Digitalização da Gestão de Operações na Indústria de Processos

Prefácio:A operação segura é a principal preocupação da indústria de processos

Refinarias e plantas petroquímicas lidam com vários materiais e processos perigosos. A natureza de suas operações 24 horas por dia, 7 dias por semana, apresenta imensos desafios em relação à segurança, conformidade e confiabilidade. Embora haja uma ênfase contínua na competitividade, qualidade do produto e atendimento aos requisitos da sociedade para um fluxo constante de suprimentos, o foco principal de cada fábrica é operar de maneira segura e ambientalmente sustentável.

Digitalização na indústria de processos:um caminho definitivo a seguir

Nos últimos cinco a 10 anos, uma grande variedade de partes interessadas gerou muito interesse sobre as características da Indústria 4.0, como automação, implantação de robótica, IIoT, blockchain, computação em nuvem e integrações de TI/OT. As empresas líderes implantaram processos de negócios automatizados com sistemas robustos de gerenciamento de dados, análises preventivas e preditivas, gêmeos digitais e assim por diante. Empresas como Shell, Exxon, BP, Reliance e Aramco implantaram esses tipos de tecnologias de maneira variada e/ou integrada para obter benefícios holísticos. Os projetos abrangeram áreas como melhoria de produção, gestão ágil de oportunidades de melhoria de lucro (PIO), atendimento à qualidade exigida do produto com brindes de qualidade mínima e processamento de matérias-primas mais baratas, por exemplo.

Muitos projetos de automação e/ou digitalização também foram implementados para melhorar a segurança do processo, segurança no local de trabalho, conformidade ambiental, equipamentos e confiabilidade operacional, integridade da planta e assim por diante. Quase todas as fábricas ou empresas tentaram avançar com algum aspecto da digitalização de forma cuidadosa, considerando os custos e benefícios.

Gerenciamento de Operações

O gerenciamento de operações de uma planta de processo pode ser dividido em duas verticais:operações de turnos e operações diurnas. Normalmente, as operações de turno funcionam em uma programação 24 horas por dia, 7 dias por semana. O objetivo das operações de turno é executar todas as atividades de forma segura e sem falhas. Existem três aspectos para este objetivo, a saber:

1. Opere a planta e o equipamento dentro da janela operacional definida o tempo todo
2. Conduza todas as operações de acordo com os procedimentos definidos
3. Operar a planta de acordo com os planos e instruções recebidas das operações diárias

Em uma planta de processo, normalmente cerca de 40% dos equipamentos rotativos estão em standby, com a balança em modo de operação. Dependendo do estado do equipamento, sua “janela de operação” é definida e deve ser mantida. Da mesma forma, uma planta em desligamento deve ser observada e mantida em um estado de desligamento definido. Não é incomum ver, em uma planta paralisada, que as colunas tenham passado por situações de sobrepressão ou os tanques tenham transbordado, levando a eventos indesejáveis.

Uma rápida revisão de acidentes passados ​​na indústria de processo nos diz que muitas vezes surgem situações devido à operação sem um procedimento definido - ou, às vezes, usando um procedimento errado.

A equipe de operações de turno precisa receber planos e instruções adequados em um formato escrito para evitar falhas de comunicação. Descarregar um caminhão-tanque no navio de armazenamento errado ou despachar o produto errado para um cliente, por exemplo, não é incomum quando planos ou instruções não estão disponíveis.

O objetivo das operações diárias é ter uma visão de médio prazo das operações e alinhá-la com os planos de negócios. As operações diárias colaboram com a equipe técnica e de engenharia e garantem que a janela operacional correta seja definida e disponibilizada para as operações de turno. Eles também garantem que todos os procedimentos necessários estejam disponíveis. Uma das tarefas diárias das operações diurnas é fornecer os planos de produção e instruções de operação para a equipe de turnos.

As operações diurnas também se preocupam com as competências exigidas da tripulação voltada para os ativos e têm um programa elaborado para defini-las e desenvolvê-las.

Além das operações de turno e diurno, há um terceiro ângulo:operações no local. O objetivo das operações do site é a administração e governança adequadas de todos os programas e atividades de todo o site. Vários funcionários e funções na organização garantem que o mesmo seja feito para que os objetivos gerais do site ou da empresa sejam definidos e alcançados.

Diagrama cortesia do autor.

Digitalização da Gestão de Operações

Para ajudar a cumprir todas as metas de turno, dia e operações do local, vários aspectos de seu gerenciamento podem ser considerados para digitalização.

Janela de operação digitalizada

Em uma operação tradicional, a janela de operação é mantida como um documento no Microsoft Excel, Word ou um documento .pdf. Esse documento geralmente é revisado e revisado em algum intervalo que varia de três meses a um ano. Mas a planta é operada com uma janela de operação que está embutida no DCS na forma de alarmes, e espera-se que as operações de turno operem dentro da janela.

Como as plantas de processo operam em vários estados e considerando que vários equipamentos estão em diferentes estados a qualquer momento, é benéfico definir uma janela de operação para todos os equipamentos e processos em diferentes estados em uma plataforma digital. Esse conjunto de dados digitais é implantado em uma plataforma de TI e, quando efetivamente integrado ao DCS em tempo real, há a garantia de que as operações de turnos têm o poder de observar a janela operacional definida em tempo real e operar a planta de acordo.

Honeywell, Emerson, Yokogawa e outros desenvolveram esses tipos de aplicativos de TI que podem conter a janela operacional digital e integrar-se ao DCS. O Abnormal Situation Consortium, promovido por várias empresas como Shell, Exxon, Emerson e Honeywell, saiu com análises de que cerca de 40% de falhas ou degradações de equipamentos podem ser evitadas se o equipamento operar dentro da janela definida o tempo todo. A plataforma digital permite que as operações de turno estejam continuamente cientes da janela de operação correta e controlem o equipamento e as condições do processo em tempo real.

Digitalizar procedimentos e listas de verificação

As operações de turnos são fornecidas com procedimentos operacionais padrão (SOP). Quase todas as atividades que normalmente são realizadas em turno são documentadas na forma de POPs. Muitas vezes, alguns POPs têm listas de verificação. Esses POPs geralmente estão disponíveis no formato Word ou .pdf. Esses SOPs geralmente são bem gerenciados por meio de um poderoso sistema de gerenciamento de conteúdo na plataforma de TI. Espera-se que as operações de turno imprimam e usem de acordo com as práticas do local. As listas de verificação, uma vez preenchidas, são mantidas ou digitalizadas e carregadas no sistema.

Há uma oportunidade de digitalizar os POPs e as listas de verificação. Os POPs e listas de verificação digitalizadas podem ser personalizados para cada equipamento com tanto rigor que é possível garantir que o uso da lista de verificação ou procedimento errado seja evitado para qualquer tarefa de turno.

Digitalize Planos e Instruções Operacionais

As instruções de operação geralmente são comunicadas por escrito em um registro que está disponível na sala de controle da planta. A tripulação do turno deve ler o mesmo e assinar para reconhecer.

Quando os planos e instruções operacionais são digitalizados, fica fácil monitorar como a equipe de turno seguiu as instruções e quais dificuldades foram enfrentadas durante a execução das instruções ou ordens. É possível analisar vários eventos e tendências em relação às instruções de turno, e pode-se até “ativar” instruções sob certas condições para que a dependência de pessoas seja evitada em situações dependentes do contexto.

Digitalizar a Estrutura de Competências

A competência da equipe voltada para os ativos é aprimorada dependendo do número de oportunidades na prática de várias tarefas. As tarefas de turno normalmente envolvem monitoramento de condições de equipamentos, trocas de equipamentos, isolamentos e entregas de equipamentos, partida e parada de equipamentos e assim por diante. Os funcionários que lidam com ativos também são as primeiras pessoas no terreno a se depararem com situações de emergência e responderem com as ações adequadas.

Em uma prática tradicional, as competências são definidas e medidas em relação ao número de sessões de treinamento frequentadas, o número de testes aprovados, o número de horas gastas em simuladores de treinamento e assim por diante. Em uma estrutura de gestão de competências digitalizada, no entanto, é possível medir o número de oportunidades que um determinado operador encontrou, como retrolavagem de banco de filtros, regeneração de leito de peneira molecular e isolamento de equipamentos e entrega segura. O número de ações bem-sucedidas e falhas na execução podem ser rastreados digitalmente e usados ​​para melhoria.

Digitalizar as operações do site

Como mencionado anteriormente, as operações do site têm tudo a ver com administração e governança. Envolve definir e gerenciar padrões, procedimentos, práticas e políticas centrais. Engloba a coordenação de negócios; planejamento e programação; gestão de inventário; gestão de materiais; gestão de empreiteiros; RH; conformidade regulatória; envolvimento do cliente, fornecedor e comunidade; segurança; e muitas outras áreas de especialização.

A digitalização oferece oportunidades para melhorar a eficiência em muitos aspectos das operações do local, especialmente no planejamento da produção e controle de estoque. A digitalização pode ajudar no controle e garantia de qualidade; controle de custo; gestão de catalisadores, produtos químicos e outros materiais; gestão de empreiteiros; e assim por diante.

Para melhorar a segurança, vários tipos de informações de segurança do processo podem ser digitalizados, como PFDs, P&IDs e folhas de dados. A digitalização de ponta a ponta - suportada por estruturas de dados robustas de vários processos de gerenciamento de segurança de processo (PSM) - fornecerá benefícios de curto e longo prazo para a organização.

Outros benefícios da digitalização

A digitalização de várias atividades de gerenciamento de operações oferece imensos benefícios. Um deles que vale a pena destacar aqui é o potencial para desenvolver modelos e realizar análises. Os dados digitalizados podem ser usados ​​para diagnósticos, análises preventivas e prescritivas, previsão de vida útil residual de equipamentos, previsão de comprimentos de execução de catalisadores, controle estatístico de processos e assim por diante. Em muitos casos, a digitalização feita corretamente fornece melhores insights sobre os recursos e limites do processo, que podem ser usados ​​para um planejamento mais eficaz.