Indústria 5.0: Integrando humanos e tecnologia para um futuro sustentável

O termo Indústria 5.0 recebeu muita atenção desde sua introdução. Formalmente proposto pela União Europeia (UE) em 2021, (1) é o nome dado a uma nova maneira de integrar tecnologia e humanos no local de trabalho industrial. O objetivo é criar um processo sustentável que beneficie tanto os trabalhadores quanto as empresas, ao mesmo tempo em que reduz o impacto no meio ambiente.

Construindo na Inovação

O mercado industrial usa robôs há mais de meio século, contando com suas muitas vantagens para melhorar a produção em massa. Eles podem executar tarefas com grande precisão sem se cansar, aliviando assim os trabalhadores humanos de tarefas repetitivas ou potencialmente perigosas.

Portanto, os robôs podem oferecer excelente eficiência na linha de produção, mas não podem fornecer flexibilidade. Os primeiros robôs industriais eram muito limitados em sua capacidade de se adaptar a novas situações. Embora a última geração de robôs industriais seja muito mais capaz, eles ainda exigem reprogramação quando confrontados com novas situações.

Nas últimas décadas, o mundo da manufatura tem integrado robôs em sistemas de controle de fábrica — um movimento comparado a uma quarta revolução industrial e chamado de Indústria 4.0. Neste novo esquema, todos os elementos da linha de produção são conectados, desde o menor sensor no chão de fábrica até a rede do escritório. As informações são compartilhadas tanto para cima quanto para baixo na rede, permitindo que os gerentes criem uma simulação em tempo real da operação. Isso cria uma fábrica inteligente que pode responder a novas circunstâncias muito mais rapidamente do que era possível anteriormente. O resultado é um processo de fabricação mais flexível que é capaz de atender às demandas em rápida mudança dos clientes.

Apesar da flexibilidade adicional que a integração tecnológica proporciona às fábricas inteligentes, os robôs ainda são tão capazes quanto a programação que recebem. Eles desempenham com eficiência em sua estrutura definida, mas sua incapacidade de lidar com uma ocorrência não estruturada ou incomum pode interromper a produção.

Isso é verdade para muitos processos automatizados. Quando uma linha de produção para, raramente é devido a uma avaria ou falha. Em vez disso, é mais frequentemente porque a máquina automatizada se depara com uma situação na qual não sabe como agir. Em uma entrevista recente com a Mouser, Erik Nieves, fundador da empresa inovadora Plus One Robotics, resumiu essa situação perfeitamente: "Quando um robô para, ele não está quebrado — está confuso." (2)

Essas exceções criam um ambiente no qual uma pequena variação pode parar a produção. Mesmo com a enorme expansão nas capacidades da inteligência artificial (IA) e do aprendizado de máquina (ML), os sistemas de controle terão dificuldade para responder a essas exceções quando elas ocorrerem pela primeira vez.

A Quinta Revolução Industrial

Essas circunstâncias levaram à próxima grande mudança no mundo da manufatura: a Indústria 5.0. No entanto, em contraste com as inovações da revolução anterior, a Indústria 5.0 coloca os operadores humanos no centro do processo.

Essa ênfase nos humanos é um dos aspectos mais interessantes da Indústria 5.0, mas vai além de simplesmente melhorar a eficiência ou a flexibilidade. É raro que um órgão como a UE destaque uma inovação industrial, mas, ao fazê-lo, enfatiza o papel da tecnologia além das paredes da fábrica. Os resultados dessa tecnologia são vistos no que a UE identificou como os pilares da Indústria 5.0: resiliência, centralidade humana e sustentabilidade.

Resiliência

O primeiro pilar é a resiliência. Como as operações altamente automatizadas vêm com desafios de inflexibilidade, a inteligência limitada de robôs e máquinas cria um processo frágil. Construir resiliência significa criar a capacidade de responder a eventos aleatórios ou circunstâncias excepcionais. Apesar do poder dos sistemas modernos de IA, eles dependem de dados para aprender como reagir a eventos específicos. Em contraste, a mente humana é capaz de uma velocidade notável quando confrontada com uma situação incomum; ela pode perceber nuances e usar a intuição para encontrar uma resolução.

Ao combinar trabalhadores humanos com equipamentos automatizados, um processo de fabricação pode se beneficiar das vantagens de ambos, ao mesmo tempo em que é isolado de suas fraquezas. Em um conceito conhecido como autonomia supervisionada, as máquinas podem lidar com tarefas de rotina mais rapidamente e com maior precisão do que os operadores humanos. No entanto, quando surge uma situação excepcional, os humanos podem usar a intuição e o pensamento lateral para antecipar e superar possíveis paradas antes que se tornem um problema. Isso cria resiliência: a capacidade de se adaptar, reagir e aprender a criar um ambiente de trabalho estável.

Sustentabilidade

O segundo pilar incentiva estratégias que criam processos duradouros. A indústria deve operar em um ambiente com recursos e energia limitados, e tem um papel fundamental a desempenhar na redução de nossa dependência do consumo. Isso inclui o emprego eficiente dos recursos de que necessita e o desenvolvimento de maneiras novas e inovadoras de tornar esses recursos reutilizáveis.

As capacidades de pensamento lateral do cérebro humano permitem que os trabalhadores monitorem o consumo, ao mesmo tempo em que permitem que sua imaginação identifique melhorias potenciais. Os trabalhadores humanos criam um local de trabalho flexível, no qual os processos podem passar por desenvolvimento constante de maneiras que as máquinas não podem imaginar.

A sustentabilidade também olha além da necessidade imediata de eficiência e uso responsável de recursos. Ela destaca que o bem-estar dos operadores humanos tem um impacto direto na produtividade. Ao tornar os humanos centrais para a indústria e permitir que eles usem sua experiência, os locais de trabalho se tornam lugares mais envolventes e gratificantes. A tecnologia reduz as cargas de trabalho dos humanos e cria um ambiente que promove o bem-estar a longo prazo e uma indústria mais sustentável.

Centricidade humana

O pilar final se concentra nos próprios trabalhadores humanos. A centralidade humana deixa claro que os humanos são mais do que simplesmente componentes no sistema de controle. Em vez disso, este pilar identifica o bem-estar dos trabalhadores como uma faceta-chave da Indústria 5.0. No nível mais simples, o uso da tecnologia alivia o fardo para o operador. Isso pode significar reduzir a necessidade de os trabalhadores supervisionarem as tarefas repetitivas que contribuem para o fadiga do trabalhador.

Em um nível mais alto, a centralidade humana fornece a oportunidade para que os trabalhadores humanos aproveitem ao máximo seus talentos, habilidades e experiência. Embora o ML possa se adaptar rapidamente a novas situações, ele ainda requer dados para fornecer as lições. O cérebro humano pode encontrar soluções, mesmo em situações anteriormente não encontradas, usando o pensamento lateral e a imaginação. Os trabalhadores humanos podem identificar novas oportunidades combinando essas qualidades com a experiência anterior, mesmo que em situações muito diferentes. Ainda não é possível programar máquinas com o mesmo nível de experiência.

Em última análise, a Indústria 5.0 tem tanto a ver com capacitar os trabalhadores humanos para atingir seu potencial quanto com a criação de processos eficientes. Ela usa automação e IA não para substituir os humanos, mas como ferramentas para aumentar sua eficácia. Ela ajuda as empresas a aproveitar ao máximo sua força de trabalho humana, permitindo que desenvolvam ainda mais suas habilidades e enriqueçam suas vidas com uma experiência de trabalho mais gratificante.

Humanos e máquinas trabalhando lado a lado

A Indústria 5.0 pinta um quadro de trabalhadores humanos operando em colaboração com a tecnologia, com o exemplo mais óbvio sendo o uso de robôs. Tradicionalmente, os robôs são mantidos separados dos trabalhadores humanos por razões de segurança. Por exemplo, a indústria automotiva separou claramente os trabalhadores humanos dos robôs por função. Operações como soldagem e pintura — geralmente atribuídas a robôs autônomos — são conduzidas em áreas isoladas. Tarefas que exigem as habilidades de trabalhadores humanos, como fiação e montagem final, geralmente usam poucas máquinas autônomas.

O crescimento da computação de ponta e da IA --de ponta, ambas as quais colocam controles sofisticados perto da máquina que gerenciam, cria um ambiente mais dinâmico. Distâncias de transmissão mais curtas reduzem a latência (ou seja, o atraso causado pela necessidade de enviar, receber e processar uma instrução). Com latência reduzida, os robôs podem responder mais rapidamente, permitindo que trabalhem com segurança ao lado de seus equivalentes humanos. Isso permitiu a criação de uma nova geração de robôs colaborativos (cobots) que estão encontrando seu caminho para o chão de fábrica.

Existem outras maneiras menos óbvias de integrar humanos ao local de trabalho industrial. Uma solução é programar máquinas para executar de forma autônoma para que os trabalhadores humanos possam se concentrar em situações incomuns. Com o crescimento das comunicações de alta velocidade, a supervisão humana pode ser conduzida remotamente. Um trabalhador não precisa entrar em um ambiente de chão de fábrica potencialmente perigoso, mas ainda pode fornecer a supervisão que as máquinas exigem para operar.

Uma solução alternativa não emprega inteligência de máquina. Em vez disso, ela usa tecnologia para aprimorar as capacidades dos próprios trabalhadores humanos para torná-los mais eficazes. Em um exemplo, um operador tentou desenvolver um sistema robótico para lidar com uma variedade de pacotes não padronizados. Apesar do investimento considerável, eles descobriram que não havia substituto para a capacidade de adaptação de um trabalhador humano.

Conclusão

A Indústria 5.0 se baseia nas fundações de inovações anteriores. Ela usa a autonomia da Indústria 4.0, mas a aprimora com a flexibilidade que somente a experiência humana pode fornecer. Longe de substituir os trabalhadores, inovações como IA são simplesmente ferramentas que aprimoram as capacidades dos humanos. Como tal, os trabalhadores humanos desempenharão um papel no chão de fábrica por muitos anos.

(1)https://data.europa.eu/doi/10.2777/308407
(2) Erik Nieves, comunicação pessoal.