Arquivo da categoria: Projetos de Automação

TRANSFORMAÇÃO DIGITAL

A Evolução da Automação Industrial no Contexto da Digitalização e Indústria 4.0

Após percorrer diversos trabalhos em indústrias, que tem o objetivo de trilhar o caminho da Digitalização, e receber diversos comentários sobre nossos artigos, solicitando para demonstrarmos como estruturar um projeto de Automação 4.0, apresentamos este trabalho, para você leitor técnico e estudante, não temos a intenção de esgotar o assunto e nem mesmo, postular um modelo, mas sim, demonstrar de forma prática e direta, considerações, que hoje devem ser levadas em conta, nos projetos de automação industrial, que vão permear a Indústria 4.0.

A Digitalização é a evolução do formato da linguagem humana, a forma de transferir conhecimento, bem como administrá-lo e deter o poder, remonta na época dos oradores, onde a palavra, bem-dita, demonstrava profundo conhecimento e respeito na sociedade, assim era a educação, a ciência, a política de uma época dos homens da oratória.

Com a evolução da escrita, com a prensa que pode disseminar a palavra impressa, temos um novo modelo de comunicação, textos, documentos, assinaturas, tudo isso, permeia nossa sociedade atualmente, ainda que em fase de transição para a digitalização, mas nosso modelo é baseado no documento, no livro, no impresso, na escrita.

O processamento de dados computacionais criou um novo formato de informação, os documentos, escritas, palavras e toda forma de comunicação, passaram a ser digitais, criando uma nova sociedade, pelo menos estamos nesta fase de transformação, já é possível assinar documentos de forma digital, dispensado a escrita manual ou assinaturas, governos administram documentos tudo de forma digital e assim caminha nossa sociedade.

Com a Digitalização, a comunicação em rede mundial e dispositivos capazes de gerar e analisar dados em tempo real, além de serem portáteis, temos o nascimento do que estamos chamando de Sociedade 4.0, onde todas as áreas da organização humana, são administradas através de dados digitais, governos, saúde, educação, segurança, mobilidade e a indústria, passam a relacionar nesta sociedade, utilizando-se de novas tecnologias, que podemos chamar de 4.0, somente como um alusão a 4.a Revolução Industrial, tendo assim a nossa Indústria 4.0, para ficar em nosso setor produtivo.

Para levar a indústria ao patamar digital, é necessário percorrer um caminho de transição, mas principalmente, projetar sistemas de automação para responder as necessidades da nova indústria digital.

O que conhecemos como Pirâmide da Automação, nossa Automação 3.0, é uma estrutura de camadas, onde sua intercomunicação é feita por diversas interfaces, mas tendo um modelo vertical, se limita a planta e seus departamentos, com pouca flexibilidade e alta latência para tomada de decisões.

A nova indústria digital, deve ser projetada com a Automação 4.0, baseado agora, nos Pilares da Automação, principalmente pelo fato que temos a interconexão de todas as informações, não só verticais, mas também horizontais e de toda a cadeia de valor do negócio, interagindo em tempo real.

Como dissemos, estamos em fase de transição, para evoluir de Pirâmide de Automação para Pilar da Automação, as principais mudanças serão:

  • No campo: aumento sobremaneira de dispositivo de sinais com a camada de IoT Internet das Coisas;
  • No controle: os controles serão distribuídos nos campos em dispositivos inteligentes e será supervisionado em uma camada de Cloud (nuvem);
  • Nos sistemas de gestão e controle (IHM, MES, Scada, ERP, BI, PCP): tendem a ser integrados, trabalhando em convergência um único ambiente de Cloud, ferramentas interconectadas;

Para projetar a Indústria 4.0, a partir de uma arquitetura de Automação 4.0, são necessárias algumas tecnologias, e principalmente, um novo formato de conectar dados, pessoas e processos.

Segue abaixo uma lista, não abrange todas as tecnologias, mas permeia os principais pontos hoje que devem ser observados para projetos de Automação 4.0:

  • Unidades de Controle Distribuído (campo) – módulos de I/O inteligentes (entrada e saída) e controle de baixa densidade de pontos, mas de alto poder de processamento e comunicação, distribuídos e interconectados;
  • Segurança (dados e informação) Campo (IoT) – como os módulos de I/O e controladores distribuídos e conectados em rede, normalmente em padrões baseado em Ethernet, o risco de invasão para acesso de dados é permanente, surgindo a necessidade de projetos de Cibersegurança;
  • Camada EDGE – camada de campo de Cloud, para tomada de decisões autônomas na célula de produção ou setor produtivo, a análise de dados se dá neste sistema, disponibilizando para o externo, somente o que é necessário para supervisão;
  • Conectividade (pilar de comunicação) – a conectividade e a Interface única de dados, deve permitir a interconexão de toda automação de forma vertical e horizontal, não há mais camadas, mas sim um inter-relacionamento de informações, um modelo baseado em RAMI 4.0, é um referencial para isto;
  • Unidades de Controle Distribuído (cloud) – as unidades de controle distribuído, também se comunicarão com um Cloud, local, porém com função de supervisão, baseado em dados de planejamento, recursos, qualidade, entre outros, formando um ecossistema único;
  • Cloud Local – a nova indústria digital, terá seus dados e controle centralizados em seu Cloud próprio, com suas ferramentas e necessidades próprias, podemos dizer que é CPD Centro de Processamento de Dados, para controlar o processo produtivo, somente externando o que é necessário;
  • PLC/DCS (virtual) – na mesma linha de ter o Cloud local, ferramentas de controle e comando, estarão centralizadas, camada de controle distribuído e local formarão um ambiente único digital de prioridades, tanto para controle avançado, quanto para gestão e supervisão de tomada de decisões produtivas;
  • Camada FOG – no mesmo objetivo da camada EDGE, porém agora tratando dados de todo planejamento e interfaces, para tomada de decisões inteligentes, unindo os dados;
  • Backbone de Dados (IIoT) – conectar a cadeia de valor da indústria, da unidade de negócio, é pré-requisitos para atender o conceito da Indústria 4.0, uma rede que tenha capacidade de conectar fornecedores, setores externos, clientes, e a própria indústria é necessário para interconexão, todos os elementos externos são a IIoT Internet Industrial das Coisas;
  • Cloud (Externo) – o uso de Cloud Computing externo, para aplicação de ferramentas, tais como, I.A. Inteligência Artificial, para tomada de decisões e uso de Big Data, unido todo o ecossistema do negócio industrial, entregando dinâmica de cenários para tomada de decisões, acelerando o tempo e diminuindo o erro.

O funcionamento básico desta estrutura digital de automação, tem como premissa a troca de dados em tempo real entre todos os componentes da rede e utilizar sistema para tomada de decisões, os principais pontos de funcionamento, podemos descrever:

  • No campo, o controle e o sinal são distribuídos, processamento local e análise de dados local;
  • Na conectividade, todos dispositivos devem permitir uma camada horizontal de dados, formando uma conexão interoperável;
  • O sistema possui um Cloud Local, com serviços de controle, supervisão e tomada de decisões no local e centralizado;
  • Um Backbone conecta toda a cadeia de valor da Indústria;
  • O Cloud externo, utiliza-se de serviços de I.A. Inteligência Artificial, interagindo na cadeia produtiva.

Quais os benefícios esperados, utilizando uma arquitetura de Automação 4.0, sendo um modelo para a realidade da Indústria 4.0, descrevemos os principais:

  • Flexibilizar a produção, através de controle distribuído e controle centralizado na camada de Cloud;
  • Simplificação na camada de comunicação, com uso de protocolos e interfaces abertas (OPC-UA e MQTT);
  • Tomada de decisões (Mineração de Dados e Aprendizado de Máquina) localmente (EDGE e FOG);
  • Utilizar o Cloud Externo somente sob Demanda;
  • Aplicar I.A. na Operação e Manutenção, com foco em Operador Supervisor e Manutenção por Prognósticos.

As tecnologias e o modelo de projeto destas arquiteturas são muito novas em termos de conhecimento, isso remete a desafios, podemos descrever alguns abaixo:

  • Projetar sistemas de automação com controle distribuído;
  • Projetar uma rede com protocolos e interfaces de dados horizontal;
  • Criar um sistema de virtualização local, permitindo processamento intermediário de Cloud (EDGE e FOG);
  • Interconectar a cadeia de valor através de um Backbone (IIoT Internet Industrial das Coisas);
  • Utilizar serviços externos de Cloud (na medida necessária) e aplicar I.A.

Como uma sugestão de principais pontos, podemos descrever o que deve ser observado em uma implantação de um projeto de digitalização, com foco na automação:

  • Projete seu processo produtivo em blocos de produção (quantidades) e linha de produtos (variedade);
  • Distribua os sinais e o controle pelas linhas ou unidade produtiva;
  • Utilize tecnologias de comunicação que necessitem o mínimo de interfaces ou gateways (OPC-UA e MQTT);
  • Crie camada de Cloud local (EDGE e FOG) e use análise de dados local (R e Python);
  • Crie comando e controles locais para atender produção flexível e centralizados, para supervisão da produção;
  • Conecte a cadeia de valor ao Cloud local para análise de dados (Use o RAMI 4.0)
  • Use o Cloud externo para utilização de ferramentas avançadas de dados (I.A. e Big Data).

Os sistemas, componentes e fornecedores, estão em constante evolução, hoje podemos apontar algumas tendências de curto prazo, para novas tecnologias, que já se apontam com realidade, para atender este escopo de necessidades:

  • Equipamentos de controle e I/O de pequeno porte e conectividade (OPC-UA, MQTT, TSN);
  • Micro PC Industrial distribuído, formando Cloud local em camadas de FOG e EDGE;
  • Fornecedores da cadeia de valor já terem dados estruturados para conexão padronizada (Cloud) em um Backbone de IIoT;
  • Serviços de Cloud externo de fabricantes, com soluções prontas para Indústria (SIEMENS, Rockwell, Yokogawa, Emerson, GE …).

Concluímos que os sistemas de automação industrial são a estrutura de comando e controle do setor produtivo, projetar sistemas para a indústria digital, atendendo a Indústria 4.0, é um caminho de novos desenvolvimentos, conceitos e modelos, exigindo novos pensamentos e quebra de paradigmas.

INDÚSTRIA 4.0 – PROJETO E IMPLANTAÇÃO

Diretrizes de Projeto e Implantação da Digitalização da Produção de Acordo com a Indústria 4.0

Neste texto vamos falar sobre a implantação de projetos de Automação Industrial aderentes a Indústria 4.0, importante saber que, não estamos querendo postular um modelo, mas sim, apresentar uma proposta, um singelo roteiro de visões sobre as tecnologias que se encontram disponíveis e principalmente, o que poderia ser exequível nas plantas existentes.

Para se chegar a uma planta digital, nos moldes da proposta da Indústria 4.0, utilizando todas as tecnologias existentes, é necessário percorrer um caminho inicial, pois sem um preparo, não poderemos implantar as tecnologias propostas no contexto da indústria digital, são os seguintes passos abaixo que propomos:

  • Passo 1 – Entenda o conceito da Indústria 4.0 e seus impactos;
  • Passo 2 – Analise a automação existente em sua planta;
  • Passo 3 – Otimize o processo existente;
  • Passo 4 – Faça a convergência de dados de sua cadeia produtiva;
  • Passo 5 – Implante as ferramentas da Indústria 4.0 (redesenhe seus processos).

Para delimitar nosso tema a respeito de projeto e implantação da Indústria 4.0, vamos entender:

  • Como repensar um ambiente de produção com ferramentas digitais;
  • Como obter vantagem no negócio com um modelo de tecnologia baseado na Indústria 4.0;
  • Como usar as tecnologias atuais e integrar a planta de produção no negócio digital.

Quando se entende a necessidade de buscar modelos de implantação da planta digital, normalmente temos alguns cenários conhecidos:

  • Tenho uma produção e necessito colocar o nível de produção aderente a Indústria 4.0;
  • Quais ferramentas já posso utilizar e qual a utilidade no novo modelo de produção digital;
  • Como alterar uma cultura de produção para um novo modelo, desde planejamento até operação.

O modelo produtivo evoluiu ao longo do tempo, alterando o perfil da produção, que no início, só se tinha a visão da planta local e seu processo unitário, com a automação e redes de informação, passamos a conectar o planejamento e gestão na produção, tendo um contexto maior da planta, mas ainda limitado ao processo local, com a Indústria 4.0 e as redes convergentes, o modelo produtivo, passa a ser o próprio modelo de negócios, uma vez que a conexão é de toda cadeia produtiva que orbita no ecossistema da empresa.

Para trilhar a implantação da Indústria 4.0 nos processos produtivos, temos alguns desafios que são comuns para uma análise:

  • Como atualizar uma planta produtiva existente de acordo com um modelo da Indústria 4.0;
  • Como gerar valor no negócio a partir de um novo modelo de planejamento e gestão produtivo;
  • Como incorporar novas tecnologias de produção e planejamento, com objetivo de aumentar receita e diminuir custos.

Um projeto de automação que tenha as premissas da Indústria 4.0, deve se encaixar nos quadrantes da tecnologia, que propomos a observar:

  • Conhecimento da Plata (informação);
  • Produtividade (eficiência produtiva);
  • Decisões (diagnósticos e prognósticos);
  • Novos formatos (oportunidades de negócio);

A automação industrial dos projetos atuais, devem ter as seguintes diretrizes abaixo, uma vez que estes sistemas devem dar as respostas a indústria digital:

  • Permitir novas formas de fazer negócios;
  • Eliminar ao máximo o desperdício e o erro;
  • Permitir customização e personalização da produção.

As principais características da Indústria 4.0 é ser colaborativa, preditiva e inteligente, para isso, sua arquitetura de produção deve ser, interoperável, flexível e descentralizada, com impactos diretos na escala produtiva, mão de obra e tomada de decisões.

Para os projetos de automação industrial, devemos utilizar as tecnologias da Indústria 4.0, talvez uma mais aderente que a outra, a depender do processo produtivo a que se refere, porém é bom listar as principais:

  • Redes de comunicação
  • Cibersegurança
  • IOT internet industrial
  • Cloud Computing
  • Big Data
  • Mineração de dados
  • Aprendizado de máquina
  • Virtualização (digitalização)
  • Realidade aumentada
  • Gêmeos digitais
  • SOA
  • OPC-UA
  • RFID
  • Produção por adição
  • Drones
  • Robôs

Como dever ser a planta da Indústria 4.0 e o que deve ser levado em consideração no contexto de projeto e implantação:

  • A planta deve ser interoperável – todo sistema se comunica;
  • Deve permitir virtualização – do planejamento a manutenção;
  • Deve ser flexível, modular e descentralizada;
  • Utilizar banco de dados em formato Big Data e em Cloud;
  • Utilizar modelos decisórios baseado em análise de dados;
  • Estar estruturada com sistemas de Cibersegurança.

A questão da interconexão, deve levar em consideração particularidades de cada setor, sistema, departamento, ou fornecedores, internos ou externos, que participem do processo produtivo e, devem ser observados que cada agente deste, deve estar conectado a um sistema de Cloud, que permita produzir informações de forma a unir no ecossistema, e o Big Data, absorverá todas estas informações, permitindo modelagem de dados para tomada de decisões.

A Indústria 4.0, em processos dinâmicos, que necessitem de customização em massa, devem ter sistemas de automação descentralizados, que controle células locais e respondam a processos centrais, sendo um arranjo de automação altamente flexível, que permita interconexão e mudanças rápidas na produção, além de sistema de segurança que monitore todo o processo em rede.

Na utilização das tecnologias, as principais diretrizes que temos que ver, no que se refere a aplicação, devemos levar em consideração de forma prática:

  • Conectar todas as informações (automação, IoT, IIoT, banco de dados);
  • Usar Cloud e Big Data para centralizar e analisar dados;
  • Usar mineração de dados para eliminar decisões intermediárias, focando o gestor;
  • Usar aprendizado de máquina para operar o sistema, fazendo do operador um supervisor de processo;
  • Usar predição (analisador de causas), criando prognóstico em produção e manutenção.

As tecnologias da Indústria 4.0, permeiam uma grade de projetos, todavia não necessariamente usaremos todos os elementos, ou pelo menos, devemos entender o que são rotas de dados para o usuário, por exemplo, o dado iniciando pelo processo, pode seguir uma rota de cibersegurança e IoT diretamente para a operação, não necessariamente sendo analisado no Big Data, deve-se construir as rotas de acordo com cada processo.

Abaixo sugerimos a observação das principais diretrizes para projetos de sistemas para Indústria 4.0:

  • Instrumentação e medição

Use redes Ethernet e redes Wireless – adote protocolos industriais baseado em Ethernet e integre o IoT Industrial;

  • Controle

Descentralize o máximo o controle, isso dará flexibilidade da produção, use microcontroles e controladores centrais de comunicando e conecte no Cloud;

  • Infraestrutura

Use ferramentas de virtualização, cloud computing e gestão do sistema via outsourcing;

  • Operação

Use dispositivos móveis, crie aplicativos de alta integração, evolua no uso do deep learning para apoio da operação;

  • Manutenção

Use modelos de manutenção baseado em eventos, conecte dados no cloud e use prognósticos de ativos e acesso remoto;

  • Gestão da Produção

Conecte os dados da produção, conecte ativos pela IoT e sistemas pela IIoT, use o Big Data;

  • Apoio a tomada de decisões

Conecte os dados da cadeia de produção no Big Data e use ferramentas de Mineração de Dados e Machine Learning.

Utilize serviços de Cloud Computing, onde estas plataformas são utilizadas e pagas como serviços, tais como, IBM BlueMix, Google Cloud Platform, Microsoft Azure, Amazon AWS, com as principais características:

  • Armazenagem de dados;
  • Máquinas virtuais;
  • Processamento sob demanda;
  • Segurança de dados;
  • Mineração de dados;
  • Aprendizagem de máquina;

Crie uma estrutura de conectividade, que permita que os dados internos de produção trafeguem pelas redes, use gateways e servidores OPC, use sistemas de roteamento de dados para conexão ao Cloud, crie modelos de gestão, manutenção, planejamento e automação, dentro do ecossistema.

Elabore uma arquitetura de automação que contemple todos os agentes produtivos da indústria, pense no negócio como um todo e como ele se relaciona, conecte todas as tecnologias disponíveis e crie os webservices, para que seja produzido e consumido informações dentro desta arquitetura.

A implantação de um modelo de Indústria 4.0 é uma mudança cultural de produção, é a própria fábrica digital para um novo modelo industrial, necessitando de liderança transformativa na indústria, sendo liderada por uma geração digital de profissionais que entenda o valor da mudança, liderada pelo CEO, líderes da transformação e composta por equipes também líderes e polivalentes, seguindo os principais passos como sugestão de implantação:

  • Passo 1 – Aplique Lean Manufactoring e indicadores de gestão e eficiência OEE;
  • Passo 2 – Identifique na produção o processo de maior integração – faça um piloto;
  • Passo 3 – Defina sua capacidade produtiva – crie modelos de tomada de decisões (Big Data);
  • Passo 4 – Aplique convergência e Machine Learning – elimine operações no processo;
  • Passo 5 – Escale o processo – integre setores – replique o modelo.

Passamos abaixo, alguns pontos importantes para serem observados na implantação:

  • Análise do status atual de automação (dados) de planta;
  • Análise do status atual de operação, manutenção e planejamento;
  • Identificação de pontos, operação e ações de otimização (ativos de planta, ponto de operação e segurança operacional);
  • Desenho da convergência de dados e informações da planta (infraestrutura);
  • Análise e projeto do sistema de cibersegurança (TO e TI)
  • Projeto de digitalização – complemento de IOT e dados externos (PCP, MES,MOM) – modelo de tomada de decisões;
  • Redesenho:
    • Tomada de decisões na gestão da planta;
    • Ações de controle ótimo;
    • Prognósticos de manutenção.
  • Treinamento

Relacionamos abaixo os principais benefícios esperados com a implantação de um roteiro para preparar a planta para a Indústria 4.0:

  • Iniciar a jornada pela Indústria 4.0 e se adequar ao futuro da Manufatura e Processos;
  • Obter novas oportunidades de conectar a fábrica aos consumidores e processos de inovação;
  • Gerenciar receita e custos, baseado em status de tempo real e prognósticos de cenários;
  • Diminuir tempo de tomada de decisões, diminuir erros de operação e integrar planejamento e qualidade da produção em tempo real;
  • Aumento de portfólio de oportunidades de negócios, com uma fábrica flexível, integrada e descentralizada.

Concluímos que projeto e implantação da Indústria 4.0, ainda estão no início de uma curva de maturidade, ainda que já haja tecnologia disponível, todavia, a questão é “saber” unir todos os pontos (universo cibernético) e mudar uma cultura de produção, de forma a obter vantagens competitivas em um mundo altamente digital e dinâmico.

GERENCIAMENTO DE PROJETOS DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

Gerenciando a Implantação de Sistemas de Automação Industrial

 

Os projetos de automação industrial sempre existiram, desde os pequenos sistemas de automação por relés temporizadores pneumáticos, primeiros SDCD Sistema Digital de Controle Distribuído, do final da década de 60, implantados em plantas químicas, chegando até hoje em complexos sistemas de controle em redes com centros de operação.

A complexidade tecnológica, a quantidade de pessoas e empresas envolvidas, os interesses de investidores e gerencia técnica na área de sistemas de automação industrial hoje, evoluíram de forma a abrir uma demanda por técnicas de gestão de projetos modernas, que também sofreram uma evolução ao longo do tempo.

Em razão da tecnologia, complexidade e interesses, vamos limitar nosso tema a respeito de gestão de projetos, voltados a automação industrial, seguindo estes temas, mostramos abaixo o que vamos falar:

  • Entender as fases e ciclos de uma implantação de um sistema de automação industrial;
  • Estruturar um plano com as disciplinas de gestão de projetos baseado no PMBOK (Project Management Body of Knowledge);
  • Como gerenciar da implantação até a entrega do Sistema.

Normalmente vivemos os seguintes cenários abaixo, que necessitam de conhecimento específico de gerenciamento de projetos:

  • O sistema de automação proposto já passou pelas fases de Viabilidade e Projeto Básico, agora é implantar;
  • Você tem um escopo técnico com objetivos do projeto, o tempo de execução e o orçamento aprovado;
  • É necessário estruturar a equipe, fornecedores e equilibrar interesses do cliente, sem perder as linhas da restrição.

Com isso, vamos entender o conceito de gerenciamento de projeto, que de acordo com guia PMBOK é “A aplicação de conhecimentos, habilidades, ferramentas e técnicas às atividades do projeto a fim de alcançar seus objetivos”.

Porque temos que gerenciar projetos? Essa questão hoje é um “guarda-chuva” dentro de qualquer empresa, pois tudo é um projeto, neste conceito de fazer algo, sob uma necessidade e em nosso caso, a automação industrial com seus sistemas, é um projeto, logo necessita de um foco em técnicas de gestão.

De acordo com o TSG The Standish Group (2010), somente 32% dos projetos tem sucesso, conforme foram concebidos até a implantação, 44% tem sucesso parcial, isto é, falta algo ou falha durante o processo de implantação e 24% são cancelados. Isso também falando que os custos extrapolam 189% do original e o tempo se estende em 222% do planejado.

Na área de automação industrial, não temos dados específicos, todavia pela experiência, não há tantos cancelados, mas os de sucesso parcial são muito maiores, visto a gestão nesta área ainda estar num grau de baixo amadurecimento, levando poucos projetos a sucesso na implantação.

A estrutura padrão na gestão de projetos é focar no escopo, no custo e no tempo, isso chamamos de restrição, estes três termos equilibram a entrega do resultado final com qualidade, o desequilibro de algum item deste, gera distúrbio no projeto, podendo comprometer o resultado.

Os projetos de automação industrial, pertencem a cadeia de fornecimento de bens de capital para industrial, onde podemos dividir em duas grandes etapas, a de planejamento e implantação.

A etapa de planejamento envolve basicamente toda a parte de estudos técnicos e viabilidades, incluindo a financeira, normalmente a técnica FEL Front End Loading é utilizada, também conhecida como técnica de gate (porta).

A etapa de implantação é especifica de cada área, em automação industrial podemos descrever em forma de fases e etapas como segue abaixo, lembrando que não é uma definição, isso pode mudar de empresa e projeto, essa é uma linha comum de atividades:

  1. Especificação técnica – após a engenharia básica é montado um escopo específico;
  2. Aplicações – etapa onde é especificado os equipamentos em detalhes;
  3. Projetos – todos os paneis, remotas, quadros do projeto;
  4. Encaminhamento de redes – por onde passará as redes na planta, cada característica de acordo com o protocolo específico;
  5. Arquitetura de redes – a estrutura de comunicação dos dispositivos de toda a rede de forma endereçada e hierarquizada;
  6. Configuração do PLC/SDCD – programação dos algoritmos de controle do processo, estratégias de controle e sistema de segurança;
  7. Configuração do Supervisório / IHM – desenho e programação do sistema de interface do controle operacional. Pode-se incluir nesta fase todas interfaces com Banco de Dados, conectividade com o sistema de Gestão entre outros;
  8. Montagem – construção de dispositivos de suportação e montagem no campo dos equipamentos, por exemplo, lance de cabos, instrumentos entre outros;
  9. Comissionamento – atividade que parametrizará e preparará todos os dispositivos de acordo com o projeto do processo;
  10. Partida – iniciar a energização do processo, normalmente em vazio, analisando o comportamento dos comandos, controles e sistema de segurança, liberando para o início de carga;
  11. Operação assistida – uma vez liberado para produção, normalmente as cargas são crescentes e é verificado todo o comportamento até chegar a produção de projeto, assistindo durante um período que permita os operadores e técnicos de manutenção se sentirem seguros no sistema;
  12. As Built – uma vez o projeto entregue toda a documentação deve ser atualizada para ser entregue ao cliente, tanto com documentos de operação quanto de manutenção.

Dentro das modalidades de contratação feita pelo cliente final de uma empresa de engenharia, as principais são:

  • EPCM – Modalidade onde a empresa fornecedora é responsável por todo o fornecimento de Engenharia, Compras (normalmente este modelo repassa o faturamento dos equipamentos principais para o cliente final), Construção e Gerenciamento do projeto;
  • EPC – Modalidade onde a empresa fornecedora é responsável por todo o fornecimento de Engenharia, Compras e Construção, normalmente o cliente final contrata uma empresa de gestão para diligenciar a obra;
  • TURN KEY – Modalidade chamada chave na mão, é a entrega completa do sistema pela empresa, que normalmente é chamada de integradora, cujo foco somente é a automação do sistema;
  • MAC – Modalidade chamada de Contrato Principal de Automação, é uma modalidade parecida com o TURN KEY, porém o fornecedor também tem a responsabilidade por infraestrutura e operação assistida, normalmente são contrato feitos por grandes empresas de automação industrial.

Um projeto é dividido em fases durante todo o processo, onde podemos distingui-las de acordo com as etapas abaixo:

  1. Inicialização – fase onde se autoriza formalmente o projeto;
  2. Planejamento – fase de elaboração dos planos do projeto;
  3. Execução – fase da implantação, das tarefas, das ações;
  4. Monitoramento e Controle – esta fase é relacionada com as outras, sendo o elemento da gestão dos itens de cada fase;
  5. Encerramento – são os aceites do projeto, as finalizações formais de entrega ao cliente.

Dentro do conjunto de conhecimentos para gestão de projetos, escolhemos a técnica do PMI Instituto de Gerenciamento de Projetos, que é o PMBOK Conjunto de Conhecimentos de Gestão de Projetos (ver5.0), lembrando que essa técnica não é uma metodologia, o que temos aqui é a apresentação das disciplinas que podem ser aplicadas na gestão de projetos de automação industrial como boas práticas, não necessariamente se usam todas, depende de cada tipo e tamanho de projeto, porém com estes conceitos podemos estruturar uma gestão de ótima qualidade, seguindo padrões internacionais e atingindo objetivos organizacionais propostos, sugerimos um estudo complementar.

As disciplinas de gestão, ou áreas do gerenciamento de projeto estão abaixo listadas, nosso objetivo não é ensinar cada termo aqui existente, na apresentação há a diretriz básica que deve ser seguida para cada item, para mais detalhes estudem o PMBOK.

  1. INTEGRAÇÃO – conjunto de conhecimentos para unir todas as ações e processos do projeto;
  2. ESCOPO – conjunto de conhecimentos para elaboração de requisitos do projeto;
  3. TEMPO – conjunto de conhecimentos para elaboração sequenciamento e cronogramas do projeto;
  4. CUSTOS – conjunto de conhecimentos para gestão dos custos e orçamento do projeto;
  5. QUALIDADE – conjunto de conhecimentos para definições e medições da qualidade do projeto;
  6. PESSOAS – conjunto de conhecimentos para gestão de recursos humanos do projeto;
  7. COMUNICAÇÕES – conjunto de conhecimentos para organizar todas informações dos interessados no projeto;
  8. RISCOS – conjunto de conhecimentos para análise e mitigação dos riscos do projeto;
  9. COMPRAS – conjunto de conhecimentos para gestão dos suprimentos do projeto;
  10. ENVOLVIDOS – conjunto de conhecimentos para gestão das partes interessadas no projeto.

A utilização de técnicas para gestão de projetos, levam empresas de implantação e clientes que adquirem sistemas com padrões de administração de projetos mínimos, a obterem benefícios que podemos relacionar abaixo, por ordem de ganhos:

  1. Aumento do comprometimento com objetivos e resultados;
  2. Disponibilidade de informações para tomada de decisões;
  3. Aumento de integração entre as áreas;
  4. Melhoria da qualidade nos resultados do projeto;
  5. Aumento da satisfação dos clientes interno / externo;
  6. Melhoria do entendimento quanto aos benefícios;
  7. Melhoria na otimização de competência de pessoas;
  8. Melhoria no controle dos riscos do projeto;
  9. Redução nos prazos de entrega;
  10. Aumento da produtividade;
  11. Redução nos custos relacionados ao projeto.

Fizemos abaixo uma lista com os 10 principais passos para gerenciar projetos de automação industrial, é uma lista que contempla técnica e experiência aplicada, você pode adaptar de acordo sua realidade, siga um modelo mínimo, isso ajudará e obter resultados consistentes:

  1. Recebendo o Termo de Abertura do Projeto, foque no Escopo, Tempo e Custo do Sistema, faça uma reunião de Kick-off com todos envolvidos, defina e acerte todos detalhes;
  2. Entenda que um Projeto é estruturado em Inicialização, Planejamento, Execução, Controle e Encerramento, documente tudo;
  3. Monte seus Formulários de acordo com cada Disciplina, abuse do Planejamento, se possível use uma ferramenta em rede na Internet;
  4. Envolva a equipe, projetos são Resultados Gerados por Pessoas, defina as entregas em conjunto com os envolvidos, escute;
  5. Se possível, estabeleça um Gerente de Projetos, que tenha liderança e conhecimento do negócio, principalmente para o Controle e Risco, dê poderes;
  6. Em automação, na fase de Planejamento, estruture todos os TAG´s do projeto, crie uma hierarquia e dê endereços para tudo, de equipamentos até cabos, seguindo a ISA 5.1;
  7. Use Check List para tudo, de projetos a compras, de tarefas a entregas, envolva os responsáveis por cada setor, faça pequenas entregas;
  8. Faça contingências de tempo e custo, na mesma proporção do Risco, envolva o cliente e mostre a mitigação, tenha sempre um plano B;
  9. Caso o projeto seja muito complexo e grande, use uma empresa de Diligenciamento e busque apoio jurídico nas fases de planejamento e execução;
  10. Na contratação de empresas terceirizadas, treine a equipe nos requisitos da gestão do projeto, isso alinhará as entregas e evitará conflitos com o cliente final, que são de responsabilidade da empresa contratada.

E se algo der errado? Você fez todo o planejamento, aplicou, mas por algum motivo as coisas não caminharam muito bem, podendo comprometer o trabalho, abaixo listamos de uma forma simplificado os principais problemas e sugestões para iniciar um trabalho de soluções de problemas na gestão:

  1. CORRIGINDO A ROTA
    1. Quando pequenos imprevistos alteram a rota do projeto;
    2. Faça uma análise corretiva, um plano de tarefas de correção;
    3. Solicite autorização e aplique o plano, monitore a ação.
  2. PLANOS EMERGENCIAIS
    1. As vezes ocorrem problemas maiores que podem comprometer o resultado;
    2. Faça um levantamento dos limitadores (problemas 5 no máximo);
    3. Faça um plano de reversão com ações, recursos, cronograma e equipe;
    4. Solicite autorização e aplique o plano, monitore a ação.
  3. CRISE EM PROJETOS
    1. Um projeto entra em crise quando pode não ser concluído por algum motivo;
    2. Faça um levantamento e defina, se haverá continuidade ou cancelamento;
    3. Caso haja continuidade, faça um Plano de Recuperação usando equipe de Recuperação, Tarefas Imediatas, Riscos e Contingências, indicador de Retomada de Rota;
    4. Solicite autorização e aplique o plano, monitore a ação.

Todos estes conceitos são uma formatação para aplicar em projeto com uma determinada envergadura, onde envolvem muitas pessoas e muitos equipamentos, projetos médios e grandes, talvez seja um pouco difícil de dimensionar para aplicar uma ou outra ferramenta, porém caso você tenha um pequeno projeto, por exemplo, automatizar uma pequena máquina, dificilmente você usará todo esse roteiro, todavia, é muito importante um planejamento e controle mínimos, para isso sugerimos o modelo CANVAS, que é muito rápido, simples e eficaz.

A gestão de projeto é uma técnica que está em todas ás áreas, de pessoas, negócios, indústria e governo, logo algumas tendências são visíveis que já estão ocorrendo, listamos abaixo algumas importantes, para serem observadas:

  • Gestores técnicos com conhecimento formal em gestão de projetos;
  • Departamento de gerenciamento de projetos obrigatório para negociação e contratos com clientes;
  • O gerenciamento de projetos estabelecer regras que conectem projetos de negócios com as estratégias da empresa;

Concluímos que projetos sempre existiram, o que aconteceu foi uma evolução sem precedentes nos conceitos de gestão destes, além da formalização, a quantidade de conhecimento disponível para o atingimento de metas a que se propõe os projetos, entregando sistema com alta eficiência e atingindo objetivos organizacionais como estratégia competitiva para os negócios.

VIABILIDADE FINANCEIRA EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

Tomando Decisões de Investimentos em Automação Industrial

 

Todas as vezes que estamos em uma reunião de profissionais de automação industrial, com perfil estritamente técnico, normalmente discute-se as melhores soluções, até mesmo acaloradas, como uma visão tecnológica, demonstrando quais os benefícios dos produtos atualmente existentes, experiência e quem está usando.

Quando esta mesma reunião é “recheada” com outros executivos, por exemplo, de compras, diretores de investimentos, gerentes de produção e por ai vai, a discussão muitas vezes toma outro rumo e muitas vezes frustra a área técnica, porque normalmente as perguntas são, o que eu ganho com isso, quanto vou ter de retorno, em quanto tempo isso se paga…

Se você se identificou neste cenário, lembre-se que isso é cada vez mais comum e é uma tendência nas decisões de implantação de sistemas de automação industrial.

Nosso texto é um resumo prático, simples, porém direto, com um formato básico para aplicar um modelo inicial de viabilizar automação industrial na planta, baseado em dados financeiros.

Perguntamos então:

  • Como você SELECIONA projetos de automação no portfólio de sua empresa?
  • Quais são os CRITÉRIOS FINANCEIROS de tomada de decisões de investimentos em automação que você utiliza?
  • Quais são os RESULTADOS esperados dos investimentos de Automação Industrial de sua Planta?

As respostas a estas perguntas normalmente são difíceis de se estabelecer, uma vez que não há uma “receita de bolo” para estes questionamentos, o que ocorre é que o profissional de automação deve cada vez mais entender outros mundos e o mundo contábil, também passa a ser uma realidade de suas atribuições profissionais.

Normalmente os profissionais de automação se veem envoltos nos seguintes questionamentos na indústria:

  • Tenho uma lista de projetos (solicitações de melhoria) do sistema de automação da planta, qual devo selecionar;
  • Tenho que definir qual a melhor tecnologia, baseado em critério financeiro de um projeto novo de automação industrial;
  • Como medir os resultados na implantação de sistemas de automação e promover melhoria contínua.

Estas decisões levam em considerações diversos critérios porém indaga uma questão muito básica: quanto e quando vou ter lucro com a aplicação de meu sistema de automação.

Essa resposta é complicada, pois há muitas variáveis para serem analisadas e apresentar um prognóstico para uma tomada de decisões, vamos limitar o tema com algumas técnicas, que são mais usadas, lembrando que não esgota o assunto e a ideia principal é apresentar um conceito.

Quando era necessário fazer automação em uma planta ou equipamento, no passado, isso era muito limitado, quando existia era quase um mal necessário, por diversos motivos, o limite tecnológico e humano, não raro, a automação criava mais problemas que soluções, por isso havia uma resistência, todavia neste mesmo período, também eram comuns investimentos baseado na capacidade de capital ou do próprio interesse do proprietário ou investidor, não havia um critério definido.

A realidade hoje vivida normalmente é uma discussão tecnológica que ganha status para ganho de projetos, é comum vermos empresas definindo uma plataforma tecnológica “porque é o que há de mais moderno”, depois elaboram-se as especificações e escopo do projeto do sistema e, uma vez definido esta filosofia, tudo tem que ser encaixado numa verba, estas soluções normalmente têm visão de curto prazo, pois está limitada no capital e não está atrelada a um resultado esperado.

A evolução da própria automação que ganha notoriedade estratégica na planta produtiva, leva a um novo modelo, fazendo com que a diretriz de viabilidade financeira, alinhamento estratégico e visão de longo prazo, determinem as aplicações de investimentos de automação industrial, essa é uma nova realidade crescente nas plantas produtivas industriais.

Para a própria evolução da automação, com outras diretrizes de entrega de valor, a TA Tecnologia da Automação dentro da empresa precisa estar numa posição estratégica, para isso há um questionamento simples, porém poderoso.

A Automação Industrial na sua empresa:

  • Ela é responsável direta pela produção?
  • Ela é responsável direta pela segurança?
  • Ela é responsável pela geração de indicadores para tomada de decisões (operação/manutenção)?
  • Qual o status da Automação no organograma?

Lembrando que a Automação é o meio de se chegar aos objetivos estratégicos, logo ela sendo estratégica gera valor, com isso os direcionadores, técnicos e econômicos permeiam as tomadas de decisões de investimentos.

Como o foco então é a Viabilidade Financeira em automação industrial, descrevemos que essa atividade é um conjunto de técnicas que permitem a partir da quantificação do Capital, demonstrar se o investimento é viável, isto é, se tem retorno financeiro e em quanto tempo, permitindo tomada de decisões de acordo com a estratégica do negócio.

Quando se faz um investimento em automação industrial, há uma série de objetivos que buscam ser atingido, a solução de um sistema é uma composição destes, com mais ou menos peso, ou específico, por exemplo, num projeto de melhoria.

Abaixo uma lista de itens, que pode ser ampliado, que normalmente colocam os projetos em grupos de soluções, que também contribuem para uma tomada de decisões dirigida.

  • Aumento da Produção (Quantidade)
  • Diminuição da Variabilidade da Produção (Qualidade)
  • Diminuir os Custos de Produção (Processo e Insumos)
  • Reduzir as Paradas Não Programadas (Manutenção)
  • Diminuição do Custo de Operação (Custo)
  • Reduzir os Riscos de Acidentes (Segurança)
  • Aumentar a Vida Útil de Ativos (Ciclo de Vida)
  • Diminuir o Tempo de Setup e Startup (Eficiência)
  • Diminuir o Tempo de Tomada de Decisões (Tempo)

Quais os benefícios de aplicar um estudo de viabilidade financeira para tomada de decisões:

  • Analisa o investimento de Automação Industrial sob o ponto de vista Econômico e Financeiro;
  • Sistematiza a tomada de decisões de investimentos a partir de um portfólio, justificado por seleção e priorização;
  • Permite a medição de resultados do investimento, baseado em ganhos específicos da implantação de cada projeto.

O princípio do investimento é colocar capital no projeto e numa linha de tempo, ir gerando receitas, e estes valores numa somatória geral, ser maior que o investimento inicial, justificando seu aporte.

Há diversas técnicas para análise e viabilidade financeira, o texto aqui exposto não tem a intenção de desenvolver a explicação detalhada contábil dos termos, com todas as nuances, sugerimos um aprofundamento do conhecimento para uma melhor aplicação dos termos aqui expostos.

Vamos delimitar o tema com as seguintes técnica abaixo, veja na apresentação e no vídeo os detalhes destas técnicas e pesquise os termos na disciplina contábil para obter o domínio da técnica. Os exemplos de cada técnica estão na apresentação.

VPL – Valor Presente Líquido – Indica o valor que o projeto irá gerar num determinado tempo definido, pode-se usar o desconto de juros.

TIR – Taxa Interna de Retorno – É o valor percentual que indica quando a VPL = 0, se for maior que a TMA Taxa Mínima de Atratividade (definida pelo investidor), o projeto é viável.

PAYBACK (PB) – Prazo de Retorno de Pagamento – Indica o tempo que levará para o seu investimento dar lucro.

ROI – Retorno Financeiro sobre o Investimento – Mostra a relação do retorno liquido e o custo do investimento. Não leva em consideração o dinheiro no tempo.

  • Projetos com alta taxa de retorno não deve usar TIR;
  • Numa análise deve ser considerado o risco do projeto (VPL com Juros);
  • Investidores consideram a liquidez do projeto;
  • Uma boa combinação de boa prática é o uso do VPL + PB.

Para identificar projetos viáveis e que passem para a implantação, podemos separar em três fases ou etapas:

FASE 1 – Identificando projetos – nesta fase faz-se todo o levantamento inicial da demanda, normalmente é feito uma engenharia conceitual e descrevendo os impactos e estratégicas da solução;

FASE 2 – Custos dos projetos – esta é a fase a viabilidade financeira, levanta-se os custos e prevê-se ganhos, cenários e tempo de uso e implantação, após isso é escrito um descritivo técnico;

FASE 3 – Selecionando os projetos – nesta fase consegue-se montar um filtro com todos os dados, financeiros e estratégicos, permitindo a tomada de decisões que qual o projeto que “ganhou”, podendo fazer a solicitação de uma aprovação orçamentária.

A tomada de decisões (FASE 3) é um filtro das colunas – depois com a maior VPL (isso é critério da empresa). O mesmo se aplica a Estratégia como direcionador. Os termos TIR e ROI foram excluídos da planilha, normalmente usamos eles para ponto de corte de projeto. Veja o exemplo na apresentação.

O tomador de decisões pode usar todos os dados, por exemplo, se ele quiser focar na estratégica de segurança, filtra-se a estratégia e os projetos que está no portfólio, depois alinha-se a melhor VPL e assim por diante.

Quando implementa a automação, com seus objetivos específicos que foram escritos desde a engenharia conceitual na FASE 1, é muito importante medir os efeitos prático, uma técnica interessante e eficaz é fazer uma composição de variáveis, que inicia na medição do processo, promovida pela automação, este parâmetro deve trabalhar dentro de uma faixa e sua variabilidade impacta diretamente nos grupos e indicadores produtivos, passando pela qualidade, quantidade, custeio e objetivo global, crie o indicadores de metas específicos, registre e ajuste para que o investimento entregue seus objetivos.

Como dissemos na área de Viabilidade Financeira em automação industrial, podemos pontuar algumas tendências:

  • Os projetos de automação serem aprovados com base financeiras;
  • Os projetos de automação serem cobrados com bases em ROI;
  • Os projetos e automação serem alinhados com o Planejamento Estratégico da empresa.

Concluímos que a tomada de decisões de investimentos de automação industrial, baseado em análise financeira, consolidam os benefícios que os sistemas trazem para a produção industrial no âmbito econômico.

PDA – PLANO DIRETOR DE AUTOMAÇÃO

Diretrizes para Elaboração de Estudos de Implantação de Sistemas de Automação Industrial

 

Quando pensamos em Automação Industrial muitas vezes nos deparamos com muitas alternativas de mercado, muitos fornecedores, muitas demandas internas da própria planta e até mesmo, conflitos de investimentos, um caminho a ser adotado é a elaboração de um PDA Plano Diretor de Automação, que embasará a tomada de decisões de investimento, respondendo a maior pergunta de todas, onde quero chegar com minha automação.

Os maiores desafios quanto a elaboração de um PDA, são responder as perguntas abaixo:

  • Quais são os DIRECIONADORES de Automação Industrial de minha Planta?
  • Quais são os PADRÕES de Automação Industrial de minha Planta?
  • Quais são os RESULTADOS esperados da Automação Industrial de minha Planta?

Direção, Padrão e Resultado muitas vezes não são levados em consideração na decisão de automação de uma planta, começamos por ai, respondendo a estas questões.

Normalmente temos um dos cenários descritos:

  1. Tenho uma planta em funcionamento, preciso atualizar o sistema de automação, perguntamos:
  • Onde estou?
  • Para onde vou?
  1. Vou fazer uma fábrica nova, qual sistema de automação utilizar, perguntamos:
  • Onde quero chegar?
  • Até onde posso ir?

Estas respostas podem parecer fácil num primeiro momento, mas no decorrer de um trabalho focado no planejamento deste plano, você verá que há muitas variáveis a serem consideradas, pois não se trata simplesmente de escolher uma tecnologia ou fabricante, mas sim de implantar um sistema onde este possa entregar resultados ao longo de toda a sua vida útil.

Cuidado em escolher por um fabricante logo no início de um projeto, a espinha dorsal da solução deve ser a filosofia da automação, considerando o que se espera de resultados do sistema, para ai sim, partir para as escolhas de mercado que atendam às especificações.

O controle operacional de uma planta é baseado em 3 elementos, Tecnologia, Processos e Pessoas.

Ao longo do tempo, estes elementos evoluíram, passaram por diversas transformações, e isto deve ser levado em consideração na elaboração de um plano.

Por exemplo, na área tecnológica pensávamos em processos automatizados e controlados de forma simplesmente local, hoje pensamos em informática industrial e gestão industrial no contexto de tecnologia, quanto aos processos antes eram manuais, não havia informação e não eram padronizados, hoje são informatizados, há procedimentos e podemos emular cenários de produção, quanto as pessoas antes os profissionais de planta não tinham formação, o conhecimento era praticado pela figura do oficio e o profissional não via o negócios como um todo, atualmente as pessoas são qualificadas, conhecem o processo produtivo e principalmente, veem o negócios como um todo.

Levantamos todas estas questões para colocar um termo de importância quanto a Automação Industrial de uma planta produtiva, com a evolução tecnológica, hoje devemos pensar na automação como estratégica para o negócio, ela é o meio, pois encurta os caminhos dos objetivos produtivos.

Com isso propomos um questionamento amplo sobre esta questão, fazendo perguntas para saber até que ponto a automação é estratégica em seu negócio produtivo:

  • A automação é responsável direta pela produção?
  • A automação é responsável direta pela segurança?
  • A automação é responsável pela geração de indicadores para tomada de decisões (operação/manutenção)?
  • Qual o status da Automação no organograma?

Uma vez entendendo a importância da automação na produção, podemos justificar a importância da elaboração de um PDA consistente e que realmente dê diretrizes de investimento com foco em retorno, sendo assim, descrevemos abaixo o que é um PDA:

  • Documento que indica onde você quer “chegar” em quanto tempo;
  • Conjunto de projetos, especificações, desenhos e descritivos de Engenharia Básica;
  • O documento permite gerar ET Especificação Técnica para contratação de Engenharia Detalhada e Integração.

Os investimentos em automação seguem os conceitos de CAPEX e OPEX, pois estão no modelo industrial, as principais diretrizes nos dois modelos são:

  • CAPEX (Capital Expenditure)
    • Tecnologia a Prova de Futuro
    • Viabilidades Técnicas / Econômicas
    • Segurança de Operação
  • OPEX (Operational Expenditure)
    • Aumento da Produção
    • Diminuição de Custos
    • Elevação da Segurança

Os principais benefícios em colocar o PDA como um documento norteador, são seguidos abaixo:

  • Sistematizar ações de projeto e implantação de uma TA (Tecnologia da Automação) Estratégica, atingindo objetivos organizacionais;
  • Implantar sistemas de Automação Industrial com Tecnologia a Prova de Futuro;
  • Entregar para Operação e Manutenção (O&M) sistemas que gerem informações para Tomada de Decisões;

Na elaboração de um PDA, devemos levar em consideração as principais dimensões da automação industrial hoje:

  • Segurança – é a base do sistema de controle operacional, é o início;
  • Operação e Manutenção – as ferramentas devem estar focadas para atender aos dois;
  • Gestão – a automação deve entregar informações para tomada de decisões;
  • Conexão – todo o contexto deve estar conectado e trocando informações por redes.

 

Para elaboração de um PDA, sob o aspecto tecnológico, devemos pensar no que há de melhor e mais atual em termos de tecnologia, isso garante o investimento ao longo do tempo e protege o investimento.

Ainda sugerimos um exercício de “puxar” a tecnologia o máximo que se puder, tendo como o direcionador a Industria 4.0, que é a próxima fronteira tecnológica da automação, que está promovendo a 4ª revolução industrial, logo nossos sistemas devem estar direcionados para isso.

Seguir um roteiro simples, mais consistente de saber onde você está e onde você quer chegar, isso dá uma base importante para não se perder em necessidades, pois não adianta colocar um sistema sofisticado se não necessita, e tão importante quanto isso, é a limitação do recurso financeiro para o investimento, o equilíbrio de tudo isso faz um ótimo projeto de automação.

Como vimos anteriormente, o PDA é um conjunto de documentos, listamos abaixo os principais, lembrando que não é uma receita, pode ter variações, mas na essência entregam estes itens:

  • Descritivo da Filosofia da Automação
  • Estudo de Maturidade (planta existente)
  • Projeto de Migração dos Sistemas Legados (existente)
  • Estruturação de TAG da Planta e Sistemas
  • Arquitetura Geral do Sistema e Subsistemas
  • Fluxograma e Descritivos de Malhas P&ID
  • Descritivo de I/O e Comandos e Intertravamentos
  • Descritivo e Especificação de Área Ex, SIS e Aterramento
  • Arquitetura e Descritivo Infraestrutura e CFTV
  • Descritivo do Processo com Interfaces de Operação
  • Encaminhamento de Redes e Painéis em Campo
  • Descritivo e Folhas de Dados de Instrumentos e Típicos
  • Especificação de Hardware e Software
  • Projeto e Especificação de Convergência para Gestão
  • Caderno de Encargos para Contratação e “Vendor List”
  • Requisitos de Instalação do Sistema
  • Plano de Gestão de Projetos do Empreendimento
  • Treinamento de O&M Operação e Manutenção

Para elaboração de um PDA, devemos seguir alguns passos, vemos abaixo quais são eles:

  1. Levantamento de Dados Gerais
  2. Conhecimento do Processo e Tecnologias
  3. Comparativos de Tecnologias Existentes
  4. Fazer o Estudo de Viabilidades Financeiras
  5. Elaborar os Documentos – PDA
  6. Implantar as Etapas do PDA (implantação na planta)

O PDA não é um documento recente, ele sofreu evoluções ao longo do tempo, apesar de ainda estar distante de muitas empresas, todavia podemos descrever as principais tendências deste importante documento:

  • A Elaboração de PDA estar alinhada estrategicamente ao Negócio da Empresa;
  • Os PDA e PDI serem elaborados com as mesmas diretrizes estratégicas de convergência técnica;
  • Os Investimento em Automação terem apelo de aprovação através de Viabilidade Financeira.

Podemos concluir que o esforço que a empresa emprega na elaboração de um PDA leva a equipe a focar o entendimento quanto ao VALOR que a Automação Industrial entregará ao negócio, baseado em Tecnologia, Processos e Pessoas.

 

MIGRAÇÃO DE SISTEMAS LEGADOS

Atualização de Sistemas de Controle e Automação Industrial

 

É tema recorrente na área de manutenção industrial atualizar sistemas, modernizar sistemas, melhorar sistemas, e por ai vai, tudo com o mesmo propósito, dar longevidade aos sistemas existentes, conhecidos como Sistemas Legados.

A caracterização de um sistema que necessita ser atualizado, normalmente passa por um ou mais fatores abaixo relacionados, onde normalmente não se consegue mais:

  • Ampliar o sistema – não permite mais por motivos tecnológicos ou de custo
  • Integrar o sistema – não consegue mais fazer o sistema “conversar” com a rede da planta
  • Modificar o sistema – por falta de documentos, conhecimento ou código

Desta forma, temos o que chamamos de Sistemas Legados, que são sistemas que já operam na planta há algum tempo e estão nas seguintes situações abaixo:

  • Um sistema antigo ou ultrapassado
  • Apresentam documentação desatualizada
  • Difícil de modificar e entender

Os Sistemas Legados têm um alto impacto na manutenção industrial, se caracterizam como desafios, pois apresentam-se da seguinte forma:

  • Tem alto custo de OPEX – custo de operação e manutenção
  • São obsoletos – não permite manutenção
  • Não integra com os sistemas existentes

Vamos ver os principais problemas dos Sistemas Legados:

  • Hardware obsoleto, sem suporte ou peça de reposição;
  • Em geral na empresa não existe um entendimento completo a respeito do funcionamento;
  • Difícil encontrar pessoal especializado, aumentando o custo de manutenção;
  • Difícil integração com sistemas novos, barreiras tecnológicas;
  • Programação com linguagem e estruturação obsoleta;
  • Problemas de desempenho, estabilidade e disponibilidade são comuns nestes sistemas.

Então, qual seria a solução para os Sistemas Legados? Fazer a Migração, esta é a resposta técnica para este desafio. Logo, o que é Migrar?

Migrar é mudar, evoluir a tecnologia, mantendo a mesma função, com os seguintes benefícios:

  • Obter ganhos de performance
  • Adquirir novas ferramentas
  • Facilidades de O&M Operação e Manutenção

No caso dos Sistemas Legados, relacionamos a principal estratégia de migração:

  • Passar de um Sistema Inflexível para um Sistema Moderno
  • Passar de um Sistema Frágil para um Sistema Robusto
  • Passar de um Sistema Difícil de Manter para um Sistema a Prova de Futuro

Os sistemas a prova de futuro têm uma diretriz baseada na conectividade de sistemas, devendo ter a capacidade de comunicação vertical, isto é, ser capaz de entender variáveis no nível mais baixo de automação até o nível mais alto, dispensando conversões, utilizando a variável real e sendo disponibilizada em toda a rede de comunicação, de forma horizontal. Hoje temos o conceito de SOA (Arquitetura Orientada a Serviços) que é a base dos projetos modernos de automação.

Antes de pensar em Migração de Sistemas Legados é importante saber que, normalmente se cometem erros estratégicos para este tipo de solução, isso ocorre porque:

  • As ações são de curto prazo
  • Ataca-se problemas pontuais
  • Limita-se o escopo da solução

Conclusão sobre estes erros estratégicos, normalmente continuam os mesmos problemas, porém mais “sofisticados”.

Tipos de Migração nos Sistemas Legados de Automação:

  • Migração de HARDWARE
    • Atualização de PLC/DCS
    • Atualização de Drives de Acionamento
    • Atualização de Instrumentação

 

  • Migração de SOFTWARE
    • Atualização do Scada/DCS
    • Atualização Lógica e Controle
    • Atualização ferramentas O&M

 

  • Migração de INFRA-ESTRUTURA
    • Atualização de Servidores/PC
    • Atualização da Rede de Comunicação
    • Atualização do Sistema de Segurança

 

  • Migração de DADOS
    • Atualização de Banco de Dados
    • Atualização de Relatórios
    • Atualização dos Backups

O processo de planejamento para Migração deve passar por uma avaliação da planta existente, definir parâmetros e objetivos da atualização e focar na necessidade eminente, após isso “encaixar” a solução dentro das verbas de CAPEX e OPEX.

Para elaboração de um escopo de Migração, é muito importante estar baseado nas seguintes diretrizes, estas norteiam os projetos de automação atualmente:

  • Tecnologia a Prova de Futuro (comentado acima)
  • TCO Custo Total de Propriedade (CAPEX + OPEX)
  • Facilidades de O&M (Operação e Manutenção)

O principal roteiro de implantação dos Sistemas Legados, relacionamos abaixo:

  • Construir a estratégia da migração (AS-IS e TO-BE)
  • Mitigar os riscos do projeto
  • Contingenciar as ações de risco
  • Definir a estratégica de transição
  • Instalação e configuração do sistema
  • Comissionamento e partida da planta
  • Realização da transição (cut-over)
  • Operação assistida
  • Validação, backup e documentação

Considerando o projeto de Migração, a Transição é a etapa mais crítica, onde a interação com o sistema legado é cessada. Há três formas de efetivar a mudança:

  • Cut-and-run: Desligar totalmente o sistema legado e colocar o novo em operação;
  • Interoperabilidade serial: Substituição gradual e seriada dos módulos, por etapa;
  • Operação paralela: Ambos os sistemas desempenham as mesmas funções ao mesmo tempo, uma vez validado, há o desligamento total do sistema antigo.

Benefícios de Migrar Sistemas Legados:

  • Menos paradas no processo produtivo
  • Menor possibilidade de incidentes relacionado a segurança
  • Mais segurança e consistência nas informações

Vantagens na Migração dos Sistemas de Automação:

  • Sistema estruturado para crescer e se integrar ao controle operacional;
  • Previsibilidade de custeio e risco de manutenção;
  • Reavaliação e recuperação do conhecimento do funcionamento do processo;

Tendências tecnológicas da Automação na implantação de Sistemas Legados:

  • Sistemas com Gerenciamento de Mudanças
  • Sistemas conectados em Big Data
  • Foco na Cibersegurança

Concluímos que a melhoria contínua do aumento da produção, diminuição de custos e segurança na produção, passa pela atualização dos sistemas de automação.

MATURIDADE EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

Avaliação Quantitativa e Qualitativa do Nível de Automação Industrial de uma Planta

Temos um cenário (…). A sua planta produtiva tem diversos sensores e controladores, mas parece que não gera Valor na produção industrial, isto é, o que foi investido não muda o status da produção.

Foram feitos na planta diversos investimentos em Automação Industrial ao longo de um tempo, porém a tecnologia não para de evoluir, em que status atual você está e qual o grau de maturidade tecnológica e de processos a automação está.

Como é o Plano Estratégico de Automação Industrial de sua planta, está alinhado a uma visão de futuro da tecnologia ou até mesmo do setor em que atua?

Essas perguntas acima são comuns em discussões sobre investimentos em automação industrial, queremos aqui neste texto traçar algumas diretrizes de estudos de tecnologia e maturidade tecnológica aplicado em plantas industriais, com principal objetivo de orientar investimentos na área de automação.

Traçando uma evolução ao longo da história, a tecnologia da automação industrial tinha o foco no controle operacional, hoje dá lugar a informática industrial e a gestão da produção, sendo os novos pilares da tecnologia.

Nos processos, antes eram manuais, não havia informações e os mesmos não era padronizados, hoje temos processos informatizados, com procedimentos padrões e podem ser emulados na operação.

E quanto às pessoas, estes profissionais não tinham formação e quando tinham conhecimentos era a figura do ofício, além de não enxergar o negócio como um todo, hoje, demanda um profissional qualificado, que conhece o processo produtivo que opera e tem uma visão do negócio da empresa está trabalhando.

Na mudança destes paradigmas, tecnologia, processos e pessoas, a automação industrial passa a lidar com alguns desafios, que são:

  • Segurança operacional
  • Eficiência produtiva
  • Facilidade de manutenção
  • Alta disponibilidade
  • Custo de propriedade

Para que uma planta possa atender estas nuances e novas demandas, um estudo ordenado e qualificado da planta se faz necessários, este estudo nada mais é que um levantamento, análise e modelagem, com quantificação e qualificação das dimensões de automação de uma planta.

Baseado no tripé, tecnologia, processos e pessoas, referenciam-se a segurança, operação, manutenção e gestão da planta, dando indicadores capazes de traçar pontos de melhoria e implantação de elementos nos projetos de automação industrial, essa análise qualifica estas dimensões.

No âmbito maturidade, que indica como a relação tecnologia e processos são tratados na planta, pode-se obter através de um modelo, um índice que permite desenhar objetivos de melhoria na automação, estes índices são:

  1. Grau Inicial
  2. Grau Gerenciado
  3. Grau Definido
  4. Grau Quantitativamente Gerenciado
  5. Grau de Otimização

Para efetuar um estudo de planta, onde levantamos dados quantitativos, qualitativos e de maturidade, segue um roteiro que segue abaixo:

  1. Análise de documentação
  2. Auto-avaliação (cliente)
  3. Cronograma de atividades
  4. Análise de Arquiteturas e Fluxogramas
  5. Levantamento de dados em Campo
  6. Análise Tecnológica da Planta
  7. Análise de Maturidade da Automação
  8. Análise de Impacto baseado em Práticas e Mercado
  9. Lista de Melhorias e Implantações
  10. Análise de Benchmarking
  11. Check List para PDA
  12. Apresentação do Projeto

Em relação aos benefícios de se fazer um estudo de maturidade, podemos descrever conforme abaixo:

  • Entender as tendências de tecnologia, métodos e pessoas no controle operacional.
  • Priorizar investimentos com base nas necessidades e impactos na planta.
  • Estruturar uma documentação com diretrizes de contratação.

Dentro de uma planta produtiva, no que se refere à automação industrial, segue abaixo a lista dos elementos que são estudados para que permita tais benefícios:

  • Instrumentação do Processo
  • Componentes Elétricos (CCM)
  • Sistema de Controle (PLC/DCS)
  • Malhas de Controle
  • Sistemas Supervisório / Operação
  • Gestão da Produção
  • Segurança
  • Manutenção
  • TI Industrial
  • Elétrica
  • Processos
  • Pessoas (Operação / Manutenção)
  • Tecnologia de Futuro

Após o trabalho de quantificação, qualificação e maturidade da planta, segue abaixo as entregas do estudo:

  • Documento que indica o status atual da planta com indicadores quantitativos e qualitativos;
  • Descrição de diretrizes individuais de oportunidades de melhorias e implantações de acordo com tecnologia e maturidade;
  • O estudo acima permite a elaboração de uma ET (Especificação Técnica) para contratação de um PDA Plano Diretor de Automação.

O estudo descrito neste texto é só uma pequena parte da proposta de elevar o grau de tecnologia e maturidade da planta, ele direciona os elementos para elaboração de um PDA (Plano Diretor de Automação) até a implantação do mesmo.

Uma das grandes questões em relação à elaboração de um PDA está justamente nas diretrizes, isto é, caminhos que serão seguidos para gerar documentações de uma engenharia básica, este estudo permite inclusive fazer a priorização destes investimentos.

Os estudos de maturidade em automação são uma tendência e podemos eleger os direcionadores que demandam o mercado:

  • Automação industrial TA + TI estratégica
  • Investimentos em automação a partir de diretrizes
  • Automação é orientada por boas práticas de mercado

Concluímos que limitações de capital, retorno sobre investimentos, mudanças tecnológicas e um novo perfil de operador, demandam o estudo de maturidade, onde permite direcionar investimentos para maximização de capital na área de automação industrial.