Avaliação da resiliência de processos industriais frente a distúrbios elétricos e maturidade para a indústria 4.0

Abstract

O presente trabalho realizou uma pesquisa de campo em indústrias com o objetivo de analisar o comportamento dos processos produtivos frente a diferentes distúrbios elétricos e, como consequência, quantificar níveis de resiliência em termos de custo de paradas involuntárias. Para isso, foi elaborado um questionário com foco em: i) informações técnicas dos equipamentos e processos durante os distúrbios; ii) os custos unitários associados às paradas produtivas; e iii) as lacunas tecnológicas e operacionais que influenciam a preparação das empresas para a adoção de práticas da Indústria 4.0. Como parte da análise, foi identificado o Tempo de Imunidade do Processo (PIT) frente a distúrbios e sua interconexão com outros subprocessos, caracterizado por valor médio, desvio padrão e distribuição de probabilidade. O PIT e o Custo de Interrupção (CI) foram utilizados como indicadores-chave de desempenho, permitindo avaliar a resiliência dos subprocessos e o impacto econômico das interrupções. Os resultados apontaram uma ampla variação entre os setores industriais analisados, revelando que empresas com maior maturidade tecnológica tendem a apresentar menor vulnerabilidade frente a falhas elétricas. Constatou-se também que muitas indústrias ainda operam com baixa visibilidade dos seus gargalos energéticos, o que dificulta a implementação de ações preventivas. Como conclusão, o estudo propõe soluções tecnológicas alinhadas à Indústria 4.0, tais como sistemas de automação, proteção e gestão energética, agrupadas conforme os indicadores PIT e CI. Essas propostas visam aumentar a resiliência dos processos produtivos, respeitando as particularidades de cada empresa e promovendo uma transição mais segura e eficiente rumo à digitalização industrial.

This study conducted field research in industrial companies to analyze the behavior of production processes in response to electrical disturbances and, consequently, to quantify resilience levels in terms of unplanned downtime costs. A structured questionnaire was developed to gather data on: i) technical information regarding equipment and processes during disturbances; ii) unit costs associated with production interruptions; and iii) technological and operational gaps that affect companies' preparedness for adopting Industry 4.0 practices. As part of the analysis, the Process Immunity Time (PIT) was identified and characterized through mean value, standard deviation, and probability distribution, considering its interconnection with other subprocesses. Alongside PIT, the Interruption Cost (CI) was used as a key performance indicator to assess both operational and economic resilience. Results revealed significant variation across industrial sectors, showing that companies with higher technological maturity tend to be less vulnerable to power quality issues. It was also found that many industries still lack visibility over their energy-related bottlenecks, limiting the adoption of preventive measures. As a conclusion, the study proposes technological solutions aligned with Industry 4.0 — such as automation, protection, and energy management systems — grouped according to PIT and CI indicators. These proposals aim to enhance process resilience while considering the specific characteristics of each company and supporting a safer and more efficient transition toward industrial digitalization