[Traduzido] O que é a Indústria 4.0?

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No início da minha carreira, trabalhei no setor de automação industrial. Depois, para ganhar algum dinheiro extra dando aulas, fui a várias cidades e ministrei aulas sobre “A Indústria 4.0 e a História da Civilização Industrial”. Por isso, muitas pessoas achavam que eu entendia muito bem sobre a Indústria 4.0 (na verdade, meu conhecimento era apenas superficial). Hoje de manhã, um bom amigo da LeTV me perguntou o que exatamente é a Indústria 4.0. Eu tinha prometido explicar isso para ele pessoalmente, mas depois pensei que seria melhor organizar os materiais e as ideias para compartilhar com todos vocês. Por isso, hoje vou falar sobre essa misteriosa Indústria 4.0. Devo esclarecer que o Coelho é apenas um transmissor de conhecimento; o que eu digo pode não estar correto. São apenas resultados da análise e compreensão de muitos materiais que li. Na verdade, a Indústria 4.0 não tem uma resposta padrão; nem mesmo os alemães a possuem. Vamos primeiro analisar três conceitos: a Indústria 1.0, marcada pela mecanização e pelo uso da máquina a vapor como fonte de energia para substituir o trabalho humano. A partir daí, a artesanato se separou da agricultura, evoluindo oficialmente para a indústria. A Indústria 2.0 foi marcada pela eletrificação, com o uso generalizado da eletricidade para alimentar máquinas, substituindo assim a força do vapor. A partir daí, houve uma divisão do trabalho entre a produção de peças e a montagem dos produtos, e a indústria entrou na era da produção em larga escala. A Indústria 3.0 é marcada pela automação, com o uso de CLPs (Controladores Lógicos Programáveis) e PCs. A partir daí, as máquinas não apenas assumiram a maior parte do trabalho físico realizado pelos seres humanos, mas também parte do trabalho intelectual. Assim, a capacidade de produção industrial passou a superar a capacidade de consumo dos seres humanos, entrando-se assim em uma era de excesso de produção. Essas três definições são bastante acadêmicas. Fiquem tranquilos: esta é a parte mais acadêmica de todo o texto. Depois disso, decidi usar o método dos monges para contar essa história para vocês. Para entender a Indústria 4.0, precisamos primeiro analisar a situação atual, que chamamos de Indústria 3.X. Em termos da linguagem utilizada nos romances de fantasia, isso corresponde ao período intermediário da versão 3.0. Nesse estado, há automação total e informatização parcial. Temos que começar falando sobre o modelo de negócios da fábrica. Como uma fábrica, ela tem apenas dois propósitos: produzir produtos e depois vendê-los. Portanto, nas indústrias, geralmente há duas grandes áreas: a área de produção e a área de negócios. A primeira é gerenciada por meio do MES (Sistema de Execução de Manufatura), enquanto a segunda é gerenciada por meio do ERP (Sistema de Informação Gerencial). Qual é a diferença entre esses dois sistemas? O ERP tem como foco a gestão de informações financeiras, enquanto o MES se concentra no controle do processo de produção. Em termos simples, o ERP informa quantas garrafas precisam ser produzidas, em que dia deve ser feito o pedido e em que dia as garrafas devem ser entregues. Já o MES é responsável por monitorar e gerenciar cada etapa do processo de produção dessas garrafas. Em muitas oficinas das fábricas na China, já foi alcançada uma conexão básica entre os vários equipamentos de produção, bem como entre esses equipamentos e os controladores. Nas empresas mais avançadas, toda a fábrica está interconectada por meio do Sistema de Execução de Manufatura (MES), enquanto os departamentos de negócios estão todos conectados por meio do ERP. Encontrou algum problema? Na verdade, o ERP e o MES não estão conectados! Portanto, quando o ERP envia instruções de planejamento de produção ao MES, e ocorrem desvios em relação ao plano durante o processo de produção (como equipamentos queimados, matérias-primas de qualidade insatisfatória, etc.), o MES faz os ajustes de acordo com as condições reais da fábrica. Mas o ERP não sabe disso! Portanto, ele continuará a processar os pedidos de acordo com o plano original. Com o passar do tempo, surgirão grandes discrepâncias entre o sistema financeiro e a realidade operacional da fábrica. Quanto ao motivo pelo qual não houve conexão, existem duas razões. Primeiro, as empresas responsáveis pelo desenvolvimento do ERP e do MES são, geralmente, dois grupos separados: um responsável pelas áreas financeiras e outro pela produção. Eles não só não entendem o jargão profissional um do outro, mas também desprezam-se mutuamente. Além disso, os departamentos de negócios e os departamentos de produção geralmente operam separadamente na empresa, e cada um dos seus líderes tem seus próprios fornecedores preferidos (as razões são óbvias). Claro, a inteligência do povo é infinita. Eles certamente não vão ficar parados, permitindo que as discrepâncias entre os dois sistemas aumentem cada vez mais. Já que os sistemas não funcionam bem, nós podemos intervir manualmente. Nós, trabalhadores, temos força suficiente para isso. Portanto, as oficinas das fábricas costumam criar regularmente uma tabela com as alterações necessárias no MES e entregá-la ao departamento de negócios, que então faz as ajustes manualmente no ERP. Os problemas com ERP e MES são apenas um exemplo dos problemas de desconexão entre os sistemas existentes na fábrica. Na verdade, há muitos outros sistemas na fábrica: de design, produção, compras, administração, etc. Todos esses sistemas funcionam como “ilhas de informação”, sem que saibam o que os outros estão fazendo ou em qual fase se encontram. Uma das partes apresentou uma situação especial; as outras partes não sabiam disso. Só quando o problema surgiu é que foi possível voltar atrás e modificar cada sistema individualmente. A propósito, o motivo pelo qual o celular concebido por Lao Luo teve dificuldades na produção foi porque, durante o processo de design, os funcionários responsáveis pela fabricação não tinham acesso em tempo real às informações necessárias. Por isso, durante a produção real, descobriu-se que o design original resultaria em uma taxa muito baixa de produtos de qualidade, o que fez com que fosse necessário voltar atrás e redesenhar o produto. Dessa forma, cada produto precisa ser modificado repetidamente; por isso, para que um produto industrial passe do estágio de design para a produção em larga escala, costumam ser necessários um ou dois anos. Claro, esse tipo de situação não existe desde o primeiro dia. Antigamente, na era industrial, o ciclo de vida dos produtos era muito longo; um determinado modelo de inversor fabricado pela empresa onde trabalhava o “Irmão Coelho” podia ser vendido por trinta anos. Assim, o tempo necessário para desenvolvimento e lançamento do produto parecia não ser tão significativo. Quanto aos outros problemas, a comunicação humana era suficiente para resolvê-los, e, mesmo que houvessem erros, tudo acabava se resolvendo sem grandes problemas. No entanto, o lobo assustador acabou chegando mesmo assim. Esses dois “lobos”: um se chama excesso de capacidade produtiva, e o outro, internet. O excesso de capacidade produtiva em nível global faz com que a concorrência entre as empresas se torne cada vez mais acirrada. Já não é mais possível vender um mesmo produto por trinta anos; quem não for rápido, será superado por aqueles que são. O celular “Lao Luo’s Sentimental Phone” ficou disponível no mercado por apenas alguns meses. De um produto muito esperado e sucesso de vendas, tornou-se um produto obsoleto e sem valor algum. O ciclo de vida desse produto foi **encurtado**. A chegada da era da Internet abalou um dos pilares da era industrial: a assimetria de informações. Na era industrial, como as fabricantes não conseguiam entender, a baixo custo, as necessidades de cada cliente, elas costumavam adotar uma abordagem genérica: combinavam várias funcionalidades em um único produto. Por exemplo, se você quiser um par de sapatos que sirvam no seu pé, a fábrica de sapatos não consegue saber qual é o tamanho do seu pé. Por isso, eles precisam medir os pés de muitas pessoas e, em seguida, dividir os tamanhos mais comuns em 40, 41, 42, etc. Mas, se o seu pé for muito grande ou muito pequeno, infelizmente, não será possível atendê-lo. A Internet mudou essa situação: as pessoas podem se conectar umas com as outras, e com as empresas, a baixo custo. Isso permite que as necessidades individuais de cada pessoa sejam atendidas, fazendo com que as pessoas prefiram cada vez mais produtos personalizados. Mas a demanda por produtos personalizados não é tão grande, o que exige que as indústrias sejam capazes de produzir em pequenas quantidades e de forma rápida. Esses dois “lobos” forçam a indústria tradicional a fazer algo que ela menos gosta de fazer: produzir de forma rápida, em pequenas quantidades e de maneira personalizada. Nesse momento, é preciso fazer alguns preparativos primeiro: a Indústria 3.0 precisa evoluir para a versão 3.X. A chamada Indústria 3.X consiste, na verdade, em integrar completamente sistemas de informação como ERP e MES, de modo que todos os “ilhas de informações” existentes nas fábricas possam se conectar entre si. Nesse momento, passamos de uma automação total e de uma informatização parcial para uma automação total e uma informatização completa, ou seja, a fase final da Indústria 3.0. Não subestime este processo; só por este ponto, talvez a China precise de dez anos ou até mais para concluí-lo. Bem, tudo o que foi mencionado anteriormente são problemas reais. Após alcançarmos a versão 3.0, começaremos uma jornada cheia de elementos de ficção científica. Finalmente, estaremos prestes a entrar na Era da Indústria 4.0. Nesse processo, tanto no nível 3.0 quanto na automação e informatização completas, é preciso começar a fazer uma coisa: casar-se e ter filhos. Esse processo é chamado de Indústria 4.0 na Alemanha, e de Internet Industrial nos Estados Unidos. No nosso Ministério da Indústria, chamamos isso de integração entre as duas áreas tecnológicas. Já os entusiastas da Internet das Coisas o denominam “conexão de tudo”. Aqui eu gostaria de dizer que, quando todos os objetos precisam se comunicar entre si, surge uma questão: em que idioma? Falar inglês, alemão ou dialeto de Sichuan? O que é um protocolo de comunicação? Essa é uma questão fundamental. Você pode perguntar: por que não usar os métodos de comunicação da Internet atualmente, ou seja, os protocolos TCP/IP? Isso é uma questão técnica, e não é possível explicá-la para alguém que não entende muito de tecnologia (na verdade, eu mesmo, que já fui engenheiro de automação, também não entendo muito bem disso). Em resumo, a forma de comunicação na Internet ainda é muito lenta, a precisão não é suficiente e a segurança também é precária. Já na produção industrial, as exigências em termos de velocidade, precisão e segurança são muito maiores do que as exigidas para filmes caseiros de qualidade, como os do professor Cang. Portanto, com a interconexão de todas as coisas, é necessário um protocolo de comunicação específico. Isso também representa a Indústria 4.0 na Alemanha, a Internet das Coisas nos Estados Unidos, e o conceito de integração entre tecnologia digital e industrial na China, conhecido como “Made in China 2025”. Por trás desses termos modernos, existe um problema central: todos estão competindo pelos padrões de comunicação. Os Estados Unidos têm a melhor internet do mundo, por isso os americanos querem passar da fase de informatização para a fase de automação ； E a indústria de máquinas da Alemanha é a mais forte, por isso ele deseja passar do nível de automação para o nível de informatização ； A China é, sem dúvida, o maior país em termos de indústria manufatureira e o segundo maior em termos de uso da internet. Por isso, ela não quer se alinhar a nenhum dos dois lados, e pretende desenvolver seu próprio modelo de “internet+”, conhecido como “Made in China 2025”. De acordo com a convenção dos romances de cultivo, cada nível deve ser dividido em um subnível, a fim de destacar as diferenças e a superioridade de cada um. Seguindo esse método, dividi a Indústria 4.0 em seis níveis diferentes. ▲Primeira fase da Indústria 4.0: produção inteligente. Como já dissemos anteriormente, os equipamentos de produção e os sistemas de informação de gestão também estão conectados entre si, e há conexão também entre os equipamentos e esses sistemas de informação. Você acha que falta algo? Isso mesmo, as matérias-primas para produção e os equipamentos de produção ainda não foram conectados. Nesse momento, precisamos de algo chamado RFID, a tecnologia de identificação por radiofrequência. Acho que você não vai entender. Em termos simples, isso é como um código QR, mas pode conter informações próprias. O que o torna melhor que um código QR é o fato de poder se comunicar sem fio. Vou descrever uma cena: na fábrica de produção da Pepsi-Cola, três garrafas passam sucessivamente pela linha de produção. Cada garrafa possui um código QR, no qual está registrado que se trata de refrigerante feito especialmente para Zhang San, Li Si e Wang Ermazi. Quando o primeiro frasco chega ao local de envase, a comunicação sem fio por meio do código QR informa ao controlador na sala de controle que Zhang San prefere algo mais doce, portanto é preciso adicionar mais açúcar. Em seguida, o controlador instrui a máquina de envase a “adicionar dois quilos de açúcar branco!” ”(Zhang San realmente teve azar…) A segunda garrafa chegou, e disseram que Li Si tinha diabetes, portanto não precisava de açúcar. Então, o controlador informou ao braço robótico: “Este cliente não quer açúcar!” ” O terceiro frasco foi trazido. Disseram que Wang Ermazi queria Fanta. Então, o operador instruiu o braço robótico responsável por encher com Coca-Cola: “Pare um pouco”. Depois, disse ao braço robótico responsável por encher com Fanta: “Agora, comece!” ” Viu? Várias variedades, pequenas quantidades, produção personalizada. A partir do momento em que você faz o pedido online, cada garrafa de refrigerante é produzida especialmente para você. Todas as suas características são adaptadas aos seus gostos. Isso é produção inteligente. ▲A segunda era da Indústria 4.0: produtos inteligentes. O processo de produção se tornou mais inteligente; portanto, os produtos industriais acabados também podem ser tornados inteligentes. Isso não é difícil de entender. Os dispositivos inteligentes que vocês veem, como pulseiras inteligentes, bicicletas inteligentes, tênis de corrida inteligentes e outros, seguem esse mesmo princípio. Trata-se de usar o produto como um ponto de coleta de dados, coletando continuamente os dados dos usuários e enviando-os para a nuvem, facilitando assim a gestão por parte dos usuários. Uma das principais divergências entre a Indústria 4.0 da Alemanha e dos EUA, e a Internet Industrial, é se deve-se priorizar a criação de fábricas inteligentes ou a desenvolvimento de produtos inteligentes primeiro. A Alemanha deseja o primeiro, os Estados Unidos, o segundo. Quanto à China, basta adicionar isso; tanto adicionar de um jeito quanto de outro serve, desde que consigamos enganar a todos. ▲A terceira fase da Indústria 4.0: a transformação da produção em serviços. Como foi dito anteriormente, os produtos inteligentes coletam continuamente dados e informações sobre o usuário, enviando-os ao fabricante. Isso torna possível um novo modelo de negócios, baseado na cobrança por serviços. Há muitos anos, em determinada empresa, eles começaram a cobrar por serviços. Na época, achei que era uma decisão estúpida, tomada às pressas pelos alemães. Mas agora entendo que isso faz parte de um plano para a industrialização dos serviços, já iniciado há vários anos, como parte da Indústria 4.0. Qual é a sua impressão sobre determinada marca? Frigorífico? Seu idiota! Ao longo dos anos, essa empresa comprou silenciosamente várias empresas de software famosas, tornando-se a segunda maior empresa de software da Europa, atrás apenas da SAP. O que é esse serviço? Por exemplo, em relação à produção de um motor de tração para trens de alta velocidade, antigamente a empresa vendia simplesmente o motor. Agora, enquanto esse motor está em funcionamento, ele envia constantemente dados de volta à fábrica da empresa. Dessa forma, a empresa consegue saber qual é o estado atual do motor e quando é necessário realizarem manutenções nele. Como é que os fabricantes de trens de alta velocidade agiam no passado? Uma solução única: define-se um horário, e, quando chega essa hora, faz-se a manutenção, independentemente de ser necessária ou não. Isso não faz diferença alguma na manutenção dos nossos carros. Agora, existe um sistema que pode lhe dizer quando é necessário fazer reparos e quando é preciso realizar manutenção. Se você quiser saber disso, infelizmente, é preciso pagar. Para dar outro exemplo, com a implementação de produtos inteligentes, cada carro passará a coletar constantemente dados do ambiente ao seu redor, a fim de determinar sua rota de trajetória. Todo o sistema de transporte se tornará totalmente baseado em serviços; ninguém precisará mais comprar carros. Um dia, talvez dirigir um carro se torne uma prática ilegal, pois os dispositivos são inteligentes, enquanto as pessoas não são controláveis. Nesta fase, todos os fabricantes se transformarão em prestadores de serviços. ▲A quarta era da Indústria 4.0: fábricas em nuvem. À medida que a integração das duas tecnologias nas fábricas se aprofunda, surge um novo modelo de negócios: a fábrica em nuvem. Os equipamentos nas fábricas também são inteligentes hoje em dia. Eles coletam constantemente seus próprios dados e os enviam para a Internet Industrial. Dessa forma, podemos saber quais linhas de produção de cada fábrica estão funcionando a plena capacidade, e quais estão ociosas. Portanto, essas fábricas que têm capacidade ociosa podem vender sua capacidade de produção para que outras pessoas possam utilizar essa capacidade para produzir. A razão pela qual a indústria da Internet se desenvolveu tão rapidamente é porque os empreendedores precisam se concentrar apenas na inovação de produtos e modelos de negócios. Eles não precisam comprar servidores por conta própria; basta alugar serviços em nuvem. Atualmente, os empreendedores do setor industrial ainda precisam se decidir constantemente entre contratar serviços de OEM ou construir suas próprias fábricas, o que limita bastante a inovação nessa área. Quando as fábricas em nuvem se tornarem realidade, prevejo que haverá uma onda de inovação e empreendedorismo no setor industrial da China, uma onda cem vezes maior do que a da Internet. Nesse momento, tudo na sociedade será profundamente transformado. O motivo pelo qual o irmão Coelho está determinado a investir e oferecer serviços de empreendedorismo no campo da indústria digital é justamente por estar aguardando essa oportunidade. Espero ser um antepassado, e não um mártir. Mesmo que sejam heróis mortos em batalha, não importa. Nós temos uma consciência elevada; somos pessoas puras, alheias a interesses vulgares... (O texto publicitário de dez mil palavras é omitido aqui; basta compreender o espírito da mensagem.) ▲O quinto nível da Indústria 4.0: ataques interdisciplinares. O setor da internet fala todos os dias sobre como atacar as indústrias tradicionais por meio de estratégias inovadoras, como Google, Xiaomi, Alibaba e LeEco. Mas eu digo a você: quando a Indústria 4.0 chegar ao seu quinto estágio, os ataques realizados pelas empresas industriais serão cem vezes mais intensos do que aqueles feitos por essas empresas de internet. Esse processo abalará fundamentalmente as bases da economia e da administração modernas, reconfigurando toda a sociedade empresarial. Por exemplo, uma fabricante de relógios: esse relógio fica colado ao corpo da pessoa o dia todo, coletando diversos dados sobre o corpo dela. Esses dados podem não ser úteis para a fabricante do relógio, mas representam um verdadeiro tesouro para as companhias de seguros. Nesse caso, a fabricante de relógios pode se transformar na melhor companhia de seguros. Quando a automação e a informatização se integrarem profundamente, a concorrência interdisciplinar se tornará algo normal, e todos os modelos de negócios serão reestruturados. ▲Indústria 4.0: um sucesso total… Matrix. Todo o processo da Indústria 4.0 é um processo de integração contínua entre automação e informatização, além de ser um processo de redefinição do mundo por meio de softwares. No futuro, o multiverso se tornará realidade no mundo virtual; um mundo real corresponderá a inúmeros mundos virtuais. Se o mundo real mudar, o mundo virtual também mudará ； Se o mundo virtual mudar, o mundo real também mudará. Tudo é controlado com precisão com base em dados; a maior parte do trabalho físico e intelectual dos seres humanos será substituída por máquinas e inteligência artificial. Todos os princípios econômicos atuais deixarão de ser aplicáveis. Mas há algumas coisas que não mudam, eu acredito. O amor, a responsabilidade e a coragem dos seres humanos, o anseio pelo futuro e pela liberdade, bem como a luta incessante. Sempre em crescimento.