11/6/2020TOWARDS INDUSTRY 4.0 1 - SMART SITE APPROACH

11/6/2020TOWARDS INDUSTRY 4.0 - SMART SITE APPROACH1

2019-10-27 | GO TO HEADER/FOOTER TO CHANGE TEXT2

Indústria 4.0

Smart Site Approach

06/11/2020 TOWARDS INDUSTRY 4.0 - SMART SITE APPROACH3

AFRY / Pöyry Global Digital Advisory

Em 2019 Pöyry e ÅF se tornam globalmente AFRYPÖYRY


Como introduzir as mais novas tecnologias digitais nas operações de P&C ?

— Em Fevereiro de 2019, a Pöyry e a ÅF uniram

forças para se tornar uma empresa

internacional de Engenharia, Design e

Consultoria, impulsionando a digitalização e a

sustentabilidade dos setores de Industrial,

Infraestrutura e Energia em todo o mundo.

— Em Novembro de 2019, a empresas Pöyry e ÅF

lançam uma nova marca em comum, a AFRY.

O nome é uma combinação das expressões ÅF

e Pöyry, com a pronúncia AF+RY [eɪːfɹi]

— Com um foco em soluções Digitais e

Sustentáveis, foi trazido o melhor da Pöyry e

da ÅF para a nova marca, agora AFRY.

Globalmente emEngenharia para a

Indústria de Processo

#3

Globalmente emPapel & Celulose

#1

Globalmente na Indústria Química

(#3 entre os Nórdicos)

#5Globalmente na

Indústria de Mineração(#1 entre os Nórdicos)

#8

Reconhecimento Global da AFRY (Ranking ENR)AFRY (AF + POYRY)

Embedded systems & Infrastructure

Connectivity & IoT

1101... Data, Big Data, Analytics

Ecosystems and cyber security

Service Design, UX

Software, AI, machine learning

Além de um extenso network de parceiros

de tecnologia

#3 em Digitalização entre os NórdicosAFRY (AF + POYRY)

1700+Consultores em Digital

AFRY possui 5 divisões de negócio ao redor do mundoAFRY (AF + POYRY)


ProcessIndustries

EnergyIndustrial

Digital SolutionsInfrastructure

ManagementConsulting

A evolução industrial ao longo da históriaINDÚSTRIA 4.0


Indústria 1.0 Indústria 2.0 Indústria 3.0 Indústria 4.0

Século 18 Século 19 1970 Hoje

Mecanização Produção em série Automação Digital(Líderes da Indústria)

Os desafios da Indústria 4.0 nos empreendimentos de P&CDESAFIOS DA INDÚSTRIA 4.0


Decisões mais Rápidas

Reduçãode Paradas

Visibilidade na Cadeia de Valor

Aumento de Segurança

Maior EficiênciaOperacional

Redução de Custos

Como introduzir as mais novas tecnologias digitais nas operações de P&C ?

Tecnologias

Emergentes

Estimativas de benefícios da Digitalização para as IndústriasBENEFÍCIOS DA INDÚSTRIA 4.0


Aumento de 20-40%tempo de vida dos equipamentos

Redução custos de parada

Redução do tempo de parada

Manutenção inteligente

Análise do comportamento

Eficiência em Manutenção Eficiência Operacional Eficiência Energética

Aumento de 0-25%em eficiência operacional

Simulação fluxo de materiais

Planejamento da produção

Automação da operação

Simulação de Produção

Redução 20-30%em consumo de energia

Monitoramento de consumo

Otimização de recursos

Redução de perdas

Simulação de cenários

Acesso a Informação

Redução de 5-10%em despesas com dados

Analytics / Machine Learning

Visualização de Dados

Digital Twins

Big Data

Source: Infosys & RWTH Aachen University (2015). FIR Joint Study on Industry 4.0 ‘The State of the Nations’

PORQUE INVESTIR NA INDÚSTRIA 4.0

Investir em tecnologia é estratégico no setor de Commodities (P&C)

Preço da commodity determinado pelos

mercados globalmente

Preço

Redução de despesas e custos com objetivo

em ser mais competitivo

Gastos

Tecnologia como alavanca para aumento

de eficiência fabril

Tecnologia

Diferencial competitivo frente aos pares na

indústria de P&C

Diferencial

A adoção de Tecnologia é uma alavanca para otimização da operação e diferencial competitivo dos concorrentes

AFRY SMART SITE / PORTFÓLIO DE SOLUÇÕES DIGITAIS

Como a AFRY está ajudando seus clientes no processo de Digitalização• AFRY Smart Site Digital Maturity Assessment

• AFRY Digital Blueprints and Roadmap

• AFRY Integrations between Assessment (ISA95)

• AFRY Cybersecurity Assessment

• Engineering Data Management Assessment

• AFRY Virtual site & modules

• AFRY Virtual site support

• AFRY DocHotel & related SW

• AFRY Digital twin

• AFRY Virtual site designer - VR

• AFRY Holobuilder – VR

• AFRY Drone Services

• AFRY BIM 360

• Krti 4.0 – Predictive Maintenance System

• AFRY RAMS – Advanced simulation

• AFRY Star Trim – Paper-roll optimization

• OPEX/OEE use cases (e.g. using AI, ML)

• AFRY Smart Production

• Paperline / MES – MES platform

• Dashboards

• AFRY Digester Optimization

• AFRY Boiler Optimization

• AFRY Recovery Optimization

• AFRY Evaporator Optimization

• AFRY Tall Oil Optimization

• Optimization Digital Uses Cases

• Analytics + Machine Learning

• AFRY Safety First – Concept for safety gear

• AFRY Virtual site designer HSE – VR for HSE

1

2

35

6

DigitalIndustry

Architecture

DigitalEngineering

Control & monitoring

Environment & Safety

Production efficiency & cost control

Quality improvement

412 Digital Consulting Digital Solutions (Service + Digital Tools)

AFRY SMART SITE / PORTFÓLIO DE SOLUÇÕES DIGITAIS

Soluções para todas as fases dos empreendimentos de Papel & Celulose

Soluções Digitais

em fase Pré-projeto

Soluções Digitais

em fase de Pós-projeto

AFRY Smart Site

Suíte de Soluções Digitais para a Indústria de Papel e Celulose

Soluções Digitais

em fase de Projeto

I4.0 Digital Consulting I4.0 Digital Solutions (Services + Digital Tools)

06/11/202014 TOWARDS INDUSTRY 4.0 - SMART SITE APPROACH

Soluções Digitais

em fase Pré-projeto

A I4.0 demanda uma maior integração Vertical e Horizontal nas fábricas

AFRY SMART SITE / DIGITAL CONSULTING / DIGITAL INDUSTRY ARCHITECTURE

15

A integração Horizontal é critica no processo de maior visibilidade da Cadeia de Valor

UPSTREAM VALUE CHAIN DOWNSTREAM VALUE CHAIN SITE OPERATIONS

Shop-floor

ERP

MES

SCM

(smart)

Supplier(smart)

Customer

Cyber

meets

Physical

Systems

IT- OT- ET

Integration

Material

Flow

Information

Flow(smart)

Production

Smart SourcingSmart Supplier ConnectionSmart Material DataSmart TransportSupply Chain follow-up

Smart MarketsSmart Business Intelligence

Smart ProductsSmart Client Integration

Smart Pricing forecastSupply-Chain follow-up

HORIZONTALINTEGRATION

HORIZONTALINTEGRATION

Integrated Information Management (IT-OT-ET) across the manufacturing value-chain

as the FOUNDATION for Advanced Digital Solutions

Acronyms:

IT- Information TechnologiesOT- Operations TechnologiesET- Engineering Technologies

(smart) Producer

11/6/2020 SMART SITE

É necessária uma visão integrada entre Engenharia, Operação e Negócio




06/11/202017

Uma nova Arquitetura Digital focada nos desafios da I4.0 em P&C

Engenharia de Processo / Sensores(EPC)

DCS + PIMS(Distributed Control System / Plant Information Management)

MES (Processos de Manufatura)

ERP *(Processos de Negócio / Administrativos)

Big Data / Analytics (Repositório Histórico de Dados )

Integrated Engineering Argumented Reality Asset Predictive Maintenance Smart Safe Environment Digester Optimization

TOWARDS INDUSTRY 4.0 - SMART SITE APPROACH

+ Casos de Usos Digitais(Alguns deles)

+ Fundação Digital

Implementado atualmente

* Normalmente implementado, mas com grandes possibilidades otimização, especialmente em Operações


11/6/202018

Arquitetura Digital preparada para suportar as demandas da I4.0


Proposed Digital Mill Architecture

Example


06/11/202019

AFRY possui um Framework de competências Digitais em P&C


Engineering Technology (ET)

(Engineering technology solutions layer, like 3D Models, Diagrams, Layouts, Databases focusing on support the construction and operation)

Operation Technology (OT)

(Operational technology solutions layer, like Manufacturing (MES) and Control (DCS) systems, focusing on control and enhancing the whole Manufacturing process)

Business Technology (IT)

(Business technology solutions layer, like Enterprise Resources Planning (ERP) modules focusing on planning and managing the business)

Mill Insights

(Data layer, like Big Data Platform, focusing on to

delivery key insights over business, operational and

engineering data)

P&P Digital Use Cases (Pulp and Paper Industry Digital Applications)

(Digital technology solutions layer, like EPCs Optimization, Assets Predictive Maintenance and Real-time Operations Visibility focusing on delivery strategic value to the Mill)


06/11/202020

O Framework auxilia na identificação das competências Digitais




O ERP possui competências que são críticas na Integração Horizontal



Na Integração Vertical, o MES entrega competências muito importantes

Functional hierarchy (according to IEC 62264-3)

Typical pulp production process flow



Supply Chain é uma competência crítica dentro da Indústria 4.0

Pulp and Paper Supply Chain Planning Matrix

Advanced Planning and Scheduling Capabilities

Process Automation Opportunities

Supply Chain Logistics Inbound/Outbound

Logistics

Intra Logistics

Global Resource planning

and Scheduling

Predictive Inbound

Logistics

Automated Guided Vehicles

Routing Analysis/ Route

Optimization

Automatic Delivery

Management

Autonomous Inventory

Management

Track and Trace Real-time routing and

Navigation

Automatic Warehouse

System

Smart Logistics opportunities

Procurement Production Distribution Sales

Strategic • Wood procurement strategy

(private vs public land)

• Forest land acquisitions and harvesting contracts

• Silvicultural regime and regeneration strategies

• Harvesting and transportation technology and capacity investment

• Transportation strategy and investment (e.g. roads construction, trucks, wagons, terminal, vessels, etc.)

• Location decisions

• Outsourcing decision

• Technology and capacity investments

• Product family allocations to facilities

• Order penetration point strategy

• Investment in information technology and planning systems(e.g. advance planning and scheduling)

• Warehouse location

• Allocation of markets/customers to warehouse

• Investment in logistics resources (e.g. warehouse, handling technologies, vessels)

• Contracts with logistics providers

• Investment in information technology and planning system(e.g. warehouse execution)

• Selection of markets (e.g. location, segments)-customer segmentation

• Product-solution portfolio

• Pricing strategy

• Services strategy

• Contracts

• Investment in information technology and planning systems (e.g. On-line tracking system, CRM)

Tactical • Sourcing plan (log class planning)

• Harvesting aggregate planning

• Route definition and transhipment yard location and planning

• Allocation of harvesting and transportation equipment to cutting blocs and

• Allocation of product/bloc to mills

• Yard layout design

• Log yard management policies

• Campaigns duration

• Product sequencing in campaign

• Lot-sizing

• Outsourcing planning (e.g. external converting)

• Seasonal inventory target

• Parent roll assortment optimization

• Temporary mill shutdowns

• Warehouse management policies (e.g. dock management)

• Seasonal inventory target at DCs

• Routing (Vessel. Train and truck)

• 3PL contracts

• Aggregate demand planning per segment

• Customer contracts

• Demand forecasting, safety stocks

• Available to promise aggregate need and planning

• Available to promise allocation rules (including rationing rules and substitution rules)

• Allocation of product and customer to mills and distribution centres

Operational • Detailed log supply planning

• Forests to mills daily carrier selection and routing

• Pulp mills/paper machines/winder/ sheeters daily production plans

• Mills to converters /DCs/customers daily carrier selection and routing

• Roll-cutting

• Process control

• Warehouses/DCs inventory management

• DCs to customer daily carrier selection and routing

• Vehicle loads

• Available to promise consumption

• Rationing

• Online delivery

• Customer inventory management and replenishment



Plataforma de Dados é uma das mais importantes competências na I4.0

Big data Infrastructure Components

Example

Example

Example

Example


06/11/202025

O desafio é o equilíbrio entre as atuais competências e as novas


Competência atuais que

podem ser expandidas

Competência Digitais que

podem ser incorporadas



O objetivo é o aumento da Maturidade Digital nas Indústrias de P&C



Roadmap de iniciativas focadas no Aumento de Maturidade Digital

1

2

3

4

5



Principais Casos de Uso de Digitalização Industrial Casos de Uso Digitais de P&C com foco no Curto Prazo

Casos de Uso Digitais de P&C com foco no Médio Prazo

Casos de Uso Digitais de P&C com foco no Longo Prazo


11/6/202029

Abordagem de Consultoria em projetos de P&C (Brownfield)


I4.0 Digital Maturity Assessment

Assessment I4.0Identificação de

Casos de Uso DigitaisCriação de Roadmap de iniciativas Digitais

Identificação de Casos de Uso da I4.0

nos temas de Engenharia, Operações,

Negócios e Organizacional

Uma abordagem multidisciplinar que

fornece uma visão holística para entender

os desafios da Digitalização Industrial

Criação de um roteiro de iniciativas

digitais, visando o impacto sobre os

negócios no curto, médio e longo prazo

Recursos Físicos - Principais recursos físicos existentes dentro do site do cliente, como EPCs

Recursos Lógicos - Principais sistemas de Informação existentes dentro do site do cliente, como ERP

Processos - Principais processos que estão sendo utilizados atualmente na fábrica

Organização – Principais áreas da estrutura organizacional da fábrica

Ab

ord

ag

em

Mu

ltid

iscip

lin

ar


11/6/202030

Abordagem de Consultoria em projetos de P&C (Greenfield)

Concept

Development

Basic

Design

Detailed

Design

Project

Management


Pilares, conceitos e macro

estimativas de investimento

a respeito da Indústria 4.0

Desenvolvimento de especificações

Técnicas e Funcionais (RFP) das

soluções necessárias para a I4.0

Detalhamento dos requerimentos

bem como plano de implantação

das soluções selecionadas

Gestão do programa e/ou projeto

de implementação das soluções

de software selecionadas

I4.0 Digital Blueprint

?

Fornecedores de soluções de TI recebem e respondem as RFPs

AFRY avalia o escopo das propostas dos fornecedores de TI

AFRY indica o melhor fornecedor e calcula o

ROI do projeto

Move para próxima fase do projeto

Ir adiante?

Análise Financeira (ROI, NPV and Payback)

Recalcular benefícios, custos e riscos

Como os clientes estão se engajando na jornada Digital?

AFRY SMART SITE / I4.0 JOURNEY

11/6/2020 SMART SITE BASED INTEGRATED ENGINEERING31


Soluções Digitais

em fase de ImplantaçãoSoluções Digitais

em fase de Projeto

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / COLLABORATIVE ENGINEERING

Engenharia colaborativa com clientes e parceiros (BIM 360)

Solução de renderização 3D da planta da fábrica (Digital Mill)

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / DIGITAL MILL

Modelo 3D renderizado da fábrica

Aplicação da técnica de Nuvem de Pontos + Mesh3D Laser

A imagem acima não é uma foto, é um Modelo 3D renderizado navegável da planta fabril

Digital Mill aplicado em projetos de Manutenção e Expansão

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / DIGITAL MILL

Solução de escaneamento 3D por Lazer (Nuvem de Pontos)

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / 3D LAZER SCANNER

Escaneamento 3D da fábrica

Técnica de escaneamento 3D a Lazer3D Laser

Nuvem de ponto gerada partir de escaneamento 3D a Lazer

Solução de captura 360˚ de imagens na execução de projetos

Captura de Imagens 360˚

Uso de Câmera 360˚ para mapeamento de ambientesCâmera 360˚

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / 360˚ IMAGE CAPTURE

Ferramenta de acompanhamento ao longo da execução de projetos de expansão e/ou manutenção

Solução de mapeamento por Drone (Nuvem de Pontos / Mesh)

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / DRONES SERVICES

Técnica de Nuvem de Pontos + Mesh

Drone Drone com utilização de técnica de Nuvem de Pontos + Mesh

Case de Nuvem de Pontos + Mesh em sobrevoo de instalações de fábrica / Brasil

Solução de acompanhamento de Obras de Engenharia em campo

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / SMART FIELD TRACKING

Solução de mapeamento 3D de ambientes por Fotogrametria

Ambientes mapeados em 3D

Aplicação da técnica de Captura de Imagem 360˚ + Mesh Câmera 360˚

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / 3D PHOTOGRAMMETRY MAPPING

Modelo Digital de fábrica por meio do uso de técnica de Fotogrametria

Aplicação da técnica de mapeamento 3D por Fotogrametria

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / 3D PHOTOGRAMMETRY MAPPING

Solução de Realidade Aumentada (AR) para uso na Engenharia

Realidade Aumentada

Uso de Realidade Aumentada (AR) em projeto de Engenharia / BrasilTablet

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / AUGMENTED REALITY (AR)

Solução de Realidade Mista para uso aplicado na Engenharia

AFRY SMART SITE / DIGITAL ENGINEERING / MIXED REALITY

Realidade Mista

Aplicação de Realidade Mista com uso de Hololens (MS)MS Hololens 2


Soluções Digitais

em fase de Operação

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS

A AFRY possui soluções cobrindo toda cadeia produtiva de P&C

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / FORESTRY MANAGEMENT AND OPTIMIZATION

Solução Florestal para Otimização, Gestão e Monitoramento

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / SAFETY FIRST

Segurança no ambiente de trabalho Fabril (Vision Computing)

Big DataAnalytics

Data Aggregation and context-aware reasoning

Personnel

Production

Environment

Safety Devices

Building Infrastructure

Equipment

Deep Learning and Cognitive services

Predictive Analytics

Machine Learning and AI

Diagnostics: OSH performance management• Monitoring workers’ unsafe behaviors• Monitoring health and fatigue• Detection and monitoring high-risk zones• Validation of OSH performance indicators

Basic: Risk control and emergency response• Real-time hazard detection and risk assesment• Providing warnings and safety instructions• Detecting accidents and near misses• Emergency notification of medical services• Monitoring PPE end of-service-life

Cognitive: Big-data insights & predictions • Correlating working conditions and exposures for

worker’s health and well being• Identifying specific needs for OSH training• Prioritization of OSH improvement actions• Predictive PPE and machinery maintenance

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / SAFETY FIRST

Identificação de equipamentos de Segurança críticos na operação

Realtime Safety Clothing Recognition

Realtime Helmet Recognition (No/Yes)

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / RECOVERY BOILER OPTIMIZATION

Solução de Otimização de Caldeira de Recuperação

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / DIGESTER OPTIMIZATION

Solução de Otimização de Eficiência do Digester (Kappa)

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / ASSET FAILURE AND RISK ANALYSIS

Modelagem de Falhas/Riscos/Impactos de ativos fabris (RAMS)

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / TURBINE OPTIMIZATION

Solução de Redução de Paradas de Turbinas (CFD + M.L)

Entregáveiss de cada fase / Otimização da Programação de Manutenção e/ou Parada

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / PREDICTIVE MAINTENANCE

Solução de Manutenção Preditiva de Ativos (Kriti 4.0)

▪ Incident Root cause analysis▪ Process Standardization▪ Asset maintenance▪ Knowledge Repository▪ Service automation

▪ Predictive analytics▪ Prescriptive analytics▪ Reduction of inventory Parts▪ Correlate failure with

operational data and design

▪ RAMS Analysis▪ Advanced visualization ▪ Optimize operations▪ Customer engagement▪ Minimize restoration time

What Krti 4.0 does

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / ENERGY OPTIMIZATION

Solução de Otimização de Eficiência de Energia

Gain visibility to energy indicators in real-time

Phase 1Real-time Visibility

Phase 2Energy Forecasting

and Demand Prediction

Phase 3Grid Integration

(dynamic pricing & availability)

Phase 4Process integrated

Energy Optimization

Basic•

Collect all energy-related data produced by sensors, devices and processes.

• Consolidate all the data from a wide range of sources and systems in one place.

• Generate insights into energy consumption, availability and capacity.

• Use customizable dashboards, for actionable information.

Cognitive•

Make sense of energy data, improve efficiency and identify savings opportunities.

• Develop analytics framework for forecasting electricity consumption and predict demand.

• Implement energy planning that enables an exact prognosis of energy needs and load curve.

• Use energy forecasting models to negotiate customized and profitable power contracts with minimal risk.

Integrated•

Integrate dynamic pricing and availability information coming live from the grid

• Establish more visibility on loads behaviors and understand effects of exogenous variables

• Implement demand side management and reduce energy cost leveraging dynamic grid prices

• Develop grid-connected power optimization strategy for the enterprise

Optimized•

A life cycle energy analysis integrated process planning approach.

• Optimized energy planning aligned with production process, with the highest degree of decision-making certainty.

• Raising energy efficiency as a continuous process of improvement aligned to process modifications.

• Regular benchmarking of the indicators of energy efficiency.

Forecast Energy Demand

Integrated live-data from energy Grid

Process Integration and Energy Optimization

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / EVAPORATOR OPTIMIZATION

Solução de Otimização de Evaporador

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / REAL TIME ANALYSIS

Solução para Análise de Dados em Tempo Real (IIoT)

Plataforma para Análise de Dados em Tempo Real Capacidade de conexão com dispositivos IIoT

Captura de diversas variáveis dos dispositivos Análises das variáveis capturada dos dispositivos

AFRY SMART SITE / DIGITAL SOLUTIONS / SIMULATION

Soluções de Simulação para avaliação de cenários otimizados

Simulação de cenários de Plano Operacionalpara Plantio, Corte e Logística Florestal

Simulação de cenários otimização de parada programada na fábrica com fornecedores

Simulação de Comportamento de Estruturas por CFD (Erosão, Forças, Desgaste, Stress)

Simulação de Logística de Transferência entre Terminais Multimodais

Simulação de Logística de Fluxos (Passageiros ou Produtos)

Simulação para Implantação ou Otimização Operacional de Portos e Terminais


AFRY SMART SITE

Por que AFRY?

Referência global em soluções de Industria 4.0 em clientes de diversas indústrias, segmentos e tamanhos

Visão holística das dimensões de Tecnologia, Recursos, Organizacional e Processos (Negócio e Operacional)

Oferta completa de serviços desde assessments, passando por casos de usos digitais e roadmaps de transformação

Combinação de competências agregando o know-how de indústria da Pöyry com a expertise em tecnologia da Infosys

Making Future

11/6/2020


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