que teve avanço significativo com apoio da estatística.

Na Indústria 4.0 o acerto entre produção e demanda é feito de outro modo. O ajuste é dinâmico e tem como ponto de partida a demanda efetiva da ponta consumidora, com o objetivo de diminuir estoques ao longo de toda cadeia, numa espécie de versão anabolizada do Just in time. Os módulos de produção, compartimentados e capazes de serem acoplados e desacoplados, são parte da nova lógica de produção.

3) Decisões em tempo real

Outro princípio fundamental da Indústria 4.0 é a capacidade de reagir aos acontecimentos da cadeia de valor em tempo real, com decisões baseadas na integração entre os diversos sistemas. Fornecedores, parceiros, clientes e mesmo o governo demandam e se adequam às demandas dos players – a própria estrutura organizacional das empresas passa a ser fluida, com menos níveis hierárquicos e a tomada de decisão tende a ser descentralizada. A organização na indústria 4.0 é fluida, ágil e autorregulada.

Essa nova ordem tem um exemplo no modo de operação dos centros de distribuição da Amazon, que utilizam uma lógica de armazenamento no mínimo curiosa: os itens de estoque são armazenados nas prateleiras sem nenhuma lógica (porém precisamente registrados). Com isso, quando determinado pedido chega, o algoritmo de roteamento dos robôs (ou em casos particulares, dos humanos), determina a rota ótima do agente para recuperar todos os itens do pedido. Tendo em vista a multiplicidade de produtos e o tamanho dos depósitos, são praticamente infinitos os caminhos que podem ser computados, em cada momento do tempo. Um algoritmo baseado em inteligência artificial calcula a melhor rota para o agente tendo em vista sua posição atual, as condições particulares do depósito naquele momento (quantidade de agentes em trânsito e posição estimada de cada um deles), quantidade de itens do pedido e localização de cada item.

Se os produtos fossem armazenados por similaridade, haveria maior probabilidade de colisão (ou “trânsito”) ao redor de uma mesma prateleira, já que haveria um número limitado de opções de rotas – imagine qual seria a confusão ao redor da região de armazenamento do “ovo de páscoa” nos dias que antecedem o feriado…

4) Descentralização

A essa altura você já percebeu que os princípios são conectados e mutuamente dependentes. Nessa linha, a descentralização dos sistemas produtivos é outro aspecto basilar da Indústria 4.0. No paradigma da automação, típico da Indústria 3.0, é comum que um sistema centralizado e altamente complexo (tal como um ERP) seja o núcleo e tenha que lidar com cada mínima decisão envolvendo as mais diversas áreas da indústria.

A descentralização da tomada de decisão é fruto do fenômeno da computação de borda (elementos da rede antes passivos, agora são dotados de capacidade de processamento e tomada de decisão autônoma – tendência conhecida como edge computing), da integração e da interoperabilidade dos sistemas. Cada unidade produtiva pode, de modo autônomo e dentro de certos parâmetros, tomar decisões operacionais baseadas em condições locais observada em tempo real.

5) Virtualização

É cada vez menor a distância entre o mundo virtual e a realidade objetiva. Os óculos e equipamentos que nos transportam para o mundo virtual têm vocação para o entretenimento, mas encontram também espaço no campo produtivo. Por meio da realidade aumentada, por exemplo, mecânicos, técnicos de manutenção e agentes vistores podem ter acesso a manuais, fazer conferências com um time de apoio remoto ou mesmo visualizar digitalmente dados em tempo real do objeto que está sendo manuseado.

Com a tecnologia de virtualização, até mesmo um gêmeo digital da planta ou da instalação sob análise pode ser construído, possibilitando visualizar o fluxo de material, de pessoas e o comportamento dinâmico dos equipamentos de forma próxima à real, em diversos cenários. Os resultados das simulações podem servir de insumo para programação de manutenção de equipamentos, determinação de rotas de abandono, fluxo de materiais e opções de layout, dentre muitas possibilidades.

6) Orientação por serviço

O último princípio sugere que a colaboração de sistemas produtivos (equipamentos, sistemas gerenciais e agentes humanos) se dá de forma dinâmica ao redor da produção de um bem ou serviço claramente definido. Esses serviços podem ser o transporte de um carregamento de matéria-prima entre duas cidades, a designação da tripulação de um voo ou a velocidade de operação dos trens do metrô.

É por meio da colaboração orquestrada por dados que esse arranjo cada vez mais complexo de sistemas, equipamentos e pessoas dá o tom da competitividade em tempos de Indústria 4.0.

 

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SOBRE O CEPECAF

O CEPECAF – Centro de Pesquisa e Capacitação da Empresa Familiar tem como propósito dar visibilidade a um tipo de organização de extrema importância econômica e relevância social em nível mundial: a empresa familiar.

O CEPECAF nasceu na FCAV-UNESP, campus Jaboticabal – SP, sob a coordenação geral da Profa. Dra. Lesley Carina do Lago Attadia Galli, docente e pesquisadora da instituição. Atualmente, o grupo vem ampliando sua abrangência, englobando estudantes e pesquisadores de outras universidades brasileiras e do exterior.

A presença do CEPECAF em uma plataforma digital é uma conquista muito importante na medida em que aproxima ainda mais o grupo da comunidade, por meio da articulação de diferentes mecanismos de comunicação e interação junto ao nosso público-alvo.

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