O papel da visão computacional nos pipelines de inovação da Indústria 4.0

Abirami Vina

5 min. de leitura

12 de junho de 2025

Explore como as soluções de visão computacional impulsionam a Indústria 4.0, permitindo a automação, melhorando o controlo de qualidade e aumentando a eficiência de fabrico.

Dos motores a vapor aos sistemas de inteligência artificial (IA), cada revolução industrial mudou a forma como trabalhamos e fabricamos produtos. A Primeira Revolução Industrial introduziu a energia a vapor, a Segunda trouxe a eletricidade, a Terceira acolheu a automação básica e agora estamos na Quarta Revolução Industrial - também conhecida como Indústria 4.0.

Esta nova fase é impulsionada por sistemas inteligentes e ligados que podem pensar e aprender para aumentar a produtividade. Graças a estes sistemas de IA, as empresas podem automatizar mais tarefas, prever quando as máquinas podem avariar, melhorar constantemente as operações e responder mais rapidamente do que nunca aos clientes.

Por exemplo, a visão computacional é um dos ramos da IA que está a impulsionar esta revolução. Ajuda as máquinas a ver e a compreender os dados visuais das câmaras e sensores da fábrica. Os modelos de visão por computador, como o Ultralytics YOLO11, estão a ser utilizados para detetar defeitos, verificar a qualidade dos produtos e até controlar o inventário, tornando todo o processo de produção mais rápido e mais fiável.

Neste artigo, exploraremos o que é a Indústria 4.0 e como a visão computacional desempenha um papel nela. Também analisaremos as aplicações do mundo real da visão computacional no espaço da Indústria 4.0. Vamos começar!

O que é a Indústria 4.0? Uma breve história das revoluções industriais

Antes de nos debruçarmos sobre o que a Indústria 4.0 engloba, eis um olhar sobre as anteriores revoluções industriais que lhe abriram caminho:

  • Primeira Revolução Industrial: No final dos anos 1700, as fábricas na Grã-Bretanha começaram a utilizar água e vapor em vez dos métodos tradicionais que envolviam trabalho humano e animal. Esta mudança tornou possível a produção em massa de bens utilizando máquinas em vez de os fabricar à mão.
  • Segunda Revolução Industrial: Cerca de 100 anos mais tarde, as fábricas começaram a utilizar eletricidade, petróleo e gás. Foram introduzidas linhas de montagem e os sistemas de comunicação melhoraram com a invenção do telefone e do telégrafo. Isto levou a uma produção mais rápida e automatizada.
  • Terceira Revolução Industrial: Em meados dos anos 1900, as fábricas começaram a utilizar computadores e os primeiros sistemas de automatização. Isto envolveu a utilização de máquinas equipadas com computadores simples para ajudar a controlar processos e partilhar dados, marcando o início de uma nova era digital para o fabrico.
  • Indústria 4.0: Atualmente, a Indústria 4.0 leva a revolução mais longe, utilizando a IA e a tecnologia conectada. As máquinas podem agora comunicar, aprender e tomar decisões, trazendo um novo nível de inteligência e eficiência ao fabrico.
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Fig. 1. A história das revoluções industriais que conduziram à Indústria 4.0.

Uma visão geral da Indústria 4.0 e das tecnologias que a impulsionam 

Em seguida, vamos analisar exatamente o que é a Indústria 4.0 e as diferentes tecnologias que a definem.

A Indústria 4.0 é o resultado da fusão dos mundos físico e digital através das tecnologias do século XXI. Estas incluem ferramentas como a Internet das Coisas (IoT), a IA, os grandes volumes de dados e a robótica - todas a trabalhar em conjunto para criar fábricas inteligentes. 

Estas fábricas avançadas podem pensar, aprender e adaptar-se, permitindo às empresas aumentar a produtividade, melhorar a eficiência e tomar decisões mais rápidas e inteligentes com maior flexibilidade e personalização. Veja como algumas dessas tecnologias de ponta funcionam nos pipelines da Indústria 4.0:

  • IoT: Liga máquinas, sensores e dispositivos para que possam partilhar dados em tempo real, monitorizar condições e responder automaticamente.
  • IA: Ajuda as máquinas a analisar dados, detetar padrões e tomar decisões baseadas em dados. É excelente para prever problemas, verificar a qualidade e planear com antecedência.
  • Grandes volumes de dados: Transforma grandes quantidades de dados de fábrica em informações de impacto para aumentar a eficiência e reduzir o tempo de inatividade.
  • Robótica: Lida com tarefas como montagem e embalagem com rapidez e precisão. Os cobots trabalham em segurança ao lado dos humanos e adaptam-se às mudanças.
  • Realidade aumentada (AR) e realidade virtual (VR): Melhora a formação e a manutenção através de instruções ou simulações digitais, tornando as tarefas complexas mais fáceis de gerir.
  • Nuvem e computação periférica: Enquanto a nuvem trata os dados remotamente, a periferia processa-os no local. Mantêm as operações da Indústria 4.0 rápidas, seguras e sem problemas.

A visão computacional como facilitadora das inovações da Indústria 4.0

Em termos simples, a Indústria 4.0 reúne uma gama de tecnologias avançadas concebidas para tornar os sistemas de fabrico e industriais mais inteligentes, mais rápidos e mais eficientes. No centro desta mudança está a inteligência artificial (IA), e uma das áreas mais impactantes da IA é a visão computacional.

A visão por computador permite às máquinas dar sentido aos dados visuais de câmaras e sensores através de tarefas de IA de visão, como a deteção de objectos, a segmentação de instâncias e a segmentação semântica. Estas capacidades são possíveis graças a modelos como o YOLO11, que pode analisar imagens com rapidez e precisão para detetar e classificar objectos, seguir movimentos e compreender cenas visuais.

Num contexto de Indústria 4.0, a visão por computador desempenha um papel fundamental no fabrico, logística e controlo de qualidade. Ajuda a reduzir erros, melhorar a exatidão e acelerar as operações, especialmente em ambientes onde a precisão é crítica.

Um olhar sobre a visão computacional e a Indústria 4.0 em ação 

Agora que cobrimos o que é a Indústria 4.0 e as principais tecnologias que a impulsionam, vamos explorar alguns estudos de caso do mundo real que mostram o papel da visão computacional nesta revolução tecnológica.

Operações de armazém orientadas para a visão

Atualmente, os armazéns de comércio eletrónico estão a utilizar robôs equipados com câmaras, sensores IoT e visão computacional para navegar nas instalações, classificar artigos e executar tarefas precisas com o mínimo de intervenção humana. Os sistemas de visão também melhoram a segurança no local de trabalho, detectando perigos, como a falta de equipamento de proteção ou a entrada de trabalhadores em zonas restritas, e enviando alertas em tempo real. Entretanto, os funcionários podem acompanhar o inventário em direto através dos sistemas Vision alimentados por IA, que ajudam a automatizar o reabastecimento, a melhorar a previsão da procura e a simplificar a logística geral.

Os centros de distribuição da Amazon são um excelente exemplo da Indústria 4.0 em ação. Estas instalações utilizam robôs com câmaras e sensores para ajudar a gerir o inventário em tempo real. Podem mover autonomamente as embalagens de uma área para outra e realizar tarefas como a contagem e a triagem. Isto reduz os erros e torna o reabastecimento mais rápido e preciso.

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Fig. 2. Tecnologia de IA e robótica em ação numa instalação da Amazon.

Visão computacional no fabrico

As soluções de IA de visão podem prever a avaria das máquinas antes de esta ocorrer efetivamente. Isto é normalmente referido como manutenção preditiva. Os sistemas de manutenção preditiva equipados com visão computacional podem monitorizar máquinas dispendiosas 24 horas por dia. 

Estes sistemas podem detetar precocemente sinais de desgaste, permitindo que a manutenção seja programada antes que os problemas causem tempo de inatividade. Isto ajuda a manter as operações a funcionar sem problemas e de forma eficiente, e muitas empresas de fabrico já estão a utilizar estas tecnologias.

Por exemplo, a Toyota utiliza a visão por computador para a manutenção preditiva nas suas fábricas. Na sua fábrica em Indiana, EUA, robôs equipados com câmaras e IA monitorizam continuamente o equipamento em busca de anomalias para garantir que tudo funciona corretamente. Os problemas podem ser detectados em tempo real, permitindo uma intervenção imediata para evitar avarias.

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Fig. 3. A Toyota utiliza sistemas de visão por computador para encontrar e resolver problemas de manutenção.

Inspeção eletrónica automatizada com visão por computador

Quando se trata de fabrico de produtos electrónicos, todos os pequenos detalhes são importantes. A visão por computador pode ajudar a detetar falhas como fissuras ou erros de soldadura em placas de circuitos, coisas normalmente demasiado pequenas ou rápidas para o olho humano. 

Utilizando câmaras de alta resolução e IA, as peças podem ser inspeccionadas com rapidez e precisão, reduzindo a necessidade de verificações manuais exaustivas. Isto acelera a produção, reduz os erros e coloca as empresas em posição de satisfazer a elevada procura e os prazos apertados do mercado eletrónico em ritmo acelerado.

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Fig. 4. Um exemplo de utilização da visão por computador para detetar componentes de circuitos electrónicos.

O futuro da Indústria 4.0 e da visão computacional

O futuro da Indústria 4.0 está a evoluir rapidamente com tecnologias como a IA de ponta, 5G e plataformas de baixo código. A IA de ponta processa os dados no local onde são recolhidos, como no chão de fábrica, permitindo decisões mais rápidas e baseadas em dados sem depender da nuvem. 

Em conjunto com o 5G, suporta a comunicação em tempo real entre máquinas e sistemas. Ao mesmo tempo, as ferramentas de baixo código permitem que os utilizadores com formação não tecnológica criem fluxos de trabalho de automação, acelerando a transformação digital em fábricas e cadeias de abastecimento.

Principais conclusões

A visão computacional é uma tecnologia revolucionária na Indústria 4.0, tornando as fábricas mais inteligentes e mais eficientes do que nunca. Várias empresas estão a utilizar a IA de visão para prever problemas antes de estes ocorrerem e para detetar automaticamente defeitos nos produtos. 

À medida que a tecnologia evolui, a integração da IA, da IoT e da computação periférica está a permitir níveis ainda maiores de automatização e eficiência, ajudando as empresas a acompanhar o ritmo da procura em rápido crescimento.

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