Em 2019, vamos comemorar 30 anos de pesquisas sobre métodos de implementação de técnicas de Control Loop Performance Monitoring (CPM) nas indústrias. No momento em que se discute a Indústria 4.0 e o impacto da aplicação de novas tecnologias no ambiente industrial, pouco se fala deste assunto e da abordagem tecnológica e metodológica necessária para efetiva utilização de CPM.

Este artigo tem por objetivo contextualizar a pesquisa e a prática relacionadas às ferramentas de CPM, e propor uma nova abordagem para tratativa dos problemas relacionados ao desempenho de malhas de controle, apresentada como Escritório de Otimização. O escritório incorpora novas tecnologias analíticas e novas abordagem metodológicas, que, em seu conjunto, se propõem a promover um salto na eficiência operacional da planta.

Gerenciamento de Malhas de Controle – Visão Geral

Em 1989, Thomas Harris publicou o estudo intitulado Assessing the performance of control loops, que deu início a toda uma nova área de pesquisa visando monitorar o desempenho de malhas de controle. Desde então, o uso de técnicas de otimização de processos industriais se desenvolveu muito, com várias novas aplicações. Entretanto, o maior desafio ainda continua sendo a sustentação destas iniciativas.

Uma extensa análise da aplicação de CPM na indústria global foi realizada no artigo publicado em 2015 pela equipe da Nina Thornhill, uma das maiores referências no assunto. Passados 25 anos de desenvolvimento, as conclusões foram na contramão do que se poderia esperar.

Alguns resultados desta pesquisa levantam questões pertinentes em relação ao beneficio destas iniciativas e potenciais abordagens de alavancagem:

  • 70% das equipes que executam ações de melhoria com foco em malhas de controle são compostas apenas por engenheiros de controle. A equipe de manutenção, processo e os operadores não estão envolvidos quanto deveriam na discussão de malhas de controle, embora sejam frequentemente afetados pelos resultados do controle (Figura 1);
  • As malhas de controle devem ser classificadas e avaliadas por sua importância para os objetivos gerais de produção. Isso requer uma combinação de conhecimento detalhado do processo e compreensão das configurações de controle, reforçando a importância de equipes multidisciplinares na priorização e execução das demandas de controle;
  • Segundo os autores, existem duas maneiras de implantar o CPM: como produto ou como serviço. O CPM como um produto é quando a solução é entregue como um software integrado ao historiador de dados. O CPM como um serviço significa que os relatórios regulares e ações propostas de correção são calculados por um provedor de serviços e enviados ao usuário final. A principal diferença é que o CPM como um serviço é mais automatizado e padronizado, pois ele deve ser interpretado por usuários não especialistas com foco no benefício do negócio. A Figura 2 mostra o resultado da pesquisa: a divisão entre a utilização do CPM como produto e como serviço é quase igual.

Em plantas industriais, de maneira geral, busca-se otimizar a utilização dos ativos de diversas formas. As duas principais formas são: aumento de desempenho e a redução de custos com manutenção. Dados brutos, que permitem analisar a performance do controle das plantas, estão disponíveis há muito tempo nos sistemas PIMS, porém não são sistematicamente utilizados no processo de tomada de decisão referentes às melhorias de desempenho operacional e de processos. Ações baseadas nestes dados são pouco exploradas e têm enorme potencial de retorno financeiro.

Temos muito a evoluir na indústria brasileira para alcançar patamares melhores de eficiência e uso dos ativos. Não se deve esquecer que os dados, importantes ativos na era digital, também precisam ser utilizados com mais eficiência.

O desafio se torna maior quando, mesmo de posse dos dados e dos indicadores de desempenho das malhas de controle, as ações de melhoria identificadas não são priorizadas no backlog da operação ou manutenção das plantas frente a outras demandas da rotina diária dos profissionais.

Um ponto importante deste processo está no número de malhas de controles atribuídas a cada engenheiro de controle para execução do CPM. Em média, são 455 malhas, porém, o número pode variar de 30 a 2000 (Figura 3). O ambiente de trabalho e a atenção que pode ser dada a cada loop é, portanto, tremendamente diferente dependendo da planta e da aplicação. Fatores como maturidade das aplicações de CPM e da “saúde” dos ativos impactam diretamente na capacidade das abordagens de melhoria alcançarem resultados pertinentes ao negócio.

O Escritório de Otimização

Muito mais do que ferramentas e técnicas, o sucesso na captura de resultados depende de fatores culturais e organizacionais alinhados com as demandas de gerenciamento das malhas de controle. Enumeramos a seguir alguns destes fatores que consideramos como sendo os mais relevantes:

  • Disciplina e conhecimento específico na análise dos indicadores;
  • Recursos dedicados para resolução de problemas de controle das plantas (financeiros e humanos);
  • Metodologia ágil para identificação de oportunidades e proposição de ações;
  • Conhecimento do processo para identificação das causas raízes;
  • Relação direta entre do desempenho do controle com algum KPI de negócio relevante;
  • Controle das ações e definição de uma linha base de análise para captura dos ganhos;
  • Capacidade de monitorar os resultados obtidos para sustentação dos ganhos.

Uma abordagem que temos conseguido endereçar satisfatoriamente os problemas relacionados acima, é a estrutura de Escritório de Otimização de Processos. É chamado de escritório porque um time com ampla expertise em controle de processo avalia, em ciclos de PDCA’s curtos, as melhores oportunidades de ganho globais de negócio e as ações de melhoria mais adequadas.

A metodologia é baseada em 4 pilares:

  • Domínio técnico;
  • Orientação a resultados mensuráveis de negócio;
  • Colaboração entre equipes multidisciplinares;
  • Adaptação de ações em ciclos curtos (sprints).

O objetivo do escritório é acoplar à ferramenta CPM uma metodologia ágil que executa sprints de otimização orientados à tomada de decisão baseadas na relação entre dados performance e KPIs de negócio. Este time deve atuar em conjunto com as equipes de automação, processos e manutenção da planta, oferecendo insights e priorização de melhoria de processos e análise de causas raízes dos problemas identificados. Esta parceria é essencial para que o ciclo ágil de otimização seja concluído e tem sido o maior desafio na implantação deste tipo de projeto.

Existem casos de indústrias, ou de determinadas áreas dentro delas, que demonstram capacidade notável em executar tais demandas. Mas, tendo em vista minha experiência de 12 anos trabalhando no setor de Mineração e Siderurgia, casos assim parecem ser exceções. E as conversas com colegas de trabalho de setores diversos indicam o mesmo.

Quer conhecer mais sobre como essa metodologia funciona na prática? Visite o site http://ihm.com.br/omo-br/ ou entre contato pelo email omo.ihm@stefanini.com

Flávio Thimotio
Possui 13 anos de experiência na indústria de beneficiamento mineral e 6 anos de experiência em gestão de pessoas. Tem conhecimentos em processos unitários de britagem, peneiramento, moagem, deslamagem, flotação e espessamento. Especialista na aplicação das tecnologias da indústria 4.0 (como redes de campo e inteligência artificial) para otimização e controle de processos, com resultados expressivos.