O que é a indústria 4.0?

Atualizado: 24 de ago.

Para iniciar esta jornada, nosso blog resolveu trazer um dos temas que mais colocamos nas nossas mesas de discussão, internamente e com os nossos clientes! Trata-se da já conhecida Indústria 4.0 (I40).


O termo indústria 4.0 foi introduzido em 2011 para descrever a ampla integração entre as tecnologias de informação e comunicação na indústria. Desde então, iniciativas ao redor do mundo passaram a abordar os temas de uma produção industrial digitalmente conectada, como o Industrial Internet Consortium (IIC) nos Estados Unidos e o Industrial Value Chain Initiative (IVI) no Japão [1]. Esta revolução está baseada em IoT (Internet of Things), dados e serviços, que por intermédio de uma inteligência descentralizada permitem criar redes de objetos inteligentes e uma gestão de processos independente, integrando os mundos real e virtual, o que representa uma mudança de paradigma – da produção centralizada para descentralizada [2].


A indústria 4.0 é resultado de mudanças sociais, econômicas e políticas, que levaram a alterações realizadas nos ambientes de produção de forma a se adaptar a essa nova estrutura operacional [3]. Dentre estas mudanças podemos destacar:

  • Períodos curtos de desenvolvimento: os períodos de desenvolvimento e inovação passaram a ser reduzidos, pois a alta capacidade de inovação têm se tornado um fator de sucesso essencial para muitas empresas (time to market)

  • Individualização sob demanda: a mudança no mercado vem sendo puxada pelos compradores e não mais empurradas pelos vendedores, o que significa que podem definir as condições comerciais, levando a uma crescente individualização de produtos;

  • Flexibilidade: devido aos novos requisitos puxados pela individualização da demanda, é necessária uma maior flexibilidade nos processos de produção;

  • Descentralização: para lidar com as condições especificadas, são necessários procedimentos mais rápidos de tomada de decisão e, assim sendo, as hierarquias organizacionais precisam ser reduzidas;

  • Eficiência de recursos: os ciclos de produto reduzidos, o aumento de preços dos recursos e a mudança social no contexto ecológico exigem um foco mais intenso na sustentabilidade, exigindo dos sistemas produtivos uma maior eficiência.

Além destas mudanças sociais, econômicas e políticas, a necessidade de transformar os ambientes industriais trouxeram seis princípios básicos da indústria 4.0 para que as organizações possam transformar seus processos em digitalizados e automatizados, sendo eles [4]:

  1. Virtualização: a criação de um ambiente virtual como réplica do mundo real;

  2. Interoperabilidade: capacidade de máquinas e equipamentos de se comunicarem com os homens e entre si por meio da internet;

  3. Descentralização: capacidade das máquinas e equipamentos tomarem decisões autônomas, sem intervenção humana;

  4. Capacidade em tempo real: decisões tomadas de forma mais rápida e assertiva;

  5. Orientação a serviço: forma de os sistemas servirem as organizações por meio da internet e sob demanda, podendo ser utilizados internamente e externamente;

  6. Modularidade: permitem uma dinamicidade de modificações em seus requisitos ao adicionar ou trocar módulos.

A Indústria 4.0 compreende uma heterogeneidade de ideias e tecnologias que precisam ser entendidas pelos gestores das empresas de manufatura e, para que isso aconteça, as tecnologias devem servir para aumentar o desempenho geral do sistema, permitindo e facilitando a eficiência e o bem-estar do trabalho, trazendo assim benefícios para os stakeholders, apresentados a seguir [5,6]:

  • Capacidade de inovação melhorada;

  • Monitoramento fácil e diagnóstico de múltiplas funções de sistemas;

  • Maior capacidade de autoconsciência e automanutenção de sistemas;

  • Alta produtividade com o uso de produtos amigáveis ao ambiente;

  • Maior flexibilidade com custos reduzidos;

  • Processo de desenvolvimento de produção mais rápido com novos modelos de serviço de anúncios comerciais;

  • Tomada de decisão imparcial, em tempo real e baseada em conhecimento;

  • Participação nacional para contribuir com a economia;

  • Aumento do comércio eletrônico, com mercados mais dispersos e acesso a mercados globais;

  • Acesso mais fácil aos serviços públicos (educação, saúde, serviço local etc.);

  • Produtos e serviços penetrados, aumentando a qualidade de vida;

  • Cidades / prédios / fábricas inteligentes e controle de distância;

  • Produtos mais personalizados;

  • Fácil acesso a informações pessoais.

Um dos princípios da I40 é o de coletar o máximo de informações possíveis dos diferentes processos da cadeia de valor, sendo que dados coletados de maneira eficiente e rápida permitem uma análise com máquinas computadorizadas que resultam em um aumento da qualidade e na redução dos custos de produção. A COGNI tem atuado de forma ativa nesta coleta de dados, permitindo as empresas a terem resultados assertivos baseados em indicadores nos níveis estratégico, tático e operacional.


As tecnologias avançadas que levam a esta alta performance dos sistemas produtivos são os pilares da Indústria 4.0 são apresentados na figura a seguir, sendo que muitas delas já estão em uso nas organizações [7].


Nos próximos dias, daremos continuidade demonstrando cada uma destas tecnologias e como as organizações podem se beneficiar. Além disto, apresentaremos alguns estudos de caso de como estas tecnologias vem sendo aplicadas em indústrias de pequeno, médio e grande porte, trazendo benefícios reais a todos os envolvidos no processo.


Veja algumas das publicações da série:


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Referências:

[1] SCHUH, G. et al. Industrie 4.0 Maturity IndexAcatech Study. [s.l: s.n.]. Disponível em: <https://www.acatech.de/wp-content/uploads/2018/03/acatech_STUDIE_Maturity_Index_eng_WEB.pdf>.

[2] BUNSE, B.; KAGERMANN, H.; WAHLSTER, W. Industrie 4.0: Smart Manufacturing for the Future. Berlin: [s.n.].

[3] LASI, H. et al. Industry 4.0. Business & Information Systems Engineering, v. 4, p. 239–242, 2014.

[4] MANAVALAN, E.; JAYAKRISHNA, K. A review of Internet of Things (IoT) embedded sustainable supply chain for industry 4.0 requirements. Computers & Industrial Engineering, v. 127, p. 925–953, 2019.

[5] PINZONE, M. et al. A framework for operative and social sustainability functionalities in Human-Centric Cyber-Physical Production Systems. Computers & Industrial Engineering, v. 139, p. 105132, 2020.

[6] OZTEMEL, E.; GURSEV, S. Literature review of Industry 4.0 and related technologies. Journal of Intelligent Manufacturing, p. 1–56, 2018.

[7] SANDENGEN, O. C. et al. High Performance Manufacturing – An Innovative Contribution towards Industry 4.0. International Workshop of Advanced Manufacturing and Automation. Anais...Manchester, Reino Unido: 2016.


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