Revoluções industriais são acontecimentos importantes. Segundo a maioria dos cálculos, houve apenas três. A primeira foi desencadeada no século 18, pela chegada ao mercado do motor a vapor e do tear mecânico. A domesticação da energia elétrica e a produção em massa provocaram a segunda, no início do século 20. O computador colocou a terceira em movimento, após a Segunda Guerra Mundial.

Pode parecer muito cedo para anunciar que a quarta revolução industrial, impulsionada pela tecnologia digital interconectada, já começou. No entanto, Henning Kagermann, chefe da academia de ciências e engenharia alemã (Acatech), a anunciou em 2011, quando usou a expressão “indústria 4.0” para descrever uma proposta de iniciativa industrial patrocinada pelo governo de seu país.

Quando se olha de perto o ritmo acelerado da digitalização na indústria de hoje, o nome não parece tão hiperbólico. É um sinal da mudança radical que está transformando rapidamente muitas empresas e pode pegar outras tantas de surpresa.

A expressão “indústria 4.0” refere-se à combinação de várias tecnologias digitais, todas chegando à maturidade agora, prontas para mudar por inteiro os setores de energia e manufatura. As tecnologias abrangem:

1. Robótica avançada e inteligência artificial;
2. Sensores sofisticados;
3. Computação em nuvem;
4. Internet das coisas;
5. Captura e análise de dados;
6. Manufatura digital (incluindo impressão 3D);
7. Software como serviço e outros modelos de marketing;
8. Smartphones e outros dispositivos móveis;
9. Plataformas que utilizam algoritmos para dirigir veículos a motor (como ferramentas de navegação, aplicativos de carona, serviços de entrega e de transporte de passageiros e veículos autônomos); e
10. Incorporação de todos esses elementos em uma cadeia de valor global e interoperável, compartilhada por muitas empresas em muitos países.

Essas tecnologias são muitas vezes consideradas separadamente, mas, quando vistas juntas, revelam um traço comum: integram os mundos físico e virtual. Tal característica permite uma nova e poderosa maneira de organizar as operações globais, trazendo, para a produção mecânica em escala, velocidade de software e fungibilidade (capacidade de ser substituída).

No modelo da indústria 4.0, design e desenvolvimento de produtos são realizados em laboratórios de simulação e utilizam modelos de fabricação digital. Os produtos só tomam forma tangível após a maioria dos problemas de design e engenharia ser resolvida. As redes de máquinas que criaram a sociedade industrial se tornam sistemas hiperconscientes e flexíveis, respondendo rapidamente não só a comandos humanos; as máquinas têm percepções próprias e autodireção.

Essa infraestrutura tecnológica ainda está nos estágios iniciais de desenvolvimento, mas já vem transformando a manufatura. As empresas que abraçam a indústria 4.0 começam a acompanhar tudo o que produzem do berço ao túmulo, enviando atualizações para produtos complexos depois de estes serem vendidos (da mesma forma que o software é atualizado).

Essas empresas também estão aprendendo sobre personalização em massa: a capacidade de fazer produtos em lotes unitários tão baratos quanto um produto feito em escala no século 20, mas totalmente adaptado às especificações do comprador.

À medida que o movimento se desenvolve, essas tendências vão se acelerando. O mesmo acontecerá com a invenção de produtos e serviços, incluindo novas maneiras de combater os problemas mais difíceis da atualidade: as mudanças climáticas e a poluição, a demanda de energia, as pressões da urbanização e as dificuldades derivadas do envelhecimento da população.

O movimento indústria 4.0 começou na Alemanha, e muitas das grandes indústrias daquele país têm iniciativas fortes nele. Segundo a revista The Economist, a lista inclui Basf, Bosch, Daimler, Deutsche Telekom, Klöckner & Co. e Trumpf. A onda está crescendo rapidamente em outros lugares, em particular nos Estados Unidos, Japão, China, países nórdicos e Reino Unido.

Influentes gigantes industriais globais, como Siemens e GE, têm abraçado totalmente a ideia; os CEOs de ambas as empresas declararam que a indústria 4.0 agora é parte essencial de sua identidade.

Em 2015, a PwC entrevistou mais de 2 mil empresas de 26 países sobre indústria 4.0, de setores tão diversos quanto os de produção industrial (incluindo aeroespacial e defesa) e automobilístico, de produtos químicos, eletrônicos e florestais, de transporte e de logística. Um terço dos entrevistados disse que sua empresa já havia alcançado níveis avançados de integração e digitalização, e 72% acreditavam que chegariam a esse ponto em 2020.

O movimento reflete expectativas de retornos rápidos nos resultados de negócios. Uma esmagadora maioria dos entrevistados (86%) declarou que, com base em sua experiência até aquele momento, esperava ver tanto reduções de custos como ganhos de receitas com seus esforços de digitalização avançada. Quase um quarto estimava que essas melhorias excederiam 20% nos próximos cinco anos.

As reduções de custos são em grande parte resultado de maior eficiência e integração tecnológica. A indústria 4.0 substitui sistemas redundantes, tais como os de gestão de operações e planejamento de recursos empresariais, por um único sistema, totalmente interoperável, englobando toda a empresa, muito menos dispendioso.

Como a experiência do usuário em sistemas operacionais tem melhorado nos últimos anos, os colaboradores tendem a ser mais felizes e produtivos com a indústria 4.0, o que reduz os custos de treinamento, suporte e rotatividade de pessoal e aumenta a velocidade de operações. A análise preditiva, quando usada para suportar o controle de qualidade e manutenção em tempo real, contribui também para essa economia, suavizando as operações e reduzindo interrupções.

Os ganhos de receitas, por sua vez, vêm em grande parte da oferta de novos recursos e produtos digitais ou da introdução de análises e novos serviços digitais aos clientes. Além disso, a disponibilidade de dados em tempo real permite que as empresas ofereçam produtos e soluções mais personalizados, que costumam gerar margens significativamente maiores do que as ofertas fabricadas em massa.

As oportunidades são promissoras o suficiente para que cerca de 55% dos entrevistados esperem ver seu investimento retornar no prazo de dois anos – pouco tempo, levando em conta a quantidade de capital necessário.

Como entrar na indústria 4.0

Quando sua empresa entra na indústria 4.0, você obtém benefícios que vão muito além de estender seu alcance digital ou vender novos tipos de produtos e serviços. Ela transforma a empresa, os funcionários e todo o ecossistema de fornecedores, parceiros, distribuidores e clientes em uma rede digital plenamente interconectada e integrada, ligada a outras redes em todo o mundo.

Três aspectos da digitalização formam o coração de uma abordagem de indústria 4.0:

• A digitalização total das operações de uma empresa integrada verticalmente (incluindo todas as funções e toda a hierarquia) e horizontalmente (ligando de maneira inconsútil fornecedores, parceiros e distribuidores na cadeia de valor e transferência de dados).

Um exemplo são sistemas avançados de gerenciamento de estoques que conectam varejistas, centros de distribuição, transportadores, fabricantes e fornecedores. Cada um recebe transparentemente dados sobre os níveis de estoque dos outros, lança pedidos, cumpre tarefas automaticamente e dispara ordens de serviço e upgrades. Isso suaviza os excessos e as carências de uma cadeia de fornecimento típica e permite que ela compense interrupções repentinas (como as provocadas por desastres naturais), além de testar facilmente novos produtos em mercados específicos.

Um exemplo mais avançado é o desenvolvimento de instalações fabris flexíveis, que usam robôs programáveis para executar a maioria das operações. Elas representam a virtualização do mundo físico. Novos produtos – ou até novas linhas de montagem inteiras – podem ser prototipados em software antes de serem implementados. É possível simular um novo design de planta fabril quase sem esforço, testá-lo para descobrir falhas e investir no maquinário físico somente quando fica claro que ele vai funcionar bem. Esses avanços tornam muito mais fácil e barato trazer novos produtos ao mercado, que, por sua vez, fazem com que seja mais fácil e menos dispendioso testar novas ofertas sem um lançamento completo.

A indústria 4.0 traz a preocupação com os detalhes das pessoas para as máquinas; estas se tornam autoconscientes

• A reformulação de produtos e serviços para que eles incorporem software personalizado, tornando-se ágeis e interativos, acompanhando a própria atividade e seus resultados, assim como a atividade de outros produtos e serviços ao redor. Quando capturados e analisados, os dados gerados por esses produtos e serviços indicam quão bem eles vêm funcionando.

Um exemplo é o equipamento usado em um porto de embarque ou em um canteiro de obras que pode detectar uma falha mecânica iminente e impedi-la. A próxima geração dele será capaz de comparar a eficiência das várias máquinas e sugerir melhorias.

Outro exemplo é o software de veículos, que está evoluindo para permitir que carros e caminhões possam ser consertados por meio de downloads de atualizações de software em vez de um mecânico.

Produtos industriais que rastreiam a própria atividade ainda fornecerão insights poderosos para quem os utiliza – sobre onde enfrentam atrasos, como funcionam quando encontram problemas etc. As fabricantes poderão usar esses dados para desenvolver novos produtos e serviços rentáveis.

Exemplo? As fabricantes de impressoras costumam ter a maior parte de suas receitas gerada pela venda e manutenção de equipamentos. Quando as impressoras passarem a gerar dados, essas fabricantes talvez passem a fazer corretagem de tempo de impressão – sabendo quando as impressoras dos clientes estão ociosas, podem vender impressão a outros.

• Interação mais próxima com os clientes impulsionada por esses novos processos, produtos e serviços. A indústria 4.0 torna a cadeia de valor mais ágil, permitindo que fabricantes industriais atinjam os clientes finais mais diretamente e adaptem seus modelos de negócio a isso. Cada vez mais, produtos diversos são oferecidos como serviços, muitas vezes em esquema de assinatura.

Um dos muitos exemplos disso é a Atlas Copco, fabricante de compressores de ar sediada em Nacka, Suécia, que está deixando de vender seus equipamentos, e, em vez disso, cobrando pelo ar comprimido utilizado. As máquinas instaladas nos clientes podem monitorar o fluxo de ar comprimido e ajustar a saída de acordo com a necessidade de cada um.

A indústria 4.0 também viabiliza modelos de negócio que tiram vantagem da economia de customização em massa, em que cada produto é criado como um lote unitário. Hoje, a fabricação digital é usada principalmente para prototipagem, mas, à medida que ela se tornar mais sofisticada, com software e robótica integrados em novos tipos de linhas de montagem, altos níveis de especificação vão se tornar a norma.

A fabricante de eletrodomésticos Haier, por exemplo, já faz suas máquinas de lavar e refrigeradores na China sob demanda. Os clientes escolhem (em seus computadores, smartphones ou em quiosques nas lojas da Haier) os recursos que querem e essas especificações são transmitidas para a linha de montagem.

Desafios práticos

Fazer a indústria 4.0 funcionar requer grandes mudanças nas práticas e estruturas organizacionais, como novas arquiteturas de tecnologia da informação e gestão de dados, novas abordagens de compliance com leis e impostos, novas estruturas organizacionais e, mais importante, nova cultura orientada para o digital, que deve encarar a análise de dados como um recurso-chave da empresa.

Para entender por que a análise de dados é tão importante para a indústria 4.0, pense na última revolução operacional importante – a do foco na qualidade e da manufatura lean –, que levou as pessoas a monitorar a variação em seus esforços e a sempre buscar melhorias. Agora, a indústria 4.0 traz a mesma preocupação para as máquinas; estas, além das pessoas, tornam-se conscientes do valor criado.

As máquinas podem ser programadas, por exemplo, para detectar quando estão desperdiçando material, adotando uma rota de cadeia de fornecimento ineficiente ou errando de alguma forma e chamar a atenção dos líderes da empresa para essa informação, ajudando-os, assim como faz um navegador GPS com os motoristas no trânsito congestionado, a mudar de rota.

A maior dificuldade na construção de capacidade analítica apontada no estudo da PwC sobre a indústria 4.0 é a falta de pessoas com os conhecimentos necessários para fazer análises. Outras preocupações citadas –má qualidade dos dados, falta de acesso aos dados corretos e ausência de apoio do nível superior – reforçam o que já se sabe: analisar dados não é fácil.

Os processos da indústria 4.0 fornecem montanhas de dados sobre as demandas dos clientes e a logística da cadeia de valor, mas tudo isso será desperdiçado se o gestor não conseguir entender tais dados ou se não usá-los para aumentar a eficiência, para se aproximar de seus parceiros da cadeia de fornecimento, para desenvolver os produtos e serviços que seus clientes realmente desejam.

Mais um dos desafios associados à indústria 4.0 está no fato de ela exigir a transparência de dados e a colaboração entre as pessoas, de tal maneira que pode ser desconfortável para muitas empresas.

Além disso, as capacidades tecnológicas são muitas vezes escassas. E, talvez o mais difícil de tudo, a indústria 4.0 representa um salto de fé; os investimentos devem ser feitos hoje, quando muitos dos produtos e processos relativos à análise de dados ainda são desconhecidos.

As pioneiras têm vantagens

As empresas que resolverem esperar para ver como tudo anda antes de investir na indústria 4.0 devem ficar para trás. Isso porque, como declarou o fundador do Fórum Econômico Mundial, Klaus Schwab, “ao contrário das revoluções industriais anteriores, essa vai evoluir em ritmo exponencial em vez de linear. Ela não está só mudando o ‘o quê’ e o ‘como’ fazer as coisas, mas também o ‘quem’ somos nós”. 

Um pequeno grupo de empresas da pesquisa da PwC – 4% dos entrevistados – está liderando o salto de fé. Essas “pioneiras” disseram que têm investido 6% ou mais de suas receitas desde 2013 em esforços da indústria 4.0 e que possuem altos níveis de digitalização. Mais de 50% esperava rápido retorno sobre o investimento.

Os investimentos devem ser feitos hoje; a indústria 4.0 requer um salto de fé

Quais as vantagens específicas das empresas pioneiras? Têm a ver com o círculo virtuoso que se inicia quando elas se movem mais rapidamente do que as concorrentes. Se as pioneiras conseguirem concretizar as reduções de custos e os ganhos de receitas esperados, vão gerar mais capital para reinvestir em suas estratégias de indústria 4.0. Isso lhes permitirá melhorar seu desempenho operacional e aumentar ainda mais sua vantagem sobre as concorrentes. Resultado: o investimento necessário aos retardatários para recuperar o atraso vai crescer. 

Um fator de atratividade são as plataformas que os pioneiros adotarão. Uma plataforma é um nexo de troca e tecnologia interoperável que possibilita que uma ampla gama de fornecedores e clientes interaja perfeitamente. As pioneiras de maior sucesso do software e da internet – Amazon, Apple, eBay, Facebook, Google e Microsoft, entre outras – cimentaram suas posições com plataformas poderosas e distintas, e as pioneiras da indústria 4.0 vão procurar vantagem similar.

GE e Siemens já estão se movendo para solidificar sua posição como fornecedores de plataformas, por exemplo. Cada uma desenvolveu um sistema baseado em nuvem para conectar máquinas, dispositivos e sistemas (como ERP) de várias empresas, facilitando transações, operações e logística entre elas e recolhendo e analisando dados para uso por todas.

Equipamentos e software de múltiplos fornecedores estão conectados em redes que ultrapassam as paredes da empresa e alcançam a cadeia de valor, chegando aos distribuidores e fornecedores externos. Isso traz os clientes para mais perto das operações, ao analisar seus dados para prever melhor suas necessidades, aprimorar produtos e desenvolver novas ofertas, muitas vezes personalizadas.

Empresas menores também podem estabelecer-se utilizando o conceito de plataforma. Algumas fabricantes de painéis solares, por exemplo, construíram modelos de receitas inovadores que são precursores de modelos da indústria 4.0. Em vez de venderem painéis diretamente para seus clientes empresariais, oferecem energia elétrica gerada por eles. A fabricante instala os painéis no cliente, faz a manutenção deles e os atualiza a um preço atraente. Em troca, o cliente assina um contrato de 20 ou 30 anos. Assim, independentemente do que aconteça, será possível manter os painéis limpos e íntegros, usando sensores para detectar avarias, e atualizá-los quando as tecnologias fotovoltaicas avançarem.

Plataformas são bem-sucedidas no contexto da indústria 4.0 por causa de um fenômeno conhecido pelos economistas como lock-in. Quando um consumidor se compromete com uma plataforma tecnologicamente abrangente – em especial, uma que oferece vários serviços, com custos progressivamente menores e uma rede de usuários em expansão –, fica cada vez mais difícil ele mudar. E, como cada novo cliente busca se conectar a sua própria rede de empresas, então novos clientes se inscrevem também. Esse efeito de rede reforça ainda mais o lock-in.

Em última análise, duas ou três plataformas provavelmente cobrirão a maior parte do mercado, assim como o iOS, da Apple, e o Android, do Google, atualmente dividem o mercado de smartphones. Na indústria 4.0, como em outros campos tecnológicos, quem tem uma plataforma possui acesso ao cliente e pode colocar sua marca no trabalho de outras empresas.

A indústria 4.0 é uma força integradora entre empresas e entre países, ou seja, reforça a globalização

O que fazer já

Habilidades digitais são vitais para a indústria 4.0 avançar. Desenvolvê-las leva tempo e concentração e uma abordagem passo a passo é importante.

Para as empresas de sucesso que temos visto, seis etapas têm sido fundamentais no processo:

1. Desenhar uma estratégia de indústria 4.0 realista. Avalie sua maturidade digital no momento, projetando onde você precisa estar. Defina metas claras para reduzir o gap. Priorize as medidas que trarão mais valor a seu negócio e garanta que elas estejam alinhadas com a estratégia global. Certifique-se de que toda a liderança esteja comprometida com essa  bordagem e que esse compromisso seja evidente para todas as pessoas da empresa, que vão basear suas decisões no que acham que seus líderes querem.
2. Começar com projetos piloto. Use-os para estabelecer provas de conceito e demonstrar o valor do negócio. Nem todo projeto terá êxito, mas todos os projetos vão ajudá-lo a aprender sobre o que funciona para sua empresa. Com sucessos iniciais, você também pode conquistar o apoio da organização e garantir fundos para um lançamento maior. Para os primeiros pilotos, defina um escopo inicial relativamente estreito, mas adote o conceito end-to-end da indústria 4.0, indo dos insumos à entrega ao cliente (e aos serviços pós-venda). Desenhe isso com pragmatismo, compensando uma infraestrutura que ainda não existe. Colabore com lideranças digitais fora dos limites de sua empresa; trabalhe com startups, universidades ou organizações setoriais para acelerar sua inovação digital.
3. Definir os recursos necessários. Com base nas lições aprendidas em seus pilotos, mapeie em detalhe os recursos necessários para atingir seus objetivos e desenvolva um plano para construir (ou adquirir) essas habilidades. Inclua facilitadores tecnológicos, como uma infraestrutura de TI ágil e funcional com interfaces bem concebidas, que podem impulsionar seus processos de negócios. Também inclua estratégias para recrutar e desenvolver os colaboradores certos e atrair as empresas certas para trabalhar. Seu sucesso com a indústria 4.0 dependerá das habilidades e conhecimentos que você conseguir implantar.
4. Tornar-se um virtuose na análise de dados. O sucesso com a indústria 4.0 depende de seu talento em desbloquear as possibilidades de dados e uso de análise de maneiras criativas e eficazes. Estabeleça capacidades analíticas multifuncionais, estreitamente ligadas às prioridades estratégicas de toda a empresa, com base em pessoal interno e competências terceirizadas. Desenvolva modos de combinar dados de diferentes partes do negócio – por exemplo, os de qualidade, logística e funções de engenharia – e aplique- os ao maior número possível de áreas, particularmente às que diferenciam a empresa ou atraem clientes. Aprenda a extrair valor dos dados com um design de sistemas inteligente, usando análises em tempo real para adequar os produtos aos clientes e melhorar continuamente os processos. Pense grande, mas comece pequeno, com projetos do tipo “prova de conceito”.
5. Tornar-se uma empresa digital. Capturar todo o potencial da indústria 4.0 implica grandes mudanças nas práticas de sua empresa e nas atitudes que as permeiam. Defina esse tom a partir do topo, com a equipe de executivos e investidores mostrando liderança clara, compromisso e visão. Promova a cultura digital: todos os seus colaboradores terão de pensar e agir como nativos adeptos da tecnologia, dispostos a experimentar, aprender novas formas de funcionamento e adaptar os processos diários em conformidade. Lembre-se de que a mudança não acaba depois que se implanta a indústria 4.0. Para ficar à frente do jogo, sua empresa tem de reinventar suas capacidades continuamente, em ritmo mais rápido do que no passado.
6. Adotar uma perspectiva de ecossistema. Desenvolva uma solução completa de produtos e serviços para seus clientes. Use parcerias ou alinhe-se com as plataformas existentes se você não pode desenvolver uma oferta abrangente em seu país. Talvez você ache difícil compartilhar conhecimento com outras empresas e prefira aquisições, mas tente encontrar formas de fazer parte de plataformas que não controla. Os maiores avanços em desempenho ocorrerão quando você, estando dentro de um complexo ecossistema de parceiros, fornecedores e clientes, entender ativamente o comportamento do consumidor e puder orquestrar um papel distinto para sua empresa. E um conselho adicional: não compre o hype; compre a realidade. A indústria 4.0 trará um grande benefício para as empresas que realmente compreenderem o que ela significa.

Nações emergentes

As economias emergentes talvez sejam as que mais têm a ganhar com a indústria 4.0. Elas podem aproveitar essa digitalização para aumentar a eficiência com integração horizontal, trabalhando com fabricantes mundiais que fornecem todos os tipos de matérias-primas, peças e componentes. Quanto mais se alinharem com as plataformas de indústria 4.0, mais clientes potenciais conseguirão alcançar.

A indústria 4.0 não é abalada pelo fato de ser uma força integradora em um momento em que muitos governos pensam em dificultar a integração, restringindo a movimentação de pessoas e produtos através das fronteiras nacionais. O desafio pode ser contornado à medida que as empresas transferirem só a propriedade intelectual (e o software), com cada nação mantendo sua própria rede de produção.

O Brasil e a indústria 4.0

A Confederação Nacional da Indústria (CNI) concluiu recentemente sua primeira pesquisa nacional relacionada com a indústria 4.0. O quadro não é muito alentador. Menos da metade das empresas entrevistadas disse utilizar pelo menos uma de dez tecnologias digitais elencadas na pesquisa. Entre elas, 73% usam tecnologias ligadas à automação de processos industriais, mas apenas 33% das que adotam alguma tecnologia de indústria 4.0 o fazem para gerar novos produtos e novos negócios.

“Considerando que a indústria brasileira precisa competir globalmente e que se encontra atrás nessa corrida, é preciso saltar etapas. O esforço de digitalização tem de ser realizado, simultaneamente, em todas as dimensões”, afirma o gerente de pesquisa e competitividade da CNI, Renato da Fonseca.

Em relação à dimensão financeira, por exemplo, o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) lançou há pouco tempo um edital para financiar uma pesquisa para definir políticas públicas de internet das coisas.

Para o diretor regional do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (Senai) de Santa Catarina, Jefferson Gomes, o caminho-chave para saltar essas etapas e acelerar o processo de manufatura avançada é a educação.

“Não vamos ter uma indústria avançada se continuarmos formando pessoas como hoje. Para definir como as máquinas de uma empresa vão funcionar com base em informações que vêm da China, por exemplo, precisamos de gente que saiba somar vários tipos de conhecimentos”, disse em entrevista recente. Estamos cinco anos atrasados em relação à Alemanha, mas ainda dá tempo. (Heinar Maracy)

Você aplica quando...

... foca analisar os dados gerados pelas tecnologias da indústria 4.0 e os utiliza em várias frentes – de operações a recursos humanos, passando por decisões de investimento, de pessoas e de sustentabilidade – e com os objetivos de ganhar eficiência, reduzir custos e aumentar receitas.

... implementa todas as seis etapas sugeridas pela PwC: 1. desenhar uma estratégia de indústria 4.0 que seja realista; 2. começar com projetos piloto; 3. definir os recursos necessários; 4. tornar-se um virtuose na análise de dados; 5. transformar-se em uma empresa digital; 6. adotar uma perspectiva de ecossistema. 

Reinhard Geissbauer lidera as práticas de indústria 4.0 na Europa, Oriente Médio e África para a Strategy&, braço de consultoria estratégica da PwC, sediada em Munique. Jesper Vedsø é parceiro da PwC Dinamarca, com sede em Copenhague. Stefan Schrauf supervisiona a prática de indústria 4.0 na Alemanha; é parceiro da PwC Alemanha, com sede em Munique. Também contribuíram para este artigo Usha Bahl-Schneider, gerente sênior da PwC África do Sul, Elizabeth Montgomery, gerente da PwC Alemanha, e Stefanie Zuberer, consultora da PwC Alemanha.