Revolução 4.0 oferece redução de custos e segurança maior

Química e Derivados, Sala de controle montada pela ABB permite controlar todo o processo em tempo real
Sala de controle montada pela ABB permite controlar todo o processo em tempo real

A revolução denominada Indústria 4.0 não tem freio, concordam os especialistas. A automação de processos na indústria química é um imperativo do mundo globalizado, que exige cada vez mais eficiência e competitividade. O fator segurança operacional também valoriza o emprego da tecnologia.

“As indústrias químicas estão se adaptando à 4ª revolução industrial. O mercado brasileiro de automação está em crescimento, principalmente por conta da aplicação de tecnologias digitais e soluções de segurança cibernética”, afirma José Fratonio, gerente de engenharia de óleo e gás da ABB Brasil. Esse é o “único caminho” para ser mais produtivo e eficiente.

Química e Derivados, Affonso: automação proporciona melhor desempenho ambiental
Affonso: automação proporciona melhor desempenho ambiental

Diante de um cenário econômico local não muito favorável, onde 85% dos investimentos se concentraram na manutenção das operações, “há demandas de modernização na maioria das empresas do setor”, calcula Maurício Affonso, diretor regional de marketing para a América Latina da Rockwell Automation. E prossegue: “Somente assim a indústria química poderá competir adequadamente no nosso mercado e também globalmente”.

Essa necessidade de modernização está, a seu ver, diretamente ligada à expectativa de crescimento para atender à demanda local (ainda que em tímidos 5% ao ano, esperados até 2021) e, também, ao grande desafio de se adequar aos padrões internacionais, tanto em termos de qualidade quanto em preço. A automação de processos adquiriu status de acesso à eficiência operacional, controle de custos, segurança operacional e sustentabilidade ambiental.

O executivo evidencia que uma maneira de se atingir esses macro objetivos é o investimento na integração total da companhia, desde o chão de fábrica até o nível corporativo. É criar um ambiente no qual os dados possam fluir entre os diversos departamentos e auxiliar os gestores a tomar decisões mais rápida e assertivamente, gerando maior competitividade.

“Uma empresa conectada abre espaço para estudos avançados, análises correlacionais de processo (Analitics), permite que os processos sejam mais autônomos (Machine Learning), que diagnósticos sejam feitos remotamente de forma preditiva e prescritiva, e estabelece novas possibilidades de interação entre pessoas para uma colaboração melhor e mais efetiva”, assevera.

Química e Derivados, Di Niro: comunicação entre as partes e sistemas é fundamental
Di Niro: comunicação entre as partes e sistemas é fundamental

Na opinião de Giovanino Di Niro, gerente geral de automação de processo da Siemens, a indústria química é um dos pilares fundamentais para o desenvolvimento de novas tecnologias na automação de processos, considerando os aspectos de competividade, produtividade, meio ambiente, qualidade, segurança e, finalmente, o rápido lançamento de novos produtos. “O segmento tem implementado as inovações rumo à digitalização não se restringindo aos níveis de controladores programáveis e instrumentação, mas buscando uma planta totalmente integrada”, salienta.

Augusto Hafemeister, coordenador de marketing da Altus, avalia que a indústria química, como as de outros setores, tem caminhado em direção à Indústria 4.0. “O aproveitamento dos protocolos de comunicação da instrumentação, associados aos sistemas de controle, será um recurso cada vez mais valioso para manutenção preditiva/proativa, o que trará um importante retorno financeiro ao evitar ou minimizar paradas não programadas e maximizar a vida útil dos equipamentos, mantendo as condições de projeto/especificação”, observa.

O gerente de aplicações da Yokogawa América do Sul, Cassius Barros, constata “uma alta procura por disponibilidade e qualidade de informação. Mais do que obter valores de medição com elevado grau de exatidão e repetibilidade, o setor químico vem buscando meios para determinar a qualidade desta medição. Diagnósticos avançados somados a algoritmos e sensores dedicados a detecção permitem ao usuário identificar degradação de medição e assim, prever o momento de falha”.

Deste modo – continua – “é possível mudar o foco da manutenção, deixando de trabalhar de modo corretivo ou somente de maneira preventiva para um foco ´baseado em condição`, ou seja, quando a manutenção passa a atuar de maneira eficaz e planejada sendo executada em devices que estão apresentando degradação. É importante salientar que este tipo de alerta ou diagnóstico é parte nativa dos instrumentos preparados para a Indústria 4.0. Com base em variáveis confiáveis e diagnósticos avançados e precisos, que permitem classificar falhas de processo, falhas de aplicação e falhas de instrumentos, a automação pode modelar a análise de equipamentos por meio dos diversos dispositivos e entregar KPIs de equipamentos completos como bombas e trocadores de calor”.

Fratonio, da ABB, explica que os sistemas de automação e controle mais avançados permitem o gerenciamento de toda a produção com Internet das Coisas embarcada, o que propicia ganhos mais elevados em termos de produtividade e eficiência. “Um exemplo disso é o ABB Ability 800xA, que concentra todas as informações vindas do campo, tais como dados de instrumentação, equipamentos elétricos, sistemas de qualidade e outros, possibilitando que aplicações de nível de otimização e análise de dados que geram valor final para os clientes, tragam a melhor gestão de energia, redução dos custos de produção e predição de falhas”.

Química e Derivados, Fratonio: análise de dados é base para melhorar processos
Fratonio: análise de dados é base para melhorar processos

Di Niro diz que, “atualmente, os níveis avançados de digitalização permitem o controle e a rastreabilidade dos produtos, desde a entrada de uma nova ordem do cliente, integrando-se à cadeia de produção e fornecedores, até o cliente final, em tempo real. Isso é possível graças a uma Plataforma de Automação de Processo”.

O controle das vendas por computadores já é algo viável, vide os sistemas ERP/CRM e sua associação aos sistemas de telemarketing robotizados, já em pleno funcionamento, ressalta Hafemeister. “A complexidade e a diferenciação do produto devem dar a tônica à adoção deste tipo de abordagem. Em relação ao controle de produção, o uso de DCS e/ou PLC já existe em todas as indústrias, nas quais são utilizados para controle de malhas de processo. A robotização da figura do operador de processos é algo mais distante, devido à complexidade de situações e respostas necessárias em uma indústria química e de sua demanda por camadas de segurança”.

Affonso argumenta que a tomada de decisões corporativas está cada vez mais respaldada em dados operacionais da planta de processo. A Internet das Coisas, ou IoT (Internet of Things), evoluiu e isso trouxe um novo patamar de eficiência. Dispositivos que historicamente operavam até falhar e, com isso, traziam prejuízos de paradas de produção, variâncias de processo, consumo de energia desconhecido, e outros, hoje possuem uma quantidade enorme de informações que são usadas para maximizar a eficiência operacional, evitando ou programando o melhor momento de paradas da planta.

Essas informações podem ser também utilizadas para aumentar a qualidade do processo, controlar o consumo de energia, reduzir riscos, diminuir o custo de propriedade, reduzir o time-to-market, integrar a cadeia de produção e logística, além de outras possibilidades. Todas estas tecnologias se alinham de modo a tornar viável um sistema computacional que controle e integre a produção com as vendas da firma.

A Rockwell Automation promove esta integração através do conceito de Empresa Conectada: “A tecnologia disponível leva as informações pertinentes da planta em tempo real até os usuários, em qualquer lugar que estejam, o que permite que consultem o desempenho e tomem decisões assertivas consultando tablets ou smartphones, de maneira segura e controlada”, esclarece Affonso.

“Com a conectividade sendo um dos grandes drives da Indústria 4.0, hoje é possível vislumbrar um computador real ou uma unidade virtualizada gerenciando produção, inferindo ajuste de malhas, criando analisadores virtuais e otimizando processos, assim como, por meio da conectividade, a base de dados de consumo pode avaliar uma demanda e criar logística de distribuição. Por isso, é possível que uma unidade de processamento, seja ela real ou virtual, faça muito além de produção e vendas”, testemunha Barros.

Química e Derivados, Barros: instrumentos atuais corrigem suas próprias falhas
Barros: instrumentos atuais corrigem suas próprias falhas

Segurança – A base de toda pirâmide de fluxo de informações, seja para controle, segurança ou simples monitoramento, está calçada na disponibilidade de instrumentos e meios. Os protocolos se revelam como uma ferramenta para permitir a troca de informações entre dispositivos de campo e sistemas de segurança/controle. A estes é atribuído muito mais do que a simples função de configurar remotamente o instrumento, mas também a responsabilidade de portar a qualidade da medição e o estado do dispositivo da rede.

Desta forma, Barros salienta que o protocolo garante o enlace perfeito entre operação e gestão de ativos, permitindo, além da conectividade, a mudança gradativa no foco da manutenção, ou seja, uma manutenção baseada em condição. Em um mundo cada dia mais conectado e interativo é impossível falar em sistemas proprietários, onde a interoperabilidade não seja garantida e natural.“Um exemplo são os protocolos Wireless ISA100, nos quais cada fabricante traz a sua experiência e know-how em instrumentos para um ambiente seguro e de fácil comissionamento, o que permite resolver questões de simples monitoramento ou até mesmo questões de aplicações SIL 2/3 de segurança. Mais do que trafegar um único protocolo, é esperado que esse meio sem fio ISA100 permita a conexão de dispositivos de campo através do protocolo de segurança Profisafe, ou então uma simples conexão por meio Hart. A alta disponibilidade dos instrumentos e robustez física, somadas à interoperabilidade, garantem que a tecnologia selecionada seja perfeitamente integrada à rede, desde que o usuário tenha cobertura de um protocolo aberto e certificado, por exemplo, o ISA100”, elucida o executivo da Yokogawa.

Fratonio lembra que o aumento da digitalização traz consigo a necessidade de maiores investimentos em soluções de segurança cibernética. “A utilização de protocolos de comunicação padronizados gera a necessidade de implementação de proteções adicionais nos controles de acesso aos instrumentos de campo. Isto demanda um aumento nas auditorias e nos processos de manutenção dos softwares envolvidos. Temos desenvolvido técnicas de proteção para prover barreiras aos ataques cibernéticos”.

Di Niro considera que as tecnologias para instrumentação de controle e automação, incluindo segurança, têm evoluído substancialmente para que possam fazer parte e serem integradas ao ecossistema digital. “A compatibilidade dos sistemas é uma peça fundamental e cada vez mais sob a responsabilidade dos fornecedores. Um sistema que não evolui com o ecossistema digital vai se tornar obsoleto e o cliente final assume o risco de um possível reinvestimento para se manter conectado”. Por este motivo, ele adverte que “a decisão pela aquisição de partes isoladas não permite a visão integrada e de longo prazo para garantir o retorno do investimento planejado”.

Affonso informa que “a automação de processos é o caminho para ter uma corporação mais segura e mais limpa, do ponto de vista ambiental. Tecnologias como controle preditivo fazem com que o processo trabalhe afinado, consumindo menos matéria-prima e energia, e, consequentemente, com menor pegada ambiental e geração de resíduos”.

Os dispositivos de campo possuem cada vez mais funções de diagnóstico; um sensor de proximidade que há 20 anos somente indicava a presença ou não do objeto, hoje, através de tecnologias como o IOLink, informam se o alinhamento está feito corretamente, a temperatura de trabalho, a expectativa de vida útil, a quantidade de peças, a necessidade de calibração, etc. Todos estes pontos acabam trazendo mais segurança operacional à planta. Este tipo de diagnóstico também está presente na instrumentação analógica, utilizando protocolos como o Hart, por exemplo.

Ele também acha que é cada vez mais comum a aplicação de SIS (Sistema Instrumentado de Segurança) que monitora as condições operacionais e leva a planta para uma situação segura quando houver uma falha ou incapacidade do sistema de controle, protegendo tanto a vida dos colaboradores quanto o meio ambiente e o patrimônio empresarial. Este sistema é composto por controladores, redes e sistemas de E/S (entradas e saídas) de altíssima confiabilidade, normalmente com redundância tripla TMR (Triple Modular Redundant).

Na parte de instrumentação, para redução de custos de instalação, facilidade de manutenção e diagnósticos mais precisos, redes de campo e sistemas de E/S estão sendo instalados cada vez mais próximos dos equipamentos, e também via rede sem fio, em áreas com a presença de produtos corrosivos ou inflamáveis. Por estarem em condições ambientais adversas, estes equipamentos e redes necessitam seguir normas rígidas de segurança.

A segurança de acesso – ou cybersecurity – é o tema mais recorrente em contatos com os clientes, revela Affonso. “Todos os benefícios apresentados pela IoT somente são alcançados caso os dados sejam disponibilizados para análise. A entrega destes dados é invariavelmente feita através de redes Ethernet, que é a base da internet e, portanto, seria o canal de entrada de um acesso não autorizado, que colocaria a empresa toda em risco. Isso, porém, já não é um fator impeditivo. Existem diversas tecnologias que, implementadas corretamente, protegem a planta e garantem uma operação segura. São tecnologias como firewalls, thin clients, atribuição de dispositivos ou bloqueio de portas de switches, IDC (Industrial Data Center) onde todos os servidores são virtualizados, servidor de conteúdo (ThinManager), etc. Já é possível, por exemplo, a operação remota de plataformas de petróleo desde o continente, a mais de 200 km de distância, de forma segura e confiável”, arremata.

Tendências – Fratonio acredita que a tendência é o investimento contínuo em automação e digitalização. “No setor químico, existe uma demanda crescente para utilização das informações existentes na base instalada a fim de aumentar a produtividade e reduzir os custos de manutenção. É possível usar essa grande quantidade de dados para fazer uma análise estatística das plantas, buscando gargalos que impeçam a competitividade com o mercado internacional”. Para o executivo, os investimentos interrompidos pela situação do mercado devem retornar após o terceiro trimestre. Mas, o surgimento de novas unidades somente deverá ocorrer no longo prazo.

Segundo Di Niro, a digitalização em sua essência é disruptiva e o comportamento do mercado tende a seguir este modelo. “A adoção de modelos de inovação não considera médio ou longo prazo; é imediata, pois é uma questão de sobrevivência em um mercado globalizado. No Brasil, temos grandes oportunidades neste sentido e quem adotar em seu planejamento estratégico medidas relacionadas à inovação e digitalização terá um aumento significativo em suas perspectivas de crescimento e competividade”.

Pragmático, Hafemeister comenta que o mercado está à espera do desfecho do cenário político e de uma clareza no econômico. “Tivemos um bom início de ano, mas que não terá grandes crescimentos até que uma definição esteja clara. Sabe-se que o Brasil é um país com excelente potencial e que após alguns anos de estagnação sempre vem uma expansão forte e vigorosa. Portanto, no longo prazo, a tendência é de reagir positivamente”.

Química e Derivados, Hafemeister: parceria feita com Kaspersky eleva cibersegurança
Hafemeister: parceria feita com Kaspersky eleva cibersegurança

Affonso adota a ideia de que se avizinha um ciclo de investimentos para atender a demanda local. E o ramo de fertilizantes, embora seja menor que os da química industrial, resinas e fibras e química de especialidades, reúne condições de uma “grande evolução a curto e médio prazos”.

No entendimento de Barros, o mercado demanda soluções de rápida implementação e baixo custo de infraestrutura. Adequar plantas em operação sem ter que parar os processos, ou então, partir uma planta nova utilizando um número reduzido de cabos e conexões se mostra uma vertente natural em um mundo conectado.

“As ferramentas de gestão de ativos somadas a um tipo de modelagem que permita classificar falhas e prever momentos de intervenção comprovadamente reduzem custo de manutenção e elevam a números de primazia a disponibilidade de plantas. A 4ª revolução industrial vem responder a questões antigas e entregar ao usuário a solução de desempenho que ele busca para o seu negócio. Independentemente de ser uma otimização de energia, estudo de demanda de mercado, avaliação de performance de equipamento ou análise de falha, os dispositivos inteligentes e o tratamento de dados em nuvem vêm resolver essas questões, indo muito além de marcas, fabricantes e protocolos, compatibilizando todas as informações em um único ambiente”, realça.

Recentemente, “a Yokogawa lançou no mercado as famílias de produtos TI Total Insight”, indica Barros: “Em português seria algo como Percepção Total, entregando instrumentos com uma tecnologia absolutamente nova e rompendo paradigmas tecnológicos, algo que nunca foi feito antes no mercado de automação. Os instrumentos desta família vão muito além de transdutores aplicados à variável para a qual o equipamento será instalado. Eles possuem sensores secundários, processamento, historiadores e algoritmos em tempo real que aprendem o perfil de aplicação de instrumento e comparam seu estado atual com relação ao seu estado de fabricação, fazendo diagnósticos durante a operação e determinando com precisão a degradação. Estes sensores permitem identificar e corrigir falhas de aplicação, de processo e de configuração, bem como identificar degradação de hardware que pode causar danos aos instrumentos. Este é um requisito para trabalharmos dados em nuvem e hospedagem. Mais do que medir, precisamos saber que o instrumento está medindo bem”.

A ABB investe, anualmente, US$ 1,4 bilhão em pesquisa e desenvolvimento e conta com uma equipe de cerca de 30 mil engenheiros de aplicação dedicados, expõe Fratonio. Recentemente, lançou o ABB Ability, que permite que as organizações otimizem a análise de dados e a automação das operações, obtendo ganhos em eficiência e produtividade.

Di Niro ressalta que a plataforma de automação de processo da Siemens está baseada na digitalização, trazendo para os clientes os conceitos de engenharia, operação, manutenção e logística integrados, sem a necessidade de interfaces adicionais: “Trata-se de um conjunto de hardware e softwares integrados que permitem uma redução de custos na execução do projeto, implementação, comissionamento, manutenção e ciclo de vida da planta. Adicionalmente, softwares para planejamento da produção, performance do negócio (business inteligence) e informações disponibilizadas em aplicativos (apps).

O mesmo conceito aplica-se para a Plataforma de Automação de Manufatura, com a vantagem de ambas serem integradas em aplicações que exigem este requisito. Para auxiliar os clientes, a multinacional alemã desenvolve Planos Diretores de Digitalização e Automação, baseados em retorno de investimento, considerando as necessidades de cada indústria e dos demais departamentos.Autointitulada com viés inovador, a Altus se mantém, de acordo com Hafemeister, “em constante estado de inquietação”, buscando soluções tecnológicas para os desafios da 4ª revolução industrial. “Hoje, temos uma série de parcerias com outras empresas de tecnologia e diferentes instituições de ensino para o desenvolvimento de produtos e soluções apoiadas nos principais conceitos da Indústria 4.0, como Análise de Dados, Realidade Aumentada, Segurança Cibernética e Cloud Computing.

Ele destaca a parceria com a Kaspersky, “uma das maiores referências do mercado mundial de segurança cibernética. O time de especialistas da Altus foi treinado e certificado para oferecer os serviços da instituição russa no Brasil e na América Latina”. Outra iniciativa é o projeto de realidade aumentada que lidera junto à Universidade Federal de Rio Grande (Furg), “uma ferramenta para facilitar a coleta de dados e dar mais velocidade à tomada de decisão em laboratórios e plantas industriais”.

Além disso, a companhia gaúcha está lançando uma plataforma de hardware desenvolvida para atender, especificamente, às necessidades de sistemas ambientados na realidade de alta conectividade da IoT e nos demais conceitos da Indústria 4.0. “O Nexto Express chega com suporte a uma ampla variedade de protocolos de comunicação, como OPC DA e OPC UA, o que lhe permite interagir com os mais diferentes tipos de máquinas e sistemas, integrando de forma inteligente pessoas, equipamentos e processos”.

Affonso registra que a Rockwell “desenvolve constantemente novos produtos e tecnologias em automação de processos que têm aplicação no segmento químico, como: PlantPAx, Pavilion, AADvance, FactoryTalk AssetCentre, IPP (Intelligent Packaged Power), ThinManager, Dynamix, PowerFlex 755T, PowerFlex 6000 e 7000 e TeamOne.

Química e Derivados, Fábrica da Rockwell está instalada em Jundiaí-SP
Fábrica da Rockwell está instalada em Jundiaí-SP

Projetos – Recentemente, a Yokogawa adquiriu a KBC Advanced Technologies, a Soteica VisualMESA e outras do setor de hospedagem e tratamento de dados para externar o mercado de controle e análise de processos, narra Barros. “Hoje oferecemos serviços de copiloto de plantas, conseguindo inferir ajustes reais baseados em modelos virtuais de operação. É como criar uma planta que opera em paralelo ao processo real, mas no mundo virtual. Todas as decisões são testadas e entregam resultados baseados nas condições atuais do processo. Disponibilizamos ao mercado estudos de eficiência energética, além de consultoria e modelagem para tratamento de dados. A Yokogawa somou toda a sua experiência no mundo de processo, automação e sensores para criar uma base segura para a insurgente era de IoT, confirmando a posição de líder no segmento de inovação e tecnologia”.

Conhecida por elaborar estratégias com forte investimento em inovação, a Siemens comunica que os planos para o segmento de química “se iniciam com a divulgação dos conceitos de digitalização e a demonstração destas tecnologias, em funcionamento e de forma integrada. Essas soluções podem ser visitadas em feiras nacionais e internacionais especializadas ou ainda na própria Siemens, no Process Automation World”, enfatiza Di Niro. A companhia vai participar da Achema Fair, de 11 a 15 de junho, em Frankfurt, na Alemanha, um evento líder mundial em tecnologias para a indústria química.

A meta da Altus para os próximos anos é “aprofundar o relacionamento com o segmento químico, demonstrando como as novas soluções tecnológicas podem potencializar o desempenho dos seus processos, dando mais agilidade na comunicação entre máquinas e sistemas, velocidade para a tomada de decisão, segurança para os dados e controle sobre tudo o que acontece em seus laboratórios e plantas industriais”, sintetiza Hafemeister.

A Rockwell Automation, “maior empresa mundial focada exclusivamente em automação”, vem investindo constantemente no Brasil, independente do cenário econômico. O diretor regional de marketing pondera que os clientes precisam de fornecedores capazes de entender os seus desafios e necessidades. Assim, sempre se investe na capacitação do corpo técnico e comercial, no desenvolvimento de parcerias (distribuidores e integradores de sistemas), e na capacidade de entrega da fábrica de Jundiaí-SP.

A ABB está investindo no desenvolvimento de tecnologias baseadas no ABB Ability, com máquinas e robôs inteligentes conectados à nuvem se encarregando da produção de forma autônoma. “Recentemente, anunciamos o maior investimento em automação industrial da nossa história: € 100 milhões na construção de um campus de inovação e treinamento de última geração na sede da B&R (adquirida em 2017), na Áustria. Serão construídos laboratórios de P&D ultramodernos, nos quais novas tecnologias de automação poderão ser desenvolvidas e testadas, desde sistemas de controle industrial ao aprendizado de máquinas e inteligência artificial. O desenvolvimento de tecnologias disruptivas permitirá à companhia ser ainda mais relevante para o segmento de automação fabril e de máquinas, um mercado que movimenta US$ 20 bilhões por ano”, arremata Fratonio.

Química e Derivados, Operações offshore contam com suporte especializado à distância
Operações offshore contam com suporte especializado à distância

Os sistemas integrados de automação e segurança ABB Ability serão fornecidos para Johan Castberg, o novo campo de petróleo da Statoil, na Noruega. Localizado no mar de Barents, ao norte do Círculo Ártico, este é o maior projeto de exploração offshore de petróleo do mundo. A entrada em operação está prevista para 2022 e a vida útil estimada é de 30 anos. As entregas da ABB começarão no final de 2018.

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.