Monitoramento de Ativos como diferencial competitivo no ... · A integração de todos os sistemas...

Monitoramento de Ativos como diferencial competitivo no novo

mercado de Minério de Ferro

LEONARDO R. FARIA

Desafio atual da Mineração – Novo mercado

DC Malaysia

Oman

MinesRailways

Ports

DC China

Gerenciamento integrado da produção

Melhor Margem

Flexibilidade operacional

Custo Logística e Distribuição

• Preço Combustível• Demurrage• Tipo produto para blendagem• Capacidade Patios Portos e CD

Custo produção aço

• Carvão• Energia• Políticas ambientes (emissão C)• Polícia trabalhista;• Câmbio e política fiscal• Investimentos em infraestrutura

urbana

• Tipo de Produto (SF, PF, Lump, Pelota)• Capacidades e Volumes• Custo por Mina• Qualidade por mina• Confiabilidade

Capacidade atendimento

Quais são os maiores desafios neste cenário?

DESAFIO OPERACIONAL

Formação de Preço Logística e Distribuição

Sistemas unitários de produção

Como aproveitar as oportunidades comerciais em tempo hábil?

Complexidade Operacional

Fonte: www.vale.com

Centro de Operações Integradas

Melhor mix de produto com maior margem

Logística e distribuição

Formação de Preços

Tipos de Produto

Maximização da Margem

• Volume e qualidade e tipo de produto por usina;

• Estratégia de blendagem CD ou portos;

Execução Estratégia

• Planejamento de Lavra

• Prazos longos para adequação de frota e instalações;

• Capacidades usinas definidas em função projeto;

• Diversos Pátios de homogeneização e produtos;

• Diferença de qualidade entre as minas;

• Diferença de confiabilidade e flexibilidade entre os sistemas;

• Diferença de custo unitário entre os sistemas;

• Estratégia de Manutenção definida.

Fonte: www.vale.com

Como ter assertividade, velocidade e confiabilidade em um sistema

complexo?

DESAFIOS

Como aproveitar as oportunidades comerciais em tempo hábil?

Trade off do business e das operações

Equilibrar RISCO, CUSTO DE CAPITAL E MARGEM de acordo com a estratégia para atingir o maior benefício para a empresa.

RISCO

MARGEMCUSTO DE CAPITAL


De forma análoga o equilíbrio da CONFIABILIDADE, CAPACIDADE (OEE) E CUSTO OPERACIONAL deve estar coerente à estratégia de negócios adotada.

RISCO

MARGEMCUSTO DE CAPITAL

Estratégia Manutenção baseada na Estratégia de

Negócio

Confiabilidade

OEE Custo Operacional


Melhor Margem

Flexibilidade operacional

Capacidade atendimento

DESAFIO OPERACIONAL

A melhor estratégia adotada conduzirá as operações à uma capacidade segura de atendimento obtendo uma melhor margem para o negócio.

Estratégia de Ativos

Monitoramento de Condições

Gestão das Perdas Relevantes

Manutenção Centrada em Confiabilidade (RCM)

Manutenção baseada em Risco (RBM)

Plano ManutençãoProcedimentos / Processo

Operação / Pessoas

Maior abordagem estatística e atuarial.

Gestão de Componentes Industriais

Define

Mel

hora

Operação e Manutenção

SustentaEvita falha Corrige falha

Melhora

Garante a cobertura

RIS

CO

PERD

A

Framework de implantação / melhoria da estratégia

Revisão dos planos de forma contínua através do bloqueio dos modos de falha ocorridos ou detectados a partir de defeitos.

Framework de implantação / melhoria da estratégia

REAÇÃO Corrigir os defeitos EVITANDO a falha (perda da função).

REESTABELECER a função adequadamente.

PREVENÇÃO Eliminar as causas que geraram o defeito. Eliminar as causas que geraram a falha.

Redução das HMC com o tempo.Redução das HMC e HMP com o tempo (aumento da vida útil dos componentes). Aumento oferta de DF.

Abordagens para correção e prevenção de defeitos e falhas

BENEFÍCIOS

Monitoramento de Condições - O que é?

Consiste no monitoramento da condição dos ativos baseado em parâmetros estabelecidos pela estratégia de manutenção através da coleta da dados em campo (online ou offline), tratamento e disponibilização em uma plataforma integrada.

Vinspec

Barramento de dados

Coletas offlineColetas online

Inst

rum

enta

ção

de c

ampo

Inspetores

Fluxo de informações

Fluxo de informações

A anomalias encontradas pela coleta offline são tratadas através da OM e monitorado a sua conclusão.

A anomalias do monitoramento online são tratadas no Centro de Monitoramento de Condições por especialistas dedicados

Todas as condições do ativo estarão na mesma Plataforma

• Maior integração com o Centro de Controle Operacional;

• Descentralizando parte das decisões. Otimização do planejamento de manutenção;

• Gestão de Componentes baseado em condição.

• Cálculo dinâmico de risco

Centro de Monitoramento de Ativos (CMA)

Monitoramento 24x7 da condição de todos os ativos

Advanced Analitics

Sistema de inteligência artificial detecta defeitos ocultos através de análise multivariada e aprendizado contínuo

PCMInformações retornam para a inspeção e Planejamento de Paradas de modo a priorizar adequadamente o backlogpara a Parada

Centro Operações Integradas

Integração com o COI viabilizando a avaliação de risco operacional, integrando as equipes e acelerando as decisões baseadas em fatos.

Planejamento de Paradas

Monitoramento de Condições - O que é?

Gestão Componentes baseado em condição

Planejamento e Controle da Manutenção

Framework de dados e informações para gerenciamento da condição dos ativos

PIMSSensitiva / Preditiva/

Operador/ On-line/ Offline

Analytics

Centro de Monitoramento Ativos

Sistema especialista – Integrador

Instrumentação de Campo

Plataforma que gerencia os sinais, informações e decisões geradas pelos sistemas anteriores.

Sinais disponíveis para monitoramento

Coletores de sinais e dados e envio para a próxima plataforma para tratamento.

Defeitos detectáveis

Plataforma integradora que trata os sinais e transforma em informação relacionada à condição do ativo.

Sistema baseado em IA que recebe as informações relacionadas a condição e decide a ação a ser tomada.

Centro de Monitoramento de Ativos

Sala de Controle Operacional do Sistema Mina-Usina-Ferrovia-Porto

Centro de Monitoramento de Ativos Planejamento e Programação da Manutenção e Produção

SALA DE CONTROLE OPERACIONAL

• Equipe central com foco no monitoramento e desempenho dos equipamentos através de análises com múltiplos parâmetros e de forma holística.

• Alta qualificação técnica dos profissionais que também atuam como suporte operacional na investigação dos problemas;

• Descentralização da tomada de decisão através da avaliação objetiva do risco de operar.




Analytics










Analytics

Redução de CustosOtimização de Processos

Indicadores QualidadeModelos Predição de Indicadores

Manutenção Preditiva Modelos Predição de Falhas

Eficiência EnergéticaOtimização de Processos

Detecção de AnomaliasModelos Anomalias

• Soluções que fornecem as melhores decisões a serem tomadas baseado em análises multiparâmetros de forma automática através de modelos computacionais com otimização dinâmica (Machine learning)

Phisical Industry Digital Industry

Como executar a transformação?

Instrumentação e sensores

Conectividade Machine Learning (Modelos Preditivos)

Otimização Processos (Modelos Prescritivos)

Analytics

Manutenção Preditiva Modelos Predição de Falhas

Detecção de AnomaliasModelos Anomalias

Projeto correia transportadora

Analytics

Usando Analytics para Predição de Falhas

Dados dos sensores instalados nascorreias e historiados no PIMS:

• Estado do Motor e Correia

• Corrente / Tensão

• Temperatura

• Velocidade

• Torque

• Balança

• Potência

• Horimetro

• Detector de Rasgo

• Chave de Desalinhamento

• Nível Alto do Chute (sonda)

PIMS Usina 1

PIMs Usina 5

PIMS Porto 2

PIMS Porto 3

MRP

PIMS Usina 3

PIMS Usina 4

Regras Encontradas: Emenda - 394

Regras Encontradas: Emenda – 538 sem defeito

Método de Arvore de Decisão (CHAID) com boosting (execução

de varias arvores) para identificação das correlações e

regras para classificação das Falhas e Não Falhas.

Identificação das variáveis (sensores) com maior correlação com os eventos de falhas.

Regras para classificação das Falhas e Não Falhas.

Analytics

Acompanhamento da performance

Usina 1 – Resultado das Predições do Modelo

Porto 1 – Resultado das Predições de Falha

Assertividade das previsões de Falha

80%Assertividade das previsões de Não Falha

94%



96%

Terminal 1– Resultado das Predições de Falha



93%

Analytics




Analytics










A integração de todos os sistemas é fundamental para o planejamento adequado das intervenções nos equipamentos dentro das paradas operacionais.

Integrador e Monitoramento Online

Integrador

Mecânica

Elétrica

Instrumentação

Vibração

Análise de óleo

Operação

Elétrica

Com isso passa a ser possível:

- Domínio da condição do ativo preservando a sua FUNÇÃO;- Priorização adequada da demanda de manutenção para as paradas das usinas;- Padronização do método e da avaliação;- Gerenciamento de risco e tratamento imediato evitando falhas;

Exemplo de trabalho de aplicação de monitoramento para redução de sobrecarga.

Integrador e Monitoramento Online

A inexistência de integração das informações sobre a condição dos ativos torna impossível a previsibilidade de troca de grandes componentes gerando perda e retrabalho em todo o processo.

Usinas Oficina Reforma Componentes

Armazém

Integrador e a Gestão de Componentes Industriais

Reforma com baixa qualidade (“meia sola”)

• Ausência de peças;• Prejuízo nos demais

componentes em produção;• Hora extra;• ImprovisosAusência de controle da

condição componente

Uma das grandes contribuições para o processo de Gestão de Componentes é a previsibilidade de troca que só é possível através do monitoramento da condição dos ativos.


CMA

ERP – Material Management

ERP –Maintenance

MRPScheduled shutdown

• Nível de Estoque• Leadtime Contratos• Prazo reposição

• Prazos de reforma• Criticidade Comp.• Status da OM

• Condição do ativo em Operação

• Paradas de ProduçãoWorkshop

Mangement

• Gatilho para início da reforma/aquisição para reposição estoque

Reposição garantindo disponibilidade de estoque dentro de um risco aceitável para o negócio.

Armazém

Variáveis para cálculo do RISCO

A previsibilidade alcançada pelo monitoramento de condições permite o planejamento de toda a cadeia garantindo menor custo, maios oferta e menor risco.

Usinas Oficina Reforma Componentes

Armazém


Solicitação programada baseado nas paradas de manutenção

Componentes Entregues com Qualidade

• Peças disponíveis;• Programação normal;• Regime adequado trabalho;• Padrões e produtividade

Controle da Condição do componente (Previsibilidade troca)

Reposição de estoque reserva




Analytics










Onde queremos chegar

PIMS Sensitiva / Preditiva/Operador/ On-line/ Off-line

Analytics

CMA

Sist. Especialista - Integrador

SAP

RCM Weibull BlockSim

Sistema Integrado de Gestão Ativos

Engenharia de Confiabilidade

GPV-PE

Estratégia de Otimização de Ativos

PCP

Onde queremos chegar

Principais condicionantes

Processo

PessoasTecnologia

Adequação do processo para permitir a adequada coleta das condições dos equipamentos e correção de anomalias.

Qualificação permanente dos profissionais garantindo a adequada coleta de informações e tratamento da anomalia dos ativos

Garantir uma plataforma que suporte a integração das

condições e permita o gerenciamento

Embora haja domínio na implantação física destes sistemas, é imprescindível considerar os fatores humanos e de processo para que a solução possa colher integralmente os benefícios propostos.

Conclusão

Conclusão

• A liquidez do mercado e a dinâmica de vendas será cada vez maior;

• A cadeia de valor da mineração precisará de respostas rápidas;

• Flexibilidade, estabilidade e confiabilidade operacional já é um requisito;

• Monitoramento de condições será o principal pilar da estratégia operacional;

• Os processos e as pessoas deverão estar preparados para receber a tecnologia;

• As decisões passarão a ser descentralizadas;

Tendência na Industria – Multiconectividade

Tendência na Industria – Multiconectividade

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AGRADECIMENTO

LEONARDO R. FARIAMonitoramento de Ativos como diferencial competitivo

no novo mercado de Minério de Ferro

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