A revolução sustentável da manufatura inteligente

A Quarta Revolução Industrial, ou Indústria 4.0, está redefinindo os paradigmas da produção global. Simultaneamente, a crescente urgência das questões ambientais demanda uma transição para modelos econômicos mais sustentáveis. Na interseção desses dois movimentos transformadores, emerge uma poderosa sinergia: a integração da economia circular com as tecnologias avançadas da Indústria 4.0.

O Poder da Convergência

A economia circular propõe um modelo econômico regenerativo, onde o conceito de “resíduo” é eliminado, e os recursos são mantidos em uso pelo maior tempo possível. Por outro lado, a Indústria 4.0 traz consigo um arsenal de tecnologias disruptivas – Internet das Coisas (IoT), Inteligência Artificial (IA), Big Data, manufatura aditiva, entre outras. A convergência desses dois conceitos está criando um novo paradigma industrial: a manufatura circular inteligente.

Tecnologias Habilitadoras da Economia Circular

• Internet das Coisas (IoT):
• • Monitoramento em tempo real do ciclo de vida dos produtos
  • Otimização do uso de recursos e energia
  • Manutenção preditiva para prolongar a vida útil dos equipamentos
• Inteligência Artificial e Machine Learning:
• • Otimização de processos para redução de resíduos
  • Previsão de demanda para produção mais eficiente
  • Design de produtos mais duráveis e recicláveis
• Manufatura Aditiva (Impressão 3D):
• • Produção sob demanda, reduzindo estoques e desperdícios
  • Facilidade na produção de peças de reposição, prolongando a vida útil dos produtos
  • Utilização de materiais reciclados na produção
• Big Data e Analytics:
• • Análise do ciclo de vida completo dos produtos
  • Identificação de oportunidades para fechar loops de materiais
  • Rastreamento e otimização de fluxos de recursos
• Robótica Avançada:
• • Desmontagem eficiente de produtos para reciclagem
  • Separação precisa de materiais para reaproveitamento
  • Remanufatura automatizada de componentes

Casos de Sucesso e Inovações

Philips Lighting: A empresa implementou um modelo de “iluminação como serviço”, utilizando IoT para monitorar e otimizar o uso de energia, além de facilitar a manutenção e atualização dos sistemas de iluminação.

Renault: A montadora francesa criou uma fábrica de remanufatura em Choisy-le-Roi, onde utiliza robótica avançada e IA para recuperar peças usadas, remanufaturando-as com qualidade equivalente a novas, mas com uma economia de até 80% de energia.

Adidas: Com o projeto Futurecraft.Loop, a Adidas utiliza manufatura aditiva e materiais inovadores para criar tênis 100% recicláveis, que podem ser devolvidos, triturados e reutilizados na produção de novos calçados.

Desafios e oportunidades

A integração da economia circular com a Indústria 4.0 não está isenta de desafios. Questões como segurança cibernética, investimentos iniciais elevados e necessidade de capacitação da força de trabalho precisam ser endereçadas. No entanto, as oportunidades são vastas:

1. Novos Modelos de Negócio: Produtos como serviço, plataformas de compartilhamento e remanufatura avançada.
2. Eficiência Operacional: Redução significativa no consumo de recursos e energia.
3. Inovação em Produtos: Design para circularidade potencializado por tecnologias avançadas.
4. Vantagem Competitiva: Diferenciação no mercado e atração de consumidores e investidores conscientes.
5. Conformidade Regulatória: Antecipação e adaptação a regulamentações ambientais cada vez mais rigorosas.

A integração da economia circular com as tecnologias da Indústria 4.0 representa mais do que uma tendência – é um imperativo estratégico para empresas que buscam liderança em um mundo em rápida transformação. Esta convergência não apenas promete revolucionar os processos produtivos, tornando-os mais eficientes e sustentáveis, mas também abre caminho para inovações disruptivas e novos modelos de negócio.

À medida que avançamos para um futuro onde a sustentabilidade e a tecnologia se tornam cada vez mais interligadas, as empresas que se posicionarem na vanguarda dessa integração estarão melhor preparadas para prosperar, criando valor tanto para seus stakeholders quanto para o planeta.

O que é a indústria 4.0?

A indústria 4.0 refere-se à rápida digitalização na manufatura nos dias atuais. Não é nem uma tecnologia em si, nem um modelo de negócio. É, na verdade, uma abordagem que busca resultados industriais que não eram possíveis há 15, 10 ou mesmo 5 anos atrás. Trata-se da combinação de inovações e tecnologias digitais (avanços como robótica e inteligência artificial, sensores sofisticados, etc), capazes de revolucionar a produção industrial. Porém, talvez você se pergunte: “de onde vem o 4.0 nisso tudo?”

Vamos lá:

Por gerações, os processos e técnicas de manufatura evoluíram e ajudaram as empresas a melhorar sua produção, desempenho e rendimento. Cada grande avanço foi ilustrado, nos livros de História, como uma revolução.

As revoluções industriais, lembra? A primeira com a máquina a vapor e o tear mecânico dos anos 1700.

A segunda com o aproveitamento da eletricidade e a produção em massa no início do século 20. Já a terceira com a influência do computador de manufatura pós-Segunda Guerra Mundial, na década de 1950. Assim, é possível se referir ao “4.0” como a quarta revolução industrial significativa. Ou seja, a introdução de tecnologia e dispositivos inteligentes para realmente automatizar boa parte dos processos operacionais e mesmo estratégicos.

É aqui que o conceito de “produção inteligente” entra em cena como uma real possibilidade. O objetivo é simples: agilizar o nível e a qualidade produtiva, de forma que a indústria alinhe-se à demanda de um mundo cada vez mais populoso e exigente. Na prática, isso se traduz em um maior potencial competitivo para as empresas, que vão reduzir custos e potencializar a produção de maneira padronizada do chão de fábrica.

A origem do conceito

A indústria 4.0 é um conceito que surgiu na Alemanha, por volta do ano de 2011, para designar uma nova forma de produção industrial baseada na integração de tecnologias digitais.

Por meio do uso integrado de sistemas ciber-físicos, internet das coisas e computação em nuvem, o objetivo era criar fábricas inteligentes, capazes de se adaptar às demandas do mercado, otimizar os recursos e aumentar a eficiência e a qualidade dos produtos. Na prática, sua implementação representa a quarta revolução industrial, após as fases da mecanização, da eletrificação e da automação. Estamos em um momento de digitalização da indústria, portanto, 4.0. O movimento visa a transformar a maneira como máquinas se comunicam e utilizam as informações para otimizar o processo de produção, tornando-o mais econômico, ágil e autônomo.

Características da Indústria 4.0

A dimensão da indústria 4.0 é bem grande. Hoje, esse termo já está associado a uma série de outras tecnologias, fomentando um ambiente pautado em uma inovação constantemente maior dentro da indústria. Diferentes características da indústria 4.0 formam subsídios mais do que suficientes para se afirmar que, no futuro, as suas vantagens e aplicações estarão presentes em uma quantidade muito maior de negócios, transformando significativamente o mercado. A utilização de linhas de produção mais elaboradas, a comunicação ativa e a possibilidade de gerenciamento mais aprofundado são exemplos.

Elas trarão mais performance aos processos ao minimizar a ocorrência de erros, desperdício de insumos e principalmente de tempo — ativo cada dia mais valioso para as empresas.No mesmo sentido, a capacidade de trabalhar ainda mais apoiada em dados e informações do mercado ajudarão a indústria a acompanhar as mudanças nos hábitos de consumo e nas demandas dos consumidores, seja em B2B ou B2C.

Porém, vale destacar que apesar desse cenário, as empresas podem trazer os avanços da quarta revolução industrial para os seus processos de maneira gradual e estratégica, a partir de um bom planejamento. Além disso, deve-se mencionar também que à medida que o conceito se fortalece e a tecnologia se aprimora, a tendência é que tudo que se relaciona a ele fique mais acessível.

Por fim, é de suma importância destacar o impacto da indústria 4.0 na geração e manutenção de postos de trabalho. Isso porque estamos falando de um fenômeno que, em essência, atua com a automação da operação das empresas, tema que repercute diretamente na oferta de empregos. O fato é que as mudanças proporcionadas pela crescente inovação exigirão um capital humano mais qualificado, mais apto a lidar com automação e preparado para agir de maneira mais estratégica e menos operacional.

Quais são os pilares da Indústria 4.0?

Um estudo do Boston Consulting Group mapeou 9 pilares por trás da quarta revolução industrial. São eles:

• Robôs autônomos: Os robôs fornecem uma gama cada vez maior de serviços e estão se tornando mais autônomos, flexíveis e cooperativos. Eles irão interagir uns com os outros e trabalhar com segurança com humanos (o termo “cobotics” é usado para descrever robôs que ajudam os operadores a realizar suas tarefas).
• Big data e data analytics: A análise dos grandes volumes de dados vai otimizar a qualidade da produção, economizar energia e melhorar os serviços. Também aqui, o objetivo é permitir a tomada de decisões em tempo real.
• Cibersegurança: Os protocolos de conectividade e comunicação estão se tornando a norma. Sistemas sofisticados de gerenciamento de identidade e acesso à máquina serão usados para fornecer comunicações seguras e confiáveis.
• Cloud computing: Os processos operacionais da era 4.0 requerem mais compartilhamento de dados entre sites e empresas. O desempenho das tecnologias de nuvem vai melhorar, alcançando tempos de resposta de meros milissegundos.
• Fabricação aditiva: Tecnologias de impressão 3D serão escolhidas por seu alto desempenho na produção de pequenos lotes de produtos customizados.
• Integração horizontal e vertical dos sistemas: Hoje, os sistemas de informação não estão totalmente integrados. Mas com o movimento 4.0, toda a organização estará interconectada e as empresas estarão conectadas umas às outras.
• Internet das Coisas Industrial: Com ela, um número cada vez maior de produtos incorpora inteligência e será conectado usando protocolos padrão. Isso descentraliza a análise e a tomada de decisões, permitindo respostas em tempo real.
• Realidade aumentada: Essas ferramentas fornecerão aos operadores as informações em tempo real de que precisam para tomar decisões mais rápidas e para melhorar os processos de trabalho.
• Simulação: Vai aproveitar os dados em tempo real para espelhar o mundo físico em um modelo virtual que incluirá máquinas, produtos e humanos.