Indústria 4.0: integração digital para melhoria da saúde e da segurança do trabalhador

Da indústria 3.0 para a 4.0 

Produção integrada por Computador ou Computer Integrated Manufacturing (CIM) foi uma abordagem de manufatura que teve início por volta da década de 70 e que, por sua vez, deu início a Terceira Revolução Industrial ou a indústria 3.0. Hoje a indústria 4.0 apresenta com conceitos similares àqueles, entretanto a principal diferença é no timing que a abordagem surgiu: hoje temos processos mais complexos e muito mais tecnologia envolvida.

A ideia inicialmente lançada na década de 70 gerou a integração de todos os processos da fábrica em sistema computadorizado, desde o chamado “chão de fábrica” até o planejamento estratégico, no topo da indústria. Naquela época, a integração de diferentes processos e máquinas com protocolos distintos já era vista com uma certa dificuldade, devido ao processo de automatização de dados. Além disso, já havia uma preocupação com a segurança e a integridade destes dados.

Contudo, o processo de integração era realizado apenas em alguns processos na indústria 3.0, que padronizaram poucos protocolos de comunicação, mas por outro lado, perderam muitos dados e por isso dificultaram a visão do todo da empresa. Já a indústria 4.0 tem a integração de sistemas como base, sendo que todas as decisões são baseadas em dados concretos e toda a indústria está conectada. O mundo da empresa não se comprime mais ao espaço físico, expande-se no espaço digital, através do compartilhamento de conhecimento e da criação de um ecossistema de inovação e evolução.

A indústria 3.0 ainda objetivava a quantidade de clientes, com foco no produto desenvolvido de forma quase imutável. Já na indústria 4.0 os produtos estão cada vez mais especializados para serem entregues de forma digital, mais próximo do cliente, de maneira personalizada para transformar o consumo do produto em uma experiência agradável e satisfatória, com constantes incrementos e evoluções.

As redes locais, isoladas com bancos de dados isolados agora perderam lugar para as redes sem fio e para internet das coisas, principalmente com a popularização de componentes como o ESP8266 e, o mais recente, o ESP32 com wifi, bluetooth, BLE integrados e dual-core. Os modelos e objetos físicos agora cedem o lugar para a realidade virtual e realidade aumentada, o que abre possibilidade para realizar visitas técnicas à distância e auxílio em tarefas por especialistas de outros locais.

Com a indústria 4.0, todos os dados das empresas encontram-se no banco de dados, juntamente com todas as informações vitais dela. Deste modo, resumir os dados em relatórios semanais ou mensais não agrega mais valor. As informações são otimizadas de forma inteligente, com a identificação de padrões, gargalos, melhorias de produção, novos negócios e satisfação dos clientes. Este contexto de inovação e aprendizagem contínua utiliza algoritmos de aprendizado de máquina e inteligência artificial para um maior aproveitamento das informações. 

É deste modo que ocorre uma disrupção do paradigma de “trabalhar mais” para “trabalhar melhor”. Para que haja uma potencialização dos dados gerados para o trabalho, algumas das ferramentas mais utilizadas na indústria 4.0 são o IoT e Big Data. As duas ferramentas caminham em paralelo pois, a partir do momento que utilizamos IoT, temos uma grande quantidade de dados entrando nos sistemas que precisam ser analisados de alguma forma. Essa grande quantidade de dados encara-se com um possível problema de Big Data.

O Big Data pode ser um problema quando levamos em consideração a quantidade de dados que está sendo gerada de maneira exponencial no mundo. Se estes dados ingeridos não forem analisados corretamente, não existiram resultados positivos e, em determinadas circunstâncias, todos os processos da empresa podem ser prejudicados. É o famoso sistema GIGO – Garbage In Garbage Out. Ou seja, se temos dados lixos na entrada, nossa análise será igualmente lixo.

 Um meio de armazenamento destes dados é a concentração deles em nuvem, sem servidores físicos, sem necessidade de manutenção, com rápida escalabilidade e processamento sob demanda. Deste modo, toda empresa conectada em servidores na nuvem representa: mais segurança, mais escalabilidade, mais agilidade e menos investimento. Para garantir um sistema escalável, ágil em aumentar ou diminuir o processamento de acordo com a demanda, algumas empresas têm investido para disponibilizar a computação em nuvem a exemplo da Microsoft Azure, Amazon AWS, Google e IBM Cloud.

Outra ferramenta importante na indústria 4.0 são os sistemas ciberfísicos. Ao contrário da computação em nuvem que realiza todo o processamento, os sistemas ciberfísicos possuem atuação em sistemas físicos, como robôs que realizam o controle de estoque ou ainda, AGVs que são dispositivos que transportam peças no chão de fábrica. Além disso, a indústria 4.0 ainda se utiliza dos sistemas multiagentes (rede de programas especialistas em comunicação), todo tipo de comunicação sem fio (especialmente o 5G) e sistemas embarcados de todos os tipos.

Entretanto, as ferramentas sozinhas não garantem que uma indústria saia do 3.0 e vá para o 4.0.  Para que a indústria atinja o patamar de 4.0 é preciso que ocorra a congruência dos seguintes elementos: Integração de sistemas; modularidade e digitalização; informação em tempo real; descentralização e inteligência de sistemas; além do controle de processos, medição e avaliação de desempenho.

É deste jeito que a 4ª revolução industrial muda profundamente a empresa em todos os setores, possibilitando a integração de sistemas, onde todos os sistemas compartilham suas informações com um banco de dados, a modularidade e digitalização, saindo do conceito antigo de sistemas monolitos para sistemas modulares. Os sistemas modulares são capazes de serem retirados do sistema central, ou adicionados, sem haver maiores complicações no processo como um todo, possibilitando ainda que todas informações sejam disponibilizadas em tempo real.

Na linha da modularidade de sistemas, a descentralização traz conceitos como o de micro serviços, que descentraliza o monólito em diversos pequenos sistemas, aumentando a segurança, agilidade e escalabilidade do processo. Logo, a inteligência de sistemas em conjunto com o controle de processos, medição e avaliação de desempenho são construídos com algoritmos de inteligência e data analytics, resultando em análises de alta qualidade de todas as etapas do processo.

Indústria 4.0 é centralizada no ser humano:

A transformação da indústria 4.0 é centralizada no ser humano, o que aumenta sua capacidade e a qualidade do seu trabalho. Neste sentido, a automação e a inteligência artificial beneficiam as tomadas de decisão, a través da canalização de todos os dados da empresa e da disponibilização de indicadores de alta qualidade. O objetivo não é eliminar o ser humano de todos os processos, mas inseri-lo em um meio com maior qualidade de trabalho para realizar tarefas mais especializadas, que geram mais conteúdo e agregam mais valor para a empresa.

Integrar o ser humano na indústria 4.0 também significa aproveitar as tecnologias e avanços científicos para tornar o ambiente de trabalho mais agradável e mais seguro, assim como também monitorar sua saúde, agindo de maneira preventiva para evitar tratamentos invasivos. Atualmente, parâmetros fisiológicos e biomarcadores como frequência cardíaca, oxigenação sanguínea, glicemia, entre outros, são facilmente utilizados, em conjunto inteligência artificial e aprendizado de máquina para prever condições fisiológicas antes do aparecimento de doenças.

Com a propagação da telemedicina, é possível ir ainda mais longe, com pontos de medição dos parâmetros fisiológicos espalhados pelo país e inclusive em áreas mais remotas, é possível que exista atendimento de alta qualidade por médicos parceiros à toda uma população, independe do local em que estas pessoas se encontrem. A computação em nuvem também possibilita o acesso a prontuários por outros médicos, realizando a análise da evolução de saúde em cada atendimento.

Uma vez que a empresa estabelece o mindset de prevenção e inclusão do ser humano como ponto focal no processo de transformação para a indústria 4.0, uma infinidade de análises e monitoramento de saúde podem ser implementados. Haverá ainda, um aumento das capacidades humanas de análise de dados através indicadores de alta qualidade e tecnologias como VR e AR, com aplicação de filtros e inserção de informações em tempo real para auxílio das tarefas a serem executadas.

No campo da Segurança do Trabalho as ferramentas da indústria 4.0 podem ser usadas, por exemplo, para o monitoramento contínuo do trabalhador em áreas de risco, onde é possível verificar a presença ou passagem de monitorados por meio de wearables e comunicação sem fio. Este tipo de ferramenta proporciona alertas para perigos que os trabalhados talvez não estejam atentos, e ainda, informam gestores sobre o acontecimento para que tomem uma ação, agindo sempre em prevenção.

Em alguns modelos de carros também já pode se verificar análises da condição física do motorista, indicando quando há indícios de fadiga, o que pode levar a acidentes. Este tipo de análise não se restringe a motoristas, mas também pode ser aplicado a todo tipo de operação manual realizada em indústrias e, ativamente, sugere descansos e pequenas pausas para manter a qualidade dos produtos a produtividade. Além disso, através do monitoramento contínuo dos parâmetros da máquina, é possível também verificar indícios de falhas e sugerir manutenções preventivas ou até substituição de máquinas antes que um acidente trágico ocorra.

Cases do Centro de Inovação SESI – Tecnologias para Saúde

O Guidoo é um aplicativo de saúde móvel que ajuda a melhorar a saúde e o bem-estar de seus usuários, por meio do incentivo à mudança de comportamentos. A plataforma oferece atualmente três serviços: Medida, Desafio e Coach. Os três módulos se completam ao obtermos as medidas de parâmetros de saúde do indivíduo, a gamificação em forma de um Desafio com tarefas de exercício festivo, alimentação saudável, prevenção, melhorias no relacionamento e controle de estresse, além do auxílio de um Coach em saúde e bem-estar, que auxilia o trabalhador a alcançar seus objetivos relacionados a saúde.

As informações de medidas estão atreladas a uma solução denominada Health Point, que é um ponto físico de medição de diversos parâmetros fisiológicos e realização de análises automatizadas de saúde, com auxílio de inteligência artificial e aprendizado de máquina. Estas informações de alta qualidade podem ser repassadas ao médico que, por sua vez, poderá solicitar uma consulta presencial ou por telemedicina. Esta solução está alinhada à estratégia do SESI com o desenvolvimento do Viva+, que integra dados de saúde em uma única plataforma e disponibiliza análises de alto valor por meio das especialidades do SESI em SST.

Já o Seif é uma solução de monitoramento e gestão de segurança no trabalho, a qual permite que gestores e equipes de segurança acompanharem o status de segurança das operações em tempo real, evitando acidentes, multas por inconformidade e ações trabalhistas. Esta solução viabiliza alertar os trabalhadores para áreas de risco, além de obter toda a gestão de dados de saúde e segurança, como treinamentos, habilitações e exames de saúde de cada trabalhador numa única plataforma.

Além dessas soluções, o nosso centro conta com um o health hub, que facilita as conexões entre indústrias, startups, universidades, o que gera conhecimento em assuntos relacionados à saúde e estimula um ecossistema de inovação. Ao olhar para o futuro, temos uma grande perspectiva de inovação com a utilização de óculos de realidade aumentada e virtual. Aliada a utilização de produtos jás disponíveis no mercado como os smartglasses, podemos pensar além de aplicações individuais, em aplicações industriais e de compartilhamento imagens que o indivíduo está vendo com especialistas que possa auxiliá-lo. 

Na mesma linha dos smartglasses, já existe o google glasses o NuEyes que auxilia àqueles que possuem baixa visão ao aplicar filtros de alto contraste e zoom. Estas ferramentas criam possibilidade para que pessoas consigam realizar tarefas, que anteriormente eram incapazes, a exemplo da leitura. Isto pode ser extrapolado para a indústria, auxiliando todo tipo de inspeção e análise visual com algoritmos de IA rodando em paralelo. 

Em termos de futuro distante potencialmente pode ser desenvolvido um avatar físico para “transferir” todo o conhecimento do cérebro de um ser humano, para que este avatar se comporte exatamente como o indivíduo. Sabemos que há muito chão pela frente para o desenvolvimento deste tipo de projeto, e muitas questões éticas envolvidas. O importante é estarmos a frente do que está acontecendo em termos de tecnologia de e inovação sem esquecer da importância do humano centro destas realizações, de maneira que as pessoas reais e humanas sejam as maiores beneficiárias desta nova realidade da saúde 4.0. 

Fique por dentro deste Centro de Inovação SESI em Tecnologias para saúde, por meio do sítio eletrônico:

Acesse esta e outras soluções do CIS, por meio da Plataforma Nacional de soluções inovadoras SESI:

Conheça as soluções dos Centros de Inovação SESI (CIS), por meio da Plataforma Nacional de Soluções Inovadoras do SESI: http://inovacaosesi.org.br/ e cadastre desafios.

Autores:

Fernanda Vargas do Amaral

Maurício Pereira Dal Pont

Referências  Bibliográficas:

RABELO, R. UFSC. Indústria 4.0: Mas afinal, o que muda realmente em uma empresa? 2019. Disponível na internet: <https://www.industria40.ind.br/artigo/18179-industria-40-mas-afinal-o-que-muda-realmente-em-uma-empresa?>.

SEAGATE. The Digitization of the World – From Edge to Core. 2019. Disponível na internet: <https://www.seagate.com/files/www-content/our-story/trends/files/idc-seagate-dataage-whitepaper.pdf>

XKCD. Automation. 2019. Disponível na internet: <https://xkcd.com/1319/>

SIRISH L. Shah. University of Alberta. Workshop on Process Data Analytics. 2019. 12th IFAC Symposium on Dynamics and Control of Process Systems, including Biosystems. (edited)

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