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Digitalização na Indústria de
Mineração
Carlos Fernando Albuquerque, PD PA DE
Digitalização nas Indústrias de Processo A Digitalização é o próximo patamar para geração de produtividade na Indústria de Processo
Indústrias de Processo Eletrificação, Automação e Digitalização como alavancas para aumentar a produtividade
Alavancadores Tecnológicos
Poder computacional
Novos sensores
Virtualização
Computação em nuvem
Conectividade em todos os lugares
Simulação
Realidade Aumentada
…
Planta Digital Engenharia Integrada e Operações Integradas
Eletrificação
Automação
Digitalização
Time
Parceiro experiente para automação e eletrificação
Pioneiro para Digitalização na Indústria
Próximo nível de produtividade
Diversas iniciativas, ex.: • Industrie 4.0 • Industrial Internet
Consortium (IIC) • Made in China 2025 • ...
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Digitalização nas Indústrias de Processo Cinco desafios fundamentais na indústria de Mineração
Menores teores
Aumentar a produtividade e a produção através de um processamento otimizado
Longos ciclos de vida das plantas, com um cenário de dados altamente fragmentado
Operações contínuas, seguras e confiáveis
Produção
De minas a céu aberto para minas subterrâneas
Novas operações subterrâneas
Aumento na recuperação de minério
Eficiência e confiabilidade dos Ativos
Eficiência de Produção e Recursos
Eficiência de CAPEX
Redução de OPEX
Otimização de organizações e processos
Padronização
Custos
Decréscimo contínuo do teor médio do minério
Menor número de grandes depósitos de alta qualidade
Maior profundidade SSMA
Segurança e Saúde em ambientes agressivos
Consciência de cuidado ambiental
Falta de talentos com experiência
Digitalização nas Indústrias de Processo: Conhecimento e expertise Industrial e Analítico Combinação da Tecnologia Operacional (OT) e da Tecnologia de Informação (IT)
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Portfolio e Aplicações Know-how Analítico
=
Soluções Integradas para a Indústria de Mineração
Digitalização nas Indústrias de Processo: Engenharia Integrada e Operações Integradas Uma jornada para um modelo de dados comum: Do papel para dados estruturados
Conversão Digital (Digitization)
Documentação em papel
Imagem eletrônica
Arquivo digital nativo
Arquivamento &
recuperação
Rastreamento &
monitoração
Fluxo de trabalho
para criação
Gerenciamento
de Informações
dos Ativos
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Sofisticação crescente no gerenciamento da informação e nos benefícios para o negócio
As Built
3D
Word
Excel
AutoCAD
BMP
Gerenciamento de Conteúdo
Digitalização (Digitalization)
Dados estruturados
Modelo de dados
estruturado
ISO 15926
XML
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Engenharia Integrada e Operações Integradas Um modelo de dados comum enriquecido ao longo do ciclo de vida de forma consistente
Engenharia Integrada e Operações Integradas Modelo comum de dados
Commissioning Detail Engineering
Commissioning
Moder- nization
Process Design
Operations
• P&ID • Diagramas Elétricos • Instrumentação • Tubulações • Automação • …
• Documentação As built • KPIs e alarmes • … • Dados de manutenção
(MRO)
• Hierarquia de planta • Balanço de Massa-/
energia • Diagrama de fluxo de
processo (PFD) • Modelo de simulação • …
Um modelo comum de dados ao longo do ciclo de vida para integrar os dados de planta e de processo
Design de Produto Design de Processo & e de Planta Engenharia & Comissionamento Operação Serviços
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Engenharia Integrada Um modelo de dados comum enriquecido ao longo do ciclo de vida de forma consistente
Um hub de dados como uma plataforma de dados e de engenharia …
… gera um gêmeo digital (digital twin) que mantém a consistência dos dados e aumenta a qualidade de engenharia
…e tarefas podem ser executadas em paralelo, o que economiza um tempo precioso, reduzindo custos
Engenharia & comissionamento Operação Serviços
Engenharia
de Processo
Engenharia
de Sistema
Tubulações
Engenharia
Elétrica
Instrumen-
tação
Automação
Data Hub
Design de Processo & e de planta Design de Produto
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Engenharia Integrada e Operações Integradas Conduzindo mudanças através de diferentes disciplinas técnicas
Atualizar requisitos técnicos
Escolher novo medidor de pH
Atualizar Automação
Ajustar Calibração
Atualizar P&ID Atualizar Plano de Manutenção
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Interface DCS
Redefinir ponto de medição
Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas P&IDs, vistas 3D de ativos e Dashboards de Manutenção Integrados para Manutenção Digital
Dashboard de Manutenção P&ID com objetos de procedimentos de Manutenção
Vista 3D de ativos Unrestricted © Siemens AG 2017
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas – Serviços Digitais Combinando tecnologia com know-how de indústria e de contexto para geração de valor
Aplicações simples de consumo x aplicações industriais complexas
6 sensores 2000 pontos de dados
Expertise Industrial é a chave para o sucesso
x
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas – Serviços Digitais MindSphere – Plataforma de IoT Industrial para Manutenção Preditiva Analítica
Nuvens de 3os Aplicações de 3os
gerenciamento de dispositivos industriais
gerenciamento de dados
analítica / regras
visualização
gerenciamento de sistema
integração de dados de dispositivos industriais
Analítica de
Acionamentos
Monitoramento de
Segurança de TI Industrial
Preditiva de Válvulas
de Controle
Analítica de Malhas
de Controle
Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas – Serviços Digitais Analítica de acionamentos – Aquisição de dados para manutenção preditiva
Transferência segura de dados para o MindSphere
Sala Elétrica
Acelerômetros
Dados de Processo
Torque
Acelerômetros
Temperatura
Conversor de Frequência Motor Redutor
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Velocidade
Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas – Serviços Digitais Analítica de acionamentos – Aplicativo MindSphere para visão da saúde dos acionamentos
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas – Serviços Digitais Analítica de Performance de Controle: Monitoramento de malhas de controle=Lucratividade
Malhas de controle não otimizadas geram (não limitadas à):
Produtos com baixa qualidade
Porque o sistema não pode alcançar
ou manter os valores nominais de
processo
Perdas de energia e material
Com variações de processo indesejadas, e
interferências desnecessárias dos
operadores
Redução na disponibilidade de equipmentos
Com a alta variabilidade nos atuadores
(válvulas, bombas, motores) para manter os
setpoints do processo
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…. apenas 50 % das malhas de controle estão bem sintonizadas Fonte: Control Engineering
Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas – Serviços Digitais Analítica de Performance de Controle: Aplicativo MindSphere para malhas de controle
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas Simulação de capacidade de produção para toda a planta de mineração
Simulação de planta baseada em eventos discretos para: Identificação de gargalos na planta Identificação de capacidade não usada Identificação de investimentos com o
maior impacto
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas Simulação Dinâmica de Esteiras Transportadoras – Caso de referência na Rio Tinto
Solução
Estudo de aumento de produtividade para 1900 TPH
Objetivo
Formular metodologias e soluções de design para aumentar a tonelagem nas esteiras transportadoras de 1500 TPH para 1900 TPH
Investigar meios para aumentar a produção para 1900 TPH através de:
Combinação de taxa de carregamento / velocidade com menor demanda de potência dos motores, simulando os efeitos no sistema de esteiras transportadoras
Investigar as maiores perdas, ex.:largura/espaçamento ocioso e massas rotativas
Benefícios
Definição da melhor forma para aumentar a capacidade da esteira transportadora
Predição de possíveis áreas críticas no sistema de esteiras trasportadoras durante a operação
Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas MES em mineração – Caso de referência na Vale (40 localidades diferentes)
Solução
Concepção e implementação de um sistema MES para todas as unidades de minério de ferro, manganês e potássio para 40 sites
Funcionalidades MES:
Escavação
Beneficiamento de Material
Estoque de Material
Expedição de material
Benefícios
Controle integrado de todas as áreas de estocagem para um Gerenciamento de Capacidade flexível e eficiente
Integração dos sistemas existentes para automatizar a extração dos dados
KPIs transparentes atualizados em tempo real
Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas Inteligência Operacional – Visão abrangente através dos dados de planta e de negócio
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Operações Integradas Inteligência Operacional – Dashboard para visão geral da performance da planta
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Digitalization Maturity Check como o 1o passo Como planejar a jornada para a Digitalização: Digitalization Maturity Check
Uma abordagem centrada no cliente
Uma abordagem top-down, a partir dos desafios do cliente para as tecnologias habilitadoras
Discussão holística e multi-disciplinar sobre as questões do cliente
Um levantamento de toda a cadeia de valor
Design de produto
Design de Processos e de Planta
Engenharia e Comissionamento
Operações
Serviços
Uma abordagem específica por Indústria
Endereçando os desafios e o estado da arte de cada indústria
Benefícios
Uma visão geral da maturidade digital da sua companhia
Um benchmark baseado em dados da indústria
Um acesso simplificado para consultoria dedicada para Digitalização
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Digitalização nas Indústrias de Processo: Plano Diretor de Digitalização Imersão nos processos e tecnologia do cliente para definir a estratégia digital
Fases de Projeto
Implementação Planejamento de implementação (Road Map)
Identificação de Iniciativas
Potenciais
Benchmark Alinhamento estratégico
Viabilidade Técnica e
Financeira
Inventory Control AT
Quality Control AT
Production Control AT
Energy Control AT
Maintenance Management
Automation Asset Management
Histo rian
Advanced Process Control Regulatory control
Discrete control
Environmental Control AT
Cyber Security
Communication and Integration
Control Instrumentation
Protection I nstrumentation
Abordagem de projeto
Ref
ere
nce
s in
all
vert
ical
s
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Entre-gáveis
Vetores estratégicos
Maturity check Prioritização de oportunidades
Projetos detalhados, ROI, NPV
Roadmap para Implementação e Investmentimento
Digitalização Siemens
Siemens - Digitalização para as Indústrias de Processo Aproveitando as tendências da tecnologia digital para benefícios concretos
Tecnologias de Nuvem
Conectividade e Web-de-sistemas
Colaboração e mobilidade
Smart data e analítica
Cyber-Security
Manutenção & serviços
Automação & operação
Design & engenharia
Produtividade & time-to-market
Maior flexibilidade & resiliência Disponibilidade & eficiência
Combinando os mundos virtual & físico … … através de todas as cadeias de valor do cliente
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Page 23 Carlos Fernando Albuquerque, PD PA DE
Obrigado!
Carlos Fernando Albuquerque
Siemens AG
São Paulo
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E-mail: carlos.fernando@siemens.com
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