Atividade Automação Industrial

Prévia do material em texto

KPIs em Automação Industrial 
Você já se perguntou como é possível que um mesmo produto seja oferecido em diferentes países por períodos de décadas 
mantendo-se com as mesmas características que o fabricante anunciou, como no caso de smartphones, alimentos, roupas ou 
veículos? 
Certamente, esses produtos não foram feitos por processos artesanais ou manuais, e sim, por máquinas e processos sofisticados 
controlados por computador. É justamente nesse “mundo de tecnologias” que surge a automação industrial. Automação porque 
torna processos automáticos (e no atual momento, autônomos) e industrial, porque atua no segmento da indústria, onde 
máquinas e processos realizam nossos sonhos de consumo 
A automação industrial consiste em um conjunto de tecnologias voltadas a tornar possível a automatização da fabricação de itens 
que não seria possível pela ação puramente humana, seja pela necessidade de volume e velocidade de resposta. 
As tecnologias de automação permitem que dados do processo, como o nível de um tanque, a temperatura de um forno, a 
quantidade de peças que passa por uma esteira, ou a vazão de um fluido sejam mensurados, registrados e controlados por meio 
do uso de sensores, controladores e atuadores. 
Atualmente é possível assistir aos processos por meio de interfaces que dão acesso aos dados do processo em tempo real, com 
conectividade à internet em plataformas móveis embarcadas em smartphones que permitem o controle e a monitoração dos 
resultados mesmo estando longe da planta produtiva. 
No ambiente de automação industrial, há uma preocupação latente com indicadores-chave de desempenho ou KPIs (Key 
Performance Indicators) que podem ter relação direta com os dados do processo, pois, ao mesmo tempo que uma caldeira opera 
com a temperatura de 350 °C, esta pode levar 30 minutos para atingir este valor em estado ideal ou 80 minutos após 5 anos de 
uso, devido à vazamentos e desgastes. 
A variação de tempo (de 30 minutos para 80 minutos) par obter o mesmo resultado (350 °C) corresponde no aumento do 
consumo de combustível e consequentemente em um desperdício, porém, muitas vezes efeitos como esse podem ocorrer 
silenciosamente e aumentar pouco a pouco ao longo dos anos, sem que possamos perceber e quando nos damos conta, o 
desempenho da mesma máquina é inferior e muitas vezes esta passa a consumir mais do que pode produzir, sendo inviável para 
o negócio. 
A automação industrial pode contribuir no sentido de monitorar as variáveis envolvidas no processo e comparar cada resultado 
real que o sistema oferece com o resultado que deveria fornecer (referência), assim, para a temperatura que deveria ser de 150 
°C no tempo t1, a temperatura mensurada é comparada com este valor e a diferença entre elas pode gerar um alarme (caso seja 
maior do que um valor tolerável) que orienta a equipe de trabalho à analisar instantaneamente a causa do problema e corrigi-lo 
antes mesmo que cause maiores prejuízos de maneira preditiva. Veja no gráfico da Figura 1, que há duas linhas de tendência, 
uma em azul, representando a temperatura de referência (temperatura ideal para a caldeira conforme fabricante) e a outra linha 
em laranja, representa temperatura real, mensurada em um processo com 5 anos de utilização. 
 
 
 
Figura 1: Gráfico da temperatura no tempo para uma caldeira. 
Considere que o tempo t1 é de 11 minutos e 18 segundos, o tempo t2 é de 30 minutos e que o tempo t3 seja de 
37 minutos. Perceba que a diferença entre o valor desejado da temperatura (linha em azul) e o valor real (linha 
laranja) corresponde à uma diferença de tempo (t3-t2) igual à 7 minutos, o que representa pouco se a caldeira 
fosse acionada apenas uma vez, porém, a operação é diária, 7 dias por semana, 30 dias por mês. 
Sabendo-se que a caldeira consome 12 kg de lenha por minuto e que este insumo custa R$ 350 à tonelada, o 
custo deste desvio de 7 minutos pode representar um desperdício significativo, que sob o ponto de vista de 
automação e gestão de processos é um desperdício que precisa ser minimizado ou eliminado. 
Assim, sabemos que: 
a caldeira consome 12 kg de lenha por minuto 
sendo 7 minutos de desvio, fica: 7*12 = 84 kg durante o período de atraso 
o custo da lenha é R$ 350 à tonelada, ou seja, R$ 350/1000 kg 
logo: 
se 1000 kg custam R$ 350 
 84 kg custam “x” 
Daí: 
x=(84*350)/1000, que resulta em: x=29,4 
então, há um desperdício diário de R$ 29,4, que ao final de um mês com 30 dias de operação chega à: 29,4 * 30 = 
R$ 882. 
Atribui-se o motivo da diferença entre o valor desejado e o valor real da temperatura aos diversos vazamentos 
que a caldeira passou a apresentar ao longo dos anos e com isso, o baixo desempenho. Uma equipe de 
manutenção realizou o orçamento para resolver os problemas com a caldeira que custaria R$ 8.300,00. 
Levando-se em consideração que o sistema da caldeira possui 5 anos de operação e que seu valor atual de 
mercado nas condições em que se encontra é de aproximadamente R$ 214.917, ao ponto que um equipamento 
novo custa R$ 300.000,00, responda ao questionário da atividade M.A.P.A. 
 
Atividade: 
De acordo com as características do problema apresentado, analise cada correlação e responda com argumentos 
que justifiquem sua resposta, o porquê de cada escolha. 
Dado o custo de operação da caldeira, a monitoração da temperatura é decisiva para a tomada de decisão em 
termos de manter[1] ou substituir o equipamento? Por que? 
O valor da manutenção do equipamento justifica seu reparo ou dado ao tempo de uso a empresa deve substituir 
o sistema completamente? Por que? 
Se o erro entre o valor desejado de referência e o valor mensurado possui uma propagação de 4,66% ao ano 
(cumulativo) e a depreciação do sistema caldeira completo deprecia linearmente 8% ao ano, estabilizando-se ao 
final de 10 anos, qual a relação de valor da caldeira e do desperdício produzido por ela no período? 
 
[1] : Manter significa realizar a manutenção no equipamento de modo que este possa continuar operando de 
maneira normal em sua função e volume de produção nominais.