A Indústria 4.0 e a Produção no Contexto dos Estudantes da Engenharia

Simpósio de Engenharia de Produção Universidade Federal de Goiás Regional Catalão 09 a 11 de agosto Catalão Goiás Brasil A INDÚSTRIA 40 E A PRODUÇÃO NO CONTEXTO DOS ESTUDANTES DA ENGENHARIA Fernanda Thaís de Oliveira Universidade Luterana do Brasil fe0907hotmailcom Wagner Lourenzi Simões Universidade Luterana do Brasil wsimoesulbraedubr Resumo O presente artigo tem como objetivo apresentar o contexto da quarta revolução industrial com os termos da indústria 40 e manufatura avançada envolvendo os âmbitos econômicos tecnológicos e profissionais do Brasil Ao longo do trabalho são destacados os principais conceitos que constituem o campo de estudos Ainda uma avaliação da produção literária publicada nos principais eventos científicos em engenharia de produção com grande participação de alunos de graduação é realizada com o objetivo de evidenciar a escassez de trabalhos no contexto da indústria 40 Esta escassez evidencia a necessidade de aprofundamento dos estudos a respeito mas também a necessidade de maior propagação dos conceitos já dominados entre os estudantes de graduação de forma a propiciar a estes as bases do conhecimento e permitir que avanços no campo de estudo sejam realizados mais rapidamente pelos futuros engenheiros de produção que estarão inevitavelmente inseridos no contexto da indústria 40 Palavraschave indústria 40 manufatura avançada indústria do futuro automação inteligente 1 INTRODUÇÃO Ao longo das décadas observase movimentos denominados como revoluções industriais que em seu contexto proporcionaram avanços tecnológicos nas mais diversas áreas Esses movimentos exploraram áreas como a manufatura artesanal e ainda hoje podese presenciar o movimento progredir para a automação independente dos seus processos Esta progressão está relacionada com o cenário da globalização no qual as empresas almejam por vantagens competitivas e duradouras para se diferenciar em suas áreas de atuação Essas vantagens se baseiam em novas estratégias para acompanhar o mercado e em constantes melhorias nos processos internos da empresa com o intuito de aprimorar o nível de serviço prestado aos seus clientes e fornecedores tudo com o menor tempo ao melhor custo possível e com o máximo de eficiência nos processos CNI 2016 É com base neste contexto que a quarta revolução industrial denominada como indústria 40 e manufatura avançada está se desenvolvendo e modificando a forma de gerir as fábricas Por ser um conceito relativo novo a sua difusão no Brasil é limitada ainda embora seja vista como um dos possíveis pontos de alavancagem da competitividade nacional Sendo um campo de pesquisa ainda em fase de exploração e com um grande potencial de expansão entendese que é pertinente que alunos de graduação em engenharia de produção futuros engenheiros tenham contato precocemente com estes conceitos permitindo que acumulem conhecimento básicos para quando tornaremse engenheiros de fato sejam capazes de colaborar para o estado da arte e principalmente para a difusão dos conceitos da indústria 40 na indústria nacional Com base nisto este trabalho tem por objetivo explorar os conceitos da indústria 40 e por meio de uma contabilização da produção de eventos científicos da área de engenharia de produção nos últimos anos avaliar o contato dos estudantes de graduação com este conceito Este documento é composto além desta seção introdutória por uma seção que revisa os conceitos teóricos da indústria 40 uma terceira seção onde é apresentado os resultados da contabilização das publicações nos eventos científicos e uma seção final apresentando as considerações finais dos autores Simpósio de Engenharia de Produção Universidade Federal de Goiás Regional Catalão 09 a 11 de agosto Catalão Goiás Brasil 2 INDÚSTRIA 40 Com o avanço das inovações tecnológicas acompanhamos as mudanças radicais ao longo das décadas ocorrendo desdobramentos nos âmbitos sociais políticos e econômicos este conjunto de inovações e evoluções é denominado como uma revolução industrial DOMBROWSKI WAGNER 2014 A primeira evolução ocorreu no final do século XVIII na qual foi marcada pela inovação e mecanização de máquinas a vapor pois anteriormente a produção era desenvolvida de forma artesanal Já a segunda evolução industrial iniciouse na metade do século XIX com a descoberta de novas fontes de energia produção em massa e meios de comunicação como o rádio A terceira evolução industrial que iniciou em meados da década de 1970 conhecida como a revolução digital caracterizada pelo avanço das tecnologias e informática no sistema de produção industrial visando a redução de custos e o tempo de produção E atualmente presenciamos o desenvolvimento da quarta revolução industrial denominada como Indústria 40 sendo a digitalização da operação industrial Este contexto se originou através de um projeto de empresas universidades e do governo alemão sendo citado pela primeira vez durante a Hannover Fair em 2011 com o intuito modernizar as indústrias local SILVEIRA LOPES 2016 Antes de conhecer o contexto da indústria 40 será apresentado a definição das três palavras chaves que estão ligada a esta nova revolução sendo inovação automação e eficiência Segundo Dosi et al 1990 a inovação é considerada uma atividade complexa que está dentro de um processo ou está relacionada com uma nova descoberta desenvolvimento experimentação e adoção de novos produtos ou processos produtivos Para Schumpeter et al 1998 uma inovação tecnológica cria uma ruptura no sistema econômico tirando do estado de equilíbrio e alterando os padrões de criação resultando em diferenciação para as empresas A inovação representa o papel central no desenvolvimento econômico de um país A definição de automação para Fleury et al 1988 trata basicamente da informação e substitui a mão de obra manual para a ação do trabalhador no controle do equipamento tecnológico A automação ocorre na substituição do processo de produção do homem para elementos materiais e tecnológicos Sendo um conjunto de técnicas capazes de atuar com eficiência e de forma automática usando as informações recebidas Já a palavra eficiência está voltada para a melhor maneira pela qual os processos devem ser executados com o intuito que os recursos máquinas suprimentos e pessoas sejam aplicados e utilizados da forma correta A eficiência se preocupa com processo em si visando a otimização e aproveitamento de todos os recursos disponíveis CHIAVENATO 2003 Sendo assim o termo Indústria 40 promove a informatização da indústria e tem como base as inovações tecnológicas permitindo a conectividade da automação do controle e da tecnologia da informação para aprimorar os processos da manufatura e sua eficiência O objetivo deste contexto é criar as fábricas inteligentes Smart Factory no qual o processo de produção será totalmente digitalizado e conectado em rede através de sistemas de informação tonando a produção autônoma e inteligente A aplicação deste processo de produção totalmente digitalizado dá origem ao conceito de manufatura avançada Este novo conceito de manufatura envolve a integração das tecnologias físicas e digitais desde o fornecer da matéria prima até o uso final do produto dentro desta rede autônoma Segundo a Confederação Nacional da Indústria podese dizer que a manufatura avançada é a conexão digital da máquina com o processo industrial do produto abrangendo toda a cadeia CNI 2016 Um dos pontos positivos deste novo contexto de manufatura é o aumento e garantia da eficiência do processo de produção sendo capaz de monitorar todo o processo e identificar falhas e rupturas nos processos antes mesmo de acontecer evitando perdas monetárias e temporais e garantindo a qualidade do serviço eou produto ofertado Simpósio de Engenharia de Produção Universidade Federal de Goiás Regional Catalão 09 a 11 de agosto Catalão Goiás Brasil 21 Conceitos da Indústria 40 A indústria 40 é composta por conceitos e pilares fundamentais para o seu desenvolvimento com o objetivo de melhoria contínua e eficiência dos processos Nesta seção serão apresentados os principais conceitos envolvidos para o desenvolvimento da quarta revolução industrial a Internet das Coisas Sistema FísicoCibernético Big Data e Segurança dos Dados 211 Internet das Coisas Internet of Things Em um conceito simples para Ashton et al 2016 a internet das coisas Internet of Things IoT sigla em inglês é uma proposta de desenvolvimento da internet na qual os objetos cotidianos têm conectividade com a rede permitindo que seja recebido e enviado dados através dos mesmos de forma independente e inteligente no qual resulta na otimização de um recurso No contexto da indústria 40 a internet das coisas é fundamental devido a possibilidade de conexão entre máquinas por meio de sensores e dispositivos eletrônicos na qual permite e facilita a centralização e automação do controle de produção ajudandoa a tornar uma indústria inteligente 212 Sistema FísicoCibernético CyberPhysical Systems Para Lee et al 2008 o sistema físicocibernético CyberPhysical Systems CPS é integração entre computadores e processos físicos no qual monitoram e controlam as informações em tempo real Com a aplicação deste sistema a indústria garante um grande potencial na sua cadeia de produção Esse sistema otimiza a indústria por meio de controle e monitoramento entre todos os processos de produção para atender da melhor maneira possível a necessidade dos clientes ajudando na eficiência do contexto Indústria 40 213 Big Data O tema big data referese à grande quantidade de dados armazenados pela empresa que produzem em tempo real e são utilizados para gerenciamento de informações coletas cruzamentos de dados pesquisas e análises para tomadas de decisões Zikopoulos et al 2012 diz que o big data se caracteriza por quatro aspectos veracidade variedade velocidade e volume O aspecto veracidade condiz ao quão confiável e verdadeiro são os respectivos dados e informações A variedade referese à variabilidade de formatos os dados são encontrados já a velocidade descreve a rapidez que as informações são criadas e dispostas na internet E o volume referese à quantidade de dados e informações que a indústria recebe ao longo de um determinado tempo O big data tem como propósito para a indústria 40 colecionar todos os dados considerados relevantes e processálos com o intuito de transformálos em conhecimentos com a finalidade de utilizar estas informações para as tomadas de decisões inteligentes sendo eficientes e eficazes para agregar na indústria do futuro 214 Segurança dos Dados A interligação de dados e informações entre todos os departamentos da cadeia produtiva da indústria exige muita cautela e segurança sendo esta uma das principais preocupações e desafios na manufatura da indústria 40 SILVEIRA LOPES 2016 Com a utilização de novas tecnologias e informações disponibilizadas na nuvem para a fácil colaboração entre os funcionários e otimização dos processos a eficácia dos sistemas de informação se tornou um desafio no atual cenário Para Simpósio de Engenharia de Produção Universidade Federal de Goiás Regional Catalão 09 a 11 de agosto Catalão Goiás Brasil Silveira e Lopes et al 2016 qualquer falha de transmissão na comunicação entre as máquinas pode causar sérios transtornos na produção deixando a desejar no princípio do contexto de automação independente desta atual revolução Na quarta revolução industrial todas as tomadas de decisões devem levar em conta a segurança dos dados armazenados o controle dos equipamentos e a eficácia dos sistemas de informações utilizados garantindo o objetivo de uma automação independente inteligente eficiente e customizáveis 22 Indústria 40 no Brasil A tecnologia de digitalização ou manufatura avançada é pouco difundida no Brasil segundo a Confederação Nacional da Indústria o baixo conhecimento desta evolução é o entrave à sua utilização no país Em uma pesquisa realizada com todas as indústrias brasileiras apenas 48 delas utilizam pelo menos uma tecnologia o percentual cresce para 63 entre grandes empresas e cai para 25 entre pequenas empresas CNI 2016 As principais barreiras internas enfrentadas hoje pelas indústrias do país para a adoção das tecnologias e manufatura avançada são os altos custos de implantação a falta de clareza na definição do conhecimento sobre o retorno do investimento aplicado nas digitalizações e em terceiro lugar as dificuldades de implantações devido às estruturas das indústrias e culturas das mesmas Quanto ao ambiente externo as barreiras enfrentadas pelo mercado de trabalho são destacadas na insuficiência da infraestrutura de telecomunicações do país na ausência de linhas de financiamento apropriadas e pela falta de profissional e mão de obra qualificada para atender a demanda CNI 2016 Segundo a pesquisa realizada pela Confederação Nacional da Indústria 2016 para as indústrias acelerar o processo de adoção de tecnologias digitais no Brasil o governo deve focar em investir na infraestrutura digital promover linhas de financiamentos específicos para o mercado e deve incentivar a educação através de programas de treinamentos afim de promover o conhecimento e estimular profissionais qualificados para este novo cenário de trabalho Considerando a importância desta inovação das tecnologias na qual resulta no aumento da eficiência do processo no aperfeiçoamento do produto e na expansão e criação de novos negócios para a empresa o baixo conhecimento e uso destas tecnologias impacta de forma negativa o desempenho de competitividade do Brasil no mercado globalizado Segundo o professor Eduardo de Senzi Zancul da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo PoliUSP Temos poucos setores competitivos em escala global EXAME 2016 É neste cenário que a atuação da engenharia desempenha um papel fundamental A engenharia de produção é responsável pela otimização dos processos industriais capaz administrar todas as informações fornecidas para que as linhas de produção tenham a capacidade de produzir a baixo custo com personalizações em massa e eficiência em toda a cadeia produtiva Para atingir este propósito as sinergias dos processos devem ocorrer de forma impecável sendo o principal desafio de um engenheiro de produção nesta nova revolução a indústria 40 3 A PRODUÇÃO ACADÊMICA NO CAMPO DA INDÚSTRIA 40 NO BRASIL Por se tratar de um campo relativamente novo e pouco explorado é esperado que que a produção acadêmica seja escassa Porém por se tratar de um conjunto de conceitos que deverão ditar as regras da manufatura em um futuro próximo seria recomendável que os atuais estudantes de engenharia que serão os profissionais neste futuro tenham contato desde cedo em sua formação com estes conceitos para que possam estar habituados com suas bases Este conhecimento precoce permitirá que estes profissionais dominem os conceitos estabelecidos e que sejam capazes de desenvolver Simpósio de Engenharia de Produção Universidade Federal de Goiás Regional Catalão 09 a 11 de agosto Catalão Goiás Brasil pesquisas para a geração de tecnologia nacional no âmbito da indústria 40 reduzindo assim o atraso do país em relação aos países de origem de tal conceito Uma das formas de verificar o contato dos estudantes de graduação em engenharia com tal conceito é avaliar a produção acadêmica publicada em congressos e eventos científicos com grande participação de estudantes de graduação Para tal realizouse uma busca por artigos contendo os verbetes indústria 40 manufatura avançada e smart manufacturing nos anais dos principais congressos de engenharia de produção de conhecida participação massiva de estudantes de graduação Para tal foram consideradas as publicações entre 2012 e 2016 nos anais dos seguintes eventos ENEGEP SIMPEP CONBRERO SIMEP SIGEPRO SAEPRO ENFEPRO EMEPRO ENCEPRO Nos dados apresentados no gráfico da Fig 1 é possível perceber que o número de publicações envolvendo a indústria 40 e suas implicações é muito pequeno se for levado em consideração o fato de que os principais participantes destes eventos são os futuros engenheiros que estarão inseridos no contexto da manufatura avançada nas fábricas Figura 1 Histórico das publicações nos eventos avaliados Fonte Dados da pesquisa Os dados coletados evidenciam a necessidade de um aprofundamento maior da pesquisa neste campo por parte dos professores e pesquisadores nas universidades bem como uma maior divulgação destes conceitos entre os alunos de graduação para que em um futuro próximo o Brasil possa estar inserido no contexto da indústria 40 inclusive refletindo isso na literatura científica nacional Cabe aqui salientar que há no país um campo de pesquisa bem desenvolvido no que tange a simulação de processos de manufatura que se inclui no conceito de sistemas ciberfísicos e conta com um número considerável de publicações nos eventos científicos avaliados Porém as publicações que tratam da simulação computacional de processo de forma isolada e não de sua utilização no conceito de sistemas físicocibernéticos da indústria 40 não foram consideradas neste estudo tendo sido consideradas apenas aquelas que tratam da simulação de processos no contexto da indústria 40 ou manufatura avançada 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS O estudo apresentado identificou por meio da literatura que o conceito da indústria 40 ainda é muito incipiente no Brasil estando ainda muito distante da realidade das fábricas do país Os Simpósio de Engenharia de Produção Universidade Federal de Goiás Regional Catalão 09 a 11 de agosto Catalão Goiás Brasil conceitos identificados evidenciam que a aplicação deste conceito nas fábricas do país poderia trazer benefícios significativos em termos de competitividade especialmente no mercado internacional Porém além de distante da realidade das fábricas os conceitos parecem ainda estar distantes da realidade das universidades que formam as próximas gerações de engenheiro de produção A produção literária científica nacional publicada por eventos científicos com grande participação de alunos de graduação evidencia que há pouco contato ou pouco interesse dos atuais estudantes com os conceitos da indústria 40 Dada a baixa produção e grande interesse de pesquisadores profissionais pelo assunto acreditase que seja o caso de pouco contato e não falta de interesse pelo assunto Este fato evidencia a necessidade de maior contato dos estudantes de graduação com a pesquisa científica ao longo do curso de forma que além de absorverem os conhecimentos definidos pelos currículos dos cursos estejam também em contato com conteúdo ainda em formação e objeto de pesquisa Este tipo de atitude seria benéfico ao desenvolvimento tecnológico do país pois propiciando um contato precoce dos estudantes de graduação com conceitos inovadores em engenharia permitese que estes mesmos estudantes tenham maiores condições de avançar no campo do conhecimento em um futuro próximo seja em pesquisas dentro de programa de pósgraduação ou no desenvolvimento de novas tecnologias no seio das empresas Como trabalho futuro sugerese a exploração dos conceitos bem como seus níveis de maturidade nos mercados regionais de forma a evidenciar a confrontar as demandas do mercado por produtos que permitam a aplicação dos conceitos de indústria 40 com os currículos oferecidos pelos cursos em engenharia destas regiões Este tipo de estudo permitiria avaliar os diferentes graus de maturidade que os profissionais da região apresentam em relação a cada pilar da indústria 40 esta identificação permitiria então uma ação das universidades dando maior ênfase nos pilares menos favorecidos de forma a permitir que os futuros engenheiros de produção em formação tenham conhecimentos capazes de suprir as demandas de suas futuras empresas na aplicação dos conceitos da indústria 40 5 REFERÊNCIAS ASHTON Kevin A história secreta da criatividade 1 Ed Rio de Janeiro Sextante 2016 CABRAL Pedro SAID Gustavo A sociedade na era do big data Dados demais filtro de menos Artigo Congresso Internacional de Ciberjonalismo UFMS Campo Grande 2014 Disponível em httpwwwciberjorufmsbrciberjor5files201407pedroalexandrepdf Acesso em 27 de maio de 2017 CHIAVENATO Idalberto Introdução à teoria geral da administração uma visão abrangente da moderna administração das organizações 7 ed Rio de Janeiro Elsevier 2003 SILVEIRA Cristiano LOPES Guilherme O que é indústria 40 Citisystems nov2016 Disponível em httpswwwcitisystemscombrindustria40 Acesso em 27 de maio de 2017 CNI Confederação Nacional da Indústria Disponível em httpwwwportaldaindustriacombr Acesso em 27 de maio de 2017 COELHO Pedro Rumo à Indústria 40 Dissertação de Mestrado FCTU Universidade de Coimbra Portugal 2016 DOSI G PAVITT K SOETE L The economics of technical change and international trade London Harvester Wheastsheaf 1990 DOMBROWSKI U Wagner T 2014 Mental strain as field of action in the 4th industrial revolution In Variety Management in Manufacturing Proceedings of the 47th CIRP Conference on Manufacturing Systems Procedia CIRP 17 100105 EXAME O Brasil está pronto para a indústria 40 Estúdio ABC 2016 Disponível em httpexameabrilcombrtecnologiaobrasilestaprontoparaaindustria40 Acesso em 26 de maio de 2017 Simpósio de Engenharia de Produção Universidade Federal de Goiás Regional Catalão 09 a 11 de agosto Catalão Goiás Brasil FLEURY A C Automação organização do trabalho e produtividade Engenharia de Produção São Paulo n1 p1722 jan 1988 JUNIOR Walter Big Data Jornalismo Computacional e Data Journalism estrutura pensamento e prática profissional na Web de Dados Universidade Metodista de São Paulo Brasil Disponível em httpwwwecubiptec12pdfEC122012Dez11pdf Acesso em 26 de maio de 2017 LEE E A 2008 Cyber Physical Systems Design Challenges 1th IEEE Symposium on Object Oriented RealTime Distributed Computing ISORC p 363369 PALMA J M B BUENO U S STOROLLI W G SCHIAVUZZO P L CESAR F I G MAKIYA I K Os princípios da Indústria 40 e os impactos na sustentabilidade da cadeia de valor empresarial 6º Internaticonal Workshop Advances in Cleaner Production São Paulo 2017 Disponível em httpwwwadvancesincleanerproductionnetsixthfilessessoes5B5palmajmbetalacade micpdf Acesso em 26 de maio de 2017 PESSOA Claudio JAMIL George A Internet das coisas será a internet do futuro ou está prestes a se tornar a realidade do presente Artigo Universidade Fumec Belo Horizonte Brasil 2015 Disponível em httpwwwfumecbrrevistaseolarticledownload29611732 Acesso em 26 de maio de 2017 RODRIGUES Leticia JESUS Rodrigo SCHÜMER Klaus Industrie 40 Uma revisão da Literatura Revista de Ciência e Tecnologia v 19 n 38 p 3345 2016 Disponível em httpswwwmetodistabrrevistasrevistas unimepindexphpcienciatecnologiaarticleview3176 Acesso em 27 de maio de 2017 SCHUMPETERJA A teoria do desenvolvimento econômico São Paulo Nova Cultural 1988 ZIKOPOULOS P DE ROOS D PARASURAMAN K DEUTSCH T GILES J CORRIGAN D Harness the power of Big Data The IBM Big Data Platform Emeryville McGrawHill Osborne Media 2012 6 DIREITOS AUTORAIS Os autores são os únicos responsáveis pelo conteúdo do material 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