Indústria 4.0 ou como as novas tecnologias estão colocando de cabeça pra baixo o setor industrial

Publicado originariamente em Der Blaue Mond

Indústria 4.0 é um conceito ainda não tão conhecido, e que de cara evoca robôs futuristas na fabricação de fábricas quase completamente automatizadas. Se isso é o que veio à mente do leitor, não está muito errado, mas a verdade é que a indústria 4.0 é um conceito muito mais ambicioso (e futurista). A Indústria 4.0 inclui uma abordagem de componente fortemente tecnológico que não só envolve a robotização de nossas fábricas, mas que entra pela porta da frente de todos os avanços que as novas tecnologias trazem, para concluir a colocação de fábricas industriais na vanguarda do tecido produtivo.

Mas o mais surpreendente que pode resultar deste novo paradigma industrial não é nem a sua projeção futura, nem a sua profunda capacidade desreguladora, nem como irá reduzir os custos de produção ou quantos empregos poderia fazer desnecessários... Todos estes são fatores que inevitavelmente andam de mãos dadas com a indústria 4.0 e que constam dos processos sobre o assunto que já estão na mesa de qualquer gerente industrial que se preze. Embora a verdadeira surpresa seja que a Indústria 4.0 está aqui, e veio não só para ficar, mas também para trazer toda uma série de companheiros de viagens chaves como a Internet das Coisas (IoT), Inteligência Artificial (AI) cloud-Computing, ou o sistemas ciberfísicos (CPS). Eles são certamente os quatro padrões do mundo do futuro, embora alguns digam que sejam os quatro cavaleiros do Tecno-Apocalipse.

O nascimento de um novo conceito no berço industrial europeu por excelência

Embora haja algum debate acadêmico sobre se a Indústria 4.0 atinge a Quarta Revolução Industrial ou não, vamos colocá-los na história para que eles possam julgar por si mesmos. A primeira revolução industrial veio no século XIV com uma economia que foi transformada de um setor primário, principalmente a agricultura, uma economia em que a produção e as fábricas foram erguidas. A Segunda Revolução Industrial veio das mãos do uso do aço e altos-fornos e a eletricidade depois, e acabou permitindo a produção em massa quando terminou no início da Primeira Guerra Mundial. A terceira revolução industrial começou em meados do século com a mudança gradual de tecnologias analógicas e mecânicas para tecnologias eletrônicas e, mais tarde, também tecnologias digitais.

Para definir o momento em que este novo conceito de Indústria 4.0 foi cunhado, não devemos voltar tão atrás, há nada mais do que alguns anos. Por outro lado, como esperado, o país que deu à luz hoje é o líder indiscutível no setor industrial e de engenharia em todo o mundo.

De fato, foi na Alemanha, que em primeiro lugar começou a ouvir o termo Indústria 4.0 como tal. Como você pode ler neste artigo, uma das primeiras vezes que ouvi este termo foi em 2013, quando o governo alemão emitiu um memorando descrevendo a estratégia de alta tecnologia para automatizar quase completamente a indústria de transformação, e que esta poderia produzir sem apenas envolvimento humano.

Mais tarde, lerão que Angela Merkel falou fortemente no Fórum Econômico Mundial em Davos em 2015 deste novo conceito. Entre suas palavras, ela proferiu um parágrafo visionário que dizia: "Temos a obrigação - e digo isto como chanceler alemã à frente de uma economia alemã forte -. Para resolver rapidamente a fusão entre o mundo online e o mundo da produção industrial na Alemanha, a isso chamamos indústria 4.0", e continuou, "Porque se nós não fazemos, aqueles que são líderes do mundo digital vão também estar na vanguarda da produção industrial. Entramos nesta corrida com grande confiança, mas é uma corrina  ainda não ganha. "

As novas tecnologias têm permitido a decolagem da Indústria 4.0

Como adiantei brevemente antes, a Indústria 4,0 mais oficial e acadêmica se baseia na confluência e na adaptação de quatro novas tecnologias: Internet das Coisas (IoT), Inteligência Artificial (AI), o Cloud-Computing, e os sistemas ciberfísicos (CPS). Estas tecnologias altamente perturbadoras fazem com que tenha sido capaz de ver a Alemanha no início, qualquer país com uma indústria que aspira a ter algum futuro, deve inevitavelmente enfrentar mais rapidamente possível a implantação no seu tecido produtivo do conceito de indústria 4.0. Esta não é uma eleição, mas uma necessidade (urgente).

Para os não versados nestes termos tecnológicos, que às vezes são um pouco obscuros, conseguirem obter uma mais detalhada visão do que é a Indústria 4.0, explicaremos brevemente o que constitui cada uma das quatro pernas tecnológicas da indústria 4.0 listadas acima.

Nós começamos com a Internet das coisas, ou IoT, de acordo com a sua sigla. Internet das coisas não é mais nem menos uma Internet do futuro em que os eletrodomésticos, robôs, wearables, dispositivos domésticos e industriais... quase qualquer objeto que desempenhe um papel proeminente em nossas vidas online ou offline, vão liderar uma unidade de processamento com a qual vai tomar decisões sobre a sua funcionalidade. Além disso, e aqui vem a novidade real, vai ligar para a Internet por si só para interagir com outros dispositivos ou pessoas. Um exemplo básico aplicável a nossa vida diária pode ser por exemplo uma geladeira que automaticamente faça a compra, ou uma linha de produção que faça automaticamente faça pedidos de provisionamento de ordens, antes de ficar sem estoque de abastecimento de componentes.

O segundo conceito é a Inteligência Artificial, ou AI, por  sua  sigla anglo-saxã. Este conceito é mais óbvio pelo termo em si, e é a enorme capacidade para o trabalho e tomada de decisões (e eu preferiria "suporte" para a decisão) que a capacidade computacional, os avanços em software, e a abundância de dados começam a dar com a explosão tecnológica dos últimos anos. Em respeito aos leitores regulares não vou me debruçar sobre este ponto, e limito-me a ligar-lhes dois artigos anteriores sobre o tema intitulados "O futuro econômico que vem com a Inteligência Artificial", e de uma perspectiva mais focada em dados onipresentes "Embora pareça um chavão, assim revolucionará o Big Data a economia e  os negócios".

Cloud Computing permite às plantas industriais dispor de capacidade de computação ilimitada, sem infra-estrutura específica.

O Cloud Computing, ou computação em nuvem é essa capacidade de processo e de armazenamento que está localizada na Internet, a que nós acessamos através de uma presença na Internet onipresente. O líder (e realmente primeiro jogador a inovar no novo subsetor) foi a Amazon com seus Amazon Web Services ou AWS, que é uma plataforma de apoio de ferramentas como o Dropbox, que armazena as suas fotos em um centro de dados localizado em algum lugar no planeta. Mas não é só Dropbox ou armazenamento de dados, o conceito é muito mais ambicioso e perturbador, que literalmente permite que empresas e fábricas não tenham um centro de dados em suas instalações (ou reduzir isso ao estratégico e/ou essencial), podendo ocorrer em casos de uso que sejam indicados seus servidores e sua capacidade de computação em nuvem.

Finalmente, sobre os sistemas ciberfísicos, ou CPS por sua sigla em Inglês, simplesmente digo-lhes que se trata daqueles mecanismos controlados ou monitorados por algoritmos computacionais. Eles são altamente integrados com a Internet e os usuários, e unificam os conceitos segregados de um hardware e um software que passam a interagir além da mera integração, comportando-se como um único conceito. Exemplos mais compreensíveis de sistemas ciberfísicos podem ser carros autônomos, sistemas robóticos, sistemas de controle de processos industriais.

Mas o que é exatamente a Indústria 4.0?

A indústria 4.0 cria o que tem sido chamado de "fábrica inteligente". Dentro destas fábricas inteligentes com estruturas modulares, os sistemas ciberfísicos monitoram os processos físicos, e criam um modelo abstrato do mundo físico e virtual da planta de fabricação e processos. Isso permite que eles possam tomar melhores decisões, tanto agregadas e descentralizadas, pelos sistemas e também por trabalhadores humanos. Através da Internet das coisas, os sistemas ciberfísicos interagem em tempo real entre si mesmos e com o pessoal humano. Também através da Internet, as fábricas inteligentes irão oferecer serviços tanto internos como para outras organizações envolvidas nos serviços de cadeia de valor.

É inegável que este conceito de Indústria 4.0 traz grandes oportunidades, mas também enfrenta grandes desafios. Entre os mais proeminentes podemos citar, por exemplo, o fato de compreender a profundidade da nova função organizacional que a IT será chamada a desempenhar. Já não valerão essas ITs que estão limitadas a um Departamento de Sistemas simplesmente integrado na direção de compras no ou departamento financeiro como em muitos casos do setor industrial de hoje. A IT estará inerentemente una em todos os ramos de qualquer organização, e será um componente estrutural estratégico que irá definir a rentabilidade da planta industrial em questão, a sua qualidade de produção, imagem corporativa, produtos e serviços que fornece, e assim um largo etcétera que cobrirá tudo, inclusive  o suporte essencial para a tomada de decisão do mais alto nível.

A IT torna-se uma parte estratégica do negócio em si, e como tal terá que fornecer a gestão da tecnologia dos melhores meios humanos e técnicos, especialmente para dar um serviço robusto e com respaldo, uma vez que se há demonstrado que as interrupções de sistemas de serviço vão ser mais prejudiciais do que nunca no setor.

Outro risco da Indústria 4.0 é o que se refere ao mercado de trabalho, e mais especificamente ao mercado de trabalho para o pessoal de TI e de transformação tecnológica. Com perfis especializados demasiado escassos, que hoje em sua maioria ainda não existem (pelo menos não na medida em que a explosão do mercado exigirá), e em um campo em que a evolução exponencial está crescendo dia a dia, sem que o sistema de ensino possa manter o tempo e os prazos, será altamente estratégico e absolutamente essencial para qualquer planta industrial prover-se do pessoal técnico qualificado que a indústria 4.0 vai exigir. O verdadeiro risco pode se materializar na forma de inflação salarial neste subsetor, que especialmente prejudica aqueles que não podem pagar para oferecer salários que podem levar a potencial escassez de perfis especializados.

E entre os mais notáveis, um outro risco para a Indústria 4.0 do qual lhes vou  falar já é um velho conhecido para os leitores regulares destas linhas. Sim, mais uma vez eu estou falando sobre um dos temas mais recorrentes que eu falo por algum tempo: robotização e seu impacto em nossas socioeconomias e em nossos mercados de trabalho. Para quem nos lê sobre  emocionante tema pela primeira vez, simplesmente eu os ligo para o último artigo (de vários) que eu tenho discutido o tema: "Acredite ou não, ainda temos a terceira e mais perturbadora fase da globalização" .

O risco final, que só citarei por ser conhecido de todos, é a Segurança Informática. Eu acho que não há necessidade de explicar nada para eles sobre o dano potencial que pode fazer um ataque cibernético em uma fábrica inteligente em que quase tudo é digitalizado e automatizado, e acima de tudo, com hiperlinks. Isso para não mencionar as possibilidades abertas pela espionagem industrial em grande escala.

Indústria 4.0 não é uma possibilidade futurista a se considerar com calma: é um futuro convincente que já está aqui

Certamente que, nesta fase da análise, hoje, a maioria de vocês já estão cientes de que deve se começar a ver como nos vai afetar e o que teremos que fazer no futuro para "chegar a esta na Indústria 4.0". Grande erro, e o erro está neste "no futuro". Não procrastinem e deem o pontapé para frente, que deve começar a considerar e implementar com urgência e por isso hoje. A sobrevivência de nossas plantas industriais e de manufatura está em jogo. É inescapável a abordagem da Indústria 4.0 o mais rápido possível, e aqueles que o conhecem e tiram proveito serão os líderes da indústria de amanhã.

Se não lhes é suficiente o tom e a importância que lhes hei exposto antes com a questão que levanta o líder máximo de uma das maiores e mais avançadas potências industriais do mundo como a Alemanha, como um sinal da urgência no parágrafo acima, eu trago uma notícia reveladora e igualmente demonstrativa. Segundo poderão ter lido na notícia da ZDNet alguns parágrafos atrás, e como você também pode ler nesta notícia mais específica, já existem fábricas inteligentes que começaram a abalar os alicerces de um setor tão emblemático como o setor industrial .

De fato, na cidade bávara de Amberg, a Siemens tem uma fábrica inteligente líder que implementou tecnologia que visa transformar, vender e implementar a seus clientes. Nesta fábrica, que produz componentes eletrônicos, a Siemens conseguiu que 75% do processo de produção do início ao fim seja feito por máquinas e computadores. Os resultados obtidos pela Siemens falam por si: com a ajuda de automação e digitalização, a planta Amberg conseguiu  afundar o número de erros 500/milhões de ações a apenas 11/milhões de ações em 2015, atingindo um forte taxa de qualidade de 99,9988%. Em adição, durante os últimos 10 anos, esta planta tem mantido uma mais ou menos estável em torno de 1.000 funcionários na equipe, enquanto a produtividade foi multiplicada por 6. Enquanto isso é apenas a ponta do iceberg mais visível, uma vez que a planta em si é uma verdadeira revolução industrial em muitos aspectos mais internos.

Por sua personagem também fortemente industrial, e compartilhar a nacionalidade com a Siemens, não podemos deixar de nomear a também alemã Bosch, que tem muitas plantas industriais em todo o mundo. A Bosch é uma dos protagonistas que tomaram o touro pelos chifres, e se projetam para liderar a partir dos primeiros dias de avanço da Indústria 4.0.

Outros fatores não levados em conta nos relatórios e análise corrente

A abordagem da indústria 4.0 não deve ser limitada a tentar encaixar os robôs no quebra-cabeça da montagem: isso é algo que é feito já desde os anos 90, com a indústria automóvel como pioneira. O que vem agora é fazer com que toda uma planta industrial se comporte em conjunto como um sistema colossal único, que produz como único output a manufatura em questão. Isto implica uma mudança organizacional evidente, a partir de um departamento de TI puramente, uma nova abordagem IT-centric. Sob esse novo prisma a TI deve adquirir grande importância, e acontecer de ser intrinsecamente interligada em cada uma das direções e departamentos da planta de produção.

Por outro lado, com a hiperconectividade e a inteligência artificial (IA), não é que os funcionários humanos vão deixar de ter um papel de decisores, mas é precisamente o oposto: eles serão fortalecidos em seu desempenho como mentes pensantes, tendo uma ferramenta de apoio na sua tomada de decisão, e se tornando livre de praticamente todo o trabalho de rotina e que não agrega grande valor do ponto de vista das capacidades intelectuais de ordem superior. Cometerão um erro os que (pelo menos por agora) veem a tecnologia como um substituto absoluto para as capacidades humanas de mais alto nível: esta não é um substituto para a mente humana (e deixe-me sublinhar nele "por agora" acima); Sim, ela é uma ferramenta que é chamado a desempenhar um papel mais que essencial. E além de vê-la como meramente uma ferramenta, devemos ver que além a tecnologia vai ser tanto ferramenta, colega de trabalho, chefe e subordinado: é uma abordagem que poderia atacar aqui como IT-360 graus .

A interação será fundamental, por isso nesta análise, gostaríamos de destacar outro fator que normalmente não é mencionado nos relatórios da Indústria 4.0, e certamente vai desempenhar um papel proeminente. Ele é realidade aumentada e fusão entre ciberrealidade  e a planta de produção física. Imaginem como seria útil se o trabalhador humano esteja realizando suas funções de supervisão pela fábrica, e vendo com um visor alarmes, incidentes, estados das máquinas, KPIs, SLAs, produção... tudo em tempo real e sobreposto sobre a imagem real de cada componente ou robô da cadeia de produção.

E um último fator chave apenas levado em conta é a necessidade de padronização, como também surge como essencial para o futuro a capacidade de integração com outras unidades de produção, fornecedores e clientes. Por exemplo, para um cliente saber em tempo real se há algum atraso irrecuperável na entrega do seu pedido e, automaticamente, o sistema d sua fábrica pode reprogramar sua logística, e incluir atrasos nos painéis executivos. Este último a longo prazo fará com que o conceito de maquinaria única não se limita apenas a uma planta de fabricação específica, sim que será o tecido produtivo como um todo,  o que poderá ser conceptualmente visto omo uma máquina automatizada e sincronizada ao produzir e montar os produtos finais .

Este conceito de tecido produtivo unificado aparece em alguns dos grandes romances distópicos do século XX, mas estarão de acordo em que, precisamente, este conceito não tem que ser distópico em tudo. Além disso, se as nossas sócio-economias sabem tirar disso o mais óbvio e imediato, além de colocá-lo em nossa realidade social, será fonte inegável de progresso socioeconômico nunca antes visto na história da humanidade. O país que o torne bandeira será líder indiscutível da indústria em todo o mundo: temos o desafio à frente, se nós não somos um desses líderes, não será porque desde aqui não tenhamos analisado a tempo.