Internet of Things (IoT) e as profundas modificações nos processos industriais

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ARTIGO DE REVISÃO

TOMÁZ, Márcio Raonni de Santana [1]

TOMÁZ, Márcio Raonni de Santana. Internet of Things (IoT) e as profundas modificações nos processos industriais. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 05, Ed. 04, Vol. 06, pp. 134-150. Abril de 2020. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/tecnologia/internet-of-things

RESUMO

O presente artigo trata de uma apresentação sucinta sobre a grande influência que a IoT vem causando nas cadeias industriais, mostra também o contexto de um futuro próximo a respeito da aplicação dessa tecnologia. Objetivo é alinhar as expectativas de crescimento do mercado com a utilização da tecnologia para automatização dos processos. O estudo aponta alguns conceitos e expõe a inovação de acordo com as necessidades iminentes das estruturas mercadológicas. São relatadas também algumas dificuldades do mercado brasileiro se comparado a outros mais desenvolvidos, no que diz respeito à implementação desse aporte tecnológico. A pesquisa deixa claro os conceitos negativos bem como a resistência de algumas corporações para a aceitação de uma mudança significativa em sua metodologia de produção. Além disso, é ressaltado a importância das companhias alinharem-se com os novos modelos de controle e gestão de seus produtos, a fim de se manterem competitivas no mercado.

Palavras-chave: Indústrias, tecnologias, processos, IoT, internet das coisas.

INTRODUÇÃO

A popularização da internet, desde meados do século XXI, em conjunto com potencial tecnológico, aumentaram significativamente os níveis de produção industrial. Para atender a essa demanda de crescimento exponencial, novas técnicas surgiram para se ter uma maior automatização nos processos industriais, a fim de que esse crescimento em larga escala pudesse ser atendido sem que os serviços e produtos perdessem a sua qualidade (LIMA & PINTO, 2019).

Nesse contexto de inovações tecnológicas e necessidade das organizações, o surgimento do conceito de IoT (do inglês, Internet of Things), trouxe as indústrias as ferramentas ideais para atender a essa revolução. Trata-se de uma infraestrutura que permite uma comunicação, conectando o virtual ao real, criando um controle smart nos mais variados processos de uma sociedade. Essa forma de conectividade é usada para fundir a comunicação com objetos reais do mundo físico e seus dados vinculados a uma saída e visualização através da internet (COLOMBO & FILHO, 2018).

Essa revolução tecnológica, aliada às necessidades das grandes corporações, fez surgir o que se chama hoje de Indústria 4.0, concepção criada para designar a ação da IoT e suas grandes implicações nas metodologias de produção (BECCARIN, 2018).

Com relação a esses novos paradigmas, o presente artigo foi criado com o intuito de apresentar as profundas e ricas atribuições que a IoT vem trazer para essa era industrial. Esse assunto é de grande relevância, uma vez que trata não somente de um futuro próximo, mas também se refere, já nos dias atuais, ao cotidiano de muitas redes fabris e corporativas.

Inicialmente o artigo buscou uma fundamentação teórica sobre os modelos de produções industriais, procurando apontar o cenário de maior necessidade e a partir desse ponto foram inseridas as definições e aplicações da Internet das coisas para melhorias dos processos e cadeias de produção.

1. JUSTIFICATIVA

Em uma era tecnológica que se preza muito mais pela rapidez de processos sem perda de qualidade, os conceitos de eficiência e eficácia são largamente mencionados em diversos setores industriais, seja em indústrias alimentícias, transportes, de serviços etc.

A busca por um sincronismo entre rapidez e qualidade em um mundo cada vez mais consumista e globalizado elevou a responsabilidade tecnológica a uma medida de provisão nesse contexto. É analisando esse ambiente que o presente artigo se justifica.

2. REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 PRODUÇÃO EM MASSA NAS INDÚSTRIAS

O modelo de produção em massa, conhecida também pela expressão inglesa make-to-stock, traz a ideia de uma produção de suficiência, pois o intuito é produzir uma quantidade necessária para ter sempre um produto disponível nos estoques, em consequência disso, há uma diminuição nos prazos de entrega para fornecedores ou clientes (MACHADO CRUZ, 2016).

A produção seriada ou em massa, como também é chamada, surgiu em meados do século XX. O responsável por esse modelo, Henry Ford, foi quem deu início a implementação desse sistema na linha de montagem, combinando com um processo de divisão de trabalho, tendo um maior controle e organização para alcançar os altos volumes de produção a um custo reduzido (MACHADO CRUZ, 2016).

Na atualidade, os princípios dos modelos de Ford estão ainda sendo irradiados em larga escala, porém o que acontece dentro das grandes corporações é que se produz muito mais em menos tempo, tornando vantajoso um sistema de controle rigoroso que proporcione uma garantia de eficiência (COELHO, 2015).

Com a adoção dessa prática tornaram previsível o grande atendimento das demandas industriais, existindo um controle burocrático para manter a organização. Além das estratégias documentais, existe a especialização das tarefas por parte dos colaboradores que se aperfeiçoam em funções específicas (MACHADO CRUZ, 2016).

Com o aumento do fluxo de entrada/saída nos estoques e nas linhas de produções consequente desse tipo de modelo, os processos passaram a carecer de uma administração sistemática e automatizada que atenda a grande escala de itens e materiais fabricados. Essa necessidade é um resultado intrínseco do largo consumo e da grande evolução tecnológica vivenciada pelas grandes empresas (MATOS, 2017).

Nesse contexto evolutivo, as empresas passaram a adaptar as suas técnicas a um controle com menos ação humana e a utilização de ferramentas que propiciem uma organização mais satisfatória. Nesse tipo de ambiente é indispensável o monitoramento/controle de produtos, e é com essa finalidade que a IoT tem se apropriado das cadeias industriais, oferecendo visibilidade em tempo real e automatização sistêmica dos processos (MATOS, 2017).

2.2 O SURGIMENTO DA IOT

No ano de 1999, Kevin Ashton popularizou o termo Internet das Coisas e 10 anos depois escreveu um artigo ‘’A Coisa da Internet das Coisas’’ para um meio de comunicação da época chamado de RFID Jornal. De acordo com ele, a capacidade da rede estava em torno de 50 Penta Bytes de dados acumulados em gravações, registros e reprodução de imagens (ASHTON, 2009).

Naquela época, já existia uma previsão a respeito do atendimento das demandas com compressão do tempo, já se imaginava uma conexão entre pessoas e coisas de maneiras variadas através da internet. A captação de dados e de informações fazia parte de um modelo a ser a dotado no futuro, segundo Ashton, que visualizava ainda a criação de ferramentas para otimizar tempo e recursos. A visão desse grande inovador já fazia uma prévia que a utilização de tais ferramentas e modelos seria uma revolução sem precedentes para o mundo que se conhecia na década de 90 (ASHTON, 2009).

O legado documentado e previsto por Ashton está presente nos dias atuais, onde se vive uma era de integração e conectividade grandiosa, relacionando dados e informações entre dispositivos diversos através da internet (LEITE; MATINS; URSINI, 2017).

2.3 DEFINIÇÃO IOT

A Internet das Coisas (IoT) é uma rede de utensílios físicos que anexam em sua infraestrutura sensores e softwares, integrandos outras ferramentas com intuito de fazer uma conexão e troca de informações com outros dispositivos conectados a uma rede pela internet. Os equipamentos e dispositivos podem ser de diferentes tipos de objetos, como domésticos comuns ou ferramentas industriais aprimoradas. Acredita-se que existem atualmente 7 bilhões de equipamentos IoT conectados, esse número tende a aumentar para 10 bilhões até 2020 e 22 bilhões em 2025 (ORACLE, 2019).

Em resumo, nos processos de negócios industriais, a IoT está atrelada de forma a integrar esses  modelos, tornando uma relação de troca de informações e dados do ambiente de forma autônoma, existindo a junção da comunicação física e real, automatizando o sistema e diminuindo a intervenção humana (ZABADAL & CASTRO, 2017).

Existem diversas definições diferentes para IoT, porém o alvo e o objetivo da tecnologia são unânimes a todos os autores. Trata-se da relação entre diversos Hardwares que se comunicam uns com os outros com sinal de rádio frequência, armazenando informações úteis para determinadas tarefas (ZABADAL & CASTRO, 2017).

Segundo Zabadal e Castro (2017), a arquitetura é formada basicamente por 4 elementos: energia, sensores, processamento e comunicação. Abaixo segue uma descrição resumida desses componentes.

  • Energia: é preciso uma alimentação elétrica para os dispositivos. Comumente, consistem em energia elétrica, porém podem ser utilizadas outras formas de energias, como a solar, por exemplo, ou até mesmo baterias.
  • Sensores: faz o contato do ambiente onde está presente com o objeto real pertencente àquela localidade. Monitoram grandezas físicas como, temperatura, umidade, movimentação, pressão etc.
  • Processamento: é formada por uma memória embutida que é responsável pelo armazenamento dos dados coletados pelos sensores, esses dados são tratados e normalmente descarregados em uma base de dados ou plataforma que decifrarão e os utilizarão em concordância com a necessidade de uma organização.
  • Comunicação: Consiste em um meio de conexão que pode ser realizado com ou sem fio. A comunicação geralmente é feita com a utilização de sinal RF (Rádio Frequência) que manda ou excita para receber uma um sinal de resposta com os dispositivos comunicantes.

Figura 1: Arquitetura Básica IoT

Fonte: Sousa, 2018

2.4 IOT INDUSTRIAL

IoT industrial (IIoT) alude ao uso dessa tecnologia a meios industriais, principalmente quando relacionada à instrumentação, sensores e hosts que contemplem tecnologias em nuvem. Atualmente, as corporações utilizam uma comunicação recíproca entre maquinas (M2M) para obtenção de uma conexão wireless. Porém com as evoluções tecnológicas e a chegada do armazenamento em nuvem, tornou-se possível o surgimento de uma nova camada de automação, criando assim, metodologias novas para os mais atuais modelos de negócios. Nesse contexto a IIoT passou a ser chamada por muitos de quarta revolução industrial ou Industria 4.0 (ORACLE, 2019).

Ainda, de acordo com Oracle (2019), existem algumas aplicações do IIoT nos parques industriais:

  • Oficina Inteligente
  • Manutenção Preventiva
  • Redes Elétricas Inteligentes
  • Cidades Inteligentes
  • Logística Conectada e Inteligente
  • Cadeias de Suprimentos Digitais e Inteligentes

Na IoT existe a camada operacional, essa camada contempla a digitalização de dados nos processos industriais. A utilização da Internet das Coisas é responsável pela conexão das informações de equipamentos vinculados a internet (VENTURELLE, 2018).

Figura 2: Arquitetura IIoT

Fonte: Freire, 2017

3. A INSERÇÃO DA IoT NOS PROCESSOS INDUSTRIAIS

3.1 CENÁRIO GERAL

Atualmente, existe um grande número de empresas que aderem as inovações impostas pela Indústria 4.0. Com o mercado competitivo nessa era de produção em larga escala, as empresas que não tiverem um olhar sensível acerca dessas contribuições, fatalmente sairão em profunda desvantagem se comparado as que aceitarem tais modificações e implementarem em seus processos (GARCIA et al., 2019).

Tendo em vista o que foi abordado até o momento, agora é a hora de apontar as principais aplicações dessa tecnologia já inserida nos mais variados parques industriais como, por exemplo, no monitoramento/controle de processos, gestão de demandas na indústria, diagnósticos/prevenção preditiva (A VOZ DA INDÚSTRIA, 2018):

  • No monitoramento/controle, os equipamentos são capazes de entregar aos administradores, em tempo real, toda a cadeia de processos em funcionamento, oferecendo uma gama de informações com os dados capturados pelos sensores. Esses dados são organizados e tratados facilitando sua análise e aperfeiçoando o rendimento da cadeia de produção. Dessa forma, há redução de alguns impactos negativos como o desperdício, por exemplo.
  • Em relação à gestão de demandas, é permitida uma maior visibilidade dos processos, tornando mais fácil o planejamento dos gestores a respeito da matéria-prima para a cadeia de produção, tendo assim uma maior administração sobre os estoques evitando episódios de overflow ou perdas. É possível também, fazer um estudo a respeito dos produtos mais adquiridos pelos clientes, organizando as demandas mais prioritárias e auxiliando nas previsões de entregas/recebimentos. Isso influencia em um maior preparo para pedidos futuros, elaborando estratégias e antecipando situações conforme indicam a análise dos dados armazenados.
  • No caso dos diagnósticos e manutenção preditiva, sua contribuição também é uma consequência do armazenamento e tratamento analisados. Com essas informações, existe a possibilidade de prevenção de falhas nas máquinas, além de uma previsão de manutenção, em caso de necessidade. Essa ação evita a interrupção dos processos, desviando-se de prejuízos causados por paralisação geral da produção.

Essas aplicações nas indústrias não só potencializam a produtividade, como também elevam a uma condição de maior eficiência das cadeias de produção, com um consequente retorno financeiro para a empresa. Ainda evita que as corporações tenham despesas desnecessárias que vão além do orçamento estipulado para determinado período (DA SILVA; VASCONCELOS; CAMPOS, 2019).

3.2 IIOT NO BRASIL

No Brasil, o número total de companhias que aderem as inovações da Indústria 4.0 é de apenas 2%. A fim de alcançar um escalão mais privilegiado e competitivo nos modelos de negócios que implementam a IoT, o país precisaria de pelo menos 10 anos de esforços regulares (RIBEIRO DO VAL, 2017).

O cenário brasileiro não é muito favorável, pois grande parte das companhias nacionais não enxerga muitas vantagens para as mudanças de seus processos em prol da tecnologia. Apesar disso, a expectativa é que nos próximos anos, as atribuições da IIoT cresçam cada dia mais nas indústrias brasileiras. Com o aquecimento da estagnada economia brasileira e as retomadas dos planejamentos de mercado, se espera que o aceitamento por partes dessas inovações tecnológicas faça parte das pautas de grandes organizações (RIBEIRO DO VAL, 2017).

Segundo Ribeiro do Val (2017), de acordo com os dados da Confederação Nacional da Indústria (CNI), estimava-se um crescimento do PIB Industrial e da Formação Bruta de Capital Fixo (FCBF), no ano de 2018. Esses fatores indicam a aptidão de investimentos que uma empresa possui. Para que o Brasil possa alcançar os mesmos níveis de investimentos ou implementação tecnológico na IIoT se comparados a outros mercados bastantes desenvolvidos nesse aspecto, alguns setores precisam de uma atenção prioritária, são eles:

  • Aplicações nas cadeias produtivas e desenvolvimento de fornecedores
  • Mecanismo para adoção das tecnologias da Indústria 4.0
  • Desenvolvimento Tecnológico
  • Recursos Humanos
  • Infraestrutura
  • Regulação
  • Articulação Institucional

O Brasil precisa de mais investimentos no setor e necessita que haja também mais fóruns e sindicatos que tragam para ao país novas ideias e vivência nos cases de sucesso de mercados que aderiram a mais tempo a esse tipo de inovação. É necessário que se tenha uma boa infraestrutura e facilitadores burocráticos que favoreçam a implantação dessa tecnologia no país (DA SILVA et al., 2015).

4. IMPACTOS NEGATIVOS

Com a automatização processual e o vínculo de dados conectados a uma rede, ao mesmo tempo em que facilita a ação integrada nas indústrias, traz também algumas consequências que necessitam de atenção e cuidados especiais.

Abaixo serão abordados os aspectos que podem ser considerados relevantes negativamente, como: proteção de dados; troca da mão de obra humana por máquinas automatizadas; mudanças na cultura de processos de uma organização; e, por fim, a falta de capacidade técnica de alguns colaboradores para usufruir da tecnologia.

4.1 PROTEÇÃO DOS DADOS

Buscando uma padronização e medidas de segurança contra riscos de violações de dados, alguns países formados pelo Brasil e União Européia criaram regimentos sobre proteção e privacidade de dados, através da GDPR Européia (General Data Protection Regulation) e a LGPD (Lei Geral de Proteção de Dados) (RODRIGUES LADEIA, 2019).

As legislações incitam uma série de regras para o tratamento dos dados relacionados às pessoas, realizando punições aos que se encontrarem fora desse contexto. Trata-se de uma importante medida para globalizar e padronizar, além de proteger a massificação de dados que são coletados periodicamente nas grandes corporações (RODRIGUES LADEIA, 2019).

Além disso, há uma grande preocupação das grandes empresas a respeito da quebra de segurança de informações ou dados. A IoT como mencionado anteriormente, embasa-se na leitura de dados para a integração e automatização das cadeias de produção, porém mesmo com a utilização de robustos sistemas de segurança, ainda existe a probabilidade de que essas informações sejam invadidas ou acessíveis a hackers. O acesso a esse nível de informação poderia causar prejuízos imensuráveis a uma instituição corporativa (OLIVEIRA et al., 2019).

4.2 TROCA DA MÃO DE OBRA HUMANA POR MÁQUINAS INTELIGENTES

Quando se imagina um cenário tecnológico, com as máquinas sendo autossuficientes, operando sem nenhuma ação humana, parece um mundo ideal, porém o que se enxerga hoje nas empresas pioneiras que já utilizam tecnologias inovativas de IoT em seus processos, é que cada vez mais nos centros de distribuição, por exemplo, a diminuição de operadores é significativa, e isso causa um impacto negativo na vida de muitos colaboradores, que são obrigado a se reinventarem ou especializar-se ainda mais, afim de que possa acompanhar essa revolução tecnológica. O papel dos colaboradores será mais técnico, voltado para atividades de caráter mais flexível, havendo mais interação entre o homem e o sistema inteligente das máquinas (MATA et al., 2018).

4.3 MUDANÇAS NA CULTURA DOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO

A implementação da IoT, não é necessariamente uma tarefa trivial, uma vez que é preciso uma mudança de toda uma cadeia para se adequar à nova tecnologia. As mudanças vão de encontro à cultura processual de uma empresa, pois os modelos adotados antes da execução da tecnologia são convencionais e padronizados na maioria das instituições (TROPIA; SILVA; DIAS, 2017).

É preciso um estudo dos impactos na mudança desses processos para as indústrias, bem como uma análise profunda do custo/benefício que pode acarretar uma consequente mudança na cadeia de produção. O fato é que para chegar a um nível de automatização inteligente nas estruturas das organizações é imprescindível uma mudança radical na cultura dos meios de produção. Só assim, uma implementação irá surtir o efeito esperado por parte dessa inovação (TROPIA; SILVA; DIAS, 2017).

4.4 FALTA DE ESPECIALIDADE TÉCNICA

Por se tratar de uma novidade na maioria dos ambientes institucionais, são pouquíssimos os profissionais com expertise na área de IoT, isso provoca alguns efeitos não muito vantajosos para muitas empresas. O profissional sem experiência pode conduzir um planejamento ou um projeto mal formulado, em consequência disso, a tecnologia pode não retornar as partes interessadas aquilo que se esperaria como um resultado útil e coerente (COSTA et al, 2019).

As empresas necessitarão de profissionais gabaritados, com vivência na área e que contribuam positivamente e em concordância com esse tipo de progresso. Haverá uma necessidade de uma alta capacitação tanto da agremiação que irá realizar o desenvolvimento da solução quanto a que receberá a implantação. Isso acarretará repostas plausíveis e uma manutenção com maior durabilidade de informações que serão coletadas, transformando-se em dados úteis para análise (COSTA et al, 2019).

CONCLUSÃO

Portanto, a Internet das coisas vem para revolucionar e transformar o ambiente das grandes instituições. A indústria 4.0 é o futuro das corporações, implicando em mudanças culturais e processuais de produção, acrescentando uma maior eficiência e rapidez nas cadeias de processos sem perder a qualidade dos produtos. É um cenário já presente em muitos mercados e a tendência é que cada vez mais aumente o número de indústrias utilizando a IoT.

O grande desafio de acompanhar essa mudança está na visível resistência que algumas políticas organizacionais aplicam para esse novo modelo, seja por medo de não obter o resultado esperado com a implementação ou pela falta de conhecimento sobre a solução que a tecnologia tem a oferecer. O fato é que tudo que é novidade gera certo receio, porém com a necessidade mercadológica e o cenário favorável para os próximos anos, esses empecilhos tendem a serem contornados.

Em uma era onde a expansão tecnológica é cada vez mais aparente, as companhias que não seguirem os novos modelos de automatização para atendimento das grandes demandas, tendem a ficar em posições menos privilegiadas na grande largada competitiva que o capitalismo impõe ao mercado.

O Brasil, precisa urgentemente atender a essas novas exigências com um olhar otimista. Isso o manterá competitivo em relação ao mercado exterior, fazendo com que a economia do país não fique estagnada por estruturas engessadas e arcaicas.

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[1] Pós-graduado em Engenharia de Desenvolvimento de Projetos Eletrônicos pelo Instituto Brasileiro de Formação – IBF / Pós-graduado em Engenharia de Automação e Eletrônica Industrial pelo Instituto Brasileiro de Formação – IBF / Pós-graduando em Gestão de Projetos pela Pontifícia Universidade Católica – PUC / Graduado em Engenharia de Telecomunicações pela Universidade Federal Fluminense – UFF.

Enviado: Março, 2020.

Aprovado: Abril, 2020.

Pós-graduado em Engenharia de Desenvolvimento de Projetos Eletrônicos pelo Instituto Brasileiro de Formação – IBF / Pós-graduado em Engenharia de Automação e Eletrônica Industrial pelo Instituto Brasileiro de Formação – IBF / Pós-graduando em Gestão de Projetos pela Pontifícia Universidade Católica – PUC / Graduado em Engenharia de Telecomunicações pela Universidade Federal Fluminense – UFF.

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