Industry 4.0 in the context of passenger railway companies

Abstract

A Indústria 4.0 tem sido um tema de pesquisa crescente e tem chamado a atenção de países desenvolvidos e emergentes que buscam uma posição de destaque neste novo cenário industrial. O setor ferroviário é um segmento relevante para o transporte de pessoas e mercadorias. No entanto, a literatura que une o tema Indústria 4.0 e ferrovias ainda precisa ser explorada. Na prática, há mais estudos partindo de uma determinada tecnologia em evidência. Assim, este trabalho levanta uma questão importante: como os conceitos da Indústria 4.0 podem ser aplicados às empresas ferroviárias de passageiros holisticamente? Utilizamos uma abordagem exploratória e qualitativa para analisar este importante setor, considerando a escassez de estudos com a visão abrangente pretendida. Entrevistamos especialistas de oito operadoras de transporte e de quatro fornecedores de tecnologia do segmento ferroviário brasileiro. Os resultados foram agrupados em um modelo de oportunidades e indicam que as empresas estão se movendo em direção a um centro de inteligência operacional para implementar oferta de trens robusta e eficiente, manutenção prescritiva, gerenciamento robusto da cadeia de suprimentos, melhor experiência dos passageiros e desempenho dos trabalhadores. Desenvolvemos e testamos um modelo de maturidade da Indústria 4.0 para operadoras ferroviárias de passageiros com base em nossas descobertas empíricas e nos principais indicadores de desempenho das empresas brasileiras. Recebemos retorno positivo de que o modelo retrata as preocupações diárias dos profissionais que trabalham para rodar o negócio e que os estágios de maturidade propostos representam um caminho para alavancar as métricas associadas aos objetivos produtivos definidos com ajuda dos indicadores de desempenho do setor. A contribuição prática da pesquisa é auxiliar as empresas ferroviárias de passageiros a planejar a jornada da Indústria 4.0 em seu segmento, tanto na concepção de novas linhas de trens quanto na busca por sistemas em operação mais sustentáveis. O estudo traz uma contribuição acadêmica significativa, pois os modelos com essa visão holística da Quarta Revolução Industrial no transporte ferroviário de passageiros são inéditos.

Industry 4.0 has been a growing research topic and has drawn the attention of developed and emerging countries that seek a prominent position in this new industrial scenario. The railway sector is a relevant segment for transporting people and goods. However, the literature joining the theme of Industry 4.0 and railways still needs to be explored. In practice, there are more studies from a determined technology in evidence. Thus, this dissertation raises an important question: How can the Industry 4.0 concepts be applied to passenger railway companies holistically? We used an exploratory and qualitative approach to analyze this important sector, considering the scarcity of studies with the intended embracing vision. We interviewed experts from eight transport operators and four technology providers in the Brazilian railway segment. The results were grouped into an opportunities model, indicating that companies are moving towards an operational intelligence center to implement robust and efficient train offers, prescriptive maintenance, strong supply chain management, and improved passenger experience and worker performance. We developed and tested an Industry 4.0 maturity model for passenger railway companies based on our empirical findings and the Brazilian companies' main Key Performance Indicators (KPIs). We received positive feedback that the model portrays the daily concerns of professionals who work to run the business and that the proposed maturity stages represent a way to leverage the metrics associated with the productive objectives defined with the help of the sector's KPIs. The practical contribution of the research is to help passenger railway companies plan the Industry 4.0 journey in their segment, both in designing new train lines and looking for more sustainable systems in operation. The study delivers a significant academic contribution as the frameworks with this holistic view of the Fourth Industrial Revolution in the passenger railway are unprecedented.