Rumo à automação de fábrica
La Industria 4.0 implica la completa digitalización de las cadenas de valor a través de la integración de tecnologías de procesamiento de datos, software inteligente y sensores; desde los proveedores hasta los clientes, para así poder predecir, controlar, planear, y producir, de forma inteligente, lo que genera mayor valor a toda la cadena.[34].
El objetivo del concepto "Industria 4.0" es el de computarizar el mundo de la fábrica. Esto supone la integración técnica de los sistemas ciberfísicos (SCF) en las actividades de producción y logística, así como el uso de Internet en los procesos industriales.[35].
Lo anterior implica un buen grado de automatización y de digitalización de usinas y fábricas. Recurriendo a Internet y a los sistemas ciber-físicos, o sea, recurriendo a redes virtuales o gemelos digitales con posibilidades de controlar objetos físicos,[36] se pueden ir modernizando las plantas fabriles hasta transformarlas en fábricas inteligentes caracterizadas por una intercomunicación continua e instantánea entre las diferentes estaciones de trabajo que componen las propias cadenas de producción, de aprovisionamiento, y de empaque y despacho. La utilización de captores aporta a las máquinas y herramientas de la planta, una capacidad de autodiagnóstico de situación que permite un control a distancia, asegurando su eventual retiro de servicio como su mejor integración en el sistema productivo global.[37].
Flexibilidade e personalização da produção
Num ambiente de fabrico da indústria 4.0, as ferramentas e máquinas de uma fábrica, juntamente com elementos como armazéns e stocks de matérias-primas e produtos semi-acabados, asseguram ligações e comunicações através de uma rede interna ligada ao exterior, introduzindo grande flexibilidade no processo produtivo e grande adaptabilidade a situações fortuitas, o que pode contribuir para o aumento e melhoria da produção.
As necessidades e conveniências particulares dos consumidores finais ou clientes, bem como dos intermediários, fornecedores e associados, que de alguma forma estejam relacionados ou envolvidos com o próprio processo produtivo, ou com os seus insumos, ou com os seus produtos, podem ser melhor contempladas através de algum grau de customização ou adaptação, por exemplo modificando algumas características dos produtos que lhes são destinados, ou assegurando determinadas datas de entrega ou determinados prazos de entrega, etc.[38].
Assim, será muito possível gerir a produção em grande escala, com produtos personalizados de acordo com as necessidades particulares, e ao mesmo tempo sem manter stocks excessivamente volumosos, garantindo uma boa satisfação ao maior número de clientes possível.[39].
Novas ferramentas logísticas
O sistema da Indústria 4.0 é capaz de gerar um fluxo regular de informação, muito superior ao que poderia estar disponível se fossem utilizados esquemas, estratégias logísticas e modos de produção mais tradicionais. Além disso, esta informação pode ser trocada muito rapidamente, tanto internamente (por comunicação direta ou através de uma intranet) como externamente (por comunicação através da Internet), o que abre possibilidades interessantes com atores logísticos externos ao próprio local de produção, no sentido de que poderia facilmente permitir adaptações a situações de mudança, tanto internamente da planta industrial ou da cadeia de produção, como a nível geral.[40].
O sistema RFID, por exemplo, pode ser usado como um sistema de rastreabilidade eficaz dentro do local de fabricação (ou cadeia de produção), bem como em todo o mundo. Do que foi expresso, podemos deduzir a importância da utilização de um sistema logístico capaz de uma troca de informação muito rápida entre a empresa ou cadeia produtiva e todos os seus mutuários ou contrapartes (o processo em questão é eminentemente em tempo real e não processamento diferido ou processamento em lote).
Big data e análises
As modernas tecnologias de informação e comunicação, como os sistemas ciberfísicos, os grandes volumes de dados ou a computação em nuvem, ajudarão a prever a possibilidade de aumentar a produtividade, a qualidade e a flexibilidade na indústria transformadora e, assim, a analisar as vantagens que têm sobre a concorrência.
A análise de big data consiste em 6 Cs na Indústria 4.0 e no ambiente ciberfísico. O sistema dos 6 Cs consiste em:.
Neste cenário e para fornecer informações úteis e corretas para a gestão fabril, os dados devem ser processados com ferramentas avançadas (análises e algoritmos) para gerar informações significativas. Considerando a presença de fatos visíveis e invisíveis em uma fábrica industrial, as informações do algoritmo devem ser capazes de detectar esses fatos invisíveis, como o desgaste de máquinas e componentes na fábrica.[41][42].
Ferramentas de simulação
A recolha de dados gerados pelos diferentes elementos da cadeia produtiva permite também produzir uma réplica virtual de toda ou parte dessa cadeia, o que também permite gerar simulações de procedimentos ou testes, bem como permitir que futuros trabalhadores ou técnicos se familiarizem com as ferramentas e elementos de trabalho que têm à sua disposição, bem como com as circunstâncias excepcionais ou procedimentos complexos que podem ocorrer.[43].
Toda esta informação acumulada poderá também permitir que não especialistas resolvam alguns problemas que possam ocorrer por si próprios, ou melhor informar remotamente técnicos de nível superior sobre o que observaram como irregularidade, para responder melhor e mais rapidamente a qualquer evento fora da rotina.[44] Por outro lado, a realidade aumentada permite que os funcionários da fábrica obtenham informações em tempo real[45] que lhes permitem melhorar a tomada de decisões e os procedimentos de trabalho.[46].
Energia e matérias-primas
Já não basta gerir razoavelmente bem as matérias-primas envolvidas ou produzidas, pois também se procura a otimização do uso ou da produção de energia. Da mesma forma, não basta mais gerenciar esses fatores em tempo atrasado, pois as decisões precisam ser tomadas em tempo real.
A Indústria 4.0 também pretende dar respostas aos problemas atuais relacionados com a poupança de energia, bem como com a gestão dos recursos naturais e humanos. Com um sistema organizado com base numa rede de comunicações e na troca instantânea e permanente de informação, estará muito mais preparado para tornar esta gestão melhor e muito mais eficaz, em correspondência com as necessidades e disponibilidade de cada elemento do sistema, permitindo melhorias e ganhos de produtividade bem como de economia de recursos.[47].