Indústria 4.0

                                  Indústria 4.0 

                                                                                                                                                                                           

Introdução

Recentemente temos visto proliferar uma quantidade grande de artigos e matérias, em revistas técnicas especializadas e na internet, a respeito de temas ligados à tecnologia da informação e, alguns destes termos têm chamado a atenção pela novidade e ineditismo, como Indústria 4.0, Digitização, Internet das Coisas e 4ª Revolução Industrial.

Mas o que significam estes termos e o que eles têm a ver com a indústria farmacêutica? Qual o ineditismo disso?
Em primeiro lugar temos que buscar as definições de cada um deles para, posteriormente, situá-los no contexto das atividades industriais e na nossa vida cotidiana.  

Comecemos com Internet das Coisas (IoT). Segundo o conhecimento difundido atualmente, é o emprego da internet como plataforma de inter­câmbio de informações, permitindo a comunicação entre um número ilimitado de dispositivos, dando origem ao que se convencionou chamar Internet das Coisas, ou IoT, na sigla em inglês. Em resumo é a incorporação de serviços digitais nos produtos (Product Service Systems).

Uma outra definição encontrada no Wikipedia*, diz o seguinte: Internet das Coisas (do inglês, Internet of Things) é uma revolução tecnológica a fim de conectar aparelhos eletrônicos do dia-a-dia, como aparelhos eletrodomésticos a máquinas industriais e meios de transporte à Internet, cujo desenvolvimento depende da inovação técnica dinâmica em campos tão importantes como os sensores wireless e a nanotecnologia.

*Conforme apresentado em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Internet_das_Coisas.

Indústria 4.0 é a incorporação, em alta velocidade, da digitalização às atividades industriais, automatizando tarefas e serviços, antes realizados manualmente.  O controle da produção ocorre com o uso de sensores e equipamentos conectados em rede e com o uso de sistemas. É a 4ª Revolução Industrial.

Digitização**. Você não está lendo uma palavra digitada erroneamente. Não é digitação, mas di-gi-ti-za-ção. São serviços que tiram partido do contexto, da rede e dos dados para darem resposta rápida às necessidades dos consumidores. Uber, Hyp, Airbnb, Crowdmed, Coursera, Peadpod são alguns dos exemplos da digitização em curso.

** Conforme apresentado na seguinte referência: http://exameinformatica.sapo.pt/noticias/internet/2015-06-10-Digitizacao-vem-ai-um-admiravel-mundo-novo.-Outra-vez.

A digitização é a consequência imediata da Internet das Coisas, convertendo na virtualização de muitos dos serviços e atividades providas atualmente em meio físico.

Esta nova visão das tecnologias disponíveis no mundo atual prevê a integração entre:

- sistemas com qualquer máquina/equipamento (“coisas”),

- sistemas com as pessoas e

- sistemas com outros sistemas.

É uma integração de processos, sistemas, dados e pessoas. Neste modelo as pessoas possuem mais poder de decisão sobre a utilização de determinados serviços. É quase que uma apropriação da atividade exercida por terceiros. Conclui-se, obviamente, que os processos e atividades não automáticos serão automatizados também e de maneira muito veloz!

O que se convencionou chamar de Internet das coisas é a conexão de sistemas de tecnologias digitais com aparelhos, máquinas e equipamentos ligados à internet.

O benefício desta concepção é a automatização e digitização de processos e atividades, provendo-os de agilidade e velocidade na apresentação de resultados.

                             Figura 1 – Integração entre “coisas”, sistemas, pessoas.

Aplicações

Quais são as aplicações destas “novidades” no mundo real?

Sempre que uma ideia inovadora é posta em discussão, logo surgem as descrenças e dúvidas. Mas as pessoas demoram a perceber o avanço das tecnologias extremamente inovadoras. Quando elas desapontam, causam espanto generalizado. O gráfico abaixo mostra o ciclo de aplicação de uma nova tecnologia e sua percepção/adoção pelas pessoas. 

                                    

 Gráfico 1- Percepção das pessoas em relação à entrada de uma nova tecnologia. Ref.: Gustavo Caetano⁵

Sempre quando uma tecnologia extremamente inovadora aparece, permeiam as discussões o questionamento da real aplicabilidade destes conceitos novos para a realidade das empresas e isto é natural, pois ninguém quer ter seu status quo, sua rotina ou área de conforto, alterados. A mudança assusta as pessoas. Porém, algumas dessas inovações já são concretas (estão em acelerado processo de implantação), já estão desenvolvidas ou estão em franco desenvolvimento. São exemplos desta nova realidade:

- Os Softwares-Aplicativos, que tendem a acelerar sua utilização,

- A Inteligência Artificial,

- Os Veículos Autônomos – já em testes,

- Os Veículos Elétricos – já em uso,

- Alta Tecnologia Digital em Equipamentos Médicos – já em testes,

- Impressora 3D – já em uso e com potencial de aperfeiçoamento acelerado.

A IoT e a digitização em massa devem ser os conceitos centrais da nova revolução industrial, a Indústria 4.0. Sua base é conectar os equipamentos, máquinas, objetos, sistemas, dados e pessoas, integrando-os em uma rede, cuja finalidade é aperfeiçoar e acelerar serviços e atividades, proporcionando:

•     maior velocidade na realização de tarefas,
•     maior confiabilidade,
•     maior agilidade na troca de informações,
•     maior conhecimento do processo,
•     maior capacidade de realização de tarefas,
•     execução de tarefas complexas e demoradas,
•     substituição de trabalhos manuais,
•     maior segurança,
•     aumento da produtividade,
•     processos mais enxutos,
•     substituição de processo custosos e demorados e
•     oferta de produtos mais baratos.

  

Um dos exemplos dessas aplicações, mencionadas acima, é o projeto DHL/CISCO³, onde as empilhadeiras, as caixas de produtos, esteiras, máquinas e sistemas de controle de temperatura estão conectados fornecendo informações sobre segurança, qualidade, ambiente (temperatura e umidade), operação e movimentação dentro do armazém.

Figura 2- Integração dos meios de produção; conexão entre os equipamentos, máquinas, objetos, sistemas, dados e pessoas, integrando-os em uma rede de informações e dados. 

Neste novo cenário, é de se prever que, tarefas repetitivas e que não incorporam valor ao trabalho e ao negócio da empresa tendem a ser substituídas, dando lugar à automatização de processos e atividades.

Assim, os softwares, bem como os aplicativos, cuja utilização está em expansão, desempenham um papel crucial e seu desenvolvimento acelerado evoluirá para campos onde nunca se pensou que estes sistemas poderiam atuar. Mas não é apenas isso. Para completar este modelo de desenvolvimento da chamada Indústria 4.0, são necessários sensores, de todos os tipos e para todas as aplicações. Aqui está o foco desta inovação: sensores.

Com o desenvolvimento de sensores para as mais diversas aplicações, é possível pensarmos em qualquer sistema, para qualquer processo, serviço ou atividade. Um exemplo disso é o software da IBM chamado WATSON, que é capaz de análises jurídicas com grande precisão.

Mas por que os sensores são tão importantes? Por que eles representam a tecnologia de aquisição de dados que os sistemas utilizarão para desempenhar seu papel nos mais diversos campos do conhecimento.

Como exemplo, podemos citar um avanço dos equipamentos médicos:

Atualmente, para se avaliar os parâmetros sanguíneos de uma pessoa, deve-se:

(1)   Agendar com o laboratório clínico;

(2)   Ir ao laboratório na data marcada;

(3)   Ser submetido à coleta de sangue;

(4)   Fazer análise, com testes específicos, deste sangue, para cada parâmetro que se quer (Glicose, colesterol, ácido úrico, triglicérides, etc.).

(5)   Aguardar alguns dias;

(6)   Buscar o resultado ou conseguir pela internet;

(7)   Levar ao médico na próxima consulta e obter o diagnóstico.

Quanto tempo terá se passado até que o paciente saiba do diagnóstico médico? Vinte dias, trinta dias? Por volta disso.

Agora imagine o seguinte:

Um equipamento com sensores nanotecnológicos colocados em pontos específicos do corpo, sobre a pele, que analisa o sangue e emite o resultado em questão de minutos, no próprio consultório médico.

Imagine a diferença de tempo!

           

Alguns produtos básicos já são conhecidos, como as pulseiras Fitbit, Microsoft Band, Nike FuelBand. O uso na saúde é uma das milhares de aplicações possíveis da IoT!

Indústria Farmacêutica

E quais as perspectivas de utilização deste conceito na indústria farmacêutica? Podemos sonhar com algo assim? Minha resposta é: com certeza! Nenhum setor industrial estará fora deste circuito. Em muitas atividades, dentro da área industrial, será possível identificar uma potencial mudança evolutiva e uma aplicação digital, conforme já falamos anteriormente. Podemos iniciar pela área fabril, mais precisamente na produção:

(1)  PAT. Os avanços do process analytical technology ainda caminham timidamente, muito por conta da insegurança e do status quo existente. Mas os conceitos do PAT têm um forte potencial de aplicabilidade na indústria farmacêutica. Ele é o exemplo mais claro e concreto com possibilidade de uso do IoT na indústria farmacêutica. Ele prevê a transferência de análises de Controle de Qualidade para as linhas de produção, online/inline, por meio de equipamentos analisadores adequados. O mais comum deles atualmente é o NIR (Infravermelho próximo). Com o PAT, a economia de tempo de processo será bastante significativa. Análises de teor, pH, testes de identificação, umidade, poderão ser realizados no momento em que a produção ocorre, de modo que o produto poderá ser liberado imediatamente após sua finalização na linha de embalagem. Estas informações poderão ser coletadas por um sistema central, armazenando as informações diretamente na pasta do produto. Como os custos de produção diminuirão, consequentemente, os preços dos medicamentos tenderão a baixar, beneficiando toda a sociedade.

 

      

                           Figura 3 – Simulação da aplicação do PAT em linha de produção.

( 

(2)  MES. Atualmente é utilizado o Manufacturing Execution Systems, termo usado para designar os sistemas focados no gerenciamento das atividades de produção e que estabelecem uma ligação direta entre o planejamento de produção (ERP) e o chão de fábrica. Os sistemas MES geram informações em tempo real que promovem a otimização de todas as etapas da produção. O MES pode importar dados de um sistema ERP, parâmetros para a produção, armazenar tempos de operação (por operador), tempos de máquinas, componentes usados, material desperdiçado, pode armazenar dados de qualidade (inspeções, check lists e não conformidades), análise de métricas e desempenho da produção, controle estatístico do processo (CEP) e de indicadores de capacidade (Cp, Cpk), entre outras atividades. Assim, os equipamentos do PAT podem estar conectados ao MES, fornecendo uma gama infindável de informações. Por sua vez, o MES poderá estar conectado a um sistema central - Big Data Analytics-, concentrando todas as informações de cada produto, de modo a gerenciar sua aprovação e liberação para distribuição ao mercado e outras decisões gerenciais.

(3) Dados de Controle de Qualidade.  Dados obtidos de softwares específicos do Controle de Qualidade e da Garantia da Qualidade, por exemplo o LIMS, poderão ser transferidos para um Sistema Central (Big Data Analytics) que avaliará os dados e gerenciará a aprovação e liberação do produto para comercialização. 

(4)  Tecnologias de Controle de Qualidade. O desenvolvimento nesta área tende a ser exponencial nos próximos. Em que pese a necessidade de controle regulatório, entendo que, muitas das tecnologias evoluirão para propiciar análises em tempo real, com menor consumo de reagentes, mão de obra, recursos em geral, reduzindo o lead-time de produção e os estoques de materiais, bem como outros sistemas que podem ser desenvolvidos para automatizar processos e atividades manuais desempenhadas no controle de qualidade e garantia de qualidade atualmente, como, por exemplo, investigação de desvios, controle de mudanças, análise de riscos, auditorias, validações, entre outras atividades manuais. Todas estas atividades poderão se integrar em um sistema central, conforme já mencionado anteriormente, acelerando o processo de tomada de decisão e fortalecendo a segurança da qualidade.

Conclusões

O tema é ainda bastante complexo de entender, mas com as aplicações sendo postas ao público e às empresas, a compreensão das pessoas sobre o que é Internet das Coisas se tornará cada vez mais clara em um futuro muito breve. Sua aplicação e uso na indústria farmacêutica é, a meu ver, muito desejável, pois a indústria farmacêutica tem um baixo grau de inovação e automação quando comparada a outros setores da economia.

Os avanços que poderão ser incrementados ao setor farão a indústria mudar de patamar em termos de produtividade e qualidade de serviços, adquirindo um nível tecnológico bastante expressivo, aumentando a segurança dos processos, reduzindo lead-times, aumentando a produtividade, aumentando a segurança para o paciente e, o melhor de tudo, reduzindo preços de medicamentos.        

Referências

As referências abaixo foram utilizadas como base para a redação deste artigo.

1 Udo Gollub. A 4ª Revolução Industrial já está acontecendo -. http://www.profissaoatitude.com.br/Blog/Post/8058926.

2 Ahmed, Shahid; Chitkara, Raman. The Industrial Internet of Things. PWC, 2016.

3 Macaulay, James; Buckalew, Lauren, Chung, Gina. Internet of Things in Logistics. A collaborative report by DHL and Cisco on implications and use cases for the logistics industry. 2015, Troisdorf, Germany.

4 Sondagem Especial. Indústria 4.0: novo desafio para a indústria brasileira. Publicação CNI, Ano 17, Número 2, Abril de 2016.

5 Gustavo Caetano. 12 coisas que você precisa saber sobre o futuro da tecnologia. Disponível em http://slides.com/gustavocaetano/12-coisas-que-voce-precisa-saber-sobre-o-futuro-da-tecnologia#/5, acessado em 16.07.2016.

6 Wikipedia. Internet das coisas. https://pt.wikipedia.org/wiki/Internet_das_Coisas. Acessado em 16.07.2016.

7 Revista Exame. Digitização. Vem aí um admirável mundo novo. Outra vez.

http://exameinformatica.sapo.pt/noticias/internet/2015-06-10-Digitizacao-vem-ai-um-admiravel-mundo-novo.-Outra-vez. Acessado em 16.07.2016.