A indústria moderna passou por grandes avanços desde sua primeira iteração no início da revolução industrial no século XVIII. Durante séculos, a maioria dos produtos, inclusive armas, ferramentas, alimentos, roupas e moradia, foi fabricada manualmente ou com o uso de animais de trabalho. Isso mudou no final do século XVIII com a introdução de processos de fabricação. O progresso do Setor 1.0 foi, então, uma rápida escalada que levou à próxima era industrial – o Setor 4.0. Aqui discutiremos a visão geral dessa evolução.
Indústria 1.0
O final do século 18 introduziu as instalações de produção mecânica no mundo. Máquinas movidas a água e vapor foram desenvolvidas para ajudar os trabalhadores na produção em massa de mercadorias. O primeiro tear foi introduzido em 1784. Com o aumento da eficiência e da escala de produção, as pequenas empresas deixaram de atender a um número limitado de clientes e passaram a ser grandes organizações com proprietários, gerentes e funcionários atendendo a um número maior de pessoas. O setor 1.0 também pode ser considerado como o início da cultura do setor, que se concentrava igualmente em qualidade, eficiência e escala.
Setor 2.0
O início do século XX marcou o início da segunda revolução industrial – Indústria 2.0. O principal fator que contribuiu para essa revolução foi o desenvolvimento de máquinas que funcionam com energia elétrica. A energia elétrica já estava sendo usada como fonte primária de energia. As máquinas elétricas eram mais eficientes para operar e manter, tanto em termos de custo quanto de esforço, ao contrário das máquinas baseadas em água e vapor, que eram comparativamente ineficientes e consumiam muitos recursos. A primeira linha de montagem também foi construída durante essa época, simplificando ainda mais o processo de produção em massa. A produção em massa de mercadorias usando a linha de montagem tornou-se uma prática padrão.
Essa era também viu a evolução da cultura do setor introduzida na Indústria 1.0 no programa de gerenciamento para aumentar a eficiência das instalações de fabricação. Várias técnicas de gerenciamento de produção, como a divisão do trabalho, a fabricação just-in-time e os princípios de fabricação enxuta, refinaram os processos subjacentes, levando à melhoria da qualidade e da produção. O engenheiro mecânico americano Fredrick Taylor introduziu o estudo da abordagem para otimizar o trabalhador, as técnicas do local de trabalho e a alocação ideal de recursos.
Indústria 3.0
A próxima revolução industrial, que resultou na Indústria 3.0, foi provocada e estimulada pelos avanços no setor eletrônico nas últimas décadas do século XX. A invenção e a fabricação de uma variedade de dispositivos eletrônicos, incluindo transistores e circuitos integrados, automatizaram substancialmente as máquinas, o que resultou em redução do esforço, aumento da velocidade, maior precisão e até mesmo a substituição completa do agente humano em alguns casos. O PLC (Programmable Logic Controller, controlador lógico programável), que foi construído pela primeira vez na década de 1960, foi uma das invenções marcantes que significou a automação usando eletrônicos. A integração de hardware eletrônico nos sistemas de fabricação também criou uma necessidade de sistemas de software para habilitar esses dispositivos eletrônicos, o que, consequentemente, também alimentou o mercado de desenvolvimento de software. Além de controlar o hardware, os sistemas de software também possibilitaram muitos processos de gerenciamento, como planejamento de recursos empresariais, gerenciamento de estoque, logística de remessa, programação de fluxo de produtos e rastreamento em toda a fábrica. Todo o setor foi ainda mais automatizado com o uso de eletrônicos e TI. Os processos de automação e os sistemas de software evoluíram continuamente com os avanços no setor de eletrônica e TI desde então. A pressão para reduzir ainda mais os custos forçou muitos fabricantes a se mudarem para países de baixo custo. A dispersão da localização geográfica da fabricação levou à formação do conceito de Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos.
Indústria 4.0
O boom da Internet e do setor de telecomunicações na década de 1990 revolucionou a maneira como nos conectamos e trocamos informações. Isso também resultou em mudanças de paradigma no setor de manufatura e nas operações de produção tradicionais, mesclando os limites do mundo físico e do virtual. Os sistemas ciberfísicos (CPSs) tornaram ainda mais tênue esse limite, resultando em várias interrupções tecnológicas rápidas no setor. Os CPSs permitem que as máquinas se comuniquem de forma mais inteligente umas com as outras, quase sem barreiras físicas ou geográficas.
O setor 4.0 usa sistemas físicos cibernéticos para compartilhar, analisar e orientar ações inteligentes para vários processos no setor, tornando as máquinas mais inteligentes. Essas máquinas inteligentes podem monitorar, detectar e prever falhas continuamente para sugerir medidas preventivas e ações corretivas. Isso permite uma melhor preparação e menor tempo de inatividade para os setores. A mesma abordagem dinâmica pode ser aplicada a outros aspectos do setor, como logística, programação de produção, otimização dos tempos de produção, controle de qualidade, utilização da capacidade e aumento da eficiência. As CPPs também permitem que um setor seja totalmente visualizado, monitorado e gerenciado virtualmente a partir de um local remoto, acrescentando assim uma nova dimensão ao processo de fabricação. Elas colocam máquinas, pessoas, processos e infraestrutura em um único circuito em rede, tornando o gerenciamento geral altamente eficiente.
À medida que a curva de custo da tecnologia se torna mais íngreme a cada dia, mais e mais rupturas tecnológicas rápidas surgirão a custos ainda mais baixos e revolucionarão o ecossistema industrial. O setor 4.0 ainda está em um estágio incipiente e os setores ainda estão em fase de transição para a adoção dos novos sistemas, que devem ser adotados o mais rápido possível para permanecerem relevantes e lucrativos. O setor 4.0 chegou e veio para ficar, pelo menos na próxima década.