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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2017.tde-28062017-110639
Document
Author
Full name
Marcelo Teixeira de Azevedo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Kofuji, Sergio Takeo (President)
Rosa, Pedro Frosi
Costa, Cláudia Cristina Rios Caxias da
Lemos, Marilza Antunes de
Silva, Flávio de Oliveira
Title in Portuguese
Transformação digital na indústria: indústria 4.0 e a rede de água inteligente no Brasil.
Keywords in Portuguese
Indústrias
Inovações tecnológicas
Recursos hídricos
Abstract in Portuguese
Atualmente vive-se uma transformação digital na indústria, que está sendo referenciada como uma nova revolução e conhecida como a quarta revolução industrial. Essa nova revolução foi precedida por três anteriores, sendo que a primeira foi baseada no carvão como fonte de energia, impulsionando, assim, as máquinas a vapor e transformando o trabalho artesanal em automatizado; posteriormente, houve a segunda revolução industrial, baseada em conceitos de eletricidade para atingir a produção em massa; já a terceira revolução industrial baseou-se em sistemas eletrônicos e computacionais, tendo como o seu maior expoente os sistemas Supervisory Control and Data Aquisition (SCADA), que foram utilizados para aprimoramento e eficiência da linha de produção. Hoje, vive-se no limiar da quarta revolução industrial, que se apoia fortemente nas tecnologias habilitadoras, tais como: Internet of Things (IoT), machine learning, big data analytics, cyber-physical systems (CPS), machine-to-machine (M2M) e cloud computing. Essas tecnologias, trabalhando cooperativamente, são utilizadas para promover a transformação digital descrita nas visões ao redor do mundo, entre as quais se destacam: Industry 4.0, Industrial Internet Consortium e Manufatura Avançada. A presente pesquisa visa caracterizar as tecnologias habilitadoras, as visões da transformação digital e o cenário Brasil para esta nova realidade. O objetivo central é a definição de uma plataforma de transformação digital aplicada ao cenário da indústria de Utilities. Para a identificação do setor industrial, optou-se pela aplicação de um questionário direcionado às indústrias da região metropolitana de Campinas. Esse questionário serviu para traçar o nível de conhecimento, aderência e perfil profissional desejado pelas empresas relacionadas com a transformação digital. Na análise do questionário para o grupo estudado, verificou-se desconhecimento estratégico sobre a transformação digital e resistência para aplicação dos novos conceitos na cadeia de suprimentos existente. Para suprir esta necessidade e como prova de conceito foi proposta uma plataforma para transformação digital para a questão da água, com o objetivo de alcançar uma gestão eficiente dos recursos atrelada ao uso racional da água. Para a definição da plataforma foi realizado o levantamento de todo o processo de uma planta de tratamento de água, implantada nos moldes da terceira revolução industrial, de modo a melhorar o processo aplicando-se os conceitos da transformação digital na nova plataforma definida. Como resultado, o estudo de caso contribuiu para o projeto PURA-USP juntamente com o projeto SafeCity, do convênio Huawei-USP no âmbito do conceito de cidades inteligentes, integrando a transformação digital na gestão eficiente dos recursos hídricos no campus USP da capital. Adicionalmente, inseriu-se a capacitação técnica também no projeto Huawei-USP, denominada Centro de Internet do Futuro, habilitando e capacitando os profissionais para as novas tecnologias.
Title in English
Digital transformation in the industry: industry 4.0 and the smart network water on Brasil.
Keywords in English
CPS
Digital transformation
Enabling technologies
Industry 4.0
IoT
Abstract in English
Nowadays, there´s a digital transformation in the industry, which is being referred to as a new revolution, known as the fourth industrial revolution. This new revolution was preceded by three previous ones, the first one was based on coal as a way of source energy, boosting the steam engines and turning the manual labor into automated; posteriorly the second industrial revolution was based on electricity concepts to achieve mass production; and the third industrial revolution, which was based on electronics and computer systems, having as its greatest exponent the systems Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) and programmable logic controllers (PLC), which were used for improvement and production line efficiency. Today we are on the bound of the fourth industrial revolution, which strongly supports itself at enabling technologies, such as: Internet of Things (IoT), big data analytics, cyber-physical systems (CPS), machine-to-machine (M2M) and cloud computing. These technologies are working cooperatively used to promote digital transformation described in the sights around the world, between them are: Industry 4.0, Industrial Internet Consortium and Advanced Manufacturing. This research aims to characterize the enabling technologies, the visions of the digital transformation and Brazil scenario for this new reality. The main objective is the definition of a digital transformation platform applied in the industry scenario. To identify the industry it was chosen the application of a questionnaire targeting the industries at the metropolitan region of Campinas. This questionnaire was used to trace the level of knowledge, adherence and professional profile required of companies related to digital transformation. In the questionnaire analysis for the group in the scope there was strategic unfamiliarity about the digital transformation and resistance to application of new concepts in the existing supply chain. To meet this need and as a proof of concept, a platform for digital transformation for the water issue was proposed with the objective of achieve an efficient management of resources linked to the rational use of water. For the platform definition was performed a survey of the whole process of a water treatment plant that was implemented along the lines of the third industrial revolution and improved the process by applying the concepts of digital transformation in the new set platform. The case study aimed to contribute to the PURA-USP project, integrating the digital transformation in the efficient management of water resources on campus USP capital. Additionally, technical training was also included in the Huawei-USP project, denominated the Future Internet Center, enabling and training professionals for new technologies.
 
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Publishing Date
2017-06-29
 
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