SEMTEC - Curitiba

Indústria 4.0 na Votorantim Cimentos

Osmarino Jorge Dias

Votorantim Cimentos

A Votorantim

Cimentos

Canadá

Estados

UnidosTunísia Turquía

Índia

Bolívia

Argentina

Brasil

Uruguai

Espanha

Marrocos

Uma empresa global de

materiais de construção

Presente em 11 países

1ª no Brasil

6ª mundialmente¹+ 11.900 empregados

Vendas cimento 2018

30,9 milhões t/ano

3(1) Em capacidade de produção excluindo empresas chinesas

Capacidade instalada

51,7 milhões t/ano

Tendências de NegócioCenário do Mercado 2025

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.

Novos modelos

de negócio

Escassez de

mão de obra para

tarefas de alto risco

Maior concorrência com o

desenvolvimento de

novos produtos

Alta demanda pela utilização de

combustíveis alternativos e

coprocessamento

Sites e equipes

geograficamente dispersosAlto grau de robotização

das operações

Redução do impacto ambiental

da operação industrial

(SOX, NOX e CO2)

Alguns tópicos considerados...

Industria 4.0

Conceito

Alinhamento conceitualEvolução da indústria

Alinhamento conceitualTermos 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

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

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

Industria 4.0

na

Votorantim

Cimentos

Indústria 4.0Abordagem 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

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.

MINERAÇÃO

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.

PRODUÇÃO

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.

LOGÍSTICA

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.

SSMA

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.

ENERGIA

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;

Melhor uso de mão-de-obra especializada

através de operações remotas em tempo real.

MANUTENÇÃO

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.

QUALIDADE

INSIGHTS para VCimentos

Maior eficiência e rastreabilidade na gestão

da cadeia de suprimentos com alta

precisão na previsibilidade de demanda;

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.

PCP E EXECUÇÃO INTEGRADA

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.

CONTROLADORIA

Industria 4.0

Projetos

Votorantim

Cimentos

MONITORAMENTO PREDITIVO ON LINE - SPECTRUM

OBJETIVO

Redução de quebras falhas dos grandes

equipamentos através de monitoramento preditivo

ESCOPO

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

DESCRIÇÃO

RESULTADOS ESPERADOS

Redução de paradas

Aumento vida útil dos equipamentos

Redução de custos de manutenção

Aumento da confiabilidade dos equipamentos

Machine learning aproach

MONITORAMENTO PREDITIVO DE MOTORES DE MÉDIA TENSÃO

OBJETIVO

Análise em tempo real de grandes motores,

através das grandezas elétricas

ESCOPO

Monitoramento 24 horas das condições de

operação dos grandes motores

DESCRIÇÃO

RESULTADOS ESPERADOS

Redução de falhas de grandes motores

HAND HELD - MANUTENÇÃO

OBJETIVO

Aumentar a produtividade do time de manutenção

e reduzir a impressão de ordens de serviço

ESCOPO

Apontamento de dados no ponto de medição

(conectividade)

Emissão de ordens emergenciais

Reserva de materiais

Sincronização automática de dados

DESCRIÇÃO

RESULTADOS ESPERADOS

Melhor aderência ao planejamento de manutenção

Reduçao Backlog

Melhoria atendimento corretivo

Aumento da produtividade da manutenção

MONITORAMENTO DE ENSACADEIRAS – PRODUÇÃO E MANUTENÇÃO

OBJETIVO

Mostrar o estado de cada ensacadeira on-line

apontando ineficiência e desvios

ESCOPO

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

DESCRIÇÃO

RESULTADOS ESPERADOS

Análise em tempo real dos dados

Comparação de bicos de enchimento individuais

Apresentação das análises

Aumento da confiabilidade das ensacadeiras

Dashboard de diagnóstico

OBJETIVO

Monitoramento e sintonia on-line de malhas de

controle PID

ESCOPO

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

DESCRIÇÃO

RESULTADOS ESPERADOS

Melhora na estabilidade operacional para fornos e

moinhos

Redução do consumo de energia térmica e elétrica

Aumento do coprocessamento

MONITORAMENTO E SINTONIA DE MALHAS DE CONTROLE PID

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.

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

DESCRIÇÃO

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

Visualize e gerencie

Mercado e precificação dinâmicos

Resultados em tempo real e

otimizações via I.A.

Modele seu gêmeo virtual

INVENTÁRIO ESTOQUE POR IMAGEM

OBJETIVO

Determianção do estoque de matérias primas com

base no cálculo tridimensional do volume

ESCOPO

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

DESCRIPTION

RESULTADOS ESPERADOS

Melhoria no planejamento

Mitigação das perdas de matérias primas

Economia de custo com estoques

Garantir condições seguras de operação

GRANULOMETRIA ON-LINE POR IMAGEM

OBJETIVO

Granulometria on-line (alimentação Moinho de cru)

ESCOPO

Análise de fragmentação automática em tempo real

Imagem de detonação, Cameras no britador e

correia => Distribuição granulométrica

DESCRIÇÃO

RESULTADOS ESPERADOS

Aumento produtividade cadeia = Detonação =>

Carregamento => Britagem => Moinho cru

Redução tempo paradas

Economia de energia

ANALYTICS – MACHINE LEARNING PARA OTIMIZAÇÃO DE PROCESSO

OBJETIVOS

Utilização de métodos de machine learning / Big Data para

otimização de processos produtivos

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

DESCRIÇÃO

RESULTADOS ESPERADOS

Redução do custo de combustíveis

Aumento da taxa de utilização de AFR

Redução custo energia elétrica

Aumento produtividade

COMPUTADOR DE BORDO NA MINERAÇÃO

OBJETIVO

Monitoramento em tempo real da frota de

equipamentos da mineração

ESCOPO

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

DESCRIÇÃO

RESULTADOS ESPERADOS

Aumento de segurança

Aumento produtividade

Redução de custos

Confiabilidade nas informações gerenciais

CENTRO DE MONITORAMENTO REMOTO

OBJETIVO

Monitoramento remoto das unidades industriais

ESCOPO

Arquitetura integrada a nível global

Equipe de especialistas

Suporte e otimização remotos

DESCRIÇÃO

RESULTADOS ESPERADOS

Otimização de recursos (especialidades)

Redução das diferenças de desemepenho

Produtividade e segurança operacional