Human + machine: A new era of automation in manufacturing

Humano + máquina: uma nova era de automação da produção

Novas tecnologias estão inaugurando uma nova era de automação para fabricantes – uma era em que seres humanos e máquinas cada vez mais trabalharão lado a lado.

Nas últimas duas décadas, a automação da produção transformou as fábricas, a natureza do emprego em produção e a economia de muitos setores de manufatura. Atualmente, estamos no ápice de uma nova era de automação: rápidos avanços em robótica, inteligência artificial e machine learning estão permitindo que as máquinas tenham desempenho igual ou superior ao dos humanos em uma série de atividades de trabalho, incluindo aquelas que exigem capacidades cognitivas. Os executivos de setores industriais – aqueles cujas empresas já adotaram a automação, os que estão apenas começando a adotá-la e os que ainda não começaram a lidar com as implicações dessa nova era da automação – devem considerar três perspectivas fundamentais: o que a automação está tornando possível e provavelmente tornará possível à medida que a tecnologia evoluir; quais fatores, além da viabilidade técnica, devem ser considerados ao se tomar decisões relacionadas à automação; e como começar a pensar sobre onde – e quanto – automatizar para, da melhor forma possível, capturar o valor de longo prazo da automação.

Como o trabalho – e a força de trabalho – de produção pode mudar

Para entender o alcance da automação possível no setor de produção como um todo, realizamos um estudo do trabalho de manufatura em 46 países, desenvolvidos e em desenvolvimento, abrangendo cerca de 80% da força de trabalho mundial. Nossos dados e análises mostram que, em 2015, 478 bilhões dos 749 bilhões das horas trabalhadas (64%) em atividades relacionadas à produção em todo o mundo poderiam ser automatizadas com a tecnologia que existe atualmente. 1 Esses 478 bilhões de horas representam o trabalho-equivalente de 236 milhões dos 372 milhões de funcionários em tempo integral – US$ 2,7 trilhões dos US$ 5,1 trilhões gastos com mão de obra – que poderiam ser eliminados ou redirecionados, pressupondo que as tecnologias atuais sejam adaptadas para o uso em casos individuais e, em seguida, adotadas. Esses números indicam que, embora a manufatura seja uma das indústrias mais automatizadas em termos globais, ainda há um significativo potencial de automação dentro das fábricas, bem como em áreas funcionais como a cadeia de suprimento e compras. Uma pesquisa da McKinsey demonstrou que, em termos de potencial de automação, o setor de produção é o segundo entre todos os setores industriais, perdendo apenas para as áreas de hotelaria e serviços de alimentação (Figura 1).2

Enfatizamos que o potencial de automação descrito acima é criado por meio da adaptação e integração das tecnologias atuais3 (veja a Quadro 1, “Como entender o potencial de automação”). Sobretudo, é notório que os avanços tecnológicos recentes superaram muitas das limitações tradicionais da robótica e da automação. Uma nova geração de robôs mais flexíveis, versáteis e de custo muito mais baixo do que aqueles usados hoje em vários ambientes de produção podem ser “treinados” pelo pessoal da linha de frente para realizarem tarefas que antes eram consideradas difíceis demais para uma máquina – por exemplo, pegar e embalar objetos distribuídos irregularmente e resolver conflitos de cabeamento em projetos de grande escala como os da indústria aeroespacial. A inteligência artificial também está fazendo importantes avanços que aumentaram o potencial para automatizar atividades de trabalho em muitos setores. Em um teste recente, por exemplo, computadores foram capazes de fazer leitura labial com muito mais precisão do que profissionais humanos.

Nosso estudo também analisou o potencial da automação para tipos específicos de atividades e tarefas no setor de produção. Constatamos que 87% das horas dedicadas a atividades realizadas por profissionais em ocupações de produção são automatizáveis – o maior porcentual entre todos os cargos relacionados à produção. Porém, mesmo entre outras ocupações de produção (por exemplo, engenharia, manutenção, movimentação de materiais e administração), ainda existe oportunidade significativa, sendo que aproximadamente 45% dessas horas trabalhadas também podem ser automatizadas.4

Ao compararmos vários subsetores de produção, observamos uma ampla variação do potencial de automação, o que pode ser explicado em parte pela natureza das atividades em si, e em parte pelas diferenças nos níveis de habilidades exigidos dos trabalhadores e também pela complexidade tecnológica do produto fabricado:

  • Mão de obra pouco qualificada/produto de baixa complexidade. Vestuário/moda/luxo (82% das horas trabalhadas são automatizáveis), processamento agrícola (80%), alimentos (76%) e bebidas (69%). A predominância de atividades repetitivas e que exigem pouca qualificação neste grupo faz com que ele seja altamente suscetível à automação.
  • Mão de obra medianamente qualificada/produto de complexidade moderada. Móveis (70%), materiais básicos (72%), produtos químicos (69%), aparelhos médicos (60%), produtos farmacêuticos (68%), indústria automotiva/montagem (64%), energia elétrica e gás natural (53%), e petróleo e gás (49%).
  • Mão de obra altamente qualificada/ produto de alta complexidade. Aeroespacial e defesa (52%), produtos eletrônicos avançados (50%), alta tecnologia (49%) e telecomunicações (43%).

Com relação ao valor monetário da mão de obra automatizável em vários subsetores de produção, as diferenças podem ser até três vezes maiores, dependendo do mix de mão de obra em cada subsetor (de US$ 27.000 por ano em vestuário/moda/luxo a US$ 75.000 por ano em petróleo e gás). Comparando os grupos listados acima, observamos um aumento médio de 1,6 vez nos salários por hora automatizável ao se passar de baixa para alta habilidade/complexidade, e de 1,4 vez ao se passar de baixa para média habilidade/complexidade.

Por fim, identificamos que, embora o potencial de automação técnica não varie muito na economia global como um todo, o fato de 81% das horas de produção automatizáveis de todo o mundo e 49% do valor da mão de obra automatizável encontrarem-se em países em desenvolvimento significa que um aumento da automação nesses países poderia ter um impacto global significativo. Considerando que 68% das horas de produção automatizáveis nos países em desenvolvimento (e 62% do valor da mão de obra automatizável) estão concentradas somente na China e Índia, vemos o potencial de haver uma grande mudança provocada pela automação nesses países, embora o tempo que isso levará dependa, em parte, da velocidade em que os custos das soluções de automação cairão abaixo dos níveis salariais nesses países. Na Índia e na China, a adoção radical da automação poderia ter grandes implicações nos empregos em ambos os países, além de constituir uma injeção substancial de crescimento econômico.

O que automatizar: fatores a considerar

A viabilidade técnica é, naturalmente, uma condição necessária para automatizar determinada atividade ou conjunto de atividades. Contudo, está longe de ser o único fator que as empresas precisam levar em conta ao decidirem o que e como automatizar. Um segundo fator a ser considerado é o custo de desenvolver e implementar hardware e software para a automação. O custo da mão de obra e a dinâmica de oferta e demanda representam um terceiro fator: se houver uma oferta abundante de trabalhadores e se eles forem significativamente menos onerosos que a automação, este pode ser um argumento decisivo contra a automação – ou de automatizar até certo limite. Por exemplo, um fornecedor automotivo da Índia descobriu que, após introduzir uma automação de baixo custo em algumas etapas da sua linha de produção – reduzindo o número de funcionários de 17 para 8 –, seus custos se tornaram equivalentes aos de uma empresa japonesa que possui o mesmo tipo de linha de produção, mas com maior grau de automação e apenas dois funcionários.

Um quarto fator a ser considerado são os benefícios que vão além da substituição da mão de obra, incluindo maior produtividade, melhor qualidade e menos erros (veja Quadro, “Adaptação e aprimoramento do capital humano”). Por mais tentador que seja para um fabricante considerar que a automação é primordialmente um modo de economizar custos de mão de obra, esses outros benefícios costumam ser ainda maiores. As opções de automação precisam ser consideradas e avaliadas usando-se uma estratégia clara focada na redução do custo total das operações. Constatamos que as empresas normalmente utilizam a automação para tentar aproveitar melhor algumas oportunidades: aumentar a produção e a produtividade, eliminar variações e melhorar a qualidade, aumentar a agilidade e garantir a flexibilidade, e aprimorar a segurança e a ergonomia.

Além da viabilidade técnica, do custo de hardware e software, da oferta e demanda de mão de obra e de benefícios que vão além da mera substituição da mão de obra, há um quinto fator a ser levado em conta na hora de decidir se e onde automatizar: questões regulatórias e de aceitação social – por exemplo, até que ponto as máquinas são aceitáveis neste ou naquele ambiente, especialmente se forem interagir com seres humanos. O potencial de a automação ser adotada em determinado setor ou ocupação reflete uma sutil interação entre os cinco fatores listados e os trade-offs entre eles.

Capturando valor de longo prazo com a automação

A meta final dos fabricantes, ao ponderarem os vários fatores descritos acima, é capturar o máximo valor de longo prazo possível com a automação. O modo de alcançar isso depende, em parte, do ponto em que um fabricante se encontra no espectro de maturidade da automação. Nossos estudos indicam que esse espectro abrange quatro estágios:

  • Baixa maturidade. A infraestrutura para empregar automação é limitada – por exemplo, ausência de robótica, sensores e sistemas de coleta de dados.
  • Média maturidade. A infraestrutura de automação existente é razoável, mas utiliza apenas uma fração do potencial – por exemplo, há muitos sensores instalados, mas a maioria dos dados não é utilizada; os inúmeros sistemas de captura de dados não estão interconectados; a programação otimiza os processos locais, mas não os fluxos de globais de valor.
  • Alta maturidade. A infraestrutura de automação tradicional é plenamente utilizada na fábrica, mas não se empregam tecnologias de ponta na automação nem se realiza o potencial de automatizar tarefas gerenciais, de suporte ou de back-office.
  • Excelência. O pleno potencial de automação é capturado com a tecnologia mais recente em todos os espectros da operação.

Avaliar as operações de um fabricante ao longo desse espectro de maturidade da automação pode ajudar a determinar qual o tipo de abordagem mais propício para capturar todo o impacto de longo prazo. Por exemplo, as operações de menor maturidade se beneficiarão mais de uma solução “clean sheet”, ao passo que as operações mais maduras poderão focar o pleno aproveitamento de uma infraestrutura de automação já robusta para chegar à excelência. A Figura 2 descreve em mais detalhes as medidas que um fabricante pode tomar para avançar ao longo do espectro.

Não importa em que ponto a empresa está no espectro de maturidade, o essencial é manter o foco na criação de valor. Para ajudar a diagnosticar onde a automação pode ser aplicada de forma mais lucrativa para melhorar o desempenho, os líderes da empresa podem realizar um inventário completo das atividades de sua organização e elaborar um mapa de calor que mostre onde existe maior potencial de automação. Os processos de negócio que revelarem ter atividades com alto potencial de automação poderão então ser redesenhados em cenários onde aproveitarão ao máximo as tecnologias de automação (em vez de se buscar mecanicamente automatizar atividades isoladas usando os processos atuais). Por fim, a viabilidade e os benefícios da transformação de processos por meio da automação podem ser usados para priorizar quais processos deverão ser transformados pelo uso de tecnologias de automação. Essa abordagem pode ajudar a garantir que os investimentos em automação produzam o máximo impacto para a empresa.

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