Indústria 4.0: a nova Revolução Industrial

5⁰ Encontro Paranaense de
Economistas e Estudantes de Economia
“Economia: Novos tempos; novos
temas”
Indústria 4.0: a nova Revolução
Industrial
Curitiba, 15 de Junho de 2018

Agenda
1. Conceito e origens
2. As revoluções industriais e seus impactos na “riqueza das
nações”
3. A 4a Revolução Industrial
4. Tecnologias da Indústria 4.0
5. Causas para o surgimento da Indústria 4.0
6. Políticas adotadas em diversos países
7. Resultados esperados
8. Um novo modelo de crescimento
9. O Paraná

Agenda
1. Conceito e origens
2. As revoluções industriais e seus impactos na “riqueza
das nações”
3. A 4a Revolução Industrial
4. Tecnologias da Indústria 4.0
5. Causas para o surgimento da Indústria 4.0
6. Políticas adotadas em diversos países
7. Resultados esperados
8. Um novo modelo de crescimento
9. O Paraná

“A Indústria 4.0 é a transformação completa de
toda a esfera da produção industrial através da
fusão da tecnologia digital e da internet com a
indústria convencional.”
Angela Merkel
“Industry 4.0 is 'the comprehensive
transformation of the whole sphere
of industrial production through the
merging of digital technology and
the internet with conventional
industry’”
Angela Merkel, German Chancellor
Conceito e origens

Conceito e origens
• O termo Indústria 4.0 foi utilizado pela primeira vez
durante a Feira de Hannover, em 2011, onde foi
proposta uma nova tendência industrial com o
desenvolvimento de “indústrias inteligentes”.
• O impacto das novas tecnologias e do novo modelo
de produção será maior do que todas as revoluções
anteriores juntas, proporcionando um aumento
significativo na economia doméstica nos países
que estejam preparados para esse novo cenário

Foco em produtividade
A explosão da produtividade foi, justificadamente, o
acontecimento social mais importante dos últimos cem anos,
sem precedentes na história.
Sempre houve pessoas ricas e pobres. Já em 1850, os pobres da
China não estavam em posição pior do que aqueles das
favelas de Londres ou de Glasgow. E a renda média no país
mais rico em 1910 era, quando muito, três vezes a renda média
dos então países mais pobres – agora é de vinte a quarenta
vezes maior, mesmo sem contar lazer, educação ou assistência
médica.
“Produtividade é a história do homem para se libertar da pobreza.”
Peter Drucker

Foco em produtividade
Fonte: FIEP

A evolução da produção
Fonte: CNI

Conceito e origens
1. Revolução Industrial - 1784 até meados do século XIX:
Uso da água e do vapor como forças motrizes das máquinas. Tear
mecânico.
Fonte: CNI

Evolução do PIB per capita
(países selecionados – US$ de 1990)
1. Revolução Industrial - 1784 até meados do século XIX:
Uso da água e do vapor como forças motrizes das máquinas. Tear
mecânico.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Estados
Unidos
China India Brasil Alemanha Japão Inglaterra Africa
1820Fonte: ourworldindata.org / WB
diferença
3x

Conceito e origens
2. Revolução Industrial - 1870 até a década de 1970:
Uso do aço, motores elétricos, uso de combustíveis fósseis, produção em
massa, divisão do trabalho.
Fonte: CNI

2. Revolução Industrial - 1870 até a década de 1970:
Uso do aço, motores elétricos, uso de combustíveis fósseis, produção em
massa, divisão do trabalho.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Estados
Unidos
China India Brasil Alemanha Japão Inglaterra Africa
1820 1913
diferença
10x
Evolução do PIB per capita
(países selecionados – US$ de 1990)

Conceito e origens
3. Revolução Industrial - 1970 até nossos dias:
Eletrônica, manufatura com sistemas robóticos e automatizados,
eletrônica e tecnologia da informação, atividades complexas.
x
Fonte: CNI

Indústria 4.0
4. Revolução Industrial - 2011:
Tecnologia de sensores, interconectividade, internet das coisas
(IoT), ”machine learning”, processos de manufaturas
descentralizados, consciência ambiental, sistemas físico-
cibernéticos – permitem customização em massa, integração
das cadeias de valor com grande eficiência.
Fonte: CNI

Tecnologias
Indústria 4.0
Robôs
autónomos e
colaborativos
Big Data
Machine
Learning
Realidade
aumentada
Computação
na nuvem
Sistemas
ciber físicos
Manufatura
aditiva
Internet das
coisas
Simulação

Big Data
Trata-se de usar a tecnologia para coletar e analisar dados de todas as fases do
processo de fabricação e distribuição de um produto, melhorar a eficiência, reduzir
custos e criar novos modelos de negócios e serviços cobrindo todo o ciclo de vida de
um produto.
Início: 1990 NASA utilizar Big Data para descrever imensos conjuntos de dados
complexos, que desafiavam os limites convencionais da computação da época.
• Focado no processamento de dados estruturados e não estruturados, bem como
nas correlações e descobertas que desse processamento podem advir;
• Aponta novos caminhos;
• Para explorar novas possibilidades, descobrir novos padrões e explorar perguntas
que ainda não haviam sido feitas;
• Não só para negócios, mas, para qualquer área/segmento, como saúde,
entretenimento, educação.
BigDataBusiness
Wallmart coleta cerca de 2,5 petabytes de dados a cada hora de informações
das transações de seus clientes.

Aprendizado de Máquinas
Machine Learning
1950 1960 1970 1980 1990 20102000
Inteligência
Artificial
1956 – ficção ou
genialidade ?
Aprendizado
de máquinas
Usa algoritmos
para coletar
dados,
aprender com
eles e prever
situações.
Redes neurais
artificiais
Simulam nosso
cérebro…
Fonte: Data Science Brigade

Computação na Nuvem
Cloud Computing

Computação na Nuvem
Cloud Computing
Usos da computação em nuvem
• Criar novos aplicativos e serviços
• Armazenar, fazer backup e recuperar dados
• Hospedar sites da Web
• Transmitir áudio e vídeo
• Fornecer software sob demanda
• Analisar dados, determinar padrões e fazer
previsões
• Inteligência artificial
Vantagens
Custo
Velocidade
Escala global
Produtividade
Desempenho
Confiabilidade
É a entrega da computação como um serviço ao
invés de um produto, onde recursos
compartilhados, software e informações são
fornecidas, permitindo o acesso através de
qualquer computador, tablet ou celular
conectado à Internet.

Robôs colaborativos
Collaborative robots
Trabalham ao lado de humanos muitas vezes se unindo para realizar tarefas
que nenhum deles poderia fazer por conta própria.
Robôs colaborativos são definidos pela norma ISO 10218, que define quatro
principais características:
• Parada monitorada por segurança;
• Monitoramento de velocidade e separação;
• Limitação de força e energia; e,
• Orientação manual.

Robôs autônomos
Autonomous robots
Robôs que “aprendem” e “pensam” (Big data + aprendizado de
máquinas = Inteligência Artificial).
Substituem os seres humanos nas linhas de produção, acelerando
o processo praticamente sem cometer erros, como também
maximizando a eficiência para muito além do espectro humano de
capacidade.

Realidade aumentada
Augmented Reality
Permite a interação entre os universos virtual e real.
É a sobreposição de objetos e imagens reais no ambiente
virtual por meio de um dispositivo tecnológico.
A Realidade Aumentada deve expandir muito a maneira como
tarefas diárias e profissionais são executadas e mudar a
relação do homem com as máquinas, embora ainda esteja
apenas começando a interferir no ambiente de trabalho. (Início
década de 1960.)

Simulação
Simulation
É a reprodução virtual de ambientes e processos de desenvolvimento e manufatura nas
fábricas.
Possibilita a reprodução digital e fiel do funcionamento das plantas industriais, abrangendo
equipamentos, funções operacionais e de funcionários.
Na Indústria 4.0, o conceito pode ser aplicado a toda planta fabril, fazendo cópias virtuais das
fábricas inteligentes para melhor monitorá-las. Uma utilização mais precisa da Simulação é o
chamado “gêmeo digital” (digital twin, no termo original em inglês), que cria, em um ambiente
virtual, um representante idêntico da cadeia de produção de um produto.

Manufatura aditiva
Aditive manufacturing
Também chamada impressão 3D - é a criação de um objeto por meio da adição de
camadas ultrafinas, uma a uma, de materiais como plástico, metal, ligas metálicas (aço
comum ou liga de titânio), cerâmica e areia, entre outros.
A Manufatura Aditiva é um dos pilares da Indústria 4.0, capaz de criar uma vasta gama de
objetos, de peças de avião e automóveis a sapatos, gerando efeito sobre toda a cadeia
industrial, da concepção ao pós-venda. A criação de peças a partir de um desenho digital é
uma revolução nas linhas de fabricação tradicional, que cortam as peças a partir de
grandes pedaços de matéria prima.

Internet das coisas
Internet of things
Internet das Coisas, ou IoT é a conexão, por meio da rede mundial de computadores, de
dispositivos dos mais variados tipos (telefones celulares, eletrodomésticos, maquinário
industrial etc) entre si e entre as pessoas.
Na Indústria 4.0, é chamada de Internet Industrial das Coisas ou IIoT (Industrial Internet of
Things) e é aplicada no chão de fábrica, onde máquinas inteligentes têm dispositivos
ligados a redes, enviando, processando e combinando dados de outros dispositivos.
No centro da implementação da IIoT está o M2M (Machine-to-Machine).

Sistemas ciber-físicos
Cyber physical sistems
• Elementos de computação coordenam-se e comunicam-se com sensores,
que monitoram indicadores virtuais e físicos, e atuadores, que modificam
o ambiente virtual e físico em que são executados.
• CPSs costumam buscar controlar o ambiente de alguma maneira.
• CPSs usam sensores para conectarem toda a inteligência distribuída no
ambiente para obter um conhecimento mais profundo do ambiente, o que
possibilita uma atuação mais precisa.
• No ambiente de fabricação, os CPSs podem melhorar os processos
compartilhando informações em tempo real entre máquinas industriais,
cadeias de fornecimento de fabricação, fornecedores, sistemas de
negócio e clientes.

Sistemas ciber-físicos
Cyber physical sistems
• No ambiente de fabricação, os CPSs podem melhorar os processos
compartilhando informações em tempo real entre máquinas industriais,
cadeias de fornecimento de fabricação, fornecedores, sistemas de
negócio e clientes.
• CPSs também podem melhorar esses processos por meio de auto
monitoramento e controle de todos os processos de produção e pela
adaptação da produção para atender às preferências dos clientes.
O Elo Entre o Mundo Real e o
Ciberespaço: Sistemas Ciber-
Físicos, o fio que une toda a
IIoT.

0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Base100=2000
Evolução PIB industrial
China
India
Colombia
Brazil
Germany
France
United Kingdom
Italy
Origem: a indústria migrou para Asia
Perda de competitividade.
Fonte: World Bank

A importância da indústria para Europa (UE)
• O setor industrial é importante para a economia da UE e continua a ser um
motor do crescimento e do emprego. [A indústria aqui considerada é a
de transformação (que neste contexto significa fabricação e exclui
mineração, construção e energia) fornece valor agregado através da
transformação de materiais em produtos.]
• Embora apenas cerca de 1 em cada 10 empresas na UE seja classificada
como produção, o setor é composto por 2 milhões de empresas e é
responsável por 33 milhões de empregos.
• É responsável por mais de 80% das exportações e 80% da pesquisa e
inovação privadas e, como tal, é um dos elementos-chave do
crescimento econômico sustentável.
• Toda nova vaga de trabalho na produção resulta na criação de entre 1,5
e 2 empregos em outros setores.
Fonte: EPRS

Perda de competitividade.O problema da indústria na Europa (UE)
• A contribuição relativa da indústria para a economia da UE está em
declínio. A economia europeia perdeu um terço da sua base
industrial nos últimos 40 anos.
• Em 2014, o valor adicionado pela indústria transformadora à economia
da UE representou apenas 15,3% do valor adicionado total.
• Esta desindustrialização, um processo que é também presente em
outras economias desenvolvidas, é em parte devido ao aumento da
produção em outras partes do mundo (notavelmente a China), a
transferência de trabalho intensivo para países com custos trabalhistas
mais baixos e cadeias de fornecimento globais com fornecedores
localizados fora da UE.
Fonte: EPRS

Proposta: recuperar a
competitividade da indústria da EU
Os objetivos
• Em 2012, em resposta a este declínio na importância relativa da
indústria, a Comissão Europeia estabeleceu como meta que a
produção representasse 20% do valor adicionado total na UE até
2020.
• Embora alguns observadores considerem este objetivo excessivamente
ambicioso, muitos acreditam que estão à beira de uma nova
revolução industrial, a Indústria 4.0, que poderia impulsionar a
produtividade e o valor agregado das indústrias europeias e
estimular o crescimento econômico.
• Como parte da nova Estratégia para o Mercado Único Digital, a
Comissão Europeia quer ajudar todos os setores industriais a
explorar novas tecnologias e a gerir uma transição para um
sistema industrial inteligente da Indústria 4.0.
Fonte: EPRS

As estratégias
A partir de 2010, o governo alemão contribuiu com € 200
milhões para a iniciativa ‘Industrie 4.0’ (um dos dez
projetos do Plano de Ação da Estratégia Tecnológica Alemã
de Alta Tecnologia 2020), para incentivar o desenvolvimento
de 'fábricas inteligentes'. Com base na força da Alemanha
em sistemas embarcados, essa iniciativa reúne empresas
privadas, o setor público e a academia para criar e
implementar um plano de 10 a 15 anos para aplicação de
tecnologias digitais ao setor industrial.
Fonte: EPRS

As estratégias
Na Itália, o projeto ‘Fabbrica del Futuro’ (2011-13) apoiou
iniciativas de pesquisa em áreas como customização de
produtos, fábricas reconfiguráveis, alto desempenho e
sustentabilidade. Utilizando tecnologias nas áreas de TIC,
recuperação de materiais, sistemas de controle, reconfiguração
de fábricas, controle de qualidade e interação homem-
máquina, o projeto teve como objetivo aprimorar a qualidade,
flexibilidade e customização na fabricação.
Fonte: EPRS

As estratégias
O Reino Unido iniciou uma série de políticas para tornar a
manufatura mais responsiva, mais sustentável, mais aberta
a novos mercados e mais dependente de trabalhadores
qualificados. Mais conhecidos são os centros de fabricação
de alto valor, chamados ‘Catapult Centres’, que ajudam as
empresas a acessar pesquisa e expertise em áreas
especializadas, como fabricação avançada e inovação de
processos.
Fonte: EPRS

As estratégias
Em 2015, a França lançou um plano para que a Fábrica do
Futuro criasse centros de demonstração (vitrines
technologiques) para apresentar novos produtos e
serviços. Foi dada especial ênfase à ajuda às pequenas e
médias empresas, com um bilhão de Euros disponíveis em
empréstimos a PME que pretendam iniciar projetos de
robótica, digitalização ou eficiência energética.
Fonte: EPRS

O caso dos Estados Unidos
As características
• O maior e um dos mais sofisticados e diversificados
sistemas industriais do mundo;
• Representa um quarto do valor agregado mundial da
indústria de transformação;
• 72% de todas as despesas de pesquisa e
desenvolvimento (P&D) do setor privado e 60% da força
de trabalho nas atividades de P&D.
• A indústria desenvolve e produz muitas das tecnologias
que promovem a competitividade e o crescimento de toda
a economia.
Fonte: The Washintgon Post

As dificuldades
• Desde 1950, a indústria vem perdendo participação no Produto
Interno Bruto (PIB).
• Esse declínio foi acompanhado por uma profunda transformação
do sistema nacional de produção dos EUA, em razão do crescente
deslocamento das plantas industriais das grandes empresas norte-
americanas para o exterior.
• Processo de desvinculação de produção e inovação, que afetou
igualmente a capacidade de inovação dos EUA, ao gerar
fenômenos de bloqueio tecnológico e destruição de bens
industriais compartilhados.
Fonte: The Washington Post

As estratégias
• 2012 criação do Instituto Nacional de Inovação em Manufatura
Aditiva (NAMII), uma parceira entre o governo federal, indústria,
universidades e governos estaduais e locais, que compartilham os
custos.
• Inspirados no modelo dos Institutos Fraunhofer da Alemanha, os
institutos industriais são a peça central do programa de manufatura
avançada do governo norte-americano.
• Estas iniciativas chamam atenção para a importância da
colaboração entre setor público e setor privado na construção da
indústria do futuro.

As estratégias
• Em 2014, com a aprovação pelo Congresso do Revitalize American
Manufacturing Act, pôde-se finalmente avançar na criação de uma Rede
Nacional de Inovação Industrial (NNMI), composta por 15 institutos
regionais.
• Essa rede de "Institutos de Inovação Industrial" (IMIs) regionais foi
projetada para acelerar o desenvolvimento e a adoção de tecnologias
industriais avançadas com aplicações amplas, para apoiar a
comercialização de tecnologia de fabricação, superando o fosso entre
laboratório de pesquisa e mercado em áreas tecnológicas-chave e para
apoiar formação e o treinamento da mão-de-obra especializada,
qualificando os trabalhadores nas novas tecnologias.

As estratégias
O documento que buscou revitalizar a indústria norte-americana (o Ensuring American
Leadership in Advanced Manufacturing) e foi lançada a parceria público-privada
ADVANCED MANUFACTURING PARTNERSHIP (AMP), que traçou linhas gerais da
importância da manufatura avançada para a indústria do país.

Primeiros resultados
A Caterpillar, a GE e a Ford estão entre as empresas que estão
transferindo algumas operações de fabricação para os Estados
Unidos.
Desde janeiro de 2010, os Estados Unidos acrescentaram 520.000
empregos industriais - e desses, apenas 50.000 vieram de empresas
estrangeiras.
Nissan, Honda e Toyota estão aumentando suas exportações dos
Estados Unidos. Ikea abriu uma nova fábrica de móveis nos Estados
Unidos.
Airbus está montando uma nova fábrica em Alabama.

Outros países
Japão: Desenvolvimento de robótica 2020
Coreia do Sul: Inovação de manufatura 3.0
Bélgica: Clusters de fábricas inteligentes
China: Made in China 2025
Brasil: Agenda 4.0

Políticas de países selecionados
Foco Como ? Quem ?
Valor adicionado
Competitividade
Menor sensibilidade da influência do trabalho,
melhorar a competitividade, criar barreiras à entrada.
Alemanha, Japão,
Estados Unidos e
China
Novos modelos
de negócios
Produzir bens personalizados a custos de produção
em massa.
França, Japão e
Estados Unidos
Liderança
mundial em
soluções para a
Indústria 4.0
Desenvolver tecnologias e padrões.
Criar soluções para exportação.
Alemanha, China e
Coreia do Sul
Internacionaliza-
ção e adminis-
tração de risco
Construir linhas de produção flexíveis para se
adequar rapidamente à volatilidade da demanda.
Diminuir o custo do capital para expansão geográfica.
Alemanha, Japão,
China e Coreia do Sul
Start-ups digitais
e ecosistemas
Criar plataformas que permitam o surgimento de eco-
sistemas, acelerar a inovação com incubadoras e
clusters.
França, China e
Estados Unidos
Satisfação do Reduzir trabalhos ‘pesados’, fazer o trabalho ter mais França, China e

Resultados esperados pela EU
2015 2035
Número de empregos na indústria (em milhões)
25,0 26,48,3
2,7 Aumento da
produtividade
2,7 Perda de
competitividade
2,9 Investimentos
em soluções da
Indústria 4.0
1,1
Novos negócios
oriundos da
Indústria 4.0
Reinvestimentos
em novos
produtos e
equipamentos
1,1
6,7
Reinvestimentos
em novas
atividades de
serviços:
educação,
treinamento,
saúde, lazer,
conhecimento,
mobilidade,
alimentação…
~ 10 milhões
Fonte: Roland Berger

Visão microeconômica
(ROIC – Retorno sobre o capital investido)
Rentabilidade
LAJIR / Valor adicionado
Rotatividade de ativos
Valor adicionado (ou vendas) / capital utilizado
Três opções para o desenvolvimento
(Caminho para o futuro ou para o fim)
1 Automação
Produtos de alto valor adicionado e
elevadas margens
Intensivo em capital
Elevado nível de automação, parque
industrial moderno
2 Obsolescência
Produtos de médio ou baixo valor adicionado
e baixas margens
Intensivo em mão-de-obra
Meios de produção amortizados ou obsoletos
3 Indústria 4.0
Produtos de alto valor adicionado e elevadas
margens
Produção flexível
Elevada rentabilidade

Evolução do retorno sobre o capital
(Indústria extrativa e de transformação)
Rentabilidade
EBIT/Valoradicionado
Rotatividade de ativos
Valor adicionado (ou vendas) / capital utilizado
Indústria do país em Curvas Iso-ROIC retorno sobre o
capital investido
Alemanha
Inglaterra
Estados
Unidos
Brasil
Espanha
França
Japão
Itália
China
Coreia do Sul

Custo da mão-de-
obra
Depreciação
Custo operacional
Custo logistico
Custo com materiais
Despesas gerais
Hoje Indústria 4.0 Margem
-30%
-30%
+40%
-50%
+-0%
-30%
Indústria 4.0 aumenta a produtividade
Em 10 anos:
Redução de 3% a
7% no custo total
Redução de 20% a
30% dos custos de
conversão.
Fonte: BCG Analysis

Resultados esperados pela EU até
2035 – Re-industrialização
10 milhões de novos empregos
25% de aumento do ROIC
420 trilhões de Euros em lucros
10% de aumento da participação da indústria no
PIB
Fonte: BCG Analysis

Um novo modelo de crescimento
para os países emergentes
• A Indústria 4.0 é uma profunda reviravolta do modelo
de desenvolvimento.
• O modelo convencional de industrialização e de
exportação de produtos padronizados de baixo custo
tende a desaparecer.
• As nações emergentes têm necessidade de produzir
bens e produtos localmente.
• Investir em meios de produção muito mais flexíveis,
com menos capital empregado e com crescente
personalização de produtos.
• A Indústria 4.0 é capaz de se adaptar a mercados
instáveis mitigando o risco do tipo que ocorre em
países emergentes.
No Paraná,
algumas
indústrias já
utilizam esse
modelo:

Bem-vindos ao Paraná !
Do tupi: ‘para’ = mar + ‘anã’= como: Grande rio como o mar
Por conta do rio Iguaçu
Estado do Paraná
200.000 km2
11 mi habitantes
US$ 135 bi
Fonte: FIEP

Paraná é inovador!
Segundo lugar no mundo –
Combustíveis alternativos - 2015.
Carro Potyguá:
1 litro etanol = 316 km
Universidade de Pato Branco - Paraná
Fonte: FIEP

Paraná é inovador!
Primeiro caminhão autônomo no Brasil - 2017.
Volvo VM Agricultura (Curitiba)
https://www.youtube.com/watch?v=snz-kY9b0fw
Fonte: FIEP

Sondagem Industrial - FIEP
Sinais claros de mudança
nos processos produtivos
Fonte: FIEP

Fonte: FIEP

Toda as
respostas citam
o uso de novas
tecnologias
Fonte: FIEP

O Futuro – mudança e mais mudança
Fonte: FIEP
Indústria 4.0
Agricultura 4.0
Smart Cities
As empresas inteligentes ao reconhecer que a
reestruturação é definitivamente inevitável,
empenharam-se na reengenharia de seus
processos !

Recomendações
Fonte: FIEP
Agricultura 4.0
“As pessoas inteligentes aprendem com a
experiência alheia; as pessoas normais
aprendem com a própria experiência; os ineptos
simplesmente não aprendem”.
Chanceller Otto von Bismarck.

Muito obrigado!
Roberto Zürcher
Economista
FIEP
(41) 3271-9036 | roberto.zurcher@sistemafiep.org.br

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