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Tecnologia

Indústria 5.0: Colaboração Humano-Robô

21/05/2024
Colaboração humano-robô na industria 5.0

A velocidade com que a sociedade está avançando tecnologicamente é notavelmente rápida e está em constante aceleração. Há 4 anos estávamos aqui dizendo sobre o novo boom tecnológico da Indústria 4.0, ao passo que hoje, avanços em inteligência artificial, biotecnologia, computação quântica e outras áreas estão transformando rapidamente o cenário tecnológico. É seguro dizer que estamos testemunhando um período de mudança tecnológica sem precedentes. Quais serão as novidades que teremos nos próximos anos?

Neste artigo, você encontrará:

  • O que é e quais são os objetivos da Indústria 5.0
  • Exemplos de aplicação da Indústria 5.0
  • Impactos da Indústria 5.0 na sociedade
  • Quem são os grandes nomes da Indústria 5.0
  • Qual a opinião da própria Inteligência Artificial sobre a colaboração homem-robô

O futuro acabou de acontecer.”

Ben Hammersley, futurista

O que é a Indústria 5.0

A Indústria 5.0 é uma extensão da evolução das indústrias, especialmente da manufatura, em direção à automação e integração de tecnologias avançadas. Enquanto a Indústria 4.0 se concentra na automação, digitalização e conectividade de máquinas e processos industriais, a Indústria 5.0 traz a ideia de reintroduzir o elemento humano no processo de produção, combinando a eficiência da automação com a criatividade e habilidades humanas.

“A abordagem da Indústria do Futuro traz benefícios para a indústria, para os trabalhadores e para a sociedade.”

Comissão Europeia, Pesquisa e Inovação 

O objetivo da Indústria 5.0 é promover uma forma mais avançada e colaborativa de manufatura, na qual humanos e máquinas trabalham juntos de forma harmoniosa e eficiente, permitindo que cada um contribua com suas habilidades únicas para melhorar a produtividade e a qualidade na fabricação. É a colaboração estreita entre humanos e máquinas, onde as tecnologias avançadas, como robótica, inteligência artificial e Internet das Coisas (IoT), são combinadas com a criatividade, flexibilidade e capacidades cognitivas dos trabalhadores humanos.

Mas esse não é o único objetivo. A indústria visa lucro e seus objetivos devem garantir eficiência e qualidade produtiva, tais como:

  • capacidade de produzir em massa, mas com alto grau de personalização e flexibilidade. Isso é possível graças à automação inteligente e à capacidade de reconfigurar rapidamente os processos de produção para atender às demandas específicas dos clientes.
  • produção sob demanda, onde os produtos são fabricados conforme necessário, reduzindo assim o desperdício e os custos associados ao armazenamento excessivo de estoque.
  • com a ajuda de tecnologias avançadas de comunicação e produção, a indústria 5.0 permite a descentralização da produção. Isso significa que as fábricas podem ser menores e mais próximas dos mercados de consumo, reduzindo os custos de transporte e aumentando a eficiência logística.

A transição para a indústria 5.0 traz consigo desafios, como a necessidade de requalificação da força de trabalho, investimentos em infraestrutura tecnológica e preocupações com a privacidade e segurança de dados. No entanto, também oferece oportunidades significativas para aumentar a eficiência, inovação e competitividade das empresas. É uma abordagem holística para a produção que combina o poder da automação e tecnologia avançada com as habilidades humanas.

A educação permanente estará no topo da agenda. Quando olhamos para a indústria transformadora na Europa Ocidental, todas estas revoluções da indústria X.0 são muito boas, mas no final, temos de fazer uso das fábricas e das pessoas que temos hoje. Você não pode simplesmente construir uma nova fábrica. Isso é quase impossível na Europa Ocidental. Você tem que reformar as fábricas existentes e requalificar seu pessoal.”

Dr. Bert Pluymers, gerente de pesquisa industrial da KU Leuven

Resumão até aqui:

Estudo de caso: Como a SIEMENS aplica os conceitos da Indústria 5.0

Um exemplo de empresa que está aplicando conceitos da Indústria 5.0 é a Siemens, uma empresa multinacional alemã que atua em diversos setores, incluindo automação industrial, energia, saúde e infraestrutura.

A Siemens tem sido um líder na adoção de tecnologias avançadas em suas operações de manufatura, inclusive, está entre as empresas mais sustentáveis em 2023, buscando combinar automação inteligente com a colaboração humana para aumentar a eficiência e a flexibilidade de seus processos produtivos.

A empresa implementou sistemas de produção flexíveis e conectados, nos quais robôs e outras máquinas trabalham em conjunto com os funcionários, permitindo uma produção mais ágil e personalizada. Isso significa que a Siemens pode fabricar produtos em lotes menores e atender às demandas específicas dos clientes com mais rapidez e eficiência.

Além disso, a Siemens investe em tecnologias de digitalização e análise de dados para otimizar seus processos de produção, monitorando o desempenho das máquinas em tempo real e identificando oportunidades de melhoria contínua.

A abordagem da Siemens para a Indústria 5.0 não se limita apenas às suas próprias operações, mas também se estende aos produtos e soluções que oferece aos clientes. A empresa desenvolve soluções de automação e digitalização que ajudam outras empresas a implementar conceitos da Indústria 5.0 em suas próprias operações, promovendo uma transformação mais ampla do setor manufatureiro.

Outros exemplos

Quando pensamos na aplicação da Indústria 5.0 de forma prática, podemos tomar como exemplo também a indústria automobilística, especificamente em uma fábrica de montagem de veículos. Considerando um cenário em que eles implementaram os princípios da Indústria 5.0 em suas operações, podemos citar os seguintes exemplos:

  • Sistemas de produção flexíveis e conectados, nos quais robôs colaborativos (cobots) e trabalhadores humanos trabalham em conjunto para montar os veículos. Os robôs realizam tarefas repetitivas e pesadas, enquanto os trabalhadores humanos supervisionam o processo, garantindo qualidade e realizando tarefas que exigem habilidades específicas.
  • Modelo de produção sob demanda, onde os veículos são fabricados conforme as encomendas dos clientes são recebidas. Isso significa que a produção é mais ágil e eficiente, com menos desperdício e estoque excessivo.
  • Coleta de dados em tempo real de sensores instalados em máquinas e equipamentos, bem como feedback dos trabalhadores, para monitorar o desempenho do processo de produção. Algoritmos de análise de dados são usados para identificar padrões, prever falhas e otimizar o desempenho do sistema.
  • Tecnologias avançadas, como sistemas de manufatura aditiva* (impressão 3D) e processos de montagem flexíveis, para oferecer alto grau de personalização aos clientes. Os clientes podem escolher entre uma variedade de opções de cores, acabamentos e recursos personalizados para seus veículos.
  • Os trabalhadores recebem treinamento especializado para operar e interagir com as tecnologias avançadas utilizadas na fábrica. Eles são encorajados a contribuir com ideias de melhoria e inovação, participando de programas de desenvolvimento de habilidades e promovendo uma cultura de aprendizado contínuo.
  • A empresa prioriza a segurança e o bem-estar dos trabalhadores, implementando medidas de segurança robustas e promovendo um ambiente de trabalho colaborativo, onde robôs e humanos podem interagir de forma segura e eficaz.

* Sistemas de manufatura aditiva, também conhecidos como impressão 3D, são processos de fabricação que constroem objetos tridimensionais camada por camada a partir de materiais como plástico, metal, cerâmica ou compósitos. Em contraste com métodos tradicionais de fabricação, que muitas vezes envolvem a remoção de material (subtrativo), a manufatura aditiva adiciona material de forma controlada para criar peças e incluem uma variedade de tecnologias, como estereolitografia (SLA), sinterização seletiva a laser (SLS), fusão seletiva a laser (SLM), deposição de filamento fundido (FDM) e impressão a jato de tinta (inkjet). Cada tecnologia possui seus próprios processos específicos e materiais adequados.

Há várias empresas que estão na vanguarda da adoção de tecnologias avançadas e práticas que se alinham com os princípios da Indústria 5.0, como:

Bosch: está na vanguarda da indústria 5.0, implementando soluções de Internet das Coisas (IoT), inteligência artificial e automação em suas operações de produção para otimizar processos e oferecer produtos personalizados.

General Electric (GE): tem investido significativamente em iniciativas de digitalização e automação em suas operações industriais, buscando transformar suas fábricas em ambientes de produção inteligentes e conectados.

Toyota: conhecida por sua abordagem inovadora de produção, incluindo o Sistema Toyota de Produção (TPS). A empresa tem explorado novas tecnologias, como robótica avançada e manufatura aditiva, para aumentar a eficiência e a flexibilidade de suas fábricas.

ABB: é uma empresa líder em tecnologias de automação e robótica. Ela tem desenvolvido soluções avançadas de manufatura que combinam automação inteligente com a colaboração humana, visando melhorar a produtividade e a qualidade.

Fanuc: é uma das maiores fabricantes de robôs industriais do mundo. A empresa está desenvolvendo robôs colaborativos e soluções de automação que permitem uma interação segura e eficaz entre humanos e máquinas.

Impactos da Indústria 5.0 na sociedade

A história da humanidade é marcada por uma série de transformações que moldaram o nosso mundo de maneiras profundas e duradouras. Uma dessas transformações mais impactantes é a Revolução Industrial, um período de mudança radical que alterou para sempre a forma como produzimos bens e organizamos nossa sociedade. Desde então, essa jornada rumo à modernização e eficiência tem passado por várias fases distintas, cada uma impulsionada por avanços tecnológicos e mudanças sociais.

A Revolução Industrial (final do século XVIII – meados do século XIX)

  • Início na Grã-Bretanha com a mecanização da produção têxtil
  • Introdução de máquinas a vapor, energia hidráulica e uso de carvão
  • A produção em massa substitui métodos de produção artesanais
  • Surgimento das fábricas e urbanização acelerada

Segunda Revolução Industrial (final do século XIX – início do século XX)

  • Desenvolvimento da eletricidade e do aço
  • Avanços em transporte (ferrovias, automóveis)
  • Proliferação de indústrias pesadas (aço, petroquímica)
  • Surgimento de grandes empresas e consolidação do capitalismo industrial

Revolução Industrial 3.0 / Revolução Digital (meados do século XX – final do século XX)

  • Automação industrial com o uso de eletrônicos e tecnologia da informação
  • Início da informatização de processos industriais
  • Desenvolvimento de computadores e automação de linhas de produção
  • Surgimento da internet e dos sistemas de gestão integrada

Revolução Industrial 4.0 / Indústria 4.0 (início do século XXI)

  • Integração de sistemas ciberfísicos (integração entre o mundo físico e o mundo virtual por meio de tecnologias digitais) na produção
  • Avanços em tecnologias como Internet das Coisas (IoT), inteligência artificial (IA) e big data
  • Manufatura aditiva (impressão 3D) e automação avançada
  • Personalização em massa e produção flexível
  • Ênfase na conectividade e na digitalização de toda a cadeia de valor

Indústria 5.0 (meados do século XXI)

  • Integração da tecnologia com o ser humano no local de trabalho
  • Colaboração entre humanos e robôs em tarefas complexas
  • Foco na resolução de problemas sociais e ambientais
  • Customização extrema de produtos para atender às necessidades individuais
  • Ênfase na sustentabilidade e na responsabilidade social corporativa

A ascensão da Indústria 5.0 promete transformar radicalmente a maneira como vivemos, trabalhamos e nos relacionamos com o mundo ao nosso redor. Neste contexto, é crucial examinar de perto os impactos dessa revolução na sociedade em geral. Ao explorar os potenciais benefícios e desafios decorrentes da adoção generalizada da Indústria 5.0, podemos entender melhor como essa transformação tecnológica está moldando nossas vidas e criar estratégias para maximizar seus aspectos positivos enquanto mitigamos suas possíveis consequências negativas.

Ela impulsiona a transformação digital em vários setores, o que pode levar a mudanças significativas na forma como as empresas operam e se relacionam com os clientes, no surgimento de novos modelos de negócios, oportunidades de mercado, produtos e serviços mais personalizados e adaptados às necessidades individuais dos consumidores.

Embora a automação possa aumentar a eficiência e reduzir os custos de produção, também pode levar à substituição de empregos por máquinas, o que pode ter impactos sociais significativos, como desemprego e desigualdade econômica.

Devemos considerar ainda que ela pode contribuir para a sustentabilidade, por meio da otimização de processos de produção, redução do desperdício de recursos e desenvolvimento de tecnologias mais limpas e eficientes.

Como em qualquer grande mudança, é importante considerar tanto os benefícios quanto os desafios e trabalhar para maximizar os primeiros enquanto se evolui com os últimos.

Quem são os grandes nomes da Indústria 5.0?

Os grandes nomes da tecnologia atual desempenham vários papéis importantes na Indústria 5.0, contribuindo para o seu desenvolvimento, adoção e implementação em larga escala. 

Destaques da tecnologia contemporânea:

  • Elon Musk: Fundador e CEO da SpaceX, Tesla, Neuralink e Boring Company, conhecido por seu trabalho em veículos elétricos, exploração espacial e inteligência artificial.
  • Jeff Bezos: Fundador da Amazon e da Blue Origin, liderando inovações no comércio eletrônico, computação em nuvem e exploração espacial.
  • Tim Cook: CEO da Apple, continuando o legado de Steve Jobs e liderando a empresa em áreas como dispositivos móveis, computação pessoal e serviços digitais.
  • Satya Nadella: CEO da Microsoft, liderando a empresa em serviços em nuvem, inteligência artificial e computação quântica.
  • Sundar Pichai: CEO da Alphabet, empresa-mãe do Google, responsável por avanços em pesquisa de internet, dispositivos inteligentes e inteligência artificial.
  • Mark Zuckerberg: Fundador e CEO do Facebook (agora Meta Platforms), liderando a empresa em mídia social, realidade virtual e metaverso.
  • Jack Ma: Fundador do Alibaba Group, um dos maiores conglomerados de comércio eletrônico, fintech e tecnologia em geral na China.
  • Jensen Huang: CEO da NVIDIA, empresa líder em processadores gráficos (GPUs) e inteligência artificial, desempenhando um papel crucial na computação de alto desempenho e no setor de jogos.

Destaques da Indústria 5.0:

  • Masayoshi Son: Como CEO da SoftBank, Son está investindo em diversas empresas de tecnologia e startups que estão moldando o futuro da Indústria 5.0, incluindo robótica avançada e inteligência artificial.
  • Hiroaki Nakanishi: Como presidente da Hitachi, Nakanishi tem liderado a empresa em sua transformação digital e na adoção de tecnologias avançadas para impulsionar a inovação na indústria.
  • Yoshiharu Inaba: Como presidente e CEO da FANUC, uma das maiores fabricantes de robôs industriais do mundo, Inaba desempenha um papel crucial na expansão e desenvolvimento da automação avançada na indústria.
  • Klaus Schwab: Como fundador e presidente executivo do Fórum Econômico Mundial, Schwab tem promovido o diálogo global sobre a transformação da indústria e a quarta revolução industrial, fornecendo uma plataforma para líderes discutirem e moldarem o futuro da Indústria 5.0.
  • Raj Batra: Como presidente da Siemens Digital Industries, Batra lidera os esforços da empresa na digitalização da indústria, incluindo a implementação de soluções de automação avançada e digitalização de processos industriais.

Empresas lideradas por figuras proeminentes como Elon Musk, Jeff Bezos e Tim Cook estão continuamente impulsionando a inovação tecnológica em áreas-chave que são fundamentais para a Indústria 5.0, como inteligência artificial, automação, robótica e Internet das Coisas (IoT).

Apesar de sua grande participação, Elon Musk já expressou preocupação quanto a IA. Ele disse que muito provavelmente ela seja benéfica e melhore nossas vidas, entretanto, há uma chance de que não seja assim e precisamos estar cientes disso, pois se trata de uma tecnologia poderosa.

Líderes como Masayoshi Son, do SoftBank Group, estão investindo em uma variedade de startups de tecnologia que estão desenvolvendo soluções inovadoras para a Indústria 5.0, incluindo robótica avançada, análise de dados e sistemas de automação.

Empresas como Google (Alphabet), Microsoft e Amazon estão construindo plataformas e infraestrutura tecnológica que são essenciais para habilitar a Indústria 5.0, incluindo computação em nuvem, ferramentas de análise de dados e IoT.

Empresas líderes muitas vezes desempenham um papel central na condução da transformação digital, na promoção e definição de normas e padrões industriais que são críticos para a interoperabilidade e a adoção generalizada de tecnologias na Indústria 5.0.

Entrevistando uma Inteligência Artificial

Para esse artigo, resolvemos aproveitar a oportunidade e fazer nossa própria entrevista com uma inteligência artificial sobre o tema abordado. Escolhemos o ChatGPT, da OpenAi, para essa experiência e o resultado da nossa “conversa”, publicamos abaixo. Foi um “bate-papo” breve, apenas para demonstrar o uso dessa ferramenta, mesmo se tratando de assuntos relativamente complexos. Achamos o resultado interessante e resolvemos compartilhar com vocês.


Inteligência Artificial, qual sua opinião pessoal sobre a colaboração homem-robô?

Minha opinião pessoal sobre a colaboração homem-robô é bastante positiva. Vejo essa colaboração como uma oportunidade emocionante para combinar as habilidades únicas de humanos e robôs, criando uma força de trabalho mais eficiente e eficaz. Enquanto os humanos trazem criatividade, intuição e capacidade de tomada de decisão contextual, os robôs oferecem precisão, força e capacidade de execução repetitiva.

Essa colaboração pode levar a uma série de benefícios, incluindo aumento da produtividade, melhoria da qualidade do trabalho, redução de erros e acidentes, e até mesmo a liberação de humanos para se concentrarem em tarefas mais complexas e gratificantes.

No entanto, reconheço que também há desafios a serem superados, como a garantia da segurança no local de trabalho, a adaptação dos trabalhadores às novas tecnologias e a mitigação de preocupações sobre o desemprego tecnológico. É crucial abordar essas questões de maneira ética e equitativa para garantir que a colaboração homem-robô beneficie a sociedade como um todo.

O que você quer dizer com “garantia da segurança no local de trabalho“?

Quando menciono “garantia da segurança no local de trabalho” no contexto da colaboração homem-robô, estou me referindo à implementação de medidas e protocolos para garantir que os trabalhadores humanos e os robôs possam interagir de maneira segura e eficaz no ambiente de trabalho.

Isso envolve várias considerações, incluindo:

  • Projeto e manutenção seguros dos robôs: Os robôs devem ser projetados e mantidos de forma a minimizar o risco de acidentes ou lesões. Isso pode incluir a implementação de sistemas de segurança, como sensores de proximidade e limites de velocidade, além de procedimentos adequados de manutenção preventiva.
  • Treinamento adequado para os trabalhadores: Os trabalhadores que interagem com os robôs devem receber treinamento adequado sobre como operar, programar e manter essas máquinas de forma segura. Eles também devem ser educados sobre os possíveis perigos e como reagir em situações de emergência.
  • Ergonomia e design do local de trabalho: O layout do local de trabalho deve ser projetado levando em consideração a interação entre humanos e robôs, garantindo que haja espaço suficiente e que os processos de trabalho sejam ergonomicamente seguros para ambos.
  • Sistemas de segurança e controle: Devem ser implementados sistemas de segurança robustos para monitorar e controlar as interações entre humanos e robôs. Isso pode incluir dispositivos de parada de emergência, barreiras físicas ou virtuais e sistemas de visão computacional para detecção de movimento.

Em resumo, a garantia da segurança no local de trabalho na colaboração homem-robô é fundamental para proteger os trabalhadores humanos e maximizar os benefícios dessa colaboração no ambiente de trabalho.

No horizonte da Indústria 5.0, vislumbramos não apenas um futuro de eficiência e inovação tecnológica, mas também uma nova era de colaboração e coexistência entre humanos e robôs. À medida que nos aproximamos desse momento transformador, somos lembrados de que o verdadeiro potencial da tecnologia reside não apenas em sua capacidade de automatizar tarefas, mas também em sua capacidade de aprimorar a condição humana.

Uma civilização tecnologicamente avançada, mas moralmente subdesenvolvida, pode se encontrar em situações éticas complicadas, onde as decisões são tomadas com base no progresso material em detrimento do bem-estar humano ou da integridade ambiental. Questões como privacidade, justiça social, responsabilidade ambiental e direitos humanos podem ser negligenciadas em nome do desenvolvimento tecnológico e do lucro.

A integração da ética e da moralidade no desenvolvimento tecnológico não apenas protege as sociedades de possíveis danos, mas também garante que a inovação tecnológica seja direcionada para o avanço humano genuíno e sustentável, essencial para construir um futuro em que o avanço tecnológico e a evolução moral caminhem juntos, em benefício de toda a humanidade.

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