Como mapear as oportunidades de manufatura digital para a indústria pesada

A digitalização da manufatura pode resultar em aumentos de três a cinco pontos percentuais nas margens de lucro da indústria pesada - mas, para isso, é preciso garantir que as novas tecnologias funcionem em escala. O primeiro artigo de uma nova série analisa as oportunidades e a evolução do setor.

A revolução mais recente ocorreu no mundo do software e dos serviços. Agora, o setor de indústria pesada1 também está adotando o poder da mais nova onda da digitalização da manufatura. Empresas líderes em setores como mineração, produtos químicos, siderurgia e papel e celulose estão usando novas fontes de dados e novas tecnologias digitais para aumentar o rendimento, a eficiência, a confiabilidade e a produtividade de suas operações de manufatura.

Essas empresas estão iniciando suas jornadas digitais com pontos de partida muito diferentes. Nos últimos anos, visitamos centenas de plantas e conversamos com gerentes e com o pessoal de operações sobre as tecnologias que utilizam atualmente, e sobre suas ambições no campo digital. Com isso, definimos quatro níveis amplos de maturidade digital: três existem atualmente e um deles, o Digital 4.0, é um estado futuro hipotético baseado em tecnologias e abordagens ainda em desenvolvimento (ver barra lateral “Os quatro estágios de maturidade digital na indústria pesada”).

Atualmente, os níveis médios de maturidade digital variam de acordo com o subsetor, embora também existam diferenças consideráveis no nível da empresa e da planta (Quadro 1). Em sites e setores que operam em níveis inferiores de maturidade, isso representa uma oportunidade de melhorar o EBITDA em pelo menos três a cinco pontos percentuais. Em sites com mais maturidade, o potencial pode ser menor, embora um aumento de um a três pontos percentuais do EBITDA ainda seja uma melhora substancial. A indústria química pode ser usada como um bom ponto de referência: o impacto médio dos recentes programas de digitalização em larga escala foi da ordem de três a cinco pontos percentuais do EBITDA, embora algumas empresas tenham alcançado melhorias excepcionais no desempenho, como aumento de mais de 30% na produtividade.

Mapping heavy industry’s digital-manufacturing opportunities

O cenário digital

As atuais oportunidades na manufatura da Indústria 4.0 para os players da indústria pesada concentram-se em quatro áreas principais (Quadro 2). Essas alavancas atualmente representam o ponto ideal para investimentos digitais, pois dependem de tecnologias relativamente maduras e podem gerar um valor comprovado.

Mapping heavy industry’s digital-manufacturing opportunities

Para ajudar as empresas a decidir onde concentrar seus esforços, desenvolvemos um mapa de calor das oportunidades digitais por setor (Quadro 3). Nas três primeiras das quatro áreas mais importantes, nossa experiência sugere que as empresas podem esperar um retorno dos seus investimentos em, no máximo, três anos.

Mapping heavy industry’s digital-manufacturing opportunities

Data analytics

As maiores fontes de valor para todos os setores, exceto a extração de minérios, resultam da aplicação de data analytics para melhorar a produtividade, o rendimento, a eficiência energética e a qualidade. A maioria dos players da indústria pesada tem um grande volume de dados históricos coletados das suas operações de manufatura. Técnicas analíticas avançadas podem ajudá-los a aprender com esses dados: elas permitem examiná-los para extrair informações valiosas das alavancas subjacentes do desempenho da manufatura, equilibrando os complexos balanços entre variáveis e obtendo níveis mais altos de desempenho do controle em tempo real. No atual mercado de alta demanda, a produtividade é claramente a proposta de valor vencedora, já que um maior rendimento não só aumenta a margem de lucro total, mas também dilui a base de custo total. Os mercados em desaceleração se beneficiarão mais do foco nos custos, como energia, rendimento e qualidade.

O uso de data analytics para aumentar a confiabilidade dos ativos é muitas vezes considerado uma grande oportunidade digital. Porém, até agora, essa abordagem frustrou as expectativas - exceto nos casos de grandes frotas de ativos semelhantes, como ocorre com o material rodante na mineração. A maioria das operações industriais não tem a quantidade de dados necessária para aplicar essas técnicas de manutenção preditiva: ativos grandes não apresentam falhas suficientes e, para ativos pequenos, a estratégia de redundância é uma abordagem mais economicamente viável. Nossa experiência sugere que, embora a digitalização possa fornecer um valor significativo nas atividades de manutenção e na confiabilidade, isso exige que as empresas adotem outras alavancas além de analytics. Isso se aplica especialmente à digitalização da força de trabalho, pois ela cria novas fontes de dados: cada ser humano introduz um fluxo de múltiplos sensores no ambiente de dados, abrindo um novo mundo para a estratégia, gestão e execução da manutenção.

A força de trabalho digital

O uso de ferramentas digitais para apoiar a força de trabalho humana de uma organização pode gerar imenso valor no longo prazo. Entre as abordagens digitais para essa área estão ferramentas para acelerar e simplificar atividades de planejamento, elaboração de cronogramas e concessão de autorizações, aumentando a produtividade da força de trabalho e trazendo importantes benefícios à saúde e à segurança. O acesso em tempo real à documentação, o apoio à tomada de decisões e à resolução de problemas também podem ser úteis para os funcionários. Além disso, o fluxo de informações percorre duas vias: quando os funcionários registram suas atividades e observações em formato digital, esses dados podem ser armazenados e analisados como uma fonte adicional de informações valiosas para melhorias futuras - a base da próxima onda de data analytics.

Maximização do valor da rede de ativos

Ao pensar nos ativos de manufatura como uma rede integrada, e não como um conjunto de máquinas isoladas, as empresas podem eliminar gargalos, melhorar a capacidade de resposta e otimizar suas cadeias de valor de ponta a ponta. Os players da indústria pesada veem aqui uma oportunidade de melhoria menor do que em outros setores, pois muitos já têm operações de manufatura altamente integradas. Ainda assim, acreditamos que a maioria ainda possa obter valor com o uso de ferramentas digitais para otimizar cronogramas, reduzir tempos de ciclo, diminuir o estoque em processo e garantir que a capacidade seja usada da forma mais rentável possível.

Robótica e cobótica

A robótica é uma área de grande oportunidade no médio prazo devido à rápida queda dos preços e ao aumento da capacidade dos sistemas robóticos. No entanto, ainda não estão disponíveis robôs móveis multifuncionais de baixo custo adequados para ambientes industriais pesados. Sempre que puderem ser usados veículos autônomos guiados, porém, é provável que exista um claro caso de aplicação economicamente viável.

Criação de uma visão digital

Os fabricantes da indústria pesada não conseguirão abarcar todo o valor do digital com uma única ação. Dada a escala e a complexidade dos seus ativos, eles terão que aplicar novas ferramentas e abordagens digitais em diversos locais em suas operações. Como em qualquer iniciativa de transformação de larga escala, o sucesso exigirá que as empresas desenvolvam uma visão clara e convincente do tipo de organização que desejam criar.

Elas também deverão ser honestas em relação aos seus atuais pontos fortes e fracos. A digitalização é muito mais do que tecnologia, e só pode ser alcançada se os funcionários estiverem dispostos a mudar sua forma de trabalhar e se tiverem as habilidades e os conhecimentos adequados, além de uma mentalidade realmente “digital”. Nesse sentido, a transformação digital é muito semelhante à transformação lean ou à transformação da excelência na manufatura que muitas empresas já implementaram e que possui fatores de sucesso muito semelhantes.

Em artigos futuros, examinaremos em maior profundidade as diferentes abordagens que as empresas da indústria pesada podem adotar para enfrentar o desafio da transformação digital, bem como os recursos, a infraestrutura e os capacitadores necessários para o sucesso da iniciativa.

Sobre o(s) autor(es)

Olivier Noterdaeme é sócio no escritório da McKinsey em Bruxelas, Christoph Schmitz é sócio sênior no escritório de Frankfurt, Malgorzata Sliczna é analista sênior de Knowledge do Wrocław Knowledge Center, Ken Somers é sócio no escritório de Antuérpia e Joris Van Niel é especialista sênior no escritório de Amsterdam.

Related Articles