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O ENSINO DA INDÚSTRIA 4.0 Uma Proposta e um Ensaio Técnico e Didático
1 MÁRCIO VENTURELLI
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Márcio Venturelli
O ENSINO DA INDÚSTRIA 4.0
Uma Proposta e um Ensaio Técnico e Didático
O ENSINO DA INDÚSTRIA 4.0 Uma Proposta e um Ensaio Técnico e Didático
2 MÁRCIO VENTURELLI
O termo Indústria 4.0 se tornou comum no meio industrial, de
produção e todas as áreas tecnológicas afins, sem contar toda
terminologia que orbita ao redor dele, Cibersegurança, Internet
das Coisas, Big Data, entre outros.
Em épocas de facilidade de pesquisa, nada mais natural que o
tráfego de busca na internet neste termo, seja muito demandado,
não só no Brasil, mas em todo mundo.
Já temos uma boa quantidade de materiais para pesquisa, pelo
menos que no que se refere aos conceitos da Indústria 4.0, em
diversos idiomas e com diversas abordagens e formações de
opiniões, visto que, compreende um conjunto de conhecimentos.
Este trabalho é uma proposta, uma ideia, onde vamos ensaiar um
modelo técnico e didático para ensino da Indústria 4.0, desde a
criação de treinamentos, cursos, disciplinas técnicas e de
graduação chegando até a pós-graduação.
Nossa motivação para este trabalho, reside no fato de termos a
oportunidade de trabalhar com a implantação de projetos de
tecnologia, com aderência a Indústria 4.0 e também trabalhar
como docente na área de tecnologia, no caso, este trabalho, é
um compartilhamento de um projeto de ensino, da disciplina
Indústria 4.0, que compõe o Curso de Pós-Graduação de
Automação Industrial.
Nossa intenção, como dissemos, é compartilhar, trocar
experiências e mostrar um trabalho real, preocupado em levar
conceitos e aplicações deste novo mundo, que ainda estamos
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entendendo, juntando tecnologias e esperando resultados desta
4ª Revolução Industrial, que tanto falamos.
Não temos a pretensão de criar um modelo definitivo, de
postular ou dissertar técnica ou pedagogicamente o assunto, há
muito que se fazer, senão quase tudo, estamos todos, a
comunidade técnica, científica e acadêmica de olho nestes
conceitos e aqui é apenas uma demonstração de um caminho
que estamos trilhando, que sabemos, irá mudar e se alterar
conforme a dinâmica técnica, aplicada e de ensino, conforme for
acontecendo.
Relembrando, o que é Indústria 4.0, onde são Conceitos de
Convergência da TO (Tecnologia da Operação) e TI (Tecnologia
da Informação), que estão promovendo a chamada 4ª Revolução
Industrial, através da colaboração entre Pessoas, Informação e
Máquinas, universo Cibernético.
Esta apresentação parte do pressuposto que você já tem o
embasamento do que se trata, caso não, sugerimos acessar o link
da apresentação e estudar a parte básica.
Um ponto muito importante da Indústria 4.0, é entender o que
realmente muda com esta 4ª Revolução Industrial, isto é, o
impacto que sugere uma mudança revolucionária, para isso
expomos três grandes aspectos:
O impacto no Negócio, onde veremos a aproximação da
Demanda x Custo x Produção, não teremos mais distâncias,
esperas e estoques mal calculados, máquinas ou células
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subaproveitadas e até mesmo produzir de forma empurrada,
tudo será On-Demand (sob demanda).
Outro impacto será na Mão de Obra, pessoas que trabalham nas
fábricas e indústrias, haverá uma alteração na estrutura de
Tomada de Decisões e Operações, estas atividades serão feitas
por máquinas, sistemas de software, onde será eliminado o meio,
teremos um novo modelo de trabalhador na indústria.
Nesta mesma linha, a Produção sofrerá uma grade mudança,
haverá de fato transparência e Sustentabilidade na produção, será
o fim do desperdício e erros, pois os sistemas farão funções de
alta complexidade e previsibilidade, como nunca se viu,
utilizando-se de ferramentas de predição, realimentando a fábrica
inteligente.
Muito se fala na aplicação esta Indústria 4.0, mas temos que
percorrer alguns caminhos e, estes caminhos são práticos, por
exemplo, será que sua fábrica de fato é uma Indústria 3.0? Será
que esta fábrica já utiliza toda tecnologia de automação
disponível?
É fato que no Brasil, ainda há muito que se fazer, apesar de
termos muitas plantas de alta tecnologia, ainda encontramos
plantas que ainda estão focadas somente em produzir, sem
automação ou muito pouco, de baixa relevância no impacto custo
x produção.
É aí que podemos ter alguns entendimentos, pois se há uma
porta se abrindo, rumo a 4ª Revolução Industrial, nosso país pode
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sim, dar um salto, claro que há muito envolvimento de todas as
classes para que isso aconteça, mas podemos caminhar
rapidamente para o tão esperado número de produtividade dos
países desenvolvidos, e para que isso aconteça, precisamos de
investimentos maciços em educação e pesquisa tecnológica
aplicada, com incentivos governamentais sérios, com propósitos
definidos.
Os desafios da Indústria 4.0 são muitos, podemos abaixo eleger
os principais, todavia, vamos nos ater a falta de profissionais
qualificados, objetivo de nosso texto:
Cibersegurança;
Legislação;
Uma mesma linguagem (padronização);
Faltam profissionais preparados;
Poderá levar anos ou décadas para uso;
Depende dos elementos (Governo, Capital e Educação).
Para termos uma ideia do nível de discussão que toda essa 4ª
Revolução está causando, este ano 2016 houve o Fórum
Econômico Mundial, em Davos e estes foram alguns dados
apresentados pelas lideranças mundiais, baseado nos impactos
desta nova tecnologia:
Perca de 5 milhões de empregos próximos 5 anos;
Perca de 7,1 milhões de empregos até 2020;
Mudanças socioeconômicas e demográficas, aumento da
desigualdade;
Terrorismo cibernético (vulnerabilidade);
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Governos sem projetos de longo prazo;
Pessoas e profissionais sem preparo para a Sociedade 4.0;
Fim dos intermediários;
Novas profissões: Drones, Robôs, Imp3D.
No Brasil, também este ano de 2016, ocorreu na Feira
Internacional de Máquinas e Ferramentas, a apresentação de uma
Célula de Manufatura Avançada, foi liderada pela Abimaq, todo o
sistema tem os conceitos da Indústria 4.0.
Também este ano, a CNI Confederação Nacional da Indústria,
apresentou um relatório de pesquisa a respeito da Indústria 4.0
no Brasil, dentre diversos dados, apresentou-se um número de
48% das indústrias, aplicam alguma tecnologia do composto da
Indústria 4.0, ainda há muito que se fazer.
Um dos temas mais delicados quando se fala em tecnologia, é a
substituição da mão de obra humana por máquinas, isso é
assunto desde a 3ª Revolução Industrial, com a implantação de
sistemas de automação, como conhecemos hoje.
A Indústria 4.0, traz a própria evolução dos sistemas e, claro,
revive de forma muito mais gritante esse problema, uma vez que
apresenta tecnologias de aprendizado de máquinas para tomada
de decisões automáticas, sem a necessidade de intervenção
humana.
Os estudos sobre estas novas tecnologias, apontam o fato de
que as máquinas estão “aprendendo”, tudo o que ser refere a
tarefas conhecidas e repetitivas, com isso é fácil entender um
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cenário onde as máquinas tomarão decisões baseado em dados
de alto volume e criticidade.
O homem atuará somente em novas situações, tarefas em que as
máquinas não podem aprender, profissões que exigem abstração,
lidar com o desconhecido, isto é, o mundo novo, por isso o
advento de novas profissões.
As principais mudanças para o novo trabalhador, no caso, vamos
focar a indústria, que é nosso tema central, ele terá um perfil
analítico de todo o processo produtivo, pois tarefas repetitivas
serão feitas pelas máquinas que o apoiarão a tomar decisões, será
conhecedor de ferramentas de análise de dados e deverá ser
capaz de criar novos modelos, de processo, de negócios e
tecnologias, esse é um perfil traçado do novo profissional da
indústria.
De face aos dados e comentários anteriores, propomos um
conjunto de conhecimento aplicados ao estudo da Indústria 4.0,
este conjunto, como dissemos, é uma ideia, pode ser que já falte
algum elemento ou outro que já esteja desatualizado, é natural,
pois tudo é muito novo e dinâmico, é necessário iniciar um
trabalho com comunidade científica, técnica, alunos, professores e
empresas, afim e chegarmos a conteúdos, capazes de entregar,
conhecimento para estes novos trabalhadores.
A estrutura básica do ensino da Indústria 4.0, é:
Introdução a Indústria 4.0 – toda a conceituação, técnica,
econômica e de aplicação;
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Infraestrutura – são os conceitos das vias, das redes, das
mídias, que permitirão unir todas as informações da
indústria;
Cibersegurança – além de já ser um desafio pontuado pela
tecnologia, a Cibersegurança permitirá unir as redes de
informação de forma segura;
IIoT Internet Industrial das Coisas – Todo o conjunto de
informações que tem como objetivo digitalizar a indústria,
usando todos os ativos de planta, permitindo a
Virtualização da Produção em todos os seus aspectos;
Big Data – o sistema de dados que unirá todas as
informações, de alto volume, variedade e velocidade, onde
através de modelos de mineração e/ou aprendizado de
máquina, poderemos tomar decisões em todos os níveis,
verticais e horizontais na indústria, reduzindo toda a
latência, erros, desperdícios, riscos no processo produtivo.
Abaixo uma lista dos conteúdos apresentados, não é objetivo
deste texto detalhar cada item:
INTRODUÇÃO A INDÚSTRIA 4.0
Conceitos
Tecnologias
A indústria 4.0
Como ser preparar
Acontece no Mundo
Desafios
Mudanças no mercado de trabalho
Impactos na indústria
INFRAESTRUTURA
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Conceitos
Infraestrutura
Ethernet Industrial
Tecnologias de infraestrutura para Indústria 4.0
Convergência de sistemas – TO e TI
CIBERSEGURANÇA
Entendendo
Conceitos
Infraestrutura crítica
Ataques
Redes industriais
Norma ISA-99
Defesa
Soluções
Forense
IIoT INTERNET INDUSTRAL DAS COISAS
Nova economia
Visão geral
Conceitos
Tecnologias
IPV6
OPC-UA
RFID
Digitalização
Impactos
BIG DATA
Conceitos
Tecnologias
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Mineração de dados
Machine learning (Aprendizado de Máquina)
Tomada de decisões
Na automação (operação e manutenção)
Soluções de mercado
Para aplicações práticas, sugerimos a seguinte estrutura:
ANÁLISE – Analisando um Projeto: capacidade de analisar
um projeto existente e propor mudanças e melhorias;
PROJETO – Projetando um Sistema: elaborar um projeto
conceitual e aplicar as tecnologias para resultar em
aderência a Indústria 4.0;
FUNCIONAMENTO – Entender o Sistema: conhecer o
funcionamento de Hardwares e Softwares que compõem
os aspectos da Indústria 4.0;
PESQUISA – Mais Estudos: complementar conhecimento
através de pesquisas sobre impactos e novas tecnologias.
Como sugestão de TCC Trabalho de Conclusão de Curso, listamos
abaixo o contexto, onde com isso, espera-se contribuir para o
conhecimento do aluno, envolvendo empresas, comunidade
científica e usuários empresas, sugestão de linhas de estudo:
Escrever o projeto demonstrando os impactos, antes e
depois da Indústria 4.0 em uma planta existente;
Escrever um projeto de implantação de um sistema novo,
demonstrando o que se espera, dentro da aderência;
Escrever sobre a alteração Cultural, Pessoas e Processos,
no planejamento e implantação de uma planta aderente a
indústria 4.0.
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SOBRE O AUTOR
• Márcio Venturelli trabalha no Mercado
de Automação Industrial há 25 anos, tendo trabalhado em departamentos, tais como, Assistência Técnica, Treinamentos, Engenharia e Negócios.
• Trabalhou em diversos Projetos de
Implantação de Sistemas e Automação e Controle Operacional de Plantas de Bioenergia, Transformação e Manufatura, no Brasil e no Exterior.
• Atualmente trabalha em Desenvolvimento
de Soluções e Tecnologias para Otimização e Convergência de Sistemas de Automação Industrial, como foco em Conectividade e Redes de Comunicação Industrial, desenhando Soluções que tenham Aderência para a Indústria 4.0.
• Professor Universitário de Pós-Graduação de
Automação Industrial e Gerenciamento de Projetos.
• Membro Sênior da ISA (Sociedade
Internacional de Automação), Diretor de Tecnologia da ISA Distrito 4 (Brasil) e Diretor de Tecnologia Safety Bus da PI (Profibus/Profinet Internacional).
• Graduado em Ciência da Computação, com
Especialização em Controle e Automação Industrial, Pós-Graduado em Gestão Industrial, Pós-Graduado em Tecnologia do Petróleo e Gás e Possui MBA em Estratégia de Negócios. Técnico nas Áreas de Eletrônica e Eletrotécnica.
ATUALIZADO NOV/2016
