Indústria 4.0: A transformação da produção

A sociedade moderna está passando por uma transformação significativa na produção de bens, conhecida como Indústria 4.0 (I4.0). Esta transformação é impulsionada pela digitalização da sociedade e da produção, e pela integração de tecnologias novas, modernas, inteligentes e disruptivas.

A Indústria 4.0 refere-se à rede inteligente de máquinas e processos utilizando novas tecnologias de informação e comunicação, como a Internet das Coisas (IoT), computação em nuvem, computação em neblina e Inteligência Artificial (IA). Estas tecnologias aumentaram a velocidade e a amplitude do conhecimento na economia e na sociedade modernas.

Desde a primeira revolução industrial, caracterizada pela mecanização através da energia hidráulica e do vapor, até à produção em massa e linhas de montagem da segunda revolução industrial utilizando eletricidade, e à adoção de computadores e automação na terceira revolução industrial, a Indústria 4.0 baseia-se nestes avanços. Ela os aprimora com sistemas inteligentes e autônomos que funcionam em ambientes IoT, utilizando dados digitais analisados ​​por tecnologia de aprendizado de máquina.

A combinação de sistemas ciberfísicos (CPS), IoT, IA e aprendizagem automática está a tornar a Indústria 4.0 possível e a transformar o conceito de fábrica inteligente numa realidade. Máquinas inteligentes, com acesso a mais dados, permitem que as fábricas se tornem menos desperdiçadoras e mais eficientes e produtivas. O verdadeiro poder da Indústria 4.0 reside na conexão digital entre CPS de rede, criando e compartilhando informações.

CPS são sistemas que integram constituintes dos domínios cibernético e físico. Eles monitoram e controlam processos físicos através de uma rede de atuadores e sensores e podem ser implementados em diversas escalas. Os CPS formam a base das máquinas inteligentes na Indústria 4.0 e utilizam sistemas de controle modernos e ambientes IoT.

Os sistemas ciberfísicos inteligentes (SCPS) são a próxima geração de aplicações de computação, integrando comunicação, computação, controle de processos e tecnologias de IA de uma forma transparente e inovadora. SCPS exibe comportamento altamente cooperativo, autoconsciência, autoadaptação e autootimização. São sistemas complexos que permitem diversas técnicas e tecnologias de IA dentro das restrições da IoT.

SCPS evoluíram além das definições tradicionais de CPS e são capazes de criar consciência, raciocínio e adaptação ao seu ambiente. Eles integram tecnologias de hardware, software, IA e ciberware em um grau mais elevado do que qualquer outro sistema anterior. A IA fornece cognição ao SCPS, permitindo-lhes modelar, representar, aprender interações e comportamentos complexos.

A implementação de redes neurais artificiais, especificamente a rede neural artificial perceptron multicamadas (MLPANN), em SCPS permite a tomada de decisões inteligentes e autônomas. O MLPANN foi escolhido por sua arquitetura simples e de fácil implementação.

Concluindo, a Indústria 4.0 está a revolucionar a produção de bens através da integração de novas tecnologias. CPS e SCPS estão na vanguarda desta transformação, permitindo o desenvolvimento de máquinas e sistemas inteligentes. A implementação de IA e redes neurais em SCPS melhora as suas capacidades e abre caminho para a tomada de decisões inteligentes e autónomas.