IIoT: Internet das Coisas Industrial
Indústria 4.0

O que é Internet das Coisas Industrial?

Nascido na Alemanha, o termo Indústria 4.0 é utilizado como referência à quarta revolução industrial. Em síntese, a terceira revolução industrial foi o ponto de partida para que indústrias substituíssem operações manuais por máquinas capazes de automatizar tarefas repetitivas e reduzir a variância do nível de qualidade entregue a seus clientes. Assumindo que uma indústria possui sua operação repleta de máquinas, a Indústria 4.0 estabelece a meta de automatizar as interações humano-máquina e máquina-máquina. De acordo com estudos de consultorias como a McKinsey e PwC, a nova revolução industrial tem potencial de levar a até:

Essa revolução está especialmente relacionada a uma tecnologia disruptiva que vem ganhando cada vez mais espaço em laboratórios de pesquisa e grandes empresas: a Internet das Coisas (IoT). A Internet das Coisas é composta por dispositivos capazes de processar informações e comunicar-se com outros dispositivos que estão (in)diretamente conectados à Internet.

Em um cenário de Internet das Coisas Industrial (IIoT), esses dispositivos podem ser máquinas modernas capazes de capturar dados sobre a situação na qual estão inseridas. Alternativamente, as máquinas antigas podem passar pelo processo de retrofit, ou seja, sensores e transmissores são conectados a esteiras, ferramentas de montagem e outros equipamentos que já existem no ambiente fabril até que os seus dados cheguem à Internet. A partir daí, é possível coletar dados e, baseado em sua análise, automatizar decisões inteligentes.

Diferenças entre automação industrial e IIoT

A principal diferença entre a IIoT e a simples automação de sistemas é a forma como os dados são analisados e a automatização do processo de resposta. Por exemplo, em um cenário simples de automação industrial, uma plataforma MES (Manufacturing Execution System) é responsável por coletar os dados do ciclo de produção com o objetivo de informar a gerência da produção sobre possíveis melhorias no processo produtivo.

Com a IIoT, a comunicação entre as diversas máquinas e outros sistemas se torna viável e eficiente. Esse canal digital não apenas centraliza a coleta dos dados em um sistema integrado, mas também torna possível que uma plataforma de dados processe a informação global e informe localmente a ação que cada máquina deve tomar.

Uma plataforma de dados do ambiente fabril pode ser capaz de coletar informações de diversas fontes e processá-las com rapidez utilizando algoritmos matemáticos. Esses algoritmos podem correlacionar dados em busca de padrões de operação com o objetivo de encontrar anomalias e situações de risco, como a iminência de falhas e paradas de máquinas.

Casos de uso da IIoT

Além da evolução do MES, a IIoT também é capaz de prover dispositivos para a versão 4.0 de sistemas WMS (Warehouse Management System). A tecnologia de RFID, por exemplo, já vem sendo amplamente utilizada no controle de estoque de grandes fornecedores de bens de consumo.

Caso de uso de Internet das Coisas Industrial: monitoramento de estoque e logística.

Graças à integração entre os protocolos e tecnologias de Internet das Coisas, soluções mais modernas combinam carros autônomos (Automated Guided Vehicles – AGVs), drones, visão computacional e realidade aumentada. Todas essas tecnologias podem ser utilizadas para mapear armazéns em uma plataforma digital que é capaz de automatizar o processo de gerenciamento e reduzir custos de forma global na companhia.

Caso de uso de Internet das Coisas Industrial: robôs autônomos.

Outro ponto crítico em grandes operações, o rastreamento de ativos dentro de grandes companhias não apenas otimiza a utilização de recursos, mas também reduz gastos com aquisição de itens perdidos, seja por alocações mal reportadas ou empréstimos não-documentados. Sistemas modernos de EAM (Enterprise Asset Management) aproveitam características intrínsecas de protocolos de comunicação criados especialmente para dispositivos IoT, como o LoRa. A integração dessas tecnologias com outras mais conhecidas, como o GPS, permite o monitoramento da posição de ativos em grandes fábricas e conjuntos de escritórios, independente de estarem em ambientes indoor ou outdoor.

Caso de uso de Internet das Coisas Industrial: rastreamento de ativos.

Inteligência Artificial na IIoT

Tendo integrado o conjunto de sistemas industriais (MES, WMS e EAM), é possível automatizar a tomada de decisões, utilizando o aprendizado de máquinas (Machine Learning) para aprimorar cada vez mais os resultados e reduzir a variabilidade dos processos e da qualidade da produção.

Uma grande vantagem de uma plataforma digital em nuvem é o baixo custo inicial, que permite a rápida implementação e aumenta as chances de sucesso em um projeto incremental. A conectividade de uma plataforma digital, associada à sua altíssima capacidade de processamento, cria uma sólida estrutura de tecnologia capaz de trazer uma visão clara de estruturas de processos focados nos resultados para o negócio.


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DIAS, Gabriel Martins. O que é Internet das Coisas Industrial?. Doutor IoT, São Paulo, 12 de jun. de 2021. Disponível em: <https://www.doutoriot.com.br/negocios/industria-40/internet-das-coisas-industrial/>. Acesso em: 12 de jun. de 2021.
Indústria 4.0
Indústria 4.0

O que é Indústria 4.0?

A Indústria 4.0 – também conhecida como Quarta Revolução Industrial – faz referência a uma série de ações e tecnologias utilizadas para a troca de dados e automação do ambiente industrial, utilizando os conceitos de Sistemas Ciber-Físicos, Internet das Coisas e Computação em Nuvem. Na prática, a Indústria 4.0 é o desenvolvimento de tecnologias facilitadoras que têm como objetivo prever possíveis ações e torná-las mais simples de serem executadas.

Conceitualmente, a Indústria 4.0 tem como principal marca o avanço significativo na relação entre os humanos e as máquinas. Hoje, ela é o que motiva diversos avanços no sistema produtivo e, de acordo com a BCG (Boston Consulting Group), será a grande responsável por impulsionar a economia, promover o crescimento industrial e modificar o perfil da força de trabalho nos próximos anos.

Quais são as quatro revoluções industriais?

As quatro revoluções industriais.

A Primeira Revolução Industrial (1760 – 1840) foi a primeira grande mudança no processo de produção em grande escala, quando a produção artesanal deu espaço ao uso de máquinas e à produção assalariada.

A Segunda Revolução Industrial (1850 – 1945) envolveu o desenvolvimento das indústrias química, elétrica, de petróleo e aço, além do progresso dos meios de transporte e da comunicação.

A Terceira Revolução Industrial (1950 – 2010) foi marcada pela substituição do analógico pelo digital, além da chegada de microcomputadores e da criação da internet.

A Quarta Revolução Industrial teve início em 2011 e acontece até os dias atuais. Sua principal marca é a utilização de tecnologias já disponíveis para gerar conhecimento e produtividade.

Quais as características e pilares da Indústria 4.0?

Dentre as características da Indústria 4.0 estão: a flexibilização da linha de produção, a descentralização do trabalho, a alta velocidade no recebimento e na análise de dados e a virtualização das informações.

Além disso, a Indústria 4.0 conta ainda com 9 pilares de base em seu desenvolvimento:

Os nove pilares da Indústria 4.0
  1. Robôs autônomos – Os robôs são capazes de interagir entre si e são colocados para trabalhar lado a lado com os humanos, adquirindo novas habilidades com o tempo. Esses robôs custam menos e têm mais recursos do que aqueles utilizados ​​atualmente nas linhas de produção.
  2. Internet das coisas Industrial (IIoT) – Cada vez mais dispositivos e produtos inacabados terão componentes capazes de processar dados e comunicar-se direta ou indiretamente com a nuvem. Isso permitirá que tais dispositivos se comuniquem e interajam entre si conforme necessário. Como resultado, essa comunicação descentralizará a análise e a tomada de decisões, permitindo ajustes em tempo real.
  3. Simulação – Simulações serão utilizadas amplamente nas operações da planta, aproveitando dados em tempo real para espelhar o mundo físico em um modelo virtual, que pode incluir máquinas, produtos e humanos. Isso permitirá que operadores testem e otimizem as configurações das máquinas no mundo virtual antes alterar a produção no mundo físico, reduzindo assim os tempos de configuração das máquinas, aumentando a produtividade e garantindo a qualidade final.
  4. Realidade aumentada – Ambientes de realidade aumentada e realidade virtual permitem a criação de programas de treinamento de times e suporte remoto para manutenção de equipamentos. No futuro, esses sistemas irão melhorar a tomada de decisão e otimizar procedimentos e deslocamentos do dia a dia da produção.
  5. Cybersecurity (ou segurança cibernética) – O aumento de conectividade e da quantidade de protocolos utilizados no ambiente da Indústria 4.0 exige ações de proteção contra ataques cibernéticos a sistemas industriais críticos e linhas de produção. Como resultado, será necessário estabelecer comunicações seguras e confiáveis através do gerenciamento de identidade e do acesso de pessoas e dispositivos.
  6. Integração de sistemas – Empresas, departamentos, funções e recursos se tornarão muito mais coesos graças à evolução do fluxo de dados entre empresas, que possibilitará cadeias de valor verdadeiramente automatizadas na Indústria 4.0.
  7. Computação em nuvem – O processamento e a análise de dados de produção exigirão que dados entre plantas, fornecedores e clientes sejam compartilhados de forma eficaz. Ao mesmo tempo, o desempenho das tecnologias em nuvem melhorará e a conectividade garantirá que os recursos compartilhados estejam acessíveis em poucos milissegundos. Como resultado, não só os dados, mas também as funcionalidades das máquinas serão implementadas em plataformas em nuvem, aumentando a qualidade da produção com serviços e decisões orientadas por dados.
  8. Manufatura aditiva – Muitas empresas começaram a expandir processos de manufatura aditiva antes utilizados apenas para prototipar produtos e produzir componentes individuais. Na Indústria 4.0, métodos como a impressão 3D serão amplamente utilizados para produzir pequenos lotes de produtos customizados, garantindo o padrão de qualidade e sem comprometer os custos de projetos complexos.
  9. Big Data e Data Analytics – No contexto da Indústria 4.0, a coleta, o processamento e a análise de dados de diversas fontes se tornarão padrão para apoiar a tomada de decisões em tempo real. As fontes de dados podem ser as mais variadas possíveis, por exemplo, desde equipamentos em linhas de produção, até sistemas de gerenciamento de fornecedores e clientes.

Qual será o impacto econômico da Indústria 4.0?

Tecnologias como a Internet das Coisas, robótica avançada, Inteligência Artificial e manufatura aditiva já estão ajudando a gerar aumentos da produtividade das linhas de produção. Segundo o Fórum Econômico Mundial, até 2025, quase um quarto (24,3%) do PIB global virá de tecnologias digitais como Inteligência Artificial e a computação em nuvem, gerando até 3,7 trilhões de dólares na economia global. Segundo a Accenture, esse valor pode chegar a US$ 14,2 trilhões até 2030.

Para alcançar o impacto econômico e social de base ampla desejado e maximizar os benefícios de produtividade, a tecnologia deve ser adotada em escala e difundida em todo o ecossistema industrial. Com o potencial de enormes benefícios econômicos, muitos países ao redor do mundo estão oferecendo financiamentos e incentivos para ajudar a estimular a adoção das tecnologias da Indústria 4.0.

A Indústria 4.0 já está presente no mercado brasileiro? 

No Brasil, a Indústria 4.0 ainda se encontra em uma fase inicial, com pouca abordagem e estudos sobre o assunto. De acordo com uma pesquisa realizada pela Fiesp, cerca de 30% dos entrevistados nunca haviam ouvido falar sobre a quarta revolução industrial. No entanto, o estudo mostra ainda que o conceito passa por um crescimento e é visto como uma boa oportunidade de desenvolvimento para parte dos gestores. Um dos casos que tem ganhado destaque e se tornado referência de Indústria 4.0 no Brasil, é uma startup que visa a criação de roupas sob medida por meio de um escaneamento do corpo de seus clientes. O Alfaiate Digital visa transformar o setor da moda, tornando a compra de vestuário em um processo mais acessível e simplificado.


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DIAS, Gabriel Martins. O que é Indústria 4.0?. Doutor IoT, São Paulo, 12 de jun. de 2021. Disponível em: <https://www.doutoriot.com.br/negocios/industria-40/o-que-e/>. Acesso em: 12 de jun. de 2021.
Indústria 4.0

Quais são os benefícios da Indústria 4.0?

A Indústria 4.0 chegou ao mercado trazendo diversos benefícios. As empresas que buscam inovação já reconhecem como o investimento em novas tecnologias pode melhorar os processos de negócios e a lucratividade. Dentre os benefícios registrados, estão: o aumento da produtividade, as melhores condições de trabalho, a customização de produtos e a agilidade no processo de produção.

Aumento de Produtividade

Quando falamos no aumento de produtividade, nos deparamos com o processo de automação e otimização dos processos. Isso porque, por meio dessas características, é possível aumentar a velocidade de produção, evitar erros e, consequentemente, aumentar a lucratividade.

Além disso, as eficiências de processo específicas incluem:

  • Redução nas interrupções durante a produção
  • Otimização de ativos para a redução de custos
  • Diminuição do tempo de lançamento no mercado
  • Linha de produção aprimorada

Um bom exemplo disso são os equipamentos eletrônicos. Quando um computador quebra, ele precisa ser consertado. Isso demanda tempo, dinheiro e movimentação das equipes, principalmente no setor de tecnologia da informação. Como resultado, a produção é afetada e o trabalho fica lento, custando dinheiro e frustrações ao cliente.

No entanto, se as máquinas estiverem conectadas e supervisionadas por IoT, os problemas podem ser monitorados e previstos. Tudo é controlado em tempo real e de maneira proativa. Com algoritmos de Inteligência Artificial, é possível realizar uma manutenção do sistema mais preditiva e avançada.

Melhores condições de trabalho

Outro benefício da Indústria 4.0 são as melhorias nas condições de trabalho. Essa característica permite que os funcionários se ocupem apenas com os processos menos estressantes e essenciais. Dessa maneira, eles têm a possibilidade de desenvolver melhor suas habilidades em processos realmente relevantes para seus resultados.

São diversos os equipamentos digitais que auxiliam na segurança dos funcionários. Dentre eles, drones, robôs, wearables, sensores de proximidade e equipamentos de proteção inteligentes (PPE). Alguns destes equipamentos podem, ainda, lidar com trabalhos de alto risco substituindo totalmente humanos. Além disso, os wearables podem ajudar os funcionários humanos a realizarem tarefas manuais, como levantar objetos pesados.

Customização

Um dos grandes benefícios da Indústria 4.0 está totalmente ligado com o perfil dos novos consumidores: a customização. O comportamento e as preferências dos consumidores mudaram e, ao mesmo tempo, o digital transformou a maneira como as pessoas trabalham, compram, se relacionam e vivem. Os clientes estão mais exigentes, por isso é necessário saber atender suas demandas de maneira personalizada.

Um bom exemplo são os tênis: inicialmente oferecer apenas algumas cores era o suficiente. Hoje, além de conforto e funcionalidade, é necessário oferecer vários modelos, combinações de cores e até mesmo personalizações específicas. Além de obter exatamente o que desejam, a personalização permite que as pessoas interajam diretamente com a empresa. Ela pode ser a chave para promover uma melhor experiência do cliente.

Agilidade

Flexibilidade, escalabilidade e agilidade são benefícios que se destacam na Indústria 4.0. Com a ascensão de novas tecnologias, a indústria passou a oferecer as mesmas metodologias já aplicadas por profissionais de T.I. para a realização de ajustes, adaptações e dimensionamento de recursos.

Por meio de ferramentas como Inteligência Artificial, Big Data, sistemas cibernéticos e robótica , é possível atender e antecipar demandas sazonais e flutuações na produção. Com isso, as empresas se tornam mais ágeis e passam a conseguir prever suas estratégias e mudanças futuras.


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DIAS, Gabriel Martins. Quais são os benefícios da Indústria 4.0?. Doutor IoT, São Paulo, 12 de jun. de 2021. Disponível em: <https://www.doutoriot.com.br/negocios/industria-40/beneficios/>. Acesso em: 12 de jun. de 2021.
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Automação Industrial

A Automação Industrial nada mais é do que a integração de máquinas e processos da linha de produção. Através da automação, qualquer organização pode executar processos com pouca ou nenhuma intervenção humana. A automação é capaz de alimentar uma variedade de equipamentos, que se tornam capazes de executar seus objetivos em diferentes situações e ambientes de fabricação.

Dessa forma, é possível gerar uma gestão melhor dos dados e fazer com que a tomada de decisões seja descentralizada e baseada em informações concretas. Para muitos especialistas, a Automação Industrial é o primeiro passo significativo na jornada da Indústria 4.0, o que a torna uma medida essencial.

As empresas podem utilizar infraestruturas de automação industrial para a fabricação, refinação e produção de peças individuais, assim como na montagem do produto final, quando necessário.

Por que a Automação Industrial é tão eficaz?

A automação industrial aumenta a qualidade, a produção e a eficiência, reduzindo a assistência humana, reduzindo drasticamente o risco de erro.

Esse processo conta com diversos objetivos que visam tornar o trabalho produtivo mais fácil e prático, gerando grandes benefícios. Dentre os principais, estão:

  • Menor tempo de produção
  • Diminuição na taxa de erros
  • Menor custo com mão de obra
  • Maior volume de produção
  • Flexibilidade na linha de produção
  • Maior qualidade no produto final
  • Maior precisão e repetibilidade
  • Maior potencial econômico

Como funciona a Automação Industrial?

Em sua forma mais básica, a automação utiliza um sistema de controle, como um computador, por exemplo, que avalia valores medidos por sensores e os compara a uma lista predeterminada de valores para realizar ajustes que mantenham o ambiente e as condições necessárias para a eficiência.

Em ambientes industriais maiores, há grandes quantidades de dados para gerenciar equipamentos e processos em um ambiente de manufatura. As grandes indústrias estão sempre procurando maneiras de aumentar a produção, a produtividade e a eficiência. Em paralelo, a automação mantém as máquinas operando dentro das condições mais adequadas para cada condição de produção.

A maioria das linhas de produção automatizadas consiste em estações de trabalho e um sistema de transferência que move um item por várias fases de produção, usando ferramentas diferentes para alterar a finalidade ou a aparência do produto.

Esse processo é supervisionado por um sistema de controle que gerencia a sequência em que o maquinário é usado e por quanto tempo cada máquina deve trabalhar no produto.

Quais são os sistemas de automação de fábrica?

Uso de diferentes sistemas de automação de acordo com a produção.

Existem três tipos diferentes de automação, cada um servindo a um propósito específico:

  • Fixa: Como o nome sugere, todo o processo de produção desses sistemas são fixos e não podem ser alterados sem um investimento considerável de tempo e esforço. Geralmente, esse tipo de automação é limitado a linhas de produção que produzem altos volumes de itens, como na indústria automotiva.
  • Flexível: O uso de Sistemas Flexíveis de Fabricação (FMS) permite que as linhas de produção estendam as capacidades dos sistemas programáveis ​​para permitir a troca de produtos com o mínimo de atraso na produção.
  • Programável: a automação programável permite que as operações adaptem e reordenem todo o processo de fabricação para levar em conta alterações no item que está sendo produzido, como mudanças de cor em brinquedos infantis, por exemplo. Essa solução normalmente utilizará máquinas de controle numérico (CNC) controladas por programas de computador para produzir diferentes lotes com itens distintos.

Smart Factory e Inteligência Artificial na Indústria 4.0

O conceito de Smart Factory (ou Fábricas Inteligentes) envolve fábricas com sistemas ciberfísicos totalmente integrados e capazes de responder às mudanças da demanda de forma imediata. Graças ao desenvolvimento de tecnologias como IoT, Big Data e computação em nuvem, o gerenciamento inteligente de dados se torna, hoje, um processo muito mais simples e acessível.

Nesse contexto, a Inteligência Artificial se apresenta como uma ferramenta valiosa. Afinal, por meio dela, é possível ter uma forma de automação programável e flexível através de softwares que podem operar por conta própria e ainda aprender com a própria operação, um fator que aumenta sua eficiência e precisão, ao longo do tempo.

Como acontece o processo de automação no Brasil?

No Brasil, a automação industrial teve início por meio da indústria automobilística e de alimentos, que introduziram grande parte dos equipamentos no mercado do país e deram início à utilização de processos robotizados em procedimentos que exigiam velocidade e ofereciam maior risco aos funcionários humanos. A transformação da indústria, com a renovação do parque industrial, tem sido apontada por especialistas como a chave para a retomada do crescimento econômico brasileiro. Isso porque sua implementação está associada aos ganhos de produtividade e ao maior potencial econômico que a modernização oferece.


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Robôs Autônomos

Com a ascensão da Indústria 4.0 e todos os benefícios que tornam os processos mais eficientes, os robôs autônomos ganharam destaque e apresentaram ao mercado uma nova maneira de realizar as tarefas básicas e essenciais. Essa categoria de robôs autônomos é capaz de realizar atividades e cumprir objetivos sem a necessidade de intervenção humana, o que faz com que eles conquistem bastante a atenção do mercado de IoT.

Os robôs autônomos trazem para a vida real diversas características de robôs que já vimos em diversos filmes, como Transformers e Star Wars, por exemplo. No entanto, fora do cenário cinematográfico, eles são estruturados de acordo com a autonomia necessária para que sejam capazes de captar dados do ambiente em que estão inseridos, realizem sua auto-manutenção de sistema e substituam o trabalho humano em situações de risco.

Como funcionam os robôs autônomos?

Os robôs autônomos funcionam com base em três premissas básicas: percepção, decisão e atuação.

Percepção

As funções de percepção são como os sentidos humanos. Para os robôs, isso acontece por meio de seus sensores, scanners e câmeras, por exemplo. Além de sua conexão com a Internet, que oferece uma “experiência” gigantesca ao dispositivo.

Decisão

No caso das funções de decisão, é como se fossem as funções do “cérebro” do robô, que realiza escolhas e ações instantâneas. Nesse caso, o computador é a principal ferramenta que permite ações reflexivas e calculadas. Um robô autônomo é capaz de trabalhar com maior velocidade e autoridade de acordo com as informações recebidas por seu sistema.

Atuação

Na atuação, as funções são realizadas por meio de motores – que são como os músculos humanos. Neste caso, as rodas, atuadores lineares ou arietes hidráulicos são capazes de exercer atividades que exigem mobilidade e perspicácia. Essa característica é muito importante para que as tarefas sejam realizadas de maneira correta e rápida.

Quais os benefícios da utilização de robôs autônomos?

O uso de robôs autônomos tem aumentado consideravelmente nas mais diversas áreas e atividades. Dentre os principais benefícios que seu uso proporciona, estão:

  • a segurança na realização de atividades, como na limpeza de esgotos e usinas nucleares;
  • o maior nível de produtividade, visto que podem realizar atividades sem interrupção;
  • a redução da taxa de erros, que acaba gerando uma redução dos custos operacionais; e
  • o aumento do foco dos profissionais em atividades essenciais, já que os robôs podem realizar funções mais básicas.

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Simulação

Não é de hoje que podemos notar o poderoso impulsionamento que a Indústria 4.0 tem gerado aos negócios e ao mercado financeiro. E uma das tecnologias que tem ganhado destaque dentro deste setor é a de simulação: uma facilidade que permite a reprodução virtual de processos e ambientes de desenvolvimento.

Na prática, esta tecnologia possibilita virtualizar fielmente o funcionamento de plantas e procedimentos industriais, abrangendo funcionários, máquinas e funções operacionais. Uma das principais funções da simulação em uma organização é o cálculo de retorno do investimento (ROI) antes que ele seja realmente iniciado. É mais um facilitador na tomada de decisões que auxilia na economia e lucro das empresas.

A simulação pode ser feita por meio de softwares específicos, que captam os dados da  produção e fazem análises de variáveis e de intervalos de tempo. Sua efetividade depende da quantidade e da qualidade dos dados coletados pelos sistemas. Por isso, para que a metodologia seja implantada, é necessário que a empresa conte previamente com uma estrutura de dados organizada.

Quais os benefícios da simulação?

O uso de softwares de simulação dá às organizações a capacidade de avaliar os princípios e tecnologias da Indústria 4.0 em um ambiente virtual sem que haja riscos reais em qualquer investimento. Por isso, esses softwares são facilitadores para o desenvolvimento da Indústria 4.0. Dentre seus principais benefícios, estão:

  • Controle de perdas e prejuízos
  • Otimização do desempenho de funções
  • Otimização dos custos de produção
  • Eliminação de atrasos na prototipagem
  • Melhor qualidade de entrega do produto final
  • Desenvolvimento da Indústria 4.0

O que é Digital Twin?

Conceito de Digital Twin na Internet das Coisas Industrial

O Digital Twin (ou gêmeo digital) é a realização de uma cópia digital de um produto físico, serviço ou processo. Ele permite a simulação detalhada de objetos e modelos, como, por exemplo, a simulação real de funcionamento de um carro, identificando possíveis problemas, antes mesmo dele ser fabricado. Com a utilização deste tipo de sistema, o custo de operações das empresas pode ser reduzido e o desempenho de funções otimizado.

O uso do Digital Twin traz diversos benefícios às empresas, em especial às fábricas. Dentre eles:

  • Análise do potencial de idéias
  • Otimização de recursos
  • Maior eficiência na tomada de decisões
  • Aumento da produtividade
  • Minimização de falhas e erros
  • Maior visibilidade do ciclo de vida dos produtos
  • Redução de interrupções nas fases de desenvolvimento
  • Inovação
  • Automatização de ações

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Integração de Sistemas

A integração entre os processos e setores é um dos principais conceitos da Indústria 4.0. Essa característica é o que torna a troca de informações mais rápida e eficiente, resultando em uma maior velocidade na tomada de decisões, produtividade e recursos, por exemplo.

O que é integração horizontal de sistemas?

A integração horizontal faz referência à digitalização em toda a cadeia de valor. Ou seja, à necessidade de troca de dados e de sistemas de informação conectados entre os envolvidos na cadeia. Quando se trata de integração horizontal, a Indústria 4.0 prevê sistemas ciberfísicos conectados aos sistemas corporativos, introduzindo altos níveis de automação, flexibilidade e eficiência operacional nos processos de produção.

A integração horizontal pode ocorrer em vários níveis:

  • No chão de fábrica: ao conectar máquinas e unidades de produção, passamos a digitalizar as propriedades desses itens de forma bem definida dentro da rede de produção. Esses objetos comunicam constantemente seu desempenho e, juntos, passam a operar de forma autônoma e dinâmica. O objetivo final é que as linhas de produção inteligentes sejam capazes de produzir lotes unitários com economia, bem como reduzir o tempo de inatividade por meio da manutenção preventiva.
  • Em diferentes linhas de produção: Se uma empresa tiver linhas de produção distribuídas, a Indústria 4.0 promoverá a integração horizontal entre os Sistemas de Execução de Manufatura (MES) a nível de fábrica. Nesse cenário, os dados da produção (níveis de estoque, atrasos inesperados e assim por diante) são compartilhados de forma transparente por toda a empresa e, quando possível, as tarefas de produção são deslocadas automaticamente entre as instalações para responder de forma rápida e eficiente às variáveis ​​de produção.
  • Em toda a cadeia de suprimentos: A Indústria 4.0 propõe transparência de dados e altos níveis de colaboração automatizada ao longo de toda a cadeia de suprimentos e logística que abastece os próprios processos de produção, bem como a cadeia que leva os produtos acabados para o mercado. Fornecedores terceirizados e prestadores de serviços devem ser incorporados de forma segura, mas firmemente, aos sistemas de controle de produção e logística da empresa.

Quais os impactos da integração de sistemas na cadeia de suprimentos?

A cadeia de suprimentos 4.0, cada vez mais, se estabelece como um modelo de gestão totalmente alinhado com as necessidades e características do mercado atual. Esse modelo está fortemente conectado com a ciência de dados, além da forte tendência de interoperabilidade entre os agentes que a compõem, apoiando-se em sistemas de gestão, softwares, Machine Learning, Inteligência Artificial, IoT, entre outros.

Entre seus principais benefícios, estão:

  • Redução de custos
  • Otimização de espaço
  • Análise aprofundada de dados
  • Maior satisfação dos clientes

O que é integração vertical de sistemas?

A integração vertical na Indústria 4.0 visa unir todas as camadas lógicas dentro da organização, desde o chão de fábrica até o P&D, a garantia de qualidade, o gerenciamento de produto, a TI, vendas, marketing e assim por diante. Os dados transitam de forma livre e transparente entre essas camadas para que as decisões estratégicas e táticas possam ser orientadas por dados. A indústria integrada verticalmente ganha uma vantagem competitiva crucial ao ser capaz de responder de forma apropriada e com agilidade aos sinais de mudança de mercado e às novas oportunidades.


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DIAS, Gabriel Martins. Integração de Sistemas. Doutor IoT, São Paulo, 12 de jun. de 2021. Disponível em: <https://www.doutoriot.com.br/negocios/industria-40/integracao-de-sistemas/>. Acesso em: 12 de jun. de 2021.
Indústria 4.0

Cybersecurity

Os ataques digitais (ou cyberattacks, em inglês) crescem exponencialmente a cada ano e já são diversos os tipos de ataque.

Seja em pequena ou grande escala, a manipulação de dados sensíveis, exige uma preocupação com meios seguros de comunicação para que não haja vazamento de informações sigilosas ou pessoais.

A segurança cibernética (ou cybersecurity, em inglês) é um conjunto de práticas com a finalidade de proteger sistemas digitais, como computadores, redes, programas e dados, para que não haja nenhum tipo de acesso indevido ou não autorizado.

Quais são os tipos mais comuns de ataques digitais?

Os seis métodos de cyberattacks mais populares são: DDoS, malware, força bruta, engenharia social e os ataques web.

DDoS

O DDoS (ataque distribuído de negação de serviço ou Distributed Denial-of-Service em inglês) é como um engarrafamento inesperado obstruindo a rodovia, impedindo o tráfego regular de chegar ao seu destino. Na prática, esse ataque é uma tentativa mal-intencionada de sobrecarregar o tráfego normal de um servidor, serviço ou rede, interrompendo o seu funcionamento ou comprometendo sua a infraestrutura ao seu redor com excesso de tráfego.

Um ataque DDoS eficiente utiliza vários sistemas computacionais comprometidos como fontes de tráfego para o ataque. As máquinas invadidas podem incluir computadores e outros recursos de rede, como dispositivos IoT.

Malwares

O termo Malware é uma composição das palavras “malicious software” (software malicioso, em inglês). Esse termo é utilizado para nomear um conjunto de programas maliciosos, incluindo vírus, ransomware e spyware.

Normalmente, um malware consiste em um código desenvolvido com a finalidade de causar danos aos dados e sistemas invadidos ou para obter acesso não autorizado a uma rede. O malware é normalmente entregue na forma de um link ou arquivo por e-mail e exige que o usuário clique no link ou abra o arquivo para executar o código.

Força bruta

Um ataque de força bruta usa tentativa e erro para adivinhar informações de login (usuário e senha), chaves de criptografia ou encontrar uma página da web oculta. Os hackers trabalham em todas as combinações possíveis na esperança de adivinhar a informação que estão buscando.

Esses ataques são feitos por “força bruta”, o que significa que eles usam excessivas tentativas ao “forçar” o acesso às suas contas privadas.

Este é um método de ataque antigo, mas ainda é eficaz e popular entre os hackers, porque é possível quebrar senhas com baixa complexidade em poucos segundos.

Engenharia social

A engenharia social é uma técnica de manipulação que explora falhas humanas para obter informações privadas, acesso ou objetos de valor. Em termos de ataques cibernéticos, esses golpes tendem a buscar usuários desavisados ​​para que exponham dados, espalhem malwares ou forneçam acesso a ambientes restritos. Os ataques podem acontecer online, pessoalmente e por meio de outras interações.

Golpes baseados em engenharia social são construídos em torno de como as pessoas pensam e agem, e são efetivos quando conseguem manipular o comportamento de um usuário. Por exemplo, os usuários podem não perceber o valor total dos dados pessoais, como números de telefone, e podem fornecer em um atendimento via telefone.

Geralmente, os ataques de engenharia social têm um desses objetivos:

  • Sabotagem: interromper ou corromper os dados para causar danos ou inconvenientes.
  • Roubo: obter objetos de valor, como informações, acesso a sistemas ou dinheiro.

Ataques Web

Aplicativos e websites são particularmente suscetíveis a hackers porque estão disponíveis 24 horas por dia, 365 dias por ano para fornecer serviços contínuos. Como esses sistemas devem ser acessíveis ao público, eles não podem ser protegidos por firewalls ou protegidos contra ameaças com outros sistemas mais rígidos. Além disso, muitos desses sistemas têm acesso, direta ou indiretamente, a dados sensíveis de clientes.

Sabendo disso, os hackers buscam vulnerabilidades para que essas informações possam ser roubadas ou copiadas. Ou seja, os ataques Web acontecem quando criminosos se aproveitam das vulnerabilidades na codificação para obter acesso a um servidor ou banco de dados.

Normalmente, os usuários confiam que as informações pessoais confidenciais que enviam a um site serão mantidas em sigilo e segurança. No entanto, a intrusão na forma de ataques web pode significar que os dados do seu cartão de crédito, seu endereço ou informações médicas podem se tornar públicas, levando a consequências potencialmente graves.

Como é feita a segurança de dispositivos?

A segurança de dispositivos faz referência às ações necessárias para que um dispositivo móvel não seja invadido e tenha suas informações acessadas indevidamente. Nesse caso, o ataque às informações pode acontecer por diversos canais, como a utilização de aplicativos falsos, links via SMS, phishing, entre outros.

Para evitar que os dispositivos tenham sua segurança invadida, é necessário a utilização de antivírus, alteração de senhas periodicamente, ter cuidado ao abrir arquivos em e-mails e SMS, evitar o acesso de redes Wi-Fi públicas e abertas, acessar apenas sites confiáveis e realizar com frequência um backup de dados em nuvem.

Como é feita a segurança de dados?

A segurança de dados faz referência à preservação de informações e dados que tenham grande valor à determinada empresa, evitando que eles sejam acessados indevidamente. Para que os dados empresariais sejam mantidos em proteção, existem três protocolos que devem ser seguidos: o de confidencialidade, o de integridade e o de disponibilidade.

A confidencialidade trata da imposição de limite ao acesso das informações, limitando seu acesso; a integridade diz respeito à garantia de que os dados serão mantidos com todas as suas características iniciais, sem alterações; e a disponibilidade é a garantia de que os dados estão sempre disponíveis para o acesso autorizado e legítimo.

Como é feita a segurança de informações?

A segurança de informações faz referência às medidas necessárias para que os sistemas de informação não sejam invadidos e acessados indevidamente. Uma das ferramentas utilizadas para conter esse problema é o firewall, que funciona como uma barreira de acesso. Para que ele funcione adequadamente, é necessário gerenciar suas configurações de maneira adequada e realizar testes de acesso com determinada frequência.

Qual é o caminho para se proteger de ataques cibernéticos?

Os conceitos de segurança de dispositivos, dados e informações apresentam diferenças entre si, fazendo com que eles sejam complementares uns aos outros. Juntos (e bem desenvolvidos) eles são capazes de proteger os mais diversos tipos de dados e informações pessoais e confidenciais.

Na prática, para evitar que os ataques cibernéticos aconteçam, as empresas públicas e privadas precisam investir em ferramentas. É necessário estudar a contratação de serviços e dispositivos, como antivírus e firewall UTM, além da criação de políticas de segurança da informação e de uma cultura de segurança dentro da empresa. Confira algumas dicas de como proteger suas informações:

  • Conheça os tipos de ciberataque e saiba como se proteger
  • Conscientize todos os membros da empresa
  • Invista em soluções de proteção
  • Desenvolva uma política de ações
  • Invista nos backups em nuvem

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Para citar o conteúdo desse artigo em dissertações, manuscritos ou teses, utilize o link direto: https://www.doutoriot.com.br/negocios/industria-40/cybersecurity/

A referência abaixo já está formatada no padrão ABNT:

DIAS, Gabriel Martins. Cybersecurity. Doutor IoT, São Paulo, 12 de jun. de 2021. Disponível em: <https://www.doutoriot.com.br/negocios/industria-40/cybersecurity/>. Acesso em: 12 de jun. de 2021.
Indústria 4.0

Manufatura Aditiva

Um dos pilares da Indústria 4.0, a manufatura aditiva surgiu há quase 30 anos. No entanto, apenas hoje, com a popularização deste tipo de manufatura avançada, a tecnologia se tornou importante em diversos setores da economia, como no setor da saúde ao setor automotivo e aeronáutico, por exemplo.

Quais são os processos de manufatura aditiva?

A manufatura aditiva, também conhecida como impressão 3D, é uma abordagem transformadora da produção industrial que permite a criação de peças e sistemas mais leves e resistentes. Ela faz o uso de softwares de desenho auxiliados por computador (CAD) ou scanners para direcionar o hardware a sobrepor, progressivamente, as camadas de material uma à outra, com o objetivo de formar um objeto.

Os produtos criados com técnicas de manufatura aditiva podem ser feitos em uma variedade de materiais (plásticos, metais, cerâmica). Existem 7 processos de manufatura aditiva com diferentes padrões de criação:

Extrusão de Material

Neste processo, um polímero é extrudado ou puxado através de um bico aquecido montado em um braço móvel. O bico se move horizontalmente enquanto a cama se move verticalmente, permitindo que o material derretido seja construído camada após camada. A adesão adequada entre as camadas ocorre por meio do controle preciso da temperatura ou do uso de agentes químicos de ligação.

Deposição de energia direcionada

Neste processo (que pode ser realizado com uma variedade maior de materiais, incluindo polímeros, cerâmicas e metais), um canhão de elétrons montado em um braço de quatro ou cinco eixos derrete o fio ou a matéria-prima de filamento ou pó.

Jateamento de Material

Com o jateamento de material, o cabeçote de impressão se move para frente e para trás, de maneira muito semelhante ao cabeçote de uma impressora 2D. No entanto, ele se move nos eixos X, Y e Z para criar objetos 3D. Em seguida, as camadas endurecem à medida que esfriam ou passam por um processo de cura por ultravioleta.

Binder Jetting (Jateamento de Aglutinante)

O processo de jateamento de aglutinante é semelhante ao jateamento de material, exceto que, neste processo, a cabeça de impressão lança camadas alternadas de material em pó e um aglutinante líquido.

Laminação de folhas

Esse processo inclui a manufatura aditiva ultrassônica (UAM) e a manufatura de objetos laminados (LOM). Ele utiliza folhas ou tiras de metal, que são unidas por soldagem ultra sônica, para o processo de Fabricação de Aditivo Ultrassônico.

Polimerização em cuba

Por meio deste processo, um objeto pode ser criado em uma cuba de fotopolímero de resina líquida. Em seguida, um processo chamado fotopolimerização realiza a cura de cada camada de resina microfina usando luz ultravioleta (UV), que é dirigida precisamente por espelhos.

Powder Bed Fusion

A tecnologia Powder Bed Fusion (PBF) pode ser usada em uma variedade de processos de manufatura aditiva, incluindo sinterização direta a laser de metal (DMLS), sinterização seletiva a laser (SLS), sinterização seletiva por calor (SHS), fusão por feixe de elétrons (EBM) e fusão direta a laser de metal (DMLM). Esses sistemas usam lasers, feixes de elétrons ou cabeças de impressão térmica para derreter (às vezes parcialmente) camadas ultrafinas de material em um espaço tridimensional. Quando o processo é concluído, o pó em excesso é soprado para longe do objeto.

Quais são as vantagens do processo de manufatura aditiva?

  • Redução do custo unitário dos produtos
  • Maior eficiência de prototipagem
  • Criação de peças de maior complexidade
  • Maior poder de customização
  • Redução sustentável da utilização de resíduos

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Para citar o conteúdo desse artigo em dissertações, manuscritos ou teses, utilize o link direto: https://www.doutoriot.com.br/negocios/industria-40/manufatura-aditiva/

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DIAS, Gabriel Martins. Manufatura Aditiva. Doutor IoT, São Paulo, 12 de jun. de 2021. Disponível em: <https://www.doutoriot.com.br/negocios/industria-40/manufatura-aditiva/>. Acesso em: 12 de jun. de 2021.
Negócios

Habilidades e competências para IoT e IA

O mercado de especialistas que trabalham com IoT, dados e Inteligência Artificial é amplo e demanda habilidades específicas de quem deseja ingressar na categoria. Portanto, para que um profissional ou empreendedor possa começar a atuar no segmento é necessário desenvolver técnicas, skills e aprendizados específicos.

Projetos IoT são complexos por exigirem a integração de diferentes tipos de soluções, como sensores, dispositivos, plataformas em nuvem, algoritmos de Inteligência Artificial e segurança. Na prática, cada uma destas camadas entrega determinado valor e a composição de uma solução que integre todas elas vale mais se for planejada previamente e de forma adequada.

Equipes multidisciplinares

Tanto na gestão quanto nos profissionais técnicos desses projetos, a composição de uma solução depende muito das habilidades de trabalho em equipe, comunicação e colaboração com equipes multidisciplinares. Além dessas habilidades interpessoais, é fundamental que todos tenham a visão e o entendimento das necessidades do negócio para que os projetos atendam as expectativas e gerem o valor esperado aos clientes finais.

Atuação em projetos de IoT

Pensando em áreas técnicas, a complexidade da composição de soluções IoT geram muitas oportunidades para quem deseja atuar neste segmento. Alguns conhecimentos são essenciais para qualquer pessoa que esteja envolvida em um projeto IoT, como redes sem fio, computação em nuvem e aplicativos móveis.

O primeiro passo para começar a trabalhar com projetos IoT é entender os conceitos básicos das soluções que compõem esse tipo de projeto, que é um dos papéis do Arquiteto IoT. A partir disso, é importante incorporar o hábito e desenvolver uma estratégia de aprendizado contínuo para acompanhar as tecnologias de mercado.

Entre as habilidades técnicas específicas que são necessárias conforme o enfoque e a evolução do projeto IoT, estão:

  • Sensores e dispositivos – exigem conhecimentos em design de circuitos elétricos, montagem e manutenção de dispositivos, programação de microcontroladores e programação mobile (celulares Android e iPhone).
  • Soluções de conectividade – exigem conhecimentos em redes de computadores e engenharia de tráfego de redes.
  • Plataformas de computação em nuvem – AWS, Google e Azure exigem conhecimento em programação backend, automação contínua e testes integrados.
  • A camada de dados – exige conhecimentos em Extração, Transformação e Carga (ETL) de dados, Business Intelligence (BI), Big Data, Analytics, Machine Learning e Deep Learning.
  • Segurança – é necessário conhecimentos específicos de segurança de dispositivos e invasões cibernéticas.
  • Gerenciamento de projetos – normalmente feito através de metodologias ágeis, como SCRUM.
  • Design – exige conhecimentos em técnicas que aprimorem a experiência e a interface com o usuário (UX/UI), além da programação front-end.

Empreendedor IoT

Para quem pretende empreender na área, é importante considerar que os projetos de IoT são bastante distribuídos e contam com inúmeros obstáculos para atingir a maturidade em ambientes reais, onde há mínimo controle sobre como as pessoas e máquinas irão interagir.

Segundo estudo da McKinsey, as áreas de dispositivos e conectividade já estão bem amadurecidas no mercado e há maior oportunidade de crescimento para novas plataformas de Analytics e aplicativos de celular que traduzem o ambiente que está sendo monitorado e controlado.

Sendo assim, pode ser vantajoso encontrar soluções já em desenvolvimento e realizar parcerias que complementem a proposta de valor que está sendo desenhada para o mercado. Ou seja, entender o que já existe pronto no mercado é fundamental para otimizar o tempo e os recursos investidos em funcionalidades que irão complementar a proposta de valor que o empreendedor deseja entregar.

Segurança e Privacidade

Quem pensa em criar soluções de software (como plataformas de gerenciamento de dispositivos, gestão de dados e geração de insights a partir de Analytics) precisa manter o foco na segurança das informações e na privacidade das pessoas que irão interagir com o sistema e com os dispositivos.

Para que tenham um alicerce seguro e comprometido com a privacidade (Security by Design e Privacy by Design), os Projetos IoT precisam ser planejados. Por isso, postergar a preocupação com esses requisitos pode vir a inviabilizar uma solução que já tenha sido colocada no mercado, uma vez que novas funcionalidades podem exigir a troca dos dispositivos e a reescrita do software, por exemplo.

O mercado de IoT está cada vez maior e reflete algumas das formas pelas quais tecnologias em fase de maturação começaram a concretizar as promessas de inovação. Por isso, é importante e necessário que empresas busquem por novas oportunidades de investimento que surgem tanto no próprio mercado de IoT como em setores que poderão colher benefícios imensos com o uso dessas tecnologias.


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A referência abaixo já está formatada no padrão ABNT:

DIAS, Gabriel Martins. Habilidades e competências para IoT e IA. Doutor IoT, São Paulo, 12 de jun. de 2021. Disponível em: <https://www.doutoriot.com.br/negocios/iot-e-ia-habilidades-e-competencias/>. Acesso em: 12 de jun. de 2021.