SEMTEC - Curitiba Indústria 4.0 na Votorantim Cimentos

Transcrição

1 SEMTEC - Curitiba Indústria 4.0 na Votorantim Cimentos Osmarino Jorge Dias Votorantim Cimentos

2 A Votorantim Cimentos

3 Uma empresa global de materiais de construção Canadá Estados Unidos Espanha Marrocos Tunísia Turquía Índia Capacidade instalada 51,7 milhões t/ano Brasil Vendas cimento ,9 milhões t/ano Bolívia Uruguai Argentina Presente em 11 países empregados 1ª no Brasil 6ª mundialmente¹ (1) Em capacidade de produção excluindo empresas chinesas 3

4 Tendências de Negócio Cenário do Mercado 2025 Alguns tópicos considerados... Sites e equipes geograficamente dispersos Alta demanda pela utilização de combustíveis alternativos e coprocessamento Alto grau de robotização das operações Redução do impacto ambiental da operação industrial (SO X, NO X e CO 2 ) Escassez de mão de obra para tarefas de alto risco Maior concorrência com o desenvolvimento de novos produtos Novos modelos de negócio Global Cement Market.Goldstein Research. The cement industry at a turning point: A path toward value creation. Mckinsey Insights. 20 predictions for the next 25 years. The Guardian.

5 Industria 4.0 Conceito

6 Alinhamento conceitual Evolução da indústria

7 Alinhamento conceitual Termos técnicos normalmente utilizados Realidade aumentada AR Augmented Reality Modelo para integrar dados virtuais e reais em tempo real através de uma tela Sistema real virtual CPS Sistema composto por componentes de tecnologia de informação, mecânicos, elétricos e eletrônicos conectados via internet Sistemas técnicos inteligentes ITS Sistema de adaptabilidade elevada. Visa diminuir a complexidade do sistema produtivo sistemas de automação interligados em rede Fábrica Digital Digital Twin Imagem digital de uma fabrica na qual a produção é simulada e otimizada Internet das coisas IoT Rede de coisas (objetos, máquinas e sistemas) e, eventualmente pessoas. Nessa rede, cada componente conhece seu lugar e sua função e as suas necessidades Produção em massa individualizada Mass Customization transfere os benefícios da produção em massa (por exemplo custo) para a produção individual. Produção economicamente viável mesmo em pequenas quantidades. Comunicação ponto a ponto Protocolo unificado de interfaces, ou seja comunicação ponto a ponto sem controlador central nem hierarquia Big Data Grande banco de dados com informações dinâmicas, isto é, alimentado em tempo real com informações vindas de diversos setores: sensores, sistemas, pessoas, etc. Dashboard Conceito de operação e visualização onde o utilizador apenas vê os passos de operação e obtém informações que são úteis para a sua tomada de decisão Fábrica inteligente Smart Factory Objetivo da indústria 4.0. Modelo de produção inovador em termos de custos, adaptabilidade. Trabalhadores, máquinas, produtos, matérias primas e clientes conectados em tempo integral

8 na Industria 4.0 Votorantim Cimentos

9 Indústria 4.0 Abordagem VCimentos Comitê Global Coordenação centralizada TI / Técnica Infra de TI TI x TA, WIFI, nuvem, etc. Recurso financeiro direcionado Geração de ideias agregar valor Gestão por projetos - multidisciplinar

10 INSIGHTS para VCimentos MANUTENÇÃO Gestão do ciclo completo de vida dos ativos garantindo desempenho esperado dentro de um equilíbrio de custos e riscos; Total previsibilidade de falhas através do monitoramento da condição on-line e tomada de decisões; Estoques de reposição mínimos com base em maior previsibilidade e novos meios de manufatura; Elevação de produtividade na Manutenção através do uso massivo de tecnologias em tarefas operacionais humanas; CONTROLADORIA Aumento de produtividade e redução de erros com automação de tarefas operacionais humanas; Auxílio para tomada de decisão com análise prescritiva de dados; Mitigação de riscos através de sistemas de prevenção de perdas. PCP E EXECUÇÃO INTEGRADA Maior eficiência e rastreabilidade na gestão da cadeia de suprimentos com alta precisão na previsibilidade de demanda; ENERGIA Alta eficiência energética através do balanceamento inteligente das matrizes energéticas; Minimização de custo e impacto ambiental com massificação da utilização de fontes de energia alternativas. QUALIDADE Alta assertividade e agilidade na tomada de decisão em contingências de desvios de processo utilizando análise prescritiva; Total previsibilidade dos testes de qualidade utilizando modelos analíticos; Aumento de eficiência e produtividade das análises laboratoriais através de operação autômata. Melhor uso de mão-de-obra especializada através de operações remotas em tempo real. PRODUÇÃO Redução de intermediários, aceleração do fluxo de informações e otimização da capacidade de resposta em tempo real; Otimização da utilização de insumos e combustíveis equilibrando qualidade e custos. Ampliação do portfólio de produtos com a flexibilização da linha de produção. MINERAÇÃO Otimização da alocação de fretes através de previsibilidade e acompanhamento das operações em tempo real Minimização dos custos de transferência e stock-outs com realização de contingências preditivas. Maior precisão no planejamento e definição dos planos de lavra com inteligência artificial; Redução de custos e maior segurança para as operações através do controle remoto das operações; Maior produtividade e redução de riscos de trabalho com a utilização de equipamentos e veículos autônomos. LOGÍSTICA SSMA Aumento de eficiência da expedição através da automação da portaria e carregamento; Elevação da assertividade no planejamento com rastreamento da frota e visibilidade da malha logística em tempo real. Elevação do nível de serviço logístico através de novos modelos de negócio. Capacidade de atuação tempestiva no controle de vazamentos e emissões com monitoramento em tempo real; Maior segurança para operários através do monitoramento e/ou automação de atividades de risco; Maior eficiência na capacitação de funcionários utilizando ferramentas tecnológicas.

11 Industria 4.0 Projetos Votorantim Cimentos

12 MONITORAMENTO PREDITIVO ON LINE - SPECTRUM OBJETIVO Redução de quebras falhas dos grandes equipamentos através de monitoramento preditivo RESULTADOS ESPERADOS Redução de paradas Aumento vida útil dos equipamentos Redução de custos de manutenção Aumento da confiabilidade dos equipamentos ESCOPO DESCRIÇÃO Machine learning aproach Utilização da base de dados global do sistema PI Melhoria na instrumentação dos equipamentos críticos Projeto piloto em duas plantas para definição de melhor solução

13 MONITORAMENTO PREDITIVO DE MOTORES DE MÉDIA TENSÃO OBJETIVO Análise em tempo real de grandes motores, através das grandezas elétricas RESULTADOS ESPERADOS DESCRIÇÃO Redução de falhas de grandes motores ESCOPO Monitoramento 24 horas das condições de operação dos grandes motores

14 HAND HELD - MANUTENÇÃO OBJETIVO Aumentar a produtividade do time de manutenção e reduzir a impressão de ordens de serviço RESULTADOS ESPERADOS Melhor aderência ao planejamento de manutenção Reduçao Backlog Melhoria atendimento corretivo Aumento da produtividade da manutenção ESCOPO DESCRIÇÃO Apontamento de dados no ponto de medição (conectividade) Emissão de ordens emergenciais Reserva de materiais Sincronização automática de dados

15 MONITORAMENTO DE ENSACADEIRAS PRODUÇÃO E MANUTENÇÃO OBJETIVO Mostrar o estado de cada ensacadeira on-line apontando ineficiência e desvios RESULTADOS ESPERADOS Análise em tempo real dos dados Comparação de bicos de enchimento individuais Apresentação das análises Aumento da confiabilidade das ensacadeiras ESCOPO DESCRIÇÃO Infra estrutura Envio dos dados para nuvem Dashboard de diagnóstico das ensacadadeiras Monitoramento preventivo das condições de operação das ensacadeira Piloto unidade de Salto de Pirapora Dashboard de diagnóstico

16 MONITORAMENTO E SINTONIA DE MALHAS DE CONTROLE PID OBJETIVO Monitoramento e sintonia on-line de malhas de controle PID RESULTADOS ESPERADOS Melhora na estabilidade operacional para fornos e moinhos Redução do consumo de energia térmica e elétrica Aumento do coprocessamento ESCOPO DESCRIÇÃO Conexão com base de dados do PI (VCGlobal) Detecção automática de oportunidades de melhorias em sintonia de malhas (Kp, Ki, e Kd) Detecção automática de problemas em atuadores Sintonia de malhas usando modelagem matemática (sem tentativa e erro) Mais de 80 indicadores de desempenho de malhas Mais de 500 tipos de controladores PID

17 GESTÃO ENERGIA ELÉTRICA OBJETIVO Simular o potencial de ganho financeiro, analisando a viabilidade em postergar ou antecipar a produção com base no preço de energia anunciado, acompanhar a aderência ao plano e otimizar a operação com foco em eficiência energética. RESULTADOS ESPERADOS Ganhos e/ou redução de perdas com a exposição de energia no mercado Redução na tarifa consolidada de energia elétrica Redução consumo específico Mitigação de Riscos Melhoria na capacidade de planejamento e gestão ESCOPO Alimentação automática do preço Gestão da aderência dos planos Relatórios de performance e aderência ao plano Disparar alertas de nova oportunidade (fato novo) Dashboard gerencial e dashboard operacional Alimentação das informações automáticas Otimização da produção via dados em tempo real Atender às novas regulamentações Interação com os novos mercados de energia Visualize e gerencie DESCRIÇÃO Mercado e precificação dinâmicos Resultados em tempo real e otimizações via I.A. Modele seu gêmeo virtual

18 INVENTÁRIO ESTOQUE POR IMAGEM OBJETIVO Determianção do estoque de matérias primas com base no cálculo tridimensional do volume RESULTADOS ESPERADOS Melhoria no planejamento Mitigação das perdas de matérias primas Economia de custo com estoques Garantir condições seguras de operação ESCOPO DESCRIPTION Utilização de Drones (estoques abertos) e scanner (estoques em galpões) Serviço de análise de imagens Cálculo do volume de material Utilização para acompanhamento de inventário Comparativo com o apontamento de movimentação de materiais por terceiros Comparativo com o plano de médio/longo prazo da lavra da jazida Imagens geo-referenciadas

19 GRANULOMETRIA ON-LINE POR IMAGEM OBJETIVO DESCRIÇÃO Granulometria on-line (alimentação Moinho de cru) RESULTADOS ESPERADOS Aumento produtividade cadeia = Detonação => Carregamento => Britagem => Moinho cru Redução tempo paradas Economia de energia ESCOPO Análise de fragmentação automática em tempo real Imagem de detonação, Cameras no britador e correia => Distribuição granulométrica

20 ANALYTICS MACHINE LEARNING PARA OTIMIZAÇÃO DE PROCESSO OBJETIVOS DESCRIÇÃO Utilização de métodos de machine learning / Big Data para otimização de processos produtivos RESULTADOS ESPERADOS Redução do custo de combustíveis Aumento da taxa de utilização de AFR Redução custo energia elétrica Aumento produtividade ESCOPO Plataformas devem utilizar a base de dados do Sistema PI system Global (OPC-HDA / DA) Sistema deve analisar a base de dados e sugerir insights com oportunidades de melhoria em operação/qualidade Uso de métodos de machine learning usando a base de dados existente do PI-OSI Soluções replicáveis

21 COMPUTADOR DE BORDO NA MINERAÇÃO OBJETIVO Monitoramento em tempo real da frota de equipamentos da mineração RESULTADOS ESPERADOS Aumento de segurança Aumento produtividade Redução de custos Confiabilidade nas informações gerenciais ESCOPO DESCRIÇÃO Implantação do projeto em 272 equipamentos móveis da VCBR Monitoramento em tempo real via telemetria para caminhões, escavadeiras,carregadeiras, etc Rastreamento geo referenciado de equipamentos Dash board técnico e gerencial em tempo real

22 CENTRO DE MONITORAMENTO REMOTO OBJETIVO DESCRIÇÃO Monitoramento remoto das unidades industriais RESULTADOS ESPERADOS Otimização de recursos (especialidades) Redução das diferenças de desemepenho Produtividade e segurança operacional ESCOPO Arquitetura integrada a nível global Equipe de especialistas Suporte e otimização remotos