Glossário – Indústria 4.0

Para fechar a série de posts sobre Indústria 4.0 e a Feira de Hanover, um glossário de termos chave.

Tentei explicar com minhas palavras e ser o mais direto possível. Há muito mais termos específicos, porém, espero que o glossário ajude a dar uma ideia geral.

OT: Operations technology, tecnologia de automação e controles fabris, em contraste ao IT (information technology em geral)


Convergência IT – OT: A OT é completamente diferente de IT tradicional. Devido ao aumento do número de dispositivos e de aumento de integração, há uma demanda enorme de convergência entre esses mundos


IOT: Internet das coisas. Dispositivos pequenos capazes de fazer medições (temperatura, vibração, umidade, etc) e enviar dados para a nuvem periodicamente

Cobots: Robôs colaborativos. A diferença é que o cobot não substitui o ser humano, e sim, funciona integrado


Dark Factory: Fábrica totalmente automatizada, sem a presença de pessoas

RPA: Robot process automation. Ao invés de robôs que fazem movimentos físicos, são algoritmos que automatizam processos (extração de dados, manipulação, preenchimento de informações, etc)

Closed loop of information: Informações de ponta a ponta da cadeia disponíveis para tomada de decisão

Zero trust security: Em cybersegurança, arquitetura em que o usuário deve ser continuamente autenticado, validado, para cada aplicação e dados

Chart of trust: grupo de fornecedores e reguladores em cybersegurança, para troca rápida de informação

Advanced Analytics: camada de Analytics que foca em aplicações complexas de otimização, simulação computacional, AI, tomada de decisão na cadeia, etc

Digital Twin: modelo de simulação que reflete acuradamente um processo físico, e com alimentação de dados em tempo real e feedback de tomada de decisão

Edge computing: computação feita nas pontas, próximo à aplicação, com computadores pequenos – lembra um Raspberry Pi ou Arduíno, com a diferença de que estes últimos são caseiros.

Manutenção preditiva: manutenção baseada em previsão e probabilidade de falhas, a partir de medições feitas em tempo real. Contrasta com manutenção corretiva (depois que deu problema) e preventiva (feita periodicamente, em prevenção)


Manufatura aditiva: impressoras 3D, onde o material é adicionado filamento a filamento. Contrasta com manufatura subtrativa (material é retirado) e técnicas tradicionais de usinagem

ML Ops: machine learning and operations. Conjunto de práticas para desenvolver e operacionalizar rapidamente modelos de machine learning. Isso porque um dos erros mais comuns que existem é criar uma prova de conceito onde tudo funciona, mas não é escalável para a operação, seja por problemas de licença, infraestrutura, ou skill necessário

Revisão: Bruno Cambria.

Veja também:

Impressoras 3D – Feira de Hanover

No bloco sobre peças e materiais, da Feira de Hanover 2022, havia uma série de expositores com peças tradicionais e estudos diversos de materiais.

Um destaque interessante foram as impressoras 3D, que tiveram uma evolução enorme nos últimos anos.

Também é chamada de Manufatura Aditiva, pelo material ser adicionado filamento a filamento. Contrasta com Manufatura Subtrativa (onde o material é retirado, também tem o nome CNC – controle numérico por computador) e técnicas tradicionais de usinagem.

Materiais diversos utilizados como filamento: kevlar, fibra de vido, aço. Foto tirada na feira de Hanover

Algumas notas:

•Evolução forte de impressoras 3D nos últimos anos

• Atualmente é possível utilizar materiais como fibra de vidro, kevlar e até metais como aço, cobre e alumínio. Uma aplicação possível é em peças de reposição. Ao invés de ter estoques, imprimir a peça. Há fornecedores que já entregam a peça com o desenho.

Cubo mágico feito em 3D – Foto tirada na Feira de Hanover

•Aplicação em prototipagem rápida e em estoque de peças

•Não basta comprar, é necessário ter especialistas em desenho das peças e técnicos para as impressoras

•Podemos escanear uma peça qualquer para usar? Quem tem os direitos autorais do design?

Protótipo de snowboard – Foto tirada na Feira de Hanover
Peças impressas em 3D – Foto tirada na Feira de Hanover

•Foco inicial em peças de baixo valor agregado, por questão de qualidade e confiabilidade

•Concorre com técnicas tradicionais de manufatura de peças

Carro de corrida impresso em 3D – havia um vídeo mostrando como cada peça foi feita – Foto tirada na Feira de Hanover

Até agora, impressoras 3D foram utilizadas a princípio para prototipagem inicial. Agora, cada vez mais, a mesma vem sendo capaz de realmente produzir peças para operação de verdade.

Veja também:

Guten Tag, Hannover!

I’m attending the #hannovermesse2022, in Germany. It is the most important industrial fair of the world, with more than 5.000 expositors and 200.000 visitants from all around the world, including we, from Brazil.

Some technological trends and curiosities:

– Every year there is a partner country. This year is Portugal

#iot is not only sensors anymore. Current solutions integrate sensors, transmission, data storage in cloud, also training algorithms, in order to have an almost plug and play solution

– Energy and #sustainability continue to be very hot topics, and Germany takes if very seriously. In the route between Frankfurt and Hannover, I saw at least a dozen wind turbines, for example

– A closed loop of information is a trend: seamless integration of several internal and external sources of information, to facilitate data mining and insights. Also, integration of information along the supply chain

– The noble area of #operationsresearch is also present: Google showed a case of optimization of data centers. Modern data centers are estimated to consume around 1,8% of the energy of the world. There are huge fluctuations in the demand and also in weather conditions, affecting costs and sustainability. Using OR techniques, they’re able to double the energy efficiency of their data centers.

– Hannover is a wonderful city, with a mix of green areas, modern city and historical architecture. With less than 1 million inhabitants, it has a fairly good structure of trains, easy even for tourists like us.

Danke, Hannover!

See also:

Como a maçã virou abóbora

No livro “After Steve: How Apple Became a Trillion-Dollar Company and Lost Its Soul”, o jornalista Tripp Mickle, do Wall Street Journal, investiga o que vem acontecendo com a Apple pós Steve Jobs: virou uma máquina de fazer dinheiro, mas perdeu a magia.

O livro foca em duas pessoas: o criativo designer Jony Ive e o eficiente novo CEO Tim Cook, e como o primeiro acabou definhando em importância até a sua saída.

A Apple, com Jobs, destacou-se por estar na intersecção artes e tecnologia.

Nenhum nome representa tanto o lado “arte” da Apple quanto Jony Ive, que era considerado como o “parceiro espiritual” de Jobs. Ele começou trabalhando com Jobs no projeto do iMac. Se deram muito bem, desde então. Se a Apple precisava de um hit, Ive entregava, independente de custos: o design na frente das finanças.

Jony Ive acabou sendo a segunda pessoa mais importante da Apple. Respondia direto a Jobs. Ive complementava Steve. Paciente, focado, ao contrário do chefe. Teve papel importante no segundo ato da Apple, ao se envolver no design do iPhone, iPod, iPad entre outros.

Com Jobs e Ive, o design era maior do que a engenharia. Com Tim Cook, o oposto.

É de conhecimento geral que Tim Cook é o atual CEO da Apple, e após um período de desconfiança, fez a empresa se tornar a mais valiosa do mundo, tendo atualmente inimaginável valor de mercado de 1 trilhão de dólares.

Cook teve a habilidade de navegar no mundo pós-Jobs. Entre outras ações, abriu caminho para Apple na China, e teve uma participação maior no mundo da política.

A Apple de Cook começou a deixar o design de lado, e ser guiada cada vez mais pelos números. Eficiência, baixos custos, ganhos de escala, supply chain. Negociadores em destaque, espremendo fornecedores e garantindo centenas de milhões a cada contrato. Finanças na frente do design.

A Apple continuou tentando inovar, porém sem o mesmo impacto do iPhone. Alguns produtos pós-Jobs.

  • Apple Watch. Uma das apostas da empresa é em wearables, como o relógio. Destaca-se a mudança de foco, de tecnologia para moda chique com relógios caros e personalizados. Ao invés de ser tecnologia premium, o mais barato produto de amanhã, agora concorria no setor de moda.
  • Aquisição do Beats e desenvolvimento dos fones sem fio Airpod.
  • O Apple Maps, clone do Google Maps, foi um fracasso.
  • Apple Music. O iTunes, na sua concepção original, foi um divisor de águas. Porém, o surgimento do streaming de música, com um acervo infinito por uma mensalidade pequena, fez a Apple lançar o seu próprio serviço. Onde Jobs inventava, agora Cook copia. Não há nenhum diferencial importante que torne a Apple Music superior ao Spotify, por exemplo. Apesar disso, atingiu fatia importante do mercado.
  • Carro autônomo da Apple, com grande expectativa? Vem sendo um experimento sem fim.
  • Outra ideia é uma versão Netflix da Apple – se vai vingar ou não, não sabemos.

A Apple de Cook é eficiente. Com as vendas do iPhone estáveis, como ele poderia fazer para extrair mais dinheiro dos já convertidos? Houve uma guinada, de produtos para serviços, aproveitando o ecossistema de fãs da Apple. Icloud, Music, App store.

Com Cook, houve aumento de importância das áreas operacionais, e Jony Ive ficou sendo apenas mais um no time. Uma hora decidiu sair. Para evitar publicidade negativa, a Apple ofereceu a ele o título de Chief Design Officer, e ocupação de meio período, mas na prática, ele estava exausto.

Ive foi sendo cada vez mais escanteado, até finalmente pedir as contas, em 2019.

A Apple de Cook, eficiente, lucrativa e chata, está cada vez mais parecida com a Microsoft. Os rebeldes viraram o sistema. 1984 cada vez mais parecida com 1984. Os piratas viraram a marinha.

Bateu o relógio da meia-noite, e a magia acabou. A maçã virou abóbora.

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Trilha sonora: Joan Baez, Love Minus Zero/No Limit

Veja também:

Use a IA só na máquina de lavar

Há 15 anos, num dia como hoje, eu estava tendo aulas de redes neurais no mestrado em Eletrônica, na Coppe UFRJ.

Naquela época, a melhor redes neural que conseguíamos fazer tinha 3 camadas e uma dúzia de neurônios por camada. Entretanto, já era um campo promissor, para visionários.

Perguntei ao meu professor: “Você confiaria numa rede neural para dirigir um carro ou fazer uma operação médica?”

A resposta foi algo como: “Colocar IA numa máquina de lavar, sem problemas. Agora, para situações importantes, não”.

A IA teve uma evolução exponencial desde então. Saiu do inverno para o verão, com avanços em pacotes computacionais (PyTorch, TensorFlow), novas técnicas (convolucional, transformer), e até em hardware (como GPU e TPU).

Entretanto, a resposta continua valendo.

A IA atual é uma caixa-preta: entra um monte de dados e sai uma decisão. Talvez seja uma caixa mais poderosa, mas a essência é a mesma.

O problema de uma caixa-preta é que ela vai funcionar extremamente bem, uns 98% dos casos, até o dia em que vai dar problema. E, se o dispositivo controlado for numa grande indústria, ou um carro autônomo, será um problema catastrófico, daqueles que põe em risco a confiança no trabalho todo.

Tanto é que uma das linhas de pesquisa mais importantes dos dias de hoje é o Explainable AI: abrir um pouco da caixa, entender de alguma forma o que está acontecendo, mesclar o poder da rede neural com regras explícitas.

E outra linha quente de pesquisas é a Ética em IA: de quem será a culpa, no caso de um atropelamento? Do fabricante? Do usuário que confiou no veículo? Da caixa-preta que ninguém sabe interpretar? Do engenheiro que treinou o algoritmo? Haverá auditoria de algoritmos, por parte do governo? São perguntas difíceis de responder.

De qualquer forma, é melhor seguir o conselho do meu professor: utilize AI em processos não críticos, no seu equivalente da máquina de lavar.

https://ideiasesquecidas.com/

Os números não mentem, de Vaclav Smil

Vaclav Smil é um dos autores favoritos de Bill Gates. Smil é um grande especialista em energia, e também um polímata que escreve sobre diversos assuntos aleatórios, sempre embasado com muitos, muitos números.

O livro “Os números não mentem – 71 histórias para entender o mundo” contém uma série de artigos curtos e cheios de insigths sobre a sociedade, energia e meio-ambiente.

Quatro pontos ilustrativos do livro, em poucas frases, só para dar uma ideia do conteúdo.

  1. A Lei de Moore é uma bênção e uma maldição. A Lei de Moore, aquela que diz que o poder computacional dobra a cada 18 meses, mantidos os custos constantes, é o que está por trás da evolução exponencial da computação que vimos nas últimas décadas. Entretanto, existe a parte “maldição”: aumentar as expectativas de todo desenvolvimento tecnológico, quando na verdade, outras tecnologias têm o seu próprio passo. Onde estão os carros elétricos e autônomos, a cura individual do câncer, os dispositivos que leem comandos diretamente do nosso cérebro?

Gosto muito da postura de Smil. Sou bastante realista. Não sou advogado de “toda inovação é exponencial” de caçadores de unicórnios imaginários, como o pessoal da StartSe e de pensadores tipo Ray Kurtzweil.

  1. Vidros isolantes. Nos EUA e União Europeia, edifícios são responsáveis por 40% do consumo de energia. Aquecimento e ar-condicionado respondem por metade deste consumo. Uma solução simples é utilizar janelas com duas ou três camadas de vidro, preenchidos por um gás como argônio, reduzindo a transferência de energia da janela de 6 watts por m² para cerca de 0,6 – 1,1.

É uma solução simples, que aumenta o conforto dos habitantes e diminui consumo de energia. Melhor ainda, pode ser feito hoje, sem grande tecnologia – porém tão simples que não entra no radar de grandes inovações do Vale do Silício, à caça de milhões de dólares em financiamento para salvar o mundo.

  1. Navios elétricos. Grande parte do que temos em casa veio de algum outro lugar do mundo, provavelmente por transporte marítimo. Por que não temos navios porta-contêineres elétricos?

Existe um navio elétrico previsto para entrar em operação, o Yara Birkeland. Porém, este terá capacidade para apenas 120 TEUS (unidade de volume), enquanto navios modernos convencionais carregam de 200 a 400 vezes mais do que isso!

Para efeito de comparação. Um navio moderno queima 4.650 toneladas de combustível para uma viagem de 31 dias. Um navio elétrico equivalente, com as melhores baterias possíveis, teria que carregar 100 mil toneladas só de baterias, tornando inviável esse tipo de operação.

A densidade de energia das baterias teria que melhorar mais do que 10 vezes para começar a entrar numa faixa viável. Porém, em 70 anos, a densidade de energia nem sequer quadruplicou, o que mostra que vamos ter que conviver com o diesel por muito tempo!

  1. Amônia. Os químicos no final do séc. XIX descobriram que o nitrogênio é o macronutriente mais importante no cultivo agrícola. Outros são fósforo e potássil, além de vários micronutrientes. Uma forma de incorporar os macronutrientes no solo era através da compostagem (folhas, dejetos humanos e animais) ou através da rotação de culturas, com plantas que contém bactérias capazes de fixar nitrogênio no solo.

O processo Harber-Bosch, meados de 1930, possibilitou a criação industrial de amônia (NH3) através de alta pressão e alta temperatura – nitrogênio do ar, com gás natural, além de muita energia, que também pode vir do gás natural. Desde então, a produção de amônia passou de 5 milhões de toneladas/ano para 150 milhões nos dias de hoje! Sem fertilizantes, seria impossível aumentar a produtividade agrícola – de 650 milhões de ton de cereais/ano para 3 bilhões de ton.

Atualmente, é preocupante a perda de nitrogênio não utilizado (cerca de 47%) através de volatilização e lixiviação.

Ainda será necessário muito nitrogênio para as safras futuras, e soluções propostas são aumentar eficiência de fertilização e reduzir desperdício de alimentos, entre outros.

Conclusão

Além dos tópicos citados, há vários outros extremamente interessantes, como mortalidade infantil como indicador, o ano de 1880 da eletricidade, óleo diesel, energia eólica. Conforme ilustrado, Smil escreve sobre diversos temas com senso crítico e propriedade, sempre amparado por números e estimativas. É uma mente brilhante, que vale a pena acompanhar.

“Eu aguardo o próximo livro de Vaclav Smil como quem espera o próximo filme de Star Wars” – Bill Gates.

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https://www.gatesnotes.com/Books/Numbers-Dont-Lie

Como utilizar o Efeito Multiverso a seu favor 

Uma forma de explorar ao máximo o seu negócio é criando um universo, ou mais de um, um multiverso. 

Os filmes da Marvel Comics são sucesso mundial nos dias de hoje – vide o Avengers:Endgame, que fechou um arco de narrativas interconectadas, custou a fabulosa soma de $ 400 milhões e faturou $ 2,8 bilhões, se tornando o filme de maior renda bruta da história. 

O comecinho da Marvel, nos anos 60, introduziu uma série de inovações em relação aos concorrentes de pulp comics da época.  

A primeira foi ter personagens humanos e falíveis – o Homem-Aranha é um garoto azarado, sofre bullying na escola, vive sem dinheiro, tem um chefe ranzinza e é criado pela tia; já o Super-Homem tem superforça, voa, visão de raios X e é, basicamente, perfeito. 

Uma segunda inovação foi o crossover entre títulos: o Hulk aparece numa edição do Quarteto Fantástico, o Dr. Destino ataca os Vingadores, o Wolverine aparece numa edição do Hulk e depois é aproveitado nos X-Men, etc. Um verdadeiro universo de personagens, um multiverso.  

O universo de um único personagem, por melhor que seja, vai ter um limite. 

O multiverso confere profundidade aos títulos como um todo, além de usar o bom momento de um para alavancar o outro. Não à toa, é um recurso amplamente explorado até os dias atuais, vide o arco de filmes citado. 

O crossover pode não ser tão fácil de fazer. Uma das questões envolve direitos autorais. No caso da Marvel, como todos os personagens eram da editora (e não dos roteiristas e desenhistas), isso foi possível. Um contraexemplo são os personagens da Image Comics, editora surgida nos anos 90, onde todos os direitos pertencem aos autores. Na Image, cada título é individualmente bem-sucedido, porém, uma iniciativa conjunta torna-se extremamente mais difícil, porque envolveria negociações a cada inclusão no multiverso. 

Pois bem, como usar o Efeito Multiverso para bombar o seu produto ou serviço? 

1. Criar conceitos próprios inovadores. A matéria prima inicial é ter produtos ou serviços de qualidade, conceitos e ideias novas, criar personagens e dar nomes às suas criações. 

2. Cruzar conceitos novos com antigos. A cada nova ideia ou aplicação, referenciar os conceitos já abordados anteriormente. Também é válido associar-se a outros criadores, e fazer crossovers. 

3. Calibrar o “Ponto ótimo de inovação”. Uma quantidade enorme de informação nova não agrada às pessoas. A mesma história de sempre, também não. O ponto ótimo é partir de algo familiar, mas incorporando alguma novidade. Não à toa, séries de streaming começam com alguns poucos personagens e narrativa simples, e à medida que os episódios vão passando, novos personagens e tramas paralelas vão surgindo. 

O autor Jim Collins usa bem a técnica descrita. Num artigo sobre “flywheel”, ele referenciou livros anteriores (como o “Good to Great”) e conceitos anteriores (“Hedgehog”), entre outros. 

Use o Efeito Multiverso a seu favor. O mundo precisa de imaginação. 

Veja também: 

Ideias técnicas com uma pitada de filosofia 

https://ideiasesquecidas.com

O declínio do Clubhouse

Ué, o negócio mal começou e já está em declínio?

Sim, tão rápido quanto subiu, este vem caindo.

Posso falar do ponto de vista de usuário (não-frequente).

O conteúdo é tudo.

Atualmente, a maioria dos grupos que vejo são do tipo caça-níquel: como ficar rico, café da manhã com campeões. Os âncoras falam um pouco, para logo a seguir mandar um “dê uma olhada no meu instagram, tem um link para um curso que é gratuito para quem fizer isso nos próximos 30 minutos…”. Odeio esse tipo de bait.

Alguns grupos interessantes, como os puxados por Lex Fridman, não vejo mais. Ou de matemática diferencial, que já cheguei a ver no passado. Por ser tudo ao vivo e não ficar gravado, não dá nem para pesquisar e ver conteúdo passado.

Algumas causas do declínio:

  • Concorrência (Twitter spaces, Spotify copiou também).
  • Talvez os bons produtores de conteúdo tenham achado que não vale a pena fazer algo que não vai ficar gravado e não vai ser dele, perdendo assim o poder de escala. É melhor fazer um podcast mesmo…
  • Reabertura do mundo, sobrando menos tempo para o on-line.

Ainda assim, há discussões bastante interessantes.

  • Há alguns meses, no conflito Israel x Palestina, havia uma sala onde árabes e israelenses do mundo todo falavam de suas experiências. Exemplo de caso: um árabe egípcio disse que fora criado a vida inteira odiando judeus, mas nos EUA estes foram os que mais abriram as portas para a sua carreira…
  • Tem um “plantão médico” de manhã e um “giro de notícias”, ambos muito bons – mas como o meu horário é errático, só de vez em quando consigo pegar algum deles.
  • Vi uma notícia de que o Clubhouse fez uma parceria com o TED. Não sei como vai ficar, mas é promissor. Conteúdo bom não surge do nada, tem que ser criado, curado e remunerado.

Vejamos os próximos capítulos dessa guerra de áudios, e que vença o melhor!

Os livros que viraram cachorros

No metrô de SP, antigamente tinham umas vending machines de livros. Hoje em dia, tem de comida para cachorros – essa é uma máquina da Petz. Sinal dos novos tempos.

Lembro de ter visitado um shopping, onde também uma livraria tinha dado lugar a uma loja de pets.

Nada contra, realmente acho que os livros tornaram-se digitais (ou podcasts, vídeos, cursos on-line, blogs como este), e a população está tendo menos filhos e mais cachorros. É apenas uma constatação destes tempos modernos, não uma crítica. Aliás, é bastante criativa a iniciativa da Petz.

Trilha sonora: Tempos modernos – Lulu Santos

Clubhouse para Android

A rede social de áudio, ClubHouse, acabou de ser lançada para Android.

Eu estava na lista de espera, e o mesmo baixou automaticamente de ontem para hoje.

Eu gosto de ver o mesmo como uma plataforma de conferências em áudio, sobre temas bastante especialistas. Seja Blockchain, Startups, Economia, sempre tem algum grupo interessante para acompanhar.

É puramente áudio, o que para mim é sensacional – não aguento mais reuniões por Zoom ou Teams.

Tenho uns 5 convites, para quem quiser experimentar. Update: não tenho mais convites, acabaram rapidinho.

A planilha do Chicão

Participei de um projeto que tinha como alvo eliminar a “Planilha do Chicão”. Uma planilha de decisão: sentava muita gente numa mesa, cada um falava o que planejava fazer, e era tudo consolidado de forma semi-estruturada nesta. Simples, rápida, e não muito precisa.

O trabalho envolveu criar uma ferramenta superior: coletar informações, criar indicadores, propor soluções ótimas e voltar o resultado para análise. Tudo OK.

Anos depois, retorno para ver como o trabalho está. Realmente, a ferramenta de otimização está rodando, com melhorias aqui e acolá. Porém, lá no finalzinho do processo, na palavra final da decisão, quem eu encontro? A planilha do Chicão, firme e forte.

O Chicão já se aposentou faz anos também, então não é resistência à mudança. Talvez, no final das contas, a decisão seja realmente dos seres humanos, diante de inúmeras variáveis impossíveis de prever.

Moral da história: não subestime a planilha do Chicão.