É assim que a quarta revolução industrial se parece

Nota da TN: Uma das principais dicas deste artigo é que “o principal impulso por trás da industrialização acelerada na Alemanha reside não tanto no consumidor, mas nos benefícios potenciais para os industriais multinacionais que serão seus primeiros adotantes”. Novamente , a demanda do consumidor não teve nada a ver com isso, assim como a implantação do Smart Grid nos EUA, quando o presidente Obama silenciosamente desembolsou centenas de milhões em dinheiro de estímulo às concessionárias americanas para implantar a tecnologia. Tudo foi conduzido por tecnocratas corporativos em conluio com fundos públicos.

É 7 AM, abril 13, 2025. Seu relógio inteligente o desperta de um sono sem sonhos e você sobe da cama quando sua casa ganha vida. A luz do banheiro se acende e o chuveiro começa a aquecer a água. Depois de lavar, você veste uma camiseta que se encaixa perfeitamente ao seu corpo. Você verifica seu telefone, apenas para descobrir que a bateria está prestes a acabar. Uma notificação por push informa que você não precisa se preocupar - uma substituição já está a caminho. Você ouve o carro entrar na garagem, pronto para levá-lo à fábrica que você gerencia, onde, de acordo com o telefone, uma das máquinas está com defeito. Viajar de fato para o seu local de trabalho tornou-se um fenômeno cada vez mais raro para você - na maioria das vezes a fábrica cuida de si mesma.

"Que chato", você murmura enquanto seu carro sai da garagem. "Essas coisas não conseguem mais dar certo?"

Bem-vindo à vida após a quarta revolução industrial, onde todos os objetos que você usa no dia-a-dia são personalizados e conversam constantemente entre si para seu benefício.

A frase "revolução industrial" provavelmente evoca lembranças nebulosas de estar sentado na aula de história do ensino médio entediado. Não havia algo sobre uma máquina a vapor? Sim, havia - e nos dois séculos desde que a tecnologia a vapor de James Watt inaugurou a transição para a produção em massa, houve mais duas: no final do 1800s, baseado em eletrificação e divisão do trabalho, e no final do 1900s, com o ascensão da tecnologia da informação.

Há três anos, os alemães previram um quarto, que promete transformar drasticamente o local de trabalho e, finalmente, fazer todo o mundo de objetos girar ao seu redor.

Mudando tudo, novamente

A quarta revolução industrial, mais conhecida como "Industry 4.0", deriva seu nome de uma iniciativa 2011 liderada por empresários, políticos e acadêmicos, que a definiram como um meio de aumentar a competitividade das indústrias manufatureiras da Alemanha por meio da crescente integração de " sistemas ciber-físicos ", ou CPS, nos processos da fábrica.

CPS é basicamente um termo genérico para falar sobre a integração de máquinas inteligentes conectadas à Internet e trabalho humano. Os gerentes de fábrica não estão apenas reimaginando a linha de montagem, mas criando ativamente uma rede de máquinas que não só pode produzir mais com menos erros, mas também pode alterar autonomamente seus padrões de produção de acordo com as entradas externas, mantendo um alto grau de eficiência.

Em outras palavras, a Indústria 4.0 é o equivalente do lado da produção da Internet das Coisas, orientada para o consumidor, na qual os objetos do cotidiano, de carros a termostatos e torradeiras, serão conectados à Internet.

Essa seria uma "abordagem completamente nova para a produção", de acordo com um relatório divulgado no 2013 pelo Industrie 4.0 Working Group, um conglomerado de grandes industriais, especialistas em inteligência artificial, economistas e acadêmicos.

O governo alemão endossou prontamente a idéia, anunciando que adotaria uma "Estratégia de Alta Tecnologia" para preparar a nação.

A abordagem não só encontrou apoio maciço na Alemanha, mas também está exigindo cada vez mais atenção em outras partes do mundo. Os Estados Unidos, por exemplo, rapidamente seguiram o exemplo da Alemanha e estabeleceram um consórcio Industrial Industrial sem fins lucrativos na 2014, liderado por gigantes do setor como General Electric, AT&T, IBM e Intel.

Como é a Indústria 4.0?

Um dos aspectos mais tangíveis da quarta revolução industrial é a idéia de "design orientado a serviços". Isso pode variar de clientes usando configurações de fábrica para produzir seus próprios produtos, até empresas adaptando produtos individuais para consumidores individuais.

Os potenciais possibilitados por esse modo de produção são enormes. Por exemplo, a comunicação entre produtos inteligentes na Internet das Coisas e as máquinas inteligentes que os fabricam com o que a GE chama de “Internet Industrial” significa que os objetos poderão monitorar seu próprio uso e determinar quando serão distribuídos.

Se o seu telefone souber que vai "morrer" em um futuro próximo, poderá notificar a fábrica, o que pode alterar seus níveis de produção para refletir os dados provenientes dos objetos inteligentes produzidos lá. Quando o telefone tocar o balde, já haverá outro esperando por você, o que significa que os dias de pedidos em espera estão contados.

Além disso, à medida que esse processo se torna mais sofisticado e integrado, o telefone chega já programado com suas configurações personalizadas, exatamente como você o tinha quando foi lançado algumas horas atrás.

Esse processo não se limita apenas a telefones e outros eletrônicos sofisticados, no entanto. Tudo, desde roupas sob medida até xampus e sabonetes personalizados, estará à disposição do consumidor, sem o custo adicional que normalmente acompanhava projetos personalizados no passado. Cada vez mais, os objetos serão feitos apenas para você e de uma maneira muito real - não será mais necessário selecionar uma dentre várias cores predeterminadas para o telefone e chamá-lo de personalizado.

Além disso, a crescente integração de fábricas inteligentes em infraestruturas industriais pode significar grandes reduções no desperdício de energia. Como o grupo de trabalho Industrie 4.0 observou em seu relatório, muitas fábricas gastam grandes quantidades de energia durante intervalos de produção, como fins de semana ou feriados, algo que poderia ser evitado na fábrica inteligente.

De acordo com os proponentes dessa estrutura para a produção totalmente integrada, a Indústria 4.0 também tem o potencial de alterar a definição de trabalho humano. Como as máquinas são capazes de executar tarefas rotineiras e repetitivas na fabricação com muito mais eficiência do que suas contrapartes humanas, essas tarefas serão cada vez mais automatizadas. No entanto, em vez de colocar as pessoas fora do trabalho, isso as liberará para tarefas mais criativas e habilidosas, em vez de sujeitá-las a um trabalho humilde e pouco qualificado. Além disso, à medida que os sistemas físicos são digitalizados, os funcionários terão que gastar menos tempo em um ambiente físico de trabalho designado - o gerenciamento de uma fábrica pode ser feito remotamente pela Internet.

Os novos gigantes industriais? Igual aos antigos gigantes industriais

Os que mais se beneficiam com o advento da quarta revolução industrial, como Cisco, Siemens ou ThyssenKrupp, afirmam que a implementação do CPS se deve à demanda popular e não à agenda corporativa.

No entanto, apesar da retórica, uma investigação mais aprofundada mostra que o principal impulso por trás da industrialização reforçada na Alemanha reside não tanto no consumidor, mas nos benefícios potenciais para os industriais multinacionais que serão seus primeiros adotantes.

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Siemens e IoT: a integração perfeita dos mundos físico e virtual

Nota: Este artigo é da página oficial do site da Siemens intitulada “Imagens do futuro”. A Siemens é um conglomerado alemão e um dos maiores players da tecnologia da tecnocracia. Ela lidera em Smart Grid, turbinas eólicas, automação de fábrica e, principalmente, na criação da Internet das Coisas (IoT), onde os dispositivos conversam e interagem autonomamente.

Seja em fábricas, sistemas de gerenciamento de trilhos e tráfego ou sistemas descentralizados de distribuição de energia, a tendência é conectar dispositivos individuais a sistemas inteiros - um processo que se baseia na integração do mundo físico ao mundo virtual dos dados. O resultado é o que a Siemens chama de Web of Systems. À medida que esse processo evolui, permitirá à Siemens ajudar seus clientes a enriquecer seus equipamentos existentes através das vantagens do universo digital sem pôr em risco ou sacrificar a proteção de dados ou a propriedade intelectual.

Nosso dia-a-dia está sendo preenchido com mais e mais dispositivos que permitem aos usuários descobrir o status de um objeto pela Internet ou pela Nuvem. Exemplos dessa tendência incluem braçadeiras de rastreadores de fitness, sensores que monitoram os níveis de umidade das plantas e casas que aprendem a ajustar seu calor e iluminação para se ajustarem aos padrões de vida de seus residentes. À medida que esse processo evolui, é realista esperar que, eventualmente, cada "coisa" seja equipada com um endereço na Internet, abrindo assim novas maneiras de interagir com essas "coisas".

Esse paradigma da Internet das Coisas (IoT) abre imensas oportunidades para a Siemens. Afinal, a Siemens é um participante importante na combinação de hardware e software - por exemplo, em soluções de automação para produção, em sistemas de gerenciamento ferroviário e de tráfego e no fornecimento descentralizado de energia elétrica.

Mesmo assim, fábricas, redes de tráfego e redes de serviços públicos são muito mais complexas do que smartphones e braçadeiras de rastreadores. Todos são exemplos de sistemas reais e virtuais que foram intercalados e que geralmente envolvem até infraestruturas críticas. Os clientes nessas áreas críticas têm expectativas totalmente diferentes sobre segurança, confiabilidade e durabilidade do que aqueles que adquirem um termostato inteligente ou um sistema de rastreamento de umidade da planta. Além disso, esses clientes desejam enriquecer seus equipamentos existentes através das vantagens do universo digital em evolução, sem colocar em risco ou sacrificar a proteção de dados ou a propriedade intelectual. É por isso que a Siemens expandiu o conceito de Internet das Coisas para aplicativos industriais para criar a Web of Systems, o que significa sistemas digitais, que se comunicam entre si e podem agir de forma autônoma. A visão da Siemens é que, à medida que esse ecossistema for formado, seus elementos serão gerenciados por meio de futuras tecnologias da Web que usam protocolos e linguagens padronizados do tipo usado atualmente na Internet.

Essa ligação entre o mundo real e o mundo virtual de dados oferece múltiplas vantagens para os clientes da Siemens. Ele permite capturar e analisar o status atual de um sistema e suas partes a qualquer momento, em detalhes. Por sua vez, isso gera imensas oportunidades de economia por meio de manutenção preditiva, além de um grande potencial para otimizar sistemas. Usando as tecnologias atuais do ambiente da World Wide Web, os sistemas geralmente podem ser implementados e comissionados de maneira mais rápida e econômica. A inteligência de um sistema pode ser distribuída conforme necessário entre componentes reais e sistemas virtuais na nuvem, resultando em maior robustez e proteção de dados do cliente. Por fim, à medida que o cenário digital for transformado nesse sentido, será mais fácil atualizar os sistemas com novas funções ou atualizar o software do sistema rapidamente, da mesma maneira que smartphones e outros dispositivos são atualizados por meio de aplicativos.

Por que as redes inteligentes precisam de transformadores de distribuição

Um dos muitos exemplos em que nossa Web of Systems oferece vantagens são as redes inteligentes. Até poucos anos atrás, as redes de energia elétrica eram organizadas em uma hierarquia estrita. Mas hoje eles se tornaram sistemas descentralizados. As instalações fotovoltaicas e outras fontes de energia renovável alimentam a eletricidade de maneira não regulamentada e flutuante, em níveis de tensão que costumavam ser aplicados apenas a consumidores, não a geradores. No pior cenário, isso pode tornar uma grade instável.

Portanto, as grades precisam ter a capacidade de neutralizar esse ambiente instável. Um componente aqui são os transformadores de distribuição que podem se ajustar de forma independente e cooperativa para suavizar as flutuações de tensão em suas áreas locais. Mas para isso eles precisam de sua própria inteligência e capacidade de comunicação - em outras palavras, precisam ser "inteligentes" e conectados em rede. E é aí que entra uma diferença importante do cenário típico da Internet das Coisas. A Internet das Coisas está conectada à Nuvem, e é na Nuvem que os dados - por exemplo, dos sensores do equipamento - são processados ​​principalmente. Os tempos de resposta e a confiabilidade costumam ser uma prioridade secundária. Mas em uma rede de sistemas, as próprias coisas têm inteligência. Eles podem responder localmente, com rapidez e confiabilidade, enquanto usam ao mesmo tempo o poder da nuvem para otimização.

Como manter um segredo

Para realizar a visão de uma Web de sistemas, o software associado deve ser capaz de entender os dados, para que possa derivar conclusões inteligentes. E isso só é possível se as informações que descrevem o significado dos dados já estiverem presentes ou forem fornecidas ao lado. Especialistas em humanos podem responder a esse tipo de desafio porque entendem o contexto em que os dados são incorporados. Mas o software deve ser explicitamente explicado ao contexto. No entanto, esse contexto inclui informações importantes sobre o sistema em questão e seus processos associados, que em muitos casos são segredos comerciais valiosos que um operador não estaria disposto a entregar sem filtragem na nuvem. Em vista disso, é melhor que as máquinas possam tirar conclusões localmente, para que o contexto permaneça protegido. No que diz respeito aos transformadores de distribuição, por exemplo, eles podem avaliar independentemente se suavizam um estado crítico da grade ou se precisam de ajuda de um nível superior, garantindo assim um alto nível de proteção de dados, restringindo os segredos aos sistemas locais.

Embora localizadas, essas informações podem ser usadas para gerar valor - por exemplo, usando manutenção preditiva ou desenvolvendo novos serviços. Para usar esse e outros dados de sistemas industriais, trens ou turbinas a gás, a Siemens conta com a Sinalytics. Esta é uma nova plataforma para análise de dados industriais que possibilita oferecer novos serviços digitais para todos os clientes. A Sinalytics processa dados de muitos sistemas distribuídos diferentes e seus sensores em tempo real e também suporta o processamento de dados local diretamente nos dispositivos.

O caminho para redes autoestabilizantes

Outra vantagem da abordagem da Web of Systems é que ela abre as portas para uma abordagem de plataforma na qual as funções podem ser distribuídas e instaladas como aplicativos e executadas da mesma maneira. Por exemplo, é possível distribuir facilmente serviços que tornam o ambiente de sistemas mais atraente, não apenas para a Siemens, mas também para seus clientes e até para seus próprios clientes. Em um ambiente como esse, um transformador de distribuição pode, por exemplo, executar aplicativos para gerenciamento com eficiência energética de iluminação pública de bairro. Quando uma atualização ocorre ou é necessária uma nova função, o software pode ser carregado remotamente.

O transformador de distribuição inteligente - um novo desenvolvimento da Siemens - já está sendo utilizado na prática para regulação de tensão na rede de baixa tensão e, portanto, é parte essencial de um futuro sistema conhecido como nó inteligente de subestação secundária (ISSN). Com seu poder de computação e conexão de comunicação opcional, o iSSN oferecerá a possibilidade de muito mais do que fornecer às famílias a voltagem correta. Isso permitirá que a rede de energia lide com entradas ou cargas adicionais, sem a necessidade de grandes expansões de infraestrutura.

Atualmente, esse iSSN está sendo desenvolvido no contexto do projeto Web of Systems. Sua conexão da Web, por exemplo, facilitará significativamente o comissionamento, a manutenção e a atualização. E cada uma dessas subestações fornecerá uma riqueza de dados que permitirão identificar condições potencialmente desestabilizadoras da rede, fornecendo assim uma ferramenta adicional importante para o planejamento preditivo da rede elétrica.

Mas um transformador de distribuição não soma uma Web of Systems por si só. Os outros componentes da rede elétrica - medidores, sistemas de distribuição predial, sistemas fotovoltaicos, carros elétricos - também devem estar equipados com sensores, inteligência local e capacidade de comunicação. Isso já está se tornando o caso. Para a Siemens, isso significa novas oportunidades em praticamente todos os setores em que atua.

Redes de sistemas que já são operacionais

A Siemens já está usando Webs of Systems para implementar soluções que costumavam envolver uma grande quantidade de trabalhos de engenharia ou instalação. Um exemplo é o sistema de carregamento de ônibus elétrico que a Siemens instalou em várias cidades europeias. Aqui, tudo, desde eletrônicos de ônibus e estações de carregamento rápido até os sistemas de back-end de gerenciamento, se comunicam pela Web para coordenar e otimizar o processo de carregamento. Outro exemplo é a otimização de redes de distribuição de água com uma rede de sensores que detecta vazamentos e minimiza o consumo de energia das bombas. Um ponto importante aqui é que a integração de dados está ocorrendo no contexto dos sistemas de controle existentes. A Siemens está analisando situações semelhantes em muitas outras instalações existentes. A razão para isso é clara: os clientes desejam a confiabilidade e a flexibilidade, que são as marcas dos sistemas digitais avançados. A Web of Systems pode ser a chave essencial para abrir esses benefícios.

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