Foi-se o tempo em que ambientes robotizados e realidade virtual representavam um cenário futurístico e intangível. As indústrias se apropriam cada vez mais do uso de tecnologias em busca de economia e produtividade, fatores que impulsionaram a mudança de paradigma do setor e o surgimento da chamada “indústria 4.0”. O termo apresentado na Feira de Hannover em 2011 marca a nova orientação das políticas industriais, que ganharam o apoio do governo alemão e fama pelo mundo, sendo considerada a Quarta Revolução Industrial.

Projeto Digital Innovation Journey leva capacitação sobre digitalização industrial aos gerentes de empresas interessadas em avançar

O mundo sabe disso há quase dez anos, mas a digitalização da indústria caminha a passos mais lentos no Brasil. Segundo o Mapa Estratégico da Indústria 2018-2022, da Confederação Nacional da Indústria (CNI), apesar de a inserção na indústria 4.0 ser um aspecto importante para o futuro do setor, o país ainda demora a avançar em rankings relacionados à inovação industrial — no caso do Índice Global de Inovação de 2018, ocupou a 64.º posição entre 126 países, o que equivale a cinco degraus acima em relação à lista anterior, mas ainda distante dos primeiros colocados. O estudo da CNI reconhece gargalos macroeconômicos, mas também no interior das empresas — nesse último caso, há melhorias a serem feitas nos processos e na capacitação dos empregados. Uma oportunidade para isso, diz a CNI, é o investimento em pesquisa, desenvolvimento e inovação.

Uma série de projetos desenvolvidos em programas de pós-graduação do Setor de Tecnologia da UFPR — especialmente o de Engenharia Mecânica (PPGMec) — tem ajudado a interligar o conhecimento da universidade com o de indústrias na busca pela digitalização do setor. As demandas empresariais para a capacitação e produção de conhecimento na área contribuíram para a criação do Grupo de Pesquisa Indústria 4.0, formado por professores, pesquisadores e estudantes de diversas áreas do conhecimento. Por meio dessa iniciativa, a UFPR tem reunido iniciativas pioneiras no tema, que passam por projetos de extensão e de pesquisa, além de especializações (cursos lato sensu) e a aprovação de um mestrado profissional em Engenharia de Manufatura com ênfase em Industrialização 4.0.

Professores Pablo Valle (à esq.) e Augusto Pescador lecionam para alunos de especialização no Laboratório de Fabricação, em Curitiba. Foto: Nicolle Schumacher/Sucom-UFPR, 2019
Professores Pablo Valle (à esq.) e Augusto Pescador lecionam para alunos de especialização no Laboratório de Fabricação, em Curitiba. Foto: Nicolle Schumacher/Sucom-UFPR, 2019

Trata-se de um passo para que a indústria brasileira possa se beneficiar do conhecimento gerado na universidade, que, como contrapartida, recebe a oportunidade de entender as demandas nacionais. “Precisamos conversar com a máquina”, explica, entusiasmado, o coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial 4.0 da UFPR, Pablo Deivid Valle. “No modelo tradicional, você precisa parar a máquina quando ela apresenta variações e precisa de ajustes. A proposta da indústria 4.0 é não fazer esse tipo de intervenção. Monitoramos todo o processo e, pelas vibrações que a máquina produz, quando há um desvio já iniciamos a investigação, corrigimos e voltamos à normalidade. Com isso, se ganha em competitividade e eficiência”.

A aproximação da universidade com a indústria permite a fusão entre teoria e prática leva os alunos a aplicarem os trabalhos no ambiente empresarial. “O processo é benéfico para os dois lados”, garante Valle. “As empresas são o melhor cenário para desenvolvimento dos nossos alunos porque ali eles podem aprender efetivamente, acompanhando o dia a dia de quem está na indústria. Por outro lado, conseguimos transferir o resultado em curto prazo para que a empresa busque o caminho correto, considerando a volatilidade do mercado, com riscos iminentes”, diz.

Parcerias já firmadas com empresas da Grande Curitiba

Para compreender a situação e a maturidade de cada segmento que procura a universidade, os docentes visitam as empresas que procuram auxílio. “Queremos contribuir da maneira mais assertiva possível”, relata Pablo Valle.

Em uma das parcerias, professores da UFPR elaboraram um programa de desenvolvimento em três plantas da multinacional Electrolux – em Curitiba, São Carlos e Manaus. Firmado por convênio entre a UFPR, Fundação de Apoio da UFPR (Funpar) e Electrolux, o projeto Digital Innovation Journey envolve os departamentos de Engenharia Mecânica (Demec), Engenharia de Produção (DEP), Administração Geral e Aplicada (Daga) e Ciência e Gestão da Informação (Decigi) da UFPR.

Procura de trabalhadores da indústria levou à criação de duas especializações lato sensu sobre Indústria 4.0 e do mestrado profissional, aprovado em 2018

Ministrado pelos docentes, o curso de extensão capacita cerca de 120 colaboradores da empresa para a implementação de processos da chamada manufatura digitalizada.

“Nossa estratégia é idealizar projetos de baixo custo. Geralmente, há soluções estabelecidas, mas são caras. Procuramos desenvolver sistemas simples, com formas de prototipar soluções rápidas e baratas”, diz Valle.

Sob a orientação dos professores, estudantes de graduação e pós-graduação também trabalham na digitalização do processo de produção da multinacional SIG Combibloc. O projeto consiste em criar uma fábrica virtual, paralelamente à fábrica física, para antever problemas a partir da sensorização dos processos. A parceria inclui bolsas para os estudantes, viabilizadas pela empresa.

“Os projetos geram recursos para investimento na própria universidade, no desenvolvimento de laboratórios e da nossa estrutura. Com isso, faremos projetos ainda melhores e avançaremos. É um círculo virtuoso, uma espiral crescente nessa direção”, conclui.

Linhas de pesquisa abordam o uso de tecnologia em diversas frentes das fábricas

As especializações em Engenharia Industrial 4.0, Engenharia de Manutenção 4.0, e Energias Renováveis e Eficiência Energética, oferecidas pelo Departamento de Engenharia Mecânica da UFPR, recebem uma grande demanda de interessados. “A Manutenção 4.0, por exemplo, atraiu muitos profissionais que já atuam na área e buscam novas ferramentas para aplicar nas empresas. A indústria não é feita só de máquinas, precisa de pessoas, e a universidade faz essa ponte porque capacita recursos humanos para suprir as necessidades da empresa ou montar seu próprio negócio”, avalia o coordenador do curso, Alexandre Augusto Pescador Sardá.

Pesquisadores defendem a estratégia de adesão à digitalização pelo segundo setor brasileiro sem depender de tecnologia estrangeira, ou seja, o investimento em pesquisa e inovação

O docente da Pós-graduação em Engenharia de Produção, Fabiano Drozda, aponta que desde os primeir os passos da indústria 4.0 a produção científica sobre o tema ganhou força. “Temos visto um crescente aumento nas publicações que tratam desse assunto. Segundo a dissertação de mestrado de Assis Assad Neto, defendida em 2019 no Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção, a quantidade de publicações relacionadas à indústria 4.0 na base de dados Scopus passou de 03 em 2012 para 2073 em 2018. A Scopus – uma das principais bases de dados científicos – mostra que, entre 2012 e 2017, houve um aumento de 800% em temas relacionados à indústria 4.0. Isto demonstra a relevância relacionada e interesse no tema pelos pesquisadores de todo o mundo”.

Drozda coordena o grupo de pesquisa de Inteligência na Manufatura (GIMa), formado por professores que atuam em duas linhas de pesquisa na indústria 4.0. “Temos oito alunos de mestrado e dois de graduação estudando novas tecnologias que podem ser aplicadas na manufatura com o objetivo de aumento de produtividade e sustentabilidade”.

As linhas de pesquisa abordam o uso de tecnologia para coleta de dados, análise e tomada de decisão na manufatura, usando métodos estatísticos, inteligência artificial e programação; além da utilização da manufatura aditiva de polímeros para fabricação de componentes para as indústrias automotiva, petroleira e de eletrodomésticos, em substituição aos tradicionais processos de fabricação.

O mestrado em Engenharia de Produção também oferece linhas de pesquisa vinculadas à indústria 4.0. Em uma das dissertações defendidas, o engenheiro Marcos Schules desenvolveu e aplicou um método de diagnóstico das tecnologias da indústria 4.0 em uma empresa industrial. O trabalho, segundo o orientador, professor Marcelo Gechele Cleto, foi além da investigação. “Nosso objetivo foi fazer um link entre tais tecnologias e os indicadores de sustentabilidade. Não só a questão econômica nos interessava, o trabalho avaliou os impactos na produtividade, indicadores econômicos e de sustentabilidade”.

O modelo criado por Schules foi, então, aplicado em um laboratório de testes de motores de combustão de grande porte, de uma empresa do ramo automotivo, pelo mestrando Thiago Lisboa da Silva. O estudo de caso foi realizado durante quatro meses para identificar quais tecnologias da indústria 4.0 poderiam melhorar os indicadores e até automatizar o processo de testes.

“As tecnologias geram melhoria nos indicadores de performance, tais como eficiência de consumo de energia e melhoria de trabalho para os operadores”, explica Silva. “Concluímos que ferramentas como Big Data e a realidade aumentada podem ser aplicadas. Agora vamos propor essas soluções para a empresa”.

“Temos a missão de aproximar os pesquisadores e professores das empresas. O cenário está mais favor ável para interagir com as indústrias, há projetos em vários departamentos da universidade, é uma tendência que traz bons resul tados para ambos”, completa o orientador.

Mestrado profissional surgiu de demanda regional por especialização

O mestrado profissional em Engenharia de Manufatura com ênfase em Industrialização 4.0, aprovado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) no segundo semestre de 2018, abrange a pesquisa aplicada, com a proposta de desenvolver pesquisa em sinergia com as atividades diárias dos profissionais.

O coordenador do mestrado, professor Ramón Cortés Paredes, afirma que o desenvolvimento acelerado da ciência e tecnologia é observado pela Capes como um grande desafio para as instituições de ensino superior. “Nossa proposta é uma resposta à necessidade dos distintos setores de nossa indústria paranaense e nacional, no sentido de disponibilizar conhecimentos recentes vindos da pesquisa, da academia e da mesma indústria, unidas para gerar tecnologia própria e aumentar a apropriação e geração de conhecimento”.

Com três linhas de pesquisa – materiais avançados, processos de fabricação e integração e simulação de processos –, a primeira etapa seleciona os candidatos por projeto, que deve estar conectado a uma empresa obrigatoriamente. De acordo
com o professor Valle, o curso eleva a empregabilidade dos participantes e transfere resultados significativos para as empresas em curto prazo. “Conversamos com as empresas e damos o suporte para prospectar trabalhos interessantes. Transferimos resultado para as empresas e desenvolvemos habilidades e competências dos mestrandos”, diz.

O curso stricto sensu de caráter profissional oferece 35 vagas e conta com 15 professores permanentes. As aulas tiveram início em março.

“TCC Startup” exige que projetos apresentem inovação

A metodologia considerada inovadora traz orientações colaborativas com um grupo de docentes, conforme detalha Valle. “Os projetos perpassam várias áreas e requerem competências diferenciadas. Esse modelo é diferente do mestrado acadêmico, porque proporciona um avanço na aprendizagem e em conjunto. Isso eleva o patamar da qualidade”.

Algumas aulas serão ministradas dentro das empresas com aplicação da tecnologia in loco. Outra inovação é a forma de apresentação do trabalho de conclusão de curso (TCC), que tem como foco o desenvolvimento de um projeto voltado a uma empresa (real ou imaginária), com base nos conhecimentos entregues pelo mestrado. O formato foi batizado de TCC Startup, uma vez que o ambiente previsto é o de uma empresa com produto emergente.

“Pretendemos proporcionar o incremento de eficiência e competitividade para as empresas e habilitar nossos alunos para atuar nesse cenário, favorecendo a geração de valor, facilitando a vida das pessoas com segurança, sustentabilidade e equilíbrio social”, conclui.

FÁBRICAS INTELIGENTES PERMITEM A TRANSIÇÃO DA INDÚSTRIA BRASILEIRA

Tecnologias como Big Data, manufatura aditiva e robótica avançada passaram a revolucionar a forma de trabalho das indústrias, causando rupturas nos tradicionais modelos de negócios e métodos de gestão de processos. As chamadas
Smart Factory (Fábricas Inteligentes) utilizam tais ferramentas para obter vantagens competitivas.

A transição para a indústria 4.0, de acordo com especialistas, ocorre gradualmente. No Brasil, apesar da desaceleração do setor com a crise econômica e política, a tendência também cresce. O professor Fabiano Drozda explica que o investimento inicial e a escassez de mão de obra qualificada para caminhar rumo à manufatura integrada dentro de um ambiente digital ainda preocupam, mas que a indústria 4.0 é um caminho sem volta.

“Da mesma forma que vivemos as revoluções industriais anteriores, a quarta deve ser o norte buscado pelos empresários de forma a se manterem competitivos no mercado que atuam. A globalização foi a porta de abertura para muitos mercados, mas também permitiu que empresas estrangeiras tivessem acesso ao nosso mercado, aumentando a necessidade de melhorias do processo. Assim, sobreviverá aquele que for mais competitivo, e, neste caso, a i4.0 parece ser a base de sustentação para isso”, diz.

Pablo Valle aponta que as novas tecnologias viabilizam a produção de maneira mais eficiente, com ganho em competitividade e redução de custos. “Isso traz de volta para nossas indústrias aquela produção que foi perdida para países como China e Índia, onde a mão de obra era barata. Agora, a medida em que você tem tecnologia para desenvolver a atividade de maneira autônoma, a dependência da mão de obra não é tão significativa”, explica.

A mudança de paradigma também é considerada como determinante para proporcionar melhorias das condições de trabalho, com a redução de atividades repetitivas e elevação do valor agregado.

“Os colaboradores passam a trabalhar com atividades cognitivas, utilizando softwares, ambientes de simulação, estatística, e tudo isso gera rendimento, salário e satisfação melhores”, diz Valle. “Nessa gangorra que é o processo de evolução da sociedade, profissões surgem e outras desaparecem. Habilidades são requeridas para esse mundo tecnológico que faz com que você tenha um grande volume de informações que precisa ser transformado numa decisão assertiva no processo, customizando a produção, agregando mais valor, gerando mais negócios e riqueza e atendendo a demanda do cliente”.

📖 Publicado originalmente na Revista Ciência UFPR (V. 4, nº 5, 2019).
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