POR YASEL COSTA
Professor do Programa Internacional de Logística MIT-Zaragoza
Nos últimos três séculos, sucessivas ondas de desenvolvimento tecnológico e industrial transformaram completamente as sociedades em todo o mundo. Em termos absolutos, a nutrição, a saúde, a expectativa de vida e o acesso ao lazer melhoraram entre a população mundial. Mas é inegável que as mudanças foram introduzidas na sociedade lentamente e cada transformação fez com que algumas pessoas se sentissem relativamente excluídas, impotentes e inseguras.
Em retrospecto, cada onda de desenvolvimento gerou maiores oportunidades de emprego, empregos menos pesados e mais bem pagos. No entanto, algumas das mudanças ocorridas no passado geraram um sentimento geral de desaparecimento de empregos qualificados, redução de salários e condições de subemprego (com a perda de dignidade que isso acarreta). O motivo é que as transformações não foram centralizadas no cliente e, às vezes, essa situação provocou uma reação violenta da sociedade, como a destruição de teares mecânicos há dois séculos.
Com a discutível exceção da eletrificação da União Soviética em 1920, as consequências sociais da mudança tecnológica nunca foram planejadas. À medida que avançamos para uma Quarta Revolução Industrial (ainda que, alguns diriam que já estamos na quinta), temos a oportunidade, mais o dever, de gerenciar melhor as mudanças, colocando o cliente em primeiro lugar ou, o que é o mesmo, as pessoas.
Outro século, outra revolução
A Primeira Revolução Industrial, a partir da segunda metade do século XVIII, consistiu na aplicação da força mecânica (primeiro da água e depois do vapor) em tarefas que antes dependiam da força humana ou animal. Assim surgiram as fábricas, primeiras têxteis, onde o trabalho manual dos fiandeiros e tecelões habilidosos foi sendo substituído pelo dos operadores de máquinas têxteis. Essa revolução se espalhou para outras indústrias e facilitou a criação de novos negócios, como os dedicados à construção de máquinas.
Um século depois veio a Segunda Revolução Industrial graças à aplicação da eletricidade, que permitiu que a energia fosse utilizada a uma distância considerável de onde era gerada. Inicialmente, a eletricidade facilitou o desenvolvimento da produção em linhas de montagem e automação mecânica. Mais tarde, tornou possível localizar fábricas perto de clientes em vez de em campos de carvão.
A Terceira Revolução Industrial, que começou com a Segunda Guerra Mundial e continua até hoje, foi baseada na adoção plena da eletromecânica (como toca-discos, por exemplo) e, em seguida, da automação programável eletronicamente. A eletrônica vem se desenvolvendo progressivamente, desde os primeiros controladores lógicos programáveis (mais conhecidos por sua sigla em inglês, PLC) até as últimas inovações de TI. Ao contrário das revoluções anteriores, as mudanças não impactaram apenas nos processos de fabricação, mas também nos processos de negócios (design, compras, finanças e administração, entre outros), pois, as tecnologias da informação permitem coletar, manipular e trocar grandes quantidades de dados.
Criamos um mundo digital ou, para ser mais exato, um mundo virtual. Até agora, porém, as máquinas apenas faziam o que os trabalhadores poderiam ter feito. As operações manuais foram simplesmente automatizadas para torná-las mais rápidas, confiáveis, seguras e muitas vezes mais econômicas.
Até certo ponto, a diferenciação das três revoluções industriais é uma questão acadêmica, como a divisão das Idades da Pedra, Bronze e Ferro. Assim como as pessoas não pararam de trinchar pederneira porque uma liga de cobre e estanho foi inventada, o tecido comercial do tear manual sobreviveu mesmo nos países industrializados durante as décadas de 60 e 70. Os cartões perfurados inventados por Joseph Marie Jacquard para criar o primeiro tear automático não inspiraram programadores de computador de mainframe na década de 1970. Grande parte de nossa tecnologia industrial atual permanecerá relevante nas próximas décadas. No entanto, as principais empresas e setores industriais/comerciais estão embarcando no que é conhecido como Indústria 4.0, o que seria uma nova e diferente revolução industrial.
Sistemas ciberfísicos
Além da Indústria 4.0, o novo paradigma tem outro nome: enquanto alguns falam de sistemas ciberfísicos, os analistas do Gartner o identificam como hiperautomação. Independentemente do termo, a diferença é que não estamos mais lidando com processos que são monitorados, controlados e conduzidos pelo poder computacional, por mais avançado que seja, que foi projetado para imitar as capacidades humanas. Em vez disso, os elementos digitais e físicos formam um único conjunto. As empresas não estão mais perguntando “como uma máquina pode realizar melhor uma tarefa manual?”, mas “como uma máquina poderia otimizar essa tarefa?”. Isso pode envolver novas formas de trabalhar que as pessoas nem podem imaginar.
A nova indústria integra tecnologias avançadas que amadureceram nos últimos anos. A mais conhecida é a Internet das coisas (IoT) que, em sua forma mais simples, implica que você possa interagir com cada objeto que compõe um sistema, máquina, sensor, ferramenta, componente ou até mesmo uma pessoa. Também está em alta big data, que consiste na capacidade de gerenciar grandes volumes de dados, bem como na capacidade analítica de encontrar e avaliar padrões e significados profundos em todos esses dados, apesar de trabalhar com informações incompletas ou duvidosas. A computação em nuvem, por outro lado, possibilita combinar, trabalhar e compartilhar dados de qualquer fonte. E tudo isso pode acontecer em tempo real, em um microssegundo ou mais.
O crescimento das ciências emergentes ao redor da inteligência artificial e o machine learning (aprendizado de máquina) permitiram que os sistemas ciberfísicos encontrassem seu próprio caminho para o objetivo desejado e não ficassem restritos a uma abordagem “humana”.
Como não poderia ser de outra forma, a inteligência será incorporada em maior ou menor grau em cada etapa. Assim, na produção de bens, será desenvolvida um Smart Supply Chain (ou cadeia de suprimentos inteligente) que irá prever e adaptar-se constantemente às circunstâncias de mercado em mudança. Esta inteligência desenvolverá também novos processos fabris com práticas de auto monitoramento, autocorreção e auto-organização, bem como sistemas de distribuição preditivos e proativos. Como resultado, os produtos manufaturados também serão “inteligentes” e, em alguns casos, poderão fornecer ajustes nos processos de fabricação e cadeia de suprimentos.
Não haverá mais as conhecidas ilhas de automação, típicas das operações industriais atuais, que interagem entre si, mas não são integradas entre si. Pelo contrário, será desenvolvido um alto grau de autonomia ao longo do processo de fabricação e até mesmo no ciclo de vida dos produtos. Um eletrodoméstico, por exemplo, pode decidir por si mesmo que é hora de manutenção ou que sua vida útil expirou e solicitar sua própria substituição; tudo isso considerando os custos atuais e organizando seu descarte de forma otimizada e econômica, minimizando o impacto ambiental.
O cerne do problema
Embora o novo paradigma tecnológico soe muito perturbador, com razão, além de caro, também verdadeiro, embora provavelmente não tanto quanto se possa pensar, é inevitável perguntar: o mundo precisa da Indústria 4.0?
Sem dúvida sim. Nos últimos tempos tem sido demonstrado que o mundo é um lugar cada vez mais incerto e os seres humanos não são muito bons em tomar decisões em ambientes incertos e probabilísticos. Antes, os computadores eram piores na tomada de decisões, porque só podiam fazer o que haviam programado usando dados específicos. Mas isso não é mais o caso. Os computadores podem detectar tendências ocultas, avaliar probabilidades de uma perspectiva imparcial e encontrar soluções ideais para processos de produção e logística, mesmo sem uma visão global do todo. Os computadores não são condicionados pelo pensamento sequencial ou por qualquer diagrama de árvore para ajudá-lo a tomar decisões para resolver qualquer problema. Deste modo, eles podem conciliar com mais eficiência objetivos conflitantes que seriam difíceis, se não impossíveis, para as pessoas. Um exemplo disso é o planejamento de transporte. Um computador pode conciliar custos, tempo e impacto ambiental.
As empresas de manufatura e distribuição precisam se tornar cada vez mais ágeis, apesar dos recursos limitados. Embora as demandas dos consumidores mudem de forma rápida e imprevisível, vimos que o mesmo acontece com os mercados de fornecimento e recursos internos, como mão de obra. Situações como proteção ambiental ou mudanças sociais devem ser internalizadas, seja por lei ou a pedido dos próprios clientes. O mundo dos negócios, já muitas vezes difícil de analisar pelos próprios seres humanos, está se tornando cada vez mais complexo. Para continuar a fornecer serviços de qualidade às pessoas, as empresas precisarão encontrar maneiras eficazes de trabalhar em um ambiente desafiador.
O roteiro de tecnologia
A chegada da Indústria 4.0 exige avanços significativos em várias frentes. Muitos deles já estão implantados, mas são interdependentes e o que é preciso é avançar em uma área de trabalho para fomentar o desenvolvimento em outras áreas.
- Digitalização. A conversão ou representação de objetos e ações materiais em formato digital, capaz de ser processado por sistemas de tecnologias da informação.
- Autonomização. Capacitar as equipes com os atributos de inteligência e aprendizado de que precisam para atuar e tomar suas próprias decisões com o mínimo de intervenção humana.
- Transparência. Todos os elementos da cadeia, desde os humanos aos cibernéticos, têm plena visibilidade da mesma “versão da verdade”, para que saibam o que estão fazendo ou quais melhorias estão propondo outros elementos. O paradigma é a tecnologia blockchain ou cadeia de blocos.
- Mobilidade. Mobilidade, tanto de dispositivos informáticos e de comunicação como nas operações físicas, possibilita novas formas de produção. A manufatura aditiva, como a impressão 3D poderia aproximar a fabricação dos pontos de venda, enquanto que reduzia o investimento em grande escala em ativos fixos.
- Modularização. Consiste na utilização de componentes e subsistemas padronizados em diferentes (e reconfiguráveis) combinações para atingir diferentes objetivos.
Duas outras áreas em desenvolvimento são sociais e tecnológicas: redes colaborativas e socialização. Trata-se de humanos e máquinas colaborando nas mesmas tarefas de forma “socializada”, ou seja, através de uma conversa de mão dupla. O humano não apenas programa a máquina ou apenas segue as instruções do computador, mas ocorre uma interação real.
Colaboração significaria que em um armazém, por exemplo, caminhões, equipamentos de movimentação, produtos, sistemas de armazenamento e mão de obra teriam seus próprios graus de autonomia, mas atuariam de forma colaborativa dentro de uma rede comum. Graças a esta colaboração, a empresa pode obter visibilidade global dos processos que estão a ser realizados e que podem ser representados em formato digital como um gêmeo digital hospedado na nuvem.
Essa abordagem é aplicada igualmente a operações físicas e processos de negócios por meio, por exemplo, robôs colaborativos (também conhecidos como cobots). É uma força de trabalho autônoma, intuitiva e informada sobre as intenções e desejos humanos. Você pode não apenas responder às necessidades atuais, mas também prever e antecipar mudanças. Os cobots terão “um toque humano”, tanto literalmente, graças aos avanços na visão e nos sistemas hápticos (tecnologias que permitem aos robôs “tocar” e “sentir”), quanto metaforicamente, pela maneira como interagem com seus colegas de trabalho humanos.
Algumas das novas tecnologias são um pouco assustadoras e podem levar à resistência: por exemplo, a espectroscopia funcional de infravermelho próximo (NIR) permitiria ao robô detectar a atividade cerebral de seu colega de trabalho humano e agir de acordo.
A digitalização da logística permitirá que os cobots e os trabalhadores humanos sejam totalmente capacitados em suas tarefas e interações, sem nenhum risco à saúde ou ao processo de produção. Os avanços nas tecnologias hápticas, inteligência artificial e o deep learning ou aprendizado profundo permitirão que os cobots aprendam por meio da observação e da prática. Além disso, sendo digital, o aprendizado pode ser transferido. Embora os humanos tenham um limite além do qual a experiência adicional não melhore significativamente seu desempenho, os cobots podem continuar a melhorar sem ficarem sobrecarregados com dados de desempenho.
Uma analogia de como um cobot trabalharia com um humano poderia ser uma enfermeira da sala de cirurgia e um cirurgião. A enfermeira do centro cirúrgico não apenas conhece os protocolos de ação para realizar uma intervenção, mas também as preferências do cirurgião ao operar e como responderá ao inesperado. Assim, você sempre pode ter os instrumentos certos à mão. Por outro lado, a enfermeira do centro cirúrgico também realiza muitas outras tarefas, incluindo monitoramento e criação de alertas (tarefas que poderiam ser realizadas por um cobot auxiliando um cirurgião humano). Não é coincidência, portanto, que a cirurgia esteja literalmente na vanguarda da robótica e da tecnologia.
Rejeição de máquinas
Tecnologicamente, tudo é possível. Outra questão é se as novas tecnologias podem ser implementadas de forma social ou ambientalmente sustentável, ou pelo contrário, estamos condenados a repetir os mesmos erros das revoluções industriais anteriores.
Muitas pessoas estão compreensivelmente preocupadas com as implicações sociais que a Indústria 4.0 poderia ter se nenhuma restrição fosse imposta. Idealmente, seria melhor planejar, pela primeira vez, como a última revolução industrial pode beneficiar, ou pelo menos não prejudicar, a maioria das pessoas em uma geração. De fato, alguns autores, incluindo Saeid Nahavandi da Deakin University, Austrália, defendem uma Indústria 5.0 “centralizada no ser humano”. Sua ideia é que os robôs “estão inter-relacionados com o cérebro humano e funcionam como colaboradores em vez de concorrentes”. Em outras palavras, quer garantir que a colaboração e a socialização entre robôs e humanos sejam realizadas com sucesso.
Do ponto de vista ambiental, a nova revolução industrial tem o potencial de melhorar significativamente o gerenciamento de recursos e eliminar o desperdício, desde as matérias-primas até o transporte. No entanto, o uso das tecnologias da informação também tem um inconveniente: são grandes consumidores de energia e água.
Do ponto de vista ambiental, a nova revolução industrial tem o potencial de melhorar o gerenciamento de recursos e eliminar desperdícios
A Irlanda abriga mais de 70 grandes data centers, cada um dos quais usa 500.000 litros de água por dia (causando escassez de água no verão). O Pacto Verde da Comissão Europeia exige que os data centers sejam neutralizados em carbono até 2030, uma meta excessivamente otimista. No Reino Unido, que certamente não está mais na União Europeia, os servidores consomem mais de 12% da eletricidade gerada. Por outro lado, a capacidade hidroelétrica e geotérmica da Islândia está sendo levada ao limite devido à exploração de bitcoins (é um caso extremo, mas, por norma, o blockchain ou a cadeia de blocos não costuma ser de baixo consumo).
O cérebro humano mais inteligente, capaz de realizar tarefas mais complexas do que as capacidades computacionais atuais, tem uma potência de cerca de 20 W (em iluminação, poderíamos dizer que nós humanos somos bastante fracos). Em consequência, baseada no consumo de energia e água necessário para analisar os dados, devemos nos perguntar se todos os problemas que podem ser resolvidos por um computador devem ser resolvidos dessa maneira. Os projetistas de sistemas devem favorecer ao edge computing, um tipo de computação que aproveita a flexibilidade da nuvem para gerenciar dados e realizar transferências massivas de informações de e para servidores remotos e data centers. Assim, enquanto dispositivos autônomos individuais precisam ver quais decisões outros elementos do sistema estão tomando, outros elementos do sistema não precisam de ver os dados em bruto por detrás dessas decisões e, em geral, devem tomar as suas próprias decisões localmente.
As implicações sociais da Indústria 4.0 e 5.0 são mais difíceis de enumerar, porque algumas tecnologias são psicologicamente difíceis de aceitar: muitos trabalhadores (embora certamente não todos) não gostam da ideia de receber ordens de uma máquina. Então, o uso da tecnologia NIR seria aceito em um mundo onde há pessoas que acreditam que as vacinas COVID-19 contêm um microchip? Em outra ordem de coisas, resta ver como os veículos guiados automatizados seriam aceitos nas vias públicas, mesmo que fosse demonstrado que eles são sistemas de transporte objetivamente seguros. E se, além disso, eles vão exigir não um “motorista”, mas um “assistente”, qual é o problema econômico ou trabalhista que eles vêm resolver?
Inevitavelmente, os efeitos que a tecnologia pode ter nos empregos é uma questão que preocupa muitas pessoas. Como diria um corretor da bolsa, não podemos confiar no passado para prever o futuro. No entanto, se cada revolução industrial mostrou alguma coisa, é que aumentou muito a demanda por trabalhadores e, em geral, por trabalhadores cada vez mais qualificados e mais bem pagos aumentou enormemente. Mesmo as péssimas condições das fábricas do século XIX eram consideradas melhores do que a alternativa agrícola.
Tanto no mundo desenvolvido quanto em outros países, a escassez de mão de obra é uma realidade. A taxa de natalidade está consideravelmente abaixo da taxa de reposição natural. Da mesma forma, as gerações mais velhas vivem muito mais tempo após a aposentadoria e os jovens adiam a entrada no mercado de trabalho enquanto buscam mais oportunidades educacionais. Em uma economia mundial que ainda não se recuperou totalmente dos efeitos do COVID-19, a escassez de mão de obra teve impacto em todos os processos da cadeia de suprimentos, desde operadores de armazém a motoristas de caminhões, engenheiros e técnicos. Portanto, qualquer avanço tecnológico que possa tornar o uso mais produtivo e gratificante de uma força de trabalho limitada será bem-vindo.
Haverá novos empregos em abundância, mas, é claro, eles não serão exatamente atribuídos aos antigos. Será necessário um firme compromisso de treinamento e reciclagem por parte do governo e da indústria.
A localização é outro fator fundamental na transformação da indústria. Nas revoluções industriais anteriores, os antigos centros de atividade e seus funcionários eram frequentemente abandonados à medida que a indústria se deslocava. Não precisa ser o caso desta vez: tecnologias móveis, impressão 3D e outros avanços devem liberar as empresas do compromisso com infraestrutura fixa, como edifícios, linhas de produção, materiais e fontes de energia. Deveria ser possível levar a produção e outros trabalhos às pessoas, em vez de forçar as pessoas a se mudarem. Essa mudança também poderia reduzir a dependência econômica excessiva de algumas grandes aglomerações, espalhando a prosperidade de forma mais uniforme e aliviando alguns dos problemas logísticos e ambientais das grandes cidades.
Alguns trabalhos não devem ser automatizados apenas porque podem. Temos uma mercearia online como exemplo: podemos construir e dotar um robô com sistemas hápticos e visão de máquina para colher e manusear mangas maduras. O robô poderia então ser programado para fazer o mesmo com a goiaba. Vale a pena um grande investimento quando se trata de uma tarefa que um adolescente poderia aprender em menos de um minuto?
Outra complicação são as substituições. Continuando com o exemplo de uma loja de alimentação online, se o negócio não tiver o alimento que o cliente solicitou, oferecerá uma solução alternativa. Em teoria, a empresa poderia usar o aprendizado de máquina para tomar a melhor decisão. No entanto, por vezes não existe uma lógica subjacente na escolha feita pelo cliente (o alimento escolhido não faz parte de uma lista de ingredientes para preparar um prato específico). Além disso, o cliente raramente dá feedback sobre a comida que recebeu em substituição ao que havia solicitado no início. Como resultado, a empresa não tem dados suficientes para aprender. A intuição do operador provavelmente será melhor que muitos algoritmos.
Uma transformação iminente
A transformação resultante da Indústria 4.0 virá mais cedo do que esperamos e mais rápido do que as revoluções industriais anteriores. Se a sociedade, governos, indústrias e especialistas em tecnologia decidirem que esta é a primeira revolução industrial centralizada no ser humano, teremos uma grande oportunidade de melhoria para o mundo inteiro. Pelo contrário, se não dermos à tecnologia a direção certa, corremos o risco de causar danos irreparáveis à sociedade e ao nosso planeta.
Dr. Yasel Costa é Professor de Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos no Programa Internacional de Logística do MIT-Zaragoza, diretor do programa de doutorado em Logística e Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos e diretor da Academia de verão para estudantes de doutorado no MIT-Zaragoza International Logistics.