6 Desafios e Riscos da Indústria 4.0

A Indústria 4.0, a abordagem de manufatura que combina máquinas do chão de fábrica conectadas à Internet com análise computacional da produção, pode gerar grandes ganhos de eficiência. Mudar para uma configuração de manufatura da Indústria 4.0 pode aumentar o rendimento, reduzir os custos, aumentar a qualidade dos produtos, acelerar o tempo de comercialização e aumentar o tempo de atividade da máquina. A adoção das tecnologias da Indústria 4.0 também pode aumentar a competitividade dos fabricantes e diminuir o impacto ambiental deles.

Embora os benefícios da Indústria 4.0 sejam muitos, os fabricantes devem estar cientes dos desafios e riscos que podem enfrentar ao implementar uma abordagem da Indústria 4.0: integração de novas tecnologias com sistemas de TI legados, aumentado de ameaças à segurança cibernética, entre outros. As soluções incluem planejamento, aumento da colaboração e investimento em tecnologias que facilitam uma manufatura segura e eficiente.

O que é Indústria 4.0?

A Indústria 4.0 utiliza tecnologias de automação e análise de dados para criar fábricas inteligentes que consistem em máquinas conectadas à rede que compartilham dados de produção com os funcionários. Os principais benefícios dessa abordagem de manufatura inteligente incluem produzir um volume maior de produtos com mais rapidez e qualidade. Um componente importante da Indústria 4.0 é a Internet das Coisas Industrial (IIoT), a aplicação de tecnologias da Internet das Coisas (IoT) na manufatura, que funciona como sensores que monitoram o status de manutenção de uma máquina e transmitem dados de produção para análise. A Indústria 4.0 também conta com tecnologias, incluindo cobertura de internet sem fio em fábricas, portos e estaleiros, além de robôs automatizados e sistemas avançados de processamento de dados.

Principais conclusões

• Os principais desafios nas implementações da Indústria 4.0 incluem preocupações com segurança, padrões de tecnologia e dificuldades de interoperabilidade e requalificação da força de trabalho.
• Para superar esses desafios, os fabricantes devem aumentar a colaboração entre os departamentos – por exemplo, eles podem superar os desafios de custo lançando projetos da Indústria 4.0 em menor escala e refinando-os com o feedback constante e valioso de diversas equipes.
• A tecnologia desempenha um papel importante na superação dos desafios da Indústria 4.0 e na mitigação de riscos. O software de integração auxilia na adaptação de instalações mais antigas em fábricas inteligentes, e a computação de nuvem protege contra ataques cibernéticos, por exemplo.

Explicação dos Desafios da Indústria 4.0

Os fabricantes que adotam as abordagens da Indústria 4.0 geralmente enfrentam problemas à medida que implementam tecnologias destinadas a automatizar processos de fábrica. Os custos podem ser altos, especialmente para pequenas e médias empresas que podem ter dificuldade em investir em novos equipamentos, sensores e softwares. Os funcionários da fábrica podem não ter habilidades para supervisionar sistemas de produção ciberfísicos, usar dispositivos de computação portáteis e ajustar processos de acordo com as recomendações de software. Os fabricantes também podem precisar considerar a contratação de engenheiros, cientistas de dados e desenvolvedores de software, funções para as quais o número de funcionários qualificados pode ser baixo. Os desafios vão além dos custos e do pessoal: integrar as tecnologias da Indústria 4.0 em uma fábrica pode expor máquinas e redes a violações de dados ou ataques cibernéticos.

6 Desafios e Soluções da Indústria 4.0

Os obstáculos para a adoção da Indústria 4.0 incluem os altos custos de escalonamento de implementações, desafios organizacionais, como fazer a gerência aderir a iniciativas da fábrica inteligentes, e desafios tecnológicos, como escolher o software necessário e um parceiro de implementação, de acordo com uma pesquisa de 2020 da McKinsey com mais de 800 fabricantes em todo o mundo. Em uma pesquisa separada de 2022 dos tomadores de decisão de TI pela pesquisadora de mercado IDC, os principais desafios na implementação de projetos da IoT incluíam preocupações com segurança (citadas por 35% dos entrevistados), preocupações com os recursos e a estabilidade da tecnologia (27%) e custos de implementação (26%).

Para cada desafio, no entanto, há pelo menos uma solução que os fabricantes podem usar para colher os benefícios da Indústria 4.0.

1. Sistemas de TI legados

Os fabricantes com uma infraestrutura de TI ultrapassada podem descobrir que ela não se integra a softwares mais recentes para analisar dados de produção, obrigando-os a realizar uma adaptação demorada.

• Solução: antes de construir uma fábrica inteligente ou modernizar uma fábrica atual com a tecnologia da Indústria 4.0, estabeleça algumas bases de TI. Analise o estado de seus sistemas de gerenciamento de negócios em P&D, aquisição, compras, produção e armazenamento. Considere as implicações tecnológicas dos projetos da Indústria 4.0 em seus locais de fabricação, não apenas em uma fábrica, e assegure que o departamento de TI trabalhe em colaboração com outros departamentos.

2. Interoperabilidade

Muitas fábricas executam uma combinação de equipamentos mais novos e bem mais antigos que não têm os sensores e a conectividade com a internet cruciais para uma fábrica inteligente, mas não é possível adaptar máquinas mais antigas e os fabricantes não querem substituí-las. Muitos fabricantes também não possuem sistemas de TI capazes de avaliar dados provenientes de máquinas conectadas.

• Soluções: conectar fontes de dados isoladas tem sido um desafio para os fabricantes, mas a queda nos custos dos sensores e os protocolos de comunicação padronizados facilitam superar isso. Os fabricantes podem usar softwares de integração para conectar computadores no data center ou na nuvem com máquinas no chão de fábrica. Invista em um sistema de ERP que permita que o planejamento de produção flua para um sistema de execução de manufatura até o nível de controle da máquina, em uma abordagem chamada manufatura conectada que permite aos planejadores de produção e ao chão de fábrica trocarem informações.

3. Custos e Limitações de recursos

Iniciar uma fábrica inteligente requer investimentos para tornar os sistemas de IoT compatíveis com sistemas de controle e execução de manufatura mais antigos, que podem usar diferentes padrões de tecnologia. Restrições no investimento em tecnologia podem impedir o escalonamento de projetos da Indústria 4.0 das fases piloto a implementações em várias plantas. Os fabricantes também costumam citar os custos de implementação e a dificuldade de adesão da gerência como obstáculos para um lançamento mais amplo de uma abordagem da Indústria 4.0.

• Solução: em vez de esperar até que uma arquitetura de TI completa seja definida e lançada antes de implementar projetos da Indústria 4.0, os fabricantes podem adotar uma abordagem de produto viável mínima, introduzindo projetos em prazos de entrega mais curtos e corrigindo o trajeto com base no feedback dos usuários. A abordagem também pode ajudar a concentrar os gastos e definir o escopo dos projetos.

4. Lacuna de Habilidades da Força de Trabalho

Atrair talentos e retreinar a equipe atual estão entre os desafios de RH dos fabricantes ao implementar a Indústria 4.0, uma vez que muitos funcionários não aprenderam a integrar sistemas digitais com o trabalho de produção. Os fabricantes geralmente precisam treinar novamente os funcionários para operar telas sensíveis ao toque, tablets e outros dispositivos que os permitem interagir com sistemas conectados e refinar os processos de produção usando insights baseados em dados.

• Soluções: os operadores de máquinas em fábricas inteligentes devem aprender a interpretar novos tipos de informações, intervir e corrigir processos quando necessário, além de controlar as máquinas de novas maneiras. O treinamento no chão de fábrica, em vez de em uma mesa, pode ajudar. Engenheiros também devem receber treinamento em novas abordagens de análise para melhorar os processos de manufatura. Os fabricantes também precisam considerar a contratação de funções altamente técnicas, como especialistas em robótica e engenheiros de gêmeos digitais.

5. Gerenciamento de Mudanças

A Indústria 4.0 não está limitada ao chão de fábrica – os fabricantes precisam estabelecer uma compreensão ampla da organização de onde os processos precisam mudar e quais departamentos precisam se coordenar para conduzir pilotos bem-sucedidos da Indústria 4.0 e lançamentos mais amplos. Isso requer novas formas de trabalhar que diferem dos processos de longa data.

• Soluções: antes de uma implementação de IIoT, os fabricantes devem identificar casos de uso e locais que produzirão ganhos rápidos e retornos financeiros, para provar o valor das tecnologias da Indústria 4.0 e facilitar o gerenciamento de mudanças. O sucesso dos projetos da Indústria 4.0 depende dos funcionários que utilizam ativamente a nova tecnologia; provar o ROI aos gerentes pode ajudar a integrar as equipes.

6. Segurança cibernética

A maneira tradicional de proteger equipamentos de fábrica contra ataques cibernéticos envolvia conectar o mínimo possível à internet aberta. A Indústria 4.0 adota uma abordagem diferente, conectando máquinas entre si e sistemas de gerenciamento de negócios através da internet. Os tomadores de decisão de IIoT frequentemente citam preocupações com a segurança das tecnologias da Indústria 4.0, que são fundamentadas: o malware Stuxnet de mais de uma década atrás afetou as instalações de manufatura e energia, e, em 2017, o vírus Petya interrompeu a produção em mais de uma dúzia de plantas da Beiersdorf, fabricante de creme para a pele da Nivea.

• Soluções: a computação em nuvem pode reforçar a segurança, uma vez que os provedores de nuvem garantem que os clientes estejam sempre executando as versões de software mais atualizadas, e a infraestrutura de nuvem pode fornecer segurança em várias camadas de uma rede de computadores. As empresas que implementam a IoT estão cada vez mais configurando redes LTE e 5G privadas, nas quais detém e controlam o espectro de rádio usado para transmitir dados do sensor, o que aumenta a segurança da IoT. Os fabricantes também podem diminuir o risco implementando padrões de segurança cibernética e direitos de acesso limitados aos sistemas de IoT.

Supere os Desafios da Indústria 4.0 com a Oracle

Com o software da Indústria 4.0 da Oracle, os fabricantes podem obter mais insights sobre suas operações e integrar facilmente o software de gerenciamento de ERP e cadeia de suprimentos com as linhas de produção.

O Oracle Fusion Cloud Manufacturing captura dados do chão de fábrica, nos quais os gerentes podem agir utilizando um PC, celular ou tablet. Os dados são integrados a outras aplicações de gerenciamento da cadeia de suprimentos e de ERP, equipando os fabricantes para combater os silos de informações que podem impedir a expansão de projetos da Indústria 4.0.

Enquanto isso, o Oracle Fusion Cloud Internet of Things Intelligent Applications permite que os fabricantes utilizem dados de sensor de máquina para manutenção preditiva para maximizar o tempo de atividade. O software para monitoramento e manutenção de ativos trabalha em conjunto para produzir alertas e visualizar componentes, sinalizando dados de sensores que mostram o que inspecionar. O Oracle Manufacturing Execution System for Discrete Manufacturing monitora a produção e aumenta a produtividade orientando os operadores por meio de uma lista de atividades diárias. O software pode priorizar atividades importantes e ajudar a detectar desperdícios. Por fim, o software de fabricação de modo misto lida com a fabricação discreta e em lote na mesma fábrica, para que os fabricantes de bens de consumo, por exemplo, consigam acompanhar a produção de petiscos e embalagens utilizando um software comum.

Perguntas Frequentes sobre os Desafios da Indústria 4.0

Quais são alguns dos riscos percebidos de adotar as tecnologias da Indústria 4.0?
A automação da manufatura pode eliminar ou redefinir as funções de alguns funcionários, exigindo que os fabricantes invistam na contratação de funcionários com diferentes habilidades ou no retreinamento dos funcionários atuais. Máquinas equipadas com sensores conectados à Internet também podem ser mais propensas a ataques cibernéticos do que máquinas sem os sensores. As empresas também correm o risco de não obter os retornos sobre o investimento projetados, pois escalonam os projetos da Indústria 4.0 do piloto à produção.

Como os fabricantes podem escalonar melhor os projetos da Indústria 4.0 dos pilotos iniciais?
Os fabricantes precisam definir processos de negócios e fluxos de dados claros através de suas redes e fazerem os gerentes concordarem com as mudanças. Se os recursos forem limitados, lançar um produto mínimo viável, coletar feedback dos usuários e refinar o sistema podem ajudar a alcançar a escala. Os fabricantes também podem precisar contratar talentos ou retreinar a equipe atual para escalonar os projetos da Indústria 4.0.

Quais são algumas das tecnologias que compõem a Indústria 4.0?
Redes de sensores, computação de borda, software de análise de dados e machine learning suportam as iniciativas da Indústria 4.0. Muitos fabricantes usam a impressão 3D, também chamada de manufatura aditiva, para forjar peças. Eles também podem empregar gêmeos digitais, testando alterações em disposições de fábrica e linhas de produção em modelos computadorizados antes de implementá-los.