Transformando Operações da Indústria de Processos: Gestão Digital para Segurança e Eficiência

Prefácio: Operação Segura é a Principal Preocupação da Indústria de Processos

Refinarias e plantas petroquímicas manipulam diversos materiais e processos perigosos. A natureza 24/7 de suas operações impõe imensos desafios em segurança, conformidade e confiabilidade. Embora haja ênfase contínua em competitividade, qualidade de produto e atendimento à demanda da sociedade por fluxo constante de suprimentos, o foco primordial de toda planta é operar de forma segura e ambientalmente sustentável.

Digitalização na Indústria de Processos: Caminho Definitivo

Nos últimos 5-10 anos, diversos stakeholders geraram grande interesse sobre características da Indústria 4.0: automação, robótica, IIoT, blockchain, cloud computing, integrações TI/OT. Empresas líderes implantaram processos de negócio automatizados com sistemas robustos de gestão de dados, analytics preventivo e preditivo, gêmeos digitais, etc. Empresas como Shell, Exxon, BP, Reliance e Aramco implantaram estas tecnologias de forma sortida e/ou integrada para benefícios holísticos. Projetos abrangeram: aumento de produção, gestão ágil de oportunidades de melhoria de lucro (PIO), qualidade de produto requerida com mínimo desperdício de qualidade, processamento de matérias-primas mais baratas.

Muitos projetos de automação/digitalização também implementados para melhorar segurança de processo, segurança no trabalho, conformidade ambiental, confiabilidade de equipamentos e operacional, integridade da planta. Quase toda planta ou empresa tentou avançar com algum aspecto de digitalização de forma cuidadosa, considerando custos e benefícios.

Gestão de Operações

Gestão de operações de planta de processos divide-se em duas verticais: operações de turno e operações diurnas. Tipicamente, operações de turno trabalham em escala 24/7. Objetivo: executar todas atividades de forma segura e impecável. Três aspectos:

1. Operar planta e equipamentos dentro da janela operacional definida o tempo todo
2. Conduzir todas operações conforme procedimentos definidos
3. Operar planta conforme planos e instruções recebidos das operações diurnas

Em planta de processos, tipicamente ~40% equipamentos rotativos em standby, resto em operação. Dependendo do estado do equipamento, sua "janela operacional" é definida e deve ser mantida. Similarmente, planta em parada deve ser vigiada e mantida em estado de parada definido. Não é incomum ver, em planta parada, colunas em sobrepressão ou tanques transbordando, levando a eventos indesejáveis.

Revisão rápida de acidentes passados na indústria de processos mostra que situações frequentemente surgem por operar sem procedimento definido — ou, às vezes, usando procedimento errado.

Equipe de turno precisa receber planos e instruções em formato escrito para evitar má comunicação. Descarregar tanque no vaso de armazenamento errado ou despachar produto errado a cliente não são incomuns quando planos ou instruções não estão disponíveis.

Objetivo das operações diurnas: visão de médio prazo das operações alinhada com planos de negócio. Colaboram com equipe técnica e de engenharia e garantem janela operacional correta definida e disponível para operações de turno. Também garantem que todos procedimentos requeridos estejam disponíveis. Uma das tarefas diárias: fornecer planos de produção e instruções operacionais à equipe de turno.

Operações diurnas também se preocupam com competências requeridas da equipe voltada a ativos, com programa elaborado para defini-las e desenvolvê-las.

Além de turno e operações diurnas, há terceiro ângulo: operações de site. Objetivo: administração e governança adequadas de todos programas e atividades de todo o site. Várias equipes e funções garantem que metas gerais do site ou empresa sejam definidas e alcançadas.

Diagrama cortesia do autor.

Digitalização da Gestão de Operações

Para atender metas de operações de turno, diurnas e de site, vários aspectos podem ser considerados para digitalização.

Digitalizar Janela Operacional

Em operação tradicional, janela operacional mantida como documento em Excel, Word ou PDF. Revisada e revisada em intervalos de 3 meses a ano. Mas planta roda com janela operacional embutida no DCS na forma de alarmes, e operações de turno esperadas para operar dentro da janela.

Como plantas operam sob vários estados, e equipamentos estão em diferentes estados a qualquer momento, é benéfico definir janela operacional para todos equipamentos e processos contra diferentes estados sob plataforma digital. Este dataset digital implantado sobre plataforma TI, quando integrado efetivamente com DCS em tempo real, garante que operações de turno estejam capacitadas para ver janela operacional definida em tempo real e operar planta adequadamente.

Honeywell, Emerson, Yokogawa e outros desenvolveram aplicações TI que mantêm janela operacional digital e integram com DCS. Consórcio de Situação Anormal, promovido por Shell, Exxon, Emerson, Honeywell, analisou que ~40% falhas ou degradações de equipamentos podem ser evitadas se equipamento opera dentro da janela definida o tempo todo. Plataforma digital capacita operações de turno a estarem continuamente cientes da janela correta e controlar equipamento e condições de processo em tempo real.

Digitalizar Procedimentos e Checklists

Operações de turno recebem procedimentos operacionais padrão (POPs). Quase todas atividades típicas de turno documentadas como POPs. Frequentemente, alguns POPs têm checklists. Geralmente disponíveis em Word ou PDF. Bem gerenciados em poderoso sistema de gestão de conteúdo em plataforma TI. Operações de turno esperam imprimir e usar conforme práticas do site. Checklists, uma vez preenchidos, guardados ou digitalizados e carregados no sistema.

Há oportunidade de digitalizar POPs e checklists. POPs e checklists digitalizados podem ser customizados para cada equipamento rigorosamente, garantindo que uso de checklist ou procedimento errado seja evitado para qualquer tarefa de turno.

Digitalizar Planos e Instruções Operacionais

Instruções operacionais geralmente comunicadas por escrito em registro disponível na sala de controle da planta. Equipe de turno deve ler e assinar para reconhecer.

Quando planos e instruções operacionais são digitalizados, fica fácil monitorar como equipe seguiu instruções e dificuldades enfrentadas na execução. Possível analisar vários eventos e tendências vis-à-vis instruções de turno, e até "ativar" instruções sob certas condições para evitar dependência de pessoas em situações dependentes de contexto.

Digitalizar Estrutura de Competências

Competência de equipe voltada a ativos aprimorada dependendo de oportunidades de praticar várias tarefas. Tarefas de turno: monitoramento de condição de equipamento, trocas, isolamentos e transferência, partida e parada, etc. Equipe voltada a ativos também são primeiros a encontrar emergências e responder com ações adequadas.

Na prática tradicional, competências definidas e medidas contra número de sessões de treinamento, testes aprovados, horas em simuladores. Em estrutura digitalizada de gestão de competências, possível medir oportunidades que operador específico encontrou: lavagem reversa de banco de filtros, regeneração de leito molecular, isolamento e transferência segura de equipamento. Número de ações bem-sucedidas e falhas rastreado digitalmente para melhoria.

Digitalizar Operações de Site

Conforme mencionado, operações de site envolvem administração e governança. Definir e gerenciar padrões centrais, procedimentos, práticas, políticas. Abrange coordenação de negócios; planejamento e agendamento; gestão de estoque; gestão de materiais; gestão de contratados; RH; conformidade regulatória; engajamento de clientes, fornecedores, comunidade; segurança; e muitas outras áreas.

Digitalização oferece oportunidades para melhorar eficiências em muitos aspectos de operações de site, especialmente planejamento de produção e controle de estoque. Ajuda com controle e garantia de qualidade; controle de custos; gestão de catalisadores, químicos, materiais; gestão de contratados; etc.

Para melhorar segurança, vários tipos de informação de segurança de processo podem ser digitalizados: PFDs, P&IDs, fichas de dados. Digitalização ponta-a-ponta — suportada por estruturas de dados robustas de vários processos de gestão de segurança de processo (PSM) — trará benefícios de curto e longo prazo à organização.

Outros Benefícios da Digitalização

Digitalização de várias atividades de gestão de operações proporciona imensos benefícios. Um vale destacar: potencial para desenvolver modelos e realizar analytics. Dados digitalizados usados para diagnósticos, analytics preventivo e prescritivo, previsão de vida residual de equipamentos, previsão de ciclos de catalisadores, controle estatístico de processo, etc. Em muitos casos, digitalização bem feita fornece melhores insights sobre capacidades e limites do processo, usados para planejamento mais eficaz.