Indústria 4.0 na Produção de aço: Casos de uso e vantagens no uso de uma Plataforma de IoT industrial (IIoT)

Rafael Barros (Gerente de operações) e Benjamim Canato (Gerente de contas) passaram anos implementando ferramentas da Indústria 4.0 nas siderúrgicas brasileiras. Nesta entrevista exclusiva, eles falam sobre insights, casos de uso e exemplos específicos do setor sobre como a Plataforma de IIoT do Braincube pode ser vantajosa para os fabricantes de aço.

O que torna a indústria siderúrgica diferente das outras indústrias nas quais o Braincube é especializado?

Rafael Barros: Muitos de nossos clientes são especializados em processos de fabricação contínua, que possui desafios específicos. A produção de aço comumente leva um longo tempo, algumas vezes, meses, para a transformação do produto final. Para nossos clientes siderúrgicos, trabalhamos em conjunto para integrar dados de processos longos. Isso faz parte do nosso programa de rollout e implementação global. Os engenheiros passam a compreender o que ocorre em cada produto ou lote individualmente ao longo de todo o processo através do Gêmeo digital contextualizado. O Gêmeo digital é construído em paralelo com os especialistas em fabricação, cientistas de dados do Braincube e PMEs locais que fornecem contexto e insights valiosos para o processo de construção. (Quer ver mais casos de uso de Gêmeos digitais na fabricação do aço?)

Benjamim Canato: Os fabricantes de aço produzem dezenas — às vezes, centenas — de produtos diferentes simultaneamente na mesma siderúrgica. O Braincube ajuda os produtores de aço a rastrear esses produtos individualmente e a analisar cada produto específico. Muitos fabricantes de aço já utilizam sensores em seus processos de produção, porém a maioria das empresas de IIoT apenas agrega esses dados. O Braincube transforma os dados em informações poderosas.

Com base na sua visão do que ocorreu ao longo dos últimos anos, qual é um dos principais desafios que os fabricantes de aço enfrentam atualmente?

Benjamim: Os fabricantes de aço têm acesso a muitos dados, porém nem sempre têm todas as respostas de que precisam para fazer melhorias adicionais. Além disso, seus dados muitas vezes se originam de fontes diferentes e desconectadas. Não é uma tarefa fácil reuni-los para análise.

Por que dados desconectados são um problema na fabricação do aço?

Benjamim: Digamos que um produto comece a ser produzido na aciaria em janeiro e saia do estágio de laminação em março. Se você quiser analisar os dados de todo o processo, talvez não saiba exatamente onde o produto estava em cada fase e por quanto tempo. Talvez até saiba que o material esteve no processo de fundição em algum momento no final de fevereiro, mas não saberia o dia e a hora exatos e por quanto tempo. Isso limita a sua habilidade de encontrar otimizações-chave no seu processo que poderiam economizar tempo, eficiência e dinheiro.

Rafael: Em suma, a Plataforma de IIoT do Braincube resolve o problema de fontes de dados desconectas. Ela permite às empresas rastrear um produto individual da matéria-prima ao produto final em um fluxo, sempre garantindo que os dados corretos sejam utilizados em cada análise. Com esse tipo de Plataforma de IIoT, as equipes têm dados prontamente acessíveis, limpos e precisos, o que ajuda nas mais diversas iniciativas da empresa.

A fabricação de aço é uma indústria particularmente complicada no que diz respeito à agregação de dados. Por que os fabricantes de aço deveriam escolher uma Plataforma de IIoT ao invés de outras soluções de dados? 

Benjamim: Dependendo das necessidades das empresas siderúrgicas, elas provavelmente utilizam duas plataformas para seus dados. Uma plataforma conecta e entrega dados. A outra os analisa. Elas também podem contar com plataformas adicionais para outras etapas, tais como para construir gráficos ou monitorar a produção. Isso significa que os funcionários precisam aprender a mexer em vários programas ou ferramentas para realizar seu trabalho. 

O Braincube foi projetado como uma solução global de dados, com a visão fundamental de empoderar as empresas para serem usuárias autônomas com poder para utilizar seus dados. 

– Benjamim Canato, Gerente de contas do Braincube no Brasil

Uma Plataforma de IIoT minimiza a necessidade de aprender tantos programas diferentes. Ela centraliza dados de múltiplas fontes e estrutura os dados para análise, e alguns fornecedores fornecem até mesmo as ferramentas de análise — tudo na mesma plataforma. Os funcionários podem utilizar a mesma plataforma para analisar dados de diferentes fontes, fazer gráficos e tabelas e implementar mudanças no processo de produção. As equipes de TI podem gerenciar o sistema integralmente, garantindo que os dados proprietários estejam protegidos. 

Em uma reunião recente com um cliente do Braincube, o CIO pediu uma solução global que sua equipe de TI pudesse gerenciar internamente. Eles atualmente possuem diferentes soluções na África e na América do Sul, mas queriam uma solução única na qual a equipe de TI pudesse gerenciar e que todos pudessem aprender em todo o mundo. 

Nós frequentemente nos deparamos com empresas que querem esta capacidade. O Braincube foi projetado como uma solução global de dados, com a visão fundamental de empoderar as empresas para serem usuárias autônomas com poder para utilizar seus dados. 

Você poderia fornecer alguns exemplos de como os dados centralizados e estruturados podem ser vantajosos para os clientes das siderúrgicas? 

Benjamim: Claro! Se um cliente descobre um defeito durante a laminação, já é muito tarde para voltar atrás e consertar o problema. A equipe tem que decidir entre descartar o produto ou possivelmente encontrar um comprador diferente que aceite o produto defeituoso a um preço menor.

Com a Plataforma de IIoT do Braincube, as equipes podem ir além de apenas compreender o que deu errado na produção. Eles podem realmente descobrir as configurações exatas para ter melhor controle ou qualidade para futuras execuções. As empresas podem melhorar a sua produção futura identificando rapidamente o que deu errado anteriormente no processo, aproveitando o conjunto de aplicativos do Braincube, que está incluído na nossa solução da Plataforma de IIoT

Sendo mais específico, o CrossRank do Braincube ajudou uma empresa a identificar que mudar a temperatura de sua fornalha em 10 °C minimizaria os descartes. Eles implementaram essa alteração na fornalha e obtiveram os resultados previstos, economizando em materiais e reduzindo descartes.

Em outro exemplo, uma empresa queria saber qual seria o impacto em mudar a quantidade e os tipos de produtos químicos utilizados na produção. Eles tiveram dificuldades em obter uma resposta porque os dados estavam em sistemas diferentes. Eles não sabiam como a alteração destes produtos químicos durante a produção impactaria o processo de laminação. Com o Gêmeo digital do Braincube, eles puderam analisar os dados históricos de diferentes fontes de forma integrada. Eles viram o que ocorria no passado, encontraram a receita ideal e fizeram uma mudança global no procedimento padrão em todas as suas siderúrgicas. 

Com a Plataforma de IIoT do Braincube, as equipes podem ir além de apenas compreender o que deu errado na produção. Eles podem realmente descobrir as configurações exatas para ter melhor controle ou qualidade para futuras execuções.

— Benjamim Canato, Gerente de contas do Braincube no Brasil

Há outros casos de uso de dados centralizados interessantes?

Rafael: Também vimos empresas siderúrgicas utilizarem o Braincube para compreender rapidamente os problemas de seus clientes. Digamos que um cliente ligue para reclamar de um produto que recebeu. Sem o Braincube, se um cliente reclamar de um produto defeituoso, os engenheiros precisarão pesquisar nos dados brutos para encontrar uma resposta. Eles precisarão reunir as informações de cada etapa do processo. Além de ser um processo muito trabalhoso, é também extremamente difícil para um humano analisar centenas de fatores que levaram à fabricação de um lote específico de cada produto..

Com o Braincube, a siderúrgica pode utilizar o número do lote em seu Gêmeo digital para analisar o que ocorreu e reportar ao cliente as mudanças que estão sendo feitas para que os próximos produtos continuem dentro das especificações. Isso reassegura a confiança do cliente na empresa e tem papel importante na qualidade contínua e nos esforços de otimização. Caso a equipe descubra um defeito maior que afete outros clientes, ela poderá ser proativa e também entrar em contato com eles. Financeiramente, isso também ajuda a empresa, evitando tempo de paralisação devido a problemas previsíveis.

Você mostrou muitas vantagens gerais da centralização de dados do processo. Como essas coisas podem ajudar equipes individuais a trabalhar em etapas específicas do processo de produção do aço? 

Rafael: O processo de produção começa com a matéria-prima na aciaria. Um smart sensor combina algumas fontes de dados para gerar uma grande quantidade de informações. Por meio da combinação de várias fontes e sistemas, os fabricantes de aço podem rastrear lotes específicos do produto desde o início do processo de produção. 

Por exemplo, um sensor de temperatura combinado com um sensor de rotação da correia pode ser estruturado para gerar informações valiosas sobre o processo. Os especialistas no processo podem saber quanto tempo o produto ficou na parte mais quente da curva de aquecimento, se houve picos de temperatura (e em qual estágio do processo) e quais lotes foram afetados por estes achados. Isso significa que não temos mais que adivinhar quais matérias-primas e suas condições de produção estão presentes na composição do produto final.

O rastreamento do lote também é útil na fase de fundição. Quando diferentes lotes se encaminham para diferentes linhas de fundição, você sabe especificamente a fonte de cada produto final. Você também pode realizar múltiplas análises de variáveis para melhorar o seu processo.

Benjamim: As equipes que trabalham no final do processo de produção também se beneficiam. Partes do processo de laminação levam milissegundos, e há muitas coisas acontecendo na mesma linha. Muitos rolos estão sendo produzidos, e cada rolo tem requisitos diferentes de velocidade, pressão e temperatura. Pode ser difícil entender por que há um problema com o produto final. Com a utilização do Braincube, fica cada vez menos trabalhoso para as equipes encontrarem as respostas certas. 

O que você gostaria que as siderúrgicas soubessem sobre a IIoT? 

Rafael: Já falamos muito sobre como a IIoT pode ajudar nos aspectos operacionais da manufatura, tais como melhorar os processos ou ajudar os engenheiros a encontrar respostas. Porém, a IIoT é também uma vantagem estratégica de TI para os fabricantes de aço. 

O objetivo global das equipes de TI é fornecer dados para que as equipes de operações possam realizar análises. Uma plataforma de IIoT centraliza tudo. A plataforma conecta diferentes fontes de dados, transforma os dados brutos dos sensores em dados inteligentes e ajuda as equipes de TI a distribuir facilmente estes dados aos usuários finais para que sejam usados em outros aplicativos. Ela pode ser uma ferramenta de infraestrutura e servir como base para a definição da estratégia global de dados da empresa. 

Quando as equipes de TI conseguem fornecer melhores dados para seus usuários finais, isso possibilita que as equipes de TO descubram insights que levem a empresa adiante: é um ganho para todos.