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Rumo à Indústria 4.0

SunCoke Energy cria rede industrial para melhorar a comunicação entre máquinas e, consequentemente, otimizar a manutenção do parque fabril

Presente em um dos mercados mais sensíveis e importantes para a economia brasileira, a SunCoke Energy é especialista no processamento e logística de matéria-prima para clientes da indústria siderúrgica e de energia. A fabricante possui e opera cinco plantas de coqueificação nos Estados Unidos e uma no Brasil, com capacidade de produção global de 5,9 milhões de toneladas de coque – um combustível mineral utilizado na siderurgia moderna.

Para manter a alta produtividade dos 12 mil ativos instalados na planta brasileira, a fabricante promoveu recentemente uma reestruturação tecnológica  do parque fabril, já atendendo aos conceitos da Indústria 4.0. O projeto envolveu a instalação de sensores nas máquinas que ainda não possuíam recursos de conectividade e também a revisão da rede de comunicação para dar vazão às informações capturadas pelo novo sistema.

Oziander Nunes, gerente de TI e Automação da SunCoke Energy, conta que, além de aumentar o controle do acesso à rede industrial, o objetivo do projeto era automatizar o backup de dados e, principalmente, dar maior previsibilidade à manutenção dos  equipamentos de forma a evitar interrupções na produção por paradas desnecessárias.

Para estabelecer a conectividade entre as máquinas, a empresa investiu em um projeto com novos switches, firewalls e software de rede, tudo com tecnologia Cisco. Todo o sistema de rede foi implementado com o apoio da integradora Nexa, parceira da Cisco Brasil.

“O maior desafio em projetos como o da SunCoke é conseguir entender o processo de ponta a ponta. Para isso, sempre procuramos reunir o máximo de informações sobre a operação da planta”, comenta Sérgio Eler Costa, diretor de tecnologia da Nexa. Segundo o executivo, com mais informações e usando as soluções industriais Cisco baseada nas recomendações CPwE, foi possível construir uma arquitetura que atenderia aos desafios impostos.

Este movimento pode ser encarado como um dos primeiros passos da SunCoke rumo à Indústria 4.0 no Brasil. Eles iniciaram em 2017, quando um grupo de profissionais da companhia visitou uma feira industrial em Hannover, na Alemanha, em busca de parâmetros para o novo projeto. Na volta da viagem, Nunes concluiu que a conectividade das máquinas contribuiria para o ganho de produtividade que a empresa buscava.

“A informação (sobre os ativos) é crítica para o negócio da empresa, e tínhamos gargalos nos diagnósticos dos nossos equipamentos”, pontua o gerente de TI  e Automação da SunCoke Energy. Esses atrasos impactavam o tempo de solução de problemas e poderiam levar a paradas da empresa.

Para atender aos padrões de comunicação industriais exigidos no projeto, uma nova rede de
alto desempenho foi construída utilizando soluções industriais Cisco para comunicação Modbus entre os PLCs. Um dos pilares que a solução englobou foi a melhoria na comunicação das máquinas PCM, Hot Car e Quench Car, que possuem PLCs do fabricante Schneider. O projeto, estruturado em conjunto com o cliente, garante a disponibilidade do processo mesmo em caso de falhas de comunicação.

A Nexa ficou responsável pela correção da defasagem da infraestrutura de conectividade da fábrica e, posteriormente, pela integração das máquinas já sensorizadas. Mas, segundo Nunes, o contrato só foi efetivado após uma pesquisa de mercado e a conclusão de que a proposta era a melhor opção para a companhia. A implementação foi concluída em maio de 2018.

As boas novas

A análise do parque fabril e da rede mostrou que algumas máquinas funcionavam como ilhas, com zero ou baixa conexão, o que dificultava a coleta de dados sobre a operação dos ativos. Mas, com a rede industrial desenvolvida exclusivamente para conectar os equipamentos, a situação mudou.

“Atualmente, funcionários da manutenção ainda fazem inspeções das máquinas a cada 15 dias para verificar se está tudo bem. O objetivo, no entanto, é que futuramente os dados sobre o funcionamento dos equipamentos sejam transmitidos de forma autônoma e essa verificação seja feita em tempo real. O resultado disso será a maior eficiência produtiva da empresa, com a diminuição de ordens de serviço para equipes de manutenção, bem como a redução de paradas.”

A evolução desta comunicação avançará com o desenvolvimento de uma inteligência artificial capaz de testar o ciclo de vida dos principais ativos da SunCoke Energy. “A ideia é que ela seja capaz de indicar se o equipamento está operando nas condições padrão”, explica ele. “Até setembro  deste ano, queremos que esta inteligência seja transformada em uma central de informações para a equipe de manutenção”, pontua Nunes.

O que já mudou

Para ele, o futuro já está bem claro e o presente também se mostra frutífero. Houve uma melhoria de produtividade de aproximadamente 15% com a centralização do backup permitida pela conexão entre as máquinas, e o processo de revisão da manutenção passou a automático e online, liberando para novas atividades os funcionários que coletavam as informações manualmente.

A segurança implementada na rede deu maior mobilidade aos funcionários, que podem acessar a infraestrutura remotamente e enviar dados de produção ao cliente final de forma mais simples e rápida – tudo graças à rede wireless (Wi-Fi) montada para a fábrica, que hoje é mais rápida, criptografada e, consequentemente, tem menor risco de ataques.

Todo o projeto foi montado pensando em um futuro situado daqui a 15 anos, segundo Nunes. Mas o retorno sobre o investimento (ROI) deve chegar bem mais cedo. Levando em conta apenas o intertravamento e outras falhas operacionais ocasionadas pela falta de sincronização das máquinas e que trouxe custos de R$ 450 mil em 2017, a expectativa é de que o projeto se pague em três anos. “Fora outros gastos de manutenção que vão ser reduzidos e os benefícios intangíveis que a nova rede traz”, pondera o executivo.

“É sempre bom destacarmos que grande parte do sucesso deste projeto foi devido ao fato de as áreas de TI e TA trabalharem juntas como uma única equipe. Saber que o objetivo de aumentar a produtividade foi alcançado é muito gratificante”, adiciona Eler, da Nexa.

Com todas as mudanças, a SunCoke Energy ainda acredita estar em meio à jornada da transformação digital. Apesar disso, Nunes faz questão de salientar que a empresa sabe aonde quer chegar e o que deve fazer para isso. “Vamos mudar nossa cultura e chegar à transformação entregando uma rede automatizada”, finaliza.

Queremos que esta inteligência seja transformada em uma central de informações para a equipe de manutenção

Oziander Nunes, gerente de TI e Automação da SunCoke Energy