A Indústria 4.0 é a revolução da produção (e campos correspondentes) concentrada em inteligência em uma rede com fio de dados macro, humanos, operações, provisões, esquemas e recursos de fabricação ativos de IoT que possuem a propagação, o controle e a aplicação de dados processáveis como um modo de perceber a indústria inteligente e grades de invenções e cooperação na fabricação.
A Internet das Coisas certamente desempenha uma tarefa essencial dentro da seção IoT Industrial da Indústria 4.0, juntamente com seus extensos componentes de pilha de IoT, incorporando programas de IoT, aberturas de IoT Industrial, gadgets e muito mais.
Os aplicativos de IoT permitem que supervisores e gerentes de fábrica vejam o resultado da equipe em tempo real conectando as ferramentas que os operadores usam para executar seus trabalhos às máquinas em produção.
Com a IoT na indústria, os operadores podem encontrar as peças de que precisam mais rapidamente, avançando pelos fluxos de trabalho mais rapidamente e sem comprometer a qualidade.
Dispositivos de IoT podem identificar atividades e ligar e desligar automaticamente. Por exemplo, verificando aparelhos de ar condicionado e se precisam ser ajustados para uma temperatura predeterminada.
A IoT permite que sensores monitorem eventos em toda a cadeia de suprimentos, fornecendo acesso a informações em tempo real por meio do rastreamento de insumos, dispositivos e produtos.
Sensores ambientais podem monitorar continuamente condições críticas para a qualidade e alertar os gerentes quando os limites de qualidade são excedidos. Os gerentes podem monitorar as variáveis e receber alertas imediatos quando elas excedem os parâmetros esperados.
As operações que dão suporte à Internet das Coisas permitem que elas coletem dados automaticamente, para que tenham mais tempo para melhorar os processos.
A Internet das Coisas na Indústria 4.0 interconecta dispositivos industriais a um servidor compartilhado. Isso facilita a transferência de dados e informações entre equipamentos industriais e outros equipamentos, e também entre trabalhadores. Isso melhora a operação tranquila e facilita o compartilhamento das mesmas informações em um tempo correspondente, promovendo um ambiente de trabalho cooperativo.
As tecnologias da IIoT facilitam a produção mais rápida de bens e serviços. Elas permitem a disponibilidade e a aquisição de volumes significativos de informações em alta velocidade e competência. Por meio do acúmulo e armazenamento abrangentes de informações simultâneas, a IIoT aumenta a produtividade, minimizando a necessidade de compilação manual de dados.
A IIoT equipa as indústrias com informações em tempo real, diagnóstico prospectivo, equipamentos de fabricação on-line e sistemas computadorizados, o que facilita a detecção de riscos potenciais que não podem ser detectados manualmente; permitindo, assim, soluções pontuais e evitando repercussões graves, como danos às máquinas.
Estabelecer uma fábrica automatizada equipada com sistemas de IoT pode exigir um orçamento inicial razoavelmente alto. No entanto, o custo operacional após a implantação provavelmente diminuirá significativamente. A automação e a consolidação de sistemas industriais, juntamente com o processamento de informações e outras utilidades que acompanham a IIoT, reduzem os custos de diversas maneiras. Esses aspectos controlam e maximizam todas as etapas das operações de produção e da sequência logística. Além disso, fornecem dados em tempo real e a previsão necessária para executar ações rápidas e inteligentes, o que, a longo prazo, resulta na relação custo-benefício de todo o processo produtivo.
A quarta revolução industrial tem avanços que permitem que as empresas se adaptem automaticamente às exigências do estado por meio de rastreamento avançado de mercadorias, criação de perfil do consumidor, registro de informações e muito mais.
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Emprego das funções da Indústria 4.0 por meio de:
Basicamente, quatro constituintes principais podem encapsular todos esses aparelhos, dando significado à frase Indústria 4.0:
A Indústria 4.0 integra uma ampla variedade de tecnologias modernas para gerar qualidade. Por meio do uso de sistemas inteligentes que controlam operações tangíveis, é possível criar uma imitação automatizada do ambiente real. As propriedades dos sistemas inteligentes incluem a capacidade de tomar decisões segregadas individualmente, alcançando um elevado grau de independência.
A qualidade gerada na Indústria 4.0 pode depender do reconhecimento automatizado. Nesse ponto, a produção inteligente exige que tecnologias estabelecidas sejam integradas durante os procedimentos de produção para serem categorizadas no curso de avanço da Indústria 4.0 e não na digitalização.
Em 2011, o departamento governamental alemão de pesquisa e educação solicitou ao setor e a acadêmicos que apresentassem sugestões para a inovação criativa no setor de produção. O objetivo era que as empresas alemãs tivessem a oportunidade de desempenhar um papel ativo na definição da Indústria 4.0.
Em 2013, a Escola Alemã de Ciência e Tecnologia introduziu um esquema de levantamento e sugestões de execução, elaborados por insistência do departamento. Isso foi promulgado na Diretriz Nacional para Sistemas Enraizados.
Segundo o presidente do Conselho Acatech, Henning Kagermann, as indústrias do futuro combinarão elasticidade excepcional com máxima capitalização de ativos. A Indústria 4.0 permite que a Alemanha amplie ainda mais seu status como um estado industrial, fornecedor de máquinas industriais e prestadores de serviços de tecnologia da informação.
Além disso, os principais objetivos da empresa alemã eram criar uma base para o programa eletrônico da União Europeia, aprovado pelo Comitê Europeu como parte dos objetivos da Europa para 2020, e avançar para o programa digital da quarta geração da revolução industrial. Este programa está atualmente entre os sete principais lançamentos da Europa, sendo responsável por 5% do PIB da União Europeia, abrangendo uma estimativa econômica de € 660 bilhões por ano.
Henrik von Scheel, arquiteto alemão de Transformação Digital e fundador da Indústria 4.0, afirmou que: "essencialmente, o foco de atenção da Indústria 4.0 não é a tecnologia, mas os humanos. Ele continuou observando que, desde o momento em que o homem primitivo esculpiu uma rocha, a humanidade se consolidou com a capacidade de criar equipamentos para lidar com o ambiente ao seu redor. A Quarta Revolução Industrial não será uma exceção. Em contraste com as transformações industriais anteriores, as duas últimas, a 3ª e a 4ª, avançaram de forma mais agressiva. A Indústria 4.0 introduz uma combinação de realidades eletrônica, tangível e virtual e é a transformação morfológica mais notável em mais de 250 anos. A revolução irá muito além das expectativas humanas em sua medida, extensão e complexidade. Seus impactos influenciam todos os setores em todos os estados do mundo.
Internet das Coisas é uma expressão que surgiu na década de 1990. No entanto, naquela época, era apenas um conceito teórico. Filósofos revolucionários previram que, com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, os aparelhos usados diariamente pelos humanos um dia se comunicariam entre si e enviariam informações para uma rede comum, a fim de aprimorar sua operação e obter maior eficiência. A IoT pode ser conectada a dispositivos inteligentes, como smartphones, carros inteligentes, smartwatches, etc.
IIoT (Internet Industrial das Coisas) é um termo que distingue os dispositivos de IoT industriais dos dispositivos de consumo. No entanto, a ideia básica é basicamente semelhante. Dispositivos de IoT industriais são conectados remotamente a redes de internet domésticas e também ao mundo inteiro. Esses dispositivos representam um novo capítulo na mecanização, compilando uma quantidade excepcional de informações de cada elemento de uma operação e enviando-as para o servidor central de internet. As informações abrem espaço para diagnóstico e operação, o que ainda não foi testemunhado, gerando eficiência e competência.
Aqui estão as diferenças entre a Indústria 4.0 e a IIoT:
Mesmo com essas disparidades, a Indústria 4.0 e a IoT industrial visam aprimorar as operações de produção. Portanto, para alcançar uma vantagem competitiva no setor de produção, precisamos adotar essas novas tecnologias.
A Revolução Industrial refere-se ao desenvolvimento global das indústrias desde o final do século XVIII até a primeira virada do século XXI na Grã-Bretanha e nos Estados Unidos. Foi uma era acelerada, fortemente influenciada pelo desenvolvimento de máquinas e do fornecimento de energia, e foi dividida em quatro fases:
Indústria 1.0 – Caracterizou-se principalmente pelo uso do trabalho organizado. No entanto, não possuía a Lei dos Direitos Trabalhistas, que foi crucial para a segurança dos trabalhadores (décadas de 1760 a 1840).
Indústria 2.0 - Introduziu a Lei dos Direitos Trabalhistas, que protegia as necessidades dos operários das fábricas. A energia era proveniente de minas de carvão (décadas de 1840 a 1913).
Indústria 3.0 – Teve início durante a Primeira Guerra Mundial. Governos e empresas privadas, como a Ford, passaram a depender da montagem e produção em massa de bens. Grandes avanços tecnológicos, como a invenção do avião e dos veículos, facilitaram essa fase. A invenção da eletricidade e a descoberta de fontes de energia natural impulsionaram a revolução a patamares nunca antes vistos. Aço e ferro foram os materiais essenciais para essa era da industrialização (1914-1970).
Indústria 4.0 – Botch iniciou o uso dessa expressão em Hannover, em 2011. Ele a descreveu como um conjunto de tecnologias de dados e de transmissão aplicadas à produção industrial. O termo “Indústria 4.0” é definido por seus quatro princípios fundamentais:
A Indústria 4.0 é caracterizada em relação às revoluções industriais anteriores como:
Estes são os fatores originais que promoveram o desenvolvimento da indústria 4.0:
Apesar de ser a mais revolucionária de todas as fases industriais, a Indústria 4.0 ainda apresenta desafios e riscos semelhantes aos seus antecessores. Os desafios são divididos em setores que provavelmente serão afetados pela Indústria 4.0, incluindo:
Os altos custos econômicos com a compra, manutenção e substituição de máquinas chegam a bilhões de dólares anualmente. As adaptações do modelo de negócios industrial são complexas e desconhecidas para a maioria dos que se adaptaram à Indústria 3.0, utilizando estratégias de marketing analógico e personalizado. Além disso, os investimentos econômicos, com a maioria das indústrias investindo em ações voláteis e dependentes de questões globais emergentes, são incertos.
Preocupações com a privacidade têm sido levantadas tanto por industriais quanto pelo público em geral. A detecção de rostos pela IoT é percebida como uma violação de privacidade devido à detecção de rostos e placas de veículos. Acredita-se também que a Indústria 4.0 tenha contribuído para a vigilância, levando empresas privadas e governos a desconfiarem.
Além disso, a IoT nas indústrias levou muitos trabalhadores braçais a perderem seus empregos. Isso ocorre porque a automação e o controle remoto entraram em cena. Além disso, há um risco maior de desequilíbrios de gênero em faculdades com funções mais vulneráveis à substituição por IA.
Problemas organizacionais decorrem de questões de segurança de TI, que são enormemente agravadas pela necessidade intrínseca de reabrir fábricas recentemente fechadas. A Indústria 4.0 também exige confiabilidade e resiliência consistentes, necessárias para a relevância do aprendizado de máquina, que consiste em tempos de latência muito curtos e seguros, com uma demanda incessante para manter a qualidade dos sistemas de produção e evitar quaisquer obstáculos de TI, pois estes causariam interrupções dispendiosas na produção. Com a necessidade de proteger o know-how industrial (também incluído nos arquivos de custódia dos equipamentos de mecanização industrial), outros trabalhadores ficam expostos a preocupações com trabalho inseguro, criando, portanto, um viés. Isso é agravado pela ausência de conjuntos de habilidades adequados para agilizar a transição para uma 4IR.
A maioria das nações inclui ferramentas institucionais para facilitar a adoção de tecnologias da Indústria 4.0, como:
Possui uma DGA (Agência de Transformação Digital) que, em colaboração com a força-tarefa de IIoT do primeiro-ministro, impulsiona a adoção da IoT no setor industrial. Essas duas organizações incentivam o relacionamento entre grupos industriais nos Estados Unidos e na Alemanha. Isso impulsiona automaticamente o crescimento da Indústria 4.0.
A organização responsável pela gestão da Indústria 4.0, o Grupo de Trabalho, apresentou diversas propostas ao governo federal. Em outubro de 2012, o objetivo era reconhecer os membros e parceiros do grupo de trabalho como a força motriz por trás da Indústria 4.0. Um ano depois, o relatório final da Indústria 1 foi apresentado na Feira de Hannover. Essa união solidária ocorreu sob a liderança da Academia Alemã de Ciências e Engenharia.
Como os princípios industriais se aplicam às empresas, às vezes são renomeados. Por exemplo, a fábrica de peças aeroespaciais Meggitt PLC denominou sua análise da Indústria 4.0 como M4.
As facetas da estratégia da Indústria 4.0 do governo nacional envolvem a personalização robusta de produtos sob as condições flexíveis da produção em massa. A necessária tecnologia de industrialização é complementada pela abertura de aprimoramento, configuração, diagnóstico e suporte aos criativos e trabalhadores em seu trabalho complexo.
Na região sul da África, foi nomeada uma Comissão Presidencial para a Quarta Revolução Industrial, composta por diversas partes interessadas com conhecimento do setor por parte do governo federal. O país também estabeleceu um Comitê Interministerial da Indústria no mesmo ano.
Este país realiza anualmente o Comitê Presidencial sobre a Quarta Revolução Industrial (est. 2017). A comissão da estratégia Coreia do Sul (2017) concentra-se em dispositivos de desenvolvimento modernos que incluem IA e carros autossuficientes, cumprindo a estratégia financeira do governo voltada para a inovação.
Apesar de ser um país em desenvolvimento, Uganda promove significativamente a indústria 4.0. De acordo com sua Estratégia 4IR, o país começará a desenvolver centros urbanos inteligentes, adotará práticas modernas de saúde, expandirá seus setores de agronegócio e educação, sem esquecer a governança eletrônica e a economia digital. Para beneficiar as indústrias regionais, o país estava considerando a possibilidade de lançar um projeto de lei para startups locais em 2020, que obrigaria todos os profissionais de contabilidade a consumir o mercado local antes de adquirir resultados digitais do exterior.
A Indústria 5.0 pode parecer estranha, mas existe. Implica softwares de IA e dispositivos inteligentes que promovem o trabalho inteligente e conveniente para humanos. "A Indústria 5.0 fará da fábrica um local para os criativos chegarem e trabalharem, proporcionando uma experiência mais personalizada e humana para todos." - Esben Østergaard. Isso é feito relacionando como o homem e a máquina interagem; as descobertas indicam que a próxima revolução industrial implicará que a maioria dos diversos setores industriais empregará administradores de robótica primária nos próximos cinco anos.
O mercado industrial deve crescer de US$ 64.9 bilhões em 2021 para US$ 165.5 bilhões até 2026, crescendo a uma taxa de 20.6% de 2021 a 2026.
As principais características que impulsionam o desenvolvimento do mercado
A COVID-19 afetou negativamente os principais participantes do crescimento da Indústria 4.0. Até o momento, ainda existem países que sofrem o impacto, o que inibe o crescimento da Indústria 4.0. Com a pandemia se espalhando rapidamente nos EUA e em alguns países da Ásia, o setor manufatureiro enfrenta enormes dificuldades. A indústria automotiva americana, uma das maiores do mundo, está estagnada desde o final de 2020. A demanda decrescente levou inúmeras montadoras a reduzirem a produção em todo o mundo, tornando redundantes conceitos de autonomia como IoT, IA e Blockchain.
A região da Ásia-Pacífico, que possui uma das maiores economias em desenvolvimento do mundo, foi a que mais sofreu com a COVID-19. O setor de produção de eletrônicos na região representa cerca de 70% do mercado global de eletrônicos, liderado pela China, que sofreu pesadas baixas no setor durante o primeiro trimestre de 2020 devido à pandemia. A Índia também teve sua parcela de experiência com uma segunda onda de COVID-19, impactando severamente as cadeias de suprimentos do país. Toques de recolher periódicos e restrições de transporte em julho de 2021 causaram grandes perdas no setor de produção de bens. Japão e Coreia do Sul também estão tentando se recuperar da Covid.
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