associação brasileira da indústria elétrica e eletrônica · gestão de alarmes e exceções...
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Análise de Novas Tecnologias de Automação dedicadas ao Setor Químico
CONGRESSO 2018 ABIQUIM
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INTRODUÇÃO
1. Automação na área química• Contextualizar o tema automação e sua importância dentro da indústria Química • Objetivos e desafios da automação na indústria química
2. Realidade da automação na 4ª. Revolução industrial aplicadas à segurança de processo:• NOA - busca de dados fora do sistema de controle de processo e seu monitoramento• Colaboração entre sistemas e Mobilidade• Manutenção preditiva• Relação entre IT-OT e Cybersecurity industrial
3. Casos• Mobilidade• Como tratar cybersecurity
4. Serviços e Novas Tecnologias• Serviço Consultoria (diagnóstico, planejamento, acesso remoto, aplicação e
instalação)• Tecnologias disponíveis em automação
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• Contextualizar o tema automação e sua importânciadentro da indústria Química
• Objetivos e desafios da automação na indústriaquímica
Automação na Área Química
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Contextualizar o tema automação e sua importância dentro da indústria Química
Elétrica
Ramo de Engenharia que atua em sistemas de energia elétrica
Instrumentação
Ramo de Engenharia que atua na medição,monitoramento e controle de variáveis de processo
Automação
Ramo de Engenharia que atua no controle e gerenciamento de máquinas e processos produtivos
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Contextualizar o tema automação e sua importância dentro da indústria Química
Principais objetivos da Automação
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Contextualizar o tema automação e sua importância dentro da indústria Química
Relação entre Automação e Informática (TI)
• Automação => Contribui com as soluções através do conhecimento do processo defabricação (tecnologias e conceitos aplicáveis)
• Informática (TI) => Contribui com a infraestrutura (instalação, operação e manutenção).
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• NOA - busca de dados fora do sistema de controle deprocesso e seu monitoramento
• Colaboração entre sistemas e Mobilidade• Manutenção preditiva• Relação entre IT-OT e Cybersecurity industrial
Realidade da Automação na 4ª. Revoluçãoindustrial aplicadas à Segurança de Processo:
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Melhoria das abordagens existentes como base para a utilização eficiente e flexível daIndústria 4.0 na indústria do processo.
• Adicional às estruturas existentes
• Aberta para novas abordagens dentrode IIoT
• Baseada em padrões existentes
• Integração simples dos componentes deTI do chão de fábrica à gestão
• Menor custo dos sensores por conta dosmenores custos de integração
• Não impacta em risco de disponibilidadeou segurança da base instalada
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Integração corporativa• Operadores remotos tem acesso aos mesmos dados operacionais ou de manutenção
que os operadores locais• Mantém um fluxo de trabalho comum de operação e manutenção ao longo de vários
sites e sistemas• Servidores de analítica e otimização dos ativos residem na Nuvem e seus parâmetros
tornam-se ubíquos
Sala de Controle CentralSalas de Controle Local
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Colaboração entre Sistemas
1. Problema detectado com base na monitoração de condição (CBM)2. Verificação e despacho de ordem de serviço para inspeção3. Submissão de ordem de reparo ao sistema de manutenção4. Ordem é adicionada e programada automaticamente5. Sequência de ações para correção é tomada6. Operação é notificada
Integração com CMMS
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Suporte Operacional no Equipamento com Realidade Aumentada
Investigação & manutenção
assistida
• Identifica, reconhece equipamento
• Manobras operacionais padrão
• Procedimentos de manutenção
• Identificação e tratamento de anomalias no equipamento
• Recursos:
• Modelagem fotográfica ou artificial do equipamento
• Conexão com sistema real de automação e de processo
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Supervisão do equipamento
ou processo • Identificação inteligente do
ambiente
• Monitora parâmetros de múltiplos contextos (produção, eficiência, alarmes) em tempo real para o mesmo equipamento ou processo
• Não necessita procedimento de bloqueio (LOTO) ou outras qualificações
• Recursos:
• Modelagem fotográfica do ambiente fabril
• Conexão on-line com sistema de automação e de processo
Supervisão Operacional com Realidade Aumentada
Mobilidade e Colaboração
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Suporte Remoto colaborativo
• Identifica, reconhece equipamento
• Manobras operacionais padrão
• Procedimentos de manutenção
• Identificação e tratamento de anomalias no equipamento
• Recursos:
• Modelagem fotográfica ou artificial do equipamento
• Colaboração remota com especialista
Suporte Remoto de Manutenção com Realidade Misturada
Mobilidade e Colaboração
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Espera-se que os ativos presentes nas malhas de controle e de segurança forneçaminformações seguras e precisas sobre eles mesmos e sobre os processos, promovendo oplanejamento e execução das manutenções preditivas:
• Identificar uma falha ainda durante seu desenvolvimento
• A informação detalhada sobre a falha ajuda identificar sua causa raiz
• Priorizar e agir de modomais rápido e preciso comDashboards IIoT
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Estação de Engenharia Estação de Operação
Controle de Processo
Rede inteligente deativos
NUVEM
Manutenção Preditiva
Diagnósticos embutidos Dados de processo Ano e local de fabricação Manuais e ciclo de vida Comunicação:
- Wifi, - Zigbee, - QR Code, - RFID
Realidade virtual Realidade aumentada
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Manutenção Preditiva
• IEC61508 – para a segurança funcional de sistemas eletrônicos, elétricos e eletrônicosprogramáveis, garantindo maior segurança aos processos principalmente em malhas desegurança (junto aos demais padrões relacionados, IEC61511 e ISA 84.01).
• Outros (ISO, ANSI/ISA, ATEX, etc.) – relacionados a segurança intrínseca, redução defalhas sistemáticas, integração a ambientes específicos etc.
• NAMUR NE107 – objetiva operações na planta mais seguras e com diretrizes claras;economia por procedimentos bem definidos e maior disponibilidade para a planta.
ManutençãoRequerida
Falha Check de função
Fora de Especificação
Controle de Processo, Manutenção, Gerenciamento de Ativos
Padrões como pré-requisitos
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Manutenção Preventiva
FTA / FMEA / FMECA / RCA / RCM
Padrões de
manutenção
Sinais de
entrada
Data
SheetCorrente
Tensão
Temperatura do enrolamento
Temperatura do rolamento
Vibração do rolamento
Sobrecarga
Falha de ventilação
Redução de energia
Falha de terra
Falta de lubrificação do rolamento
Desgaste do rolamento
Falha de sensor
Número de partidas
Num partidas à quenteEntradas
Saídas
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Manutenção Preditiva
• Heurística baseada em “machine learning”
• Usado quando o algoritmo da regra não é conhecido ou é muito complexo ou pordemais influenciado por carga, condição operacional ou ambiental.
Diagnóstico baseado em modelos de comportamento
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Os novos direcionamentos tecnológicos conduzem a um novo paradigma comercial eindustrial, pois com a integração vertical e horizontal que ela possibilita, é ilógico oprocesso produtivo não se beneficiar da conectividade.
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Desenvolvimento de um programa
◦ Equipe multidisciplinar com suporte (patrocínio) para ação
◦ Avaliação de Risco
- Quantificação das ameaças
- Determinação dos impactos
- Determinação da incidência
◦ Tratamento das vulnerabilidades e de seus impactos operacionais
◦ Gestão de incidente e da continuidade operacional
◦ Controle e monitoração
Desenvolvimento de uma cultura
◦ Treinamento e compliance
Relação entre IT-OT e Avaliação de Risco
Confidencialidade
Integridade
Disponibilidade
IT
OT
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Relação entre IT-OT e Cybersecurity industrial
A garantia da disponibilidade, integridade e confidencialidade é obtida através deequipamentos, procedimentos e mudança cultural
Modelo de proteção em zonas e conduítesAutenticação, Autorização, Contabilidade –Triplo A
Política, Procedimento, Documentação, e Conformidade
Proteção fim-a-fim, Integridade, Prevenção contra perda de dados, Anti Virus / Malware
Segmentação de rede (Acesso remoto seguro, DMZ, rede de produção)
Gestão de Patches, Endurecimento da segurança de Workstations e Servidores
Monitoração do desempenho da rede / Gestão central e alerta de segurança
Registro de Eventos, Manutenção e recuperação de desastre de Sistemas e de rede
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CASOS - Oxiteno & Basf
MOBILIDADE - SMARTPHONE & TABLETS
Benefícios Típicos:• Aumento da disponibilidade 10-30%• Custos de Manutenção Reduzidos e Eficácia Mecânica 5-30%• Aumento da produtividade da força de trabalho 20-30% +• Aumento da visibilidade dos dados não instrumentados 20-30% +• Visibilidade da conformidade
reguladora> 30%• Retorno típico em 6-12 meses
• Preocupações:• Atmosferas Explosivas• Cybersecurity
Gestão de Alarmese Exceções
Processos de Partida/Parada
Normas Regulamentadoras
Treinamento de Operadores
Dados de Processo
Mudança de Produto
RotinasOperacionais
Logbook
Lock Out / Tag Out
Execução deOrdens de Manutenção
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CASOS - Oxiteno & Basf
MOBILIDADE - SMARTPHONE & TABLETSRonda Operacional Típica:
Operador
Equipamentos
Rotina Gestão
Descarte LV
Portal Web
Manual
OPMAN
Supervisor
ManualRelatórios de
turno e diurno
Especialistas
Check-list
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CASOS - Oxiteno & Basf
Portal Web
Auto
OPMAN
Operador
Equipamentos
Intelatrac
Supervisor
Auto
Especialistas
Relatórios de turno e diurno
Operador
Rotina Gestão
Tag RFIDIdentificação comSegurança do Ativo
Historian Support
• Wonderware
• OSI PI
• AspenTech
• Honeywell
MOBILIDADE - SMARTPHONE & TABLETSRonda Operacional com Soluções Móveis:
Check-listno
Handheld
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MOBILIDADE - BASF
Exemplos de Check Lists EletrônicosVálvulas Bloqueadas Abertas ou FechadasChuveiros de Emergência e Lava Olhos
Infraestrutura implementada. Piloto definido. Aguardando certificação nacional para os dispositivos mobile.
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MOBILIDADE - BASF
Número de plantas que utilizam soluçãomobile.
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Número de check listseletrônicos
>5400
Número de operadores treinados
1900
Número de dispositiosmobile
>1100
BRASIL
Infraestrutura implementada. Piloto definido. Aguardando certificação nacional para os dispositivos mobile.
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Automation Security – BASF & OXITENO
Time global com representantes em cada regiao orientados pela ISO 27x e IEC 62443
Represenante local (ponto focal)
Treinamento e conscientização
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SERVIÇOS E NOVAS TECNOLOGIAS
• Serviço Consultoria (diagnóstico, planejamento, acessoremoto, aplicação e instalação)
• Tecnologias disponíveis em automação
AÇÕES ABINEE
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AÇÕES ABINEE
SERVIÇO DE CONSULTORIA (diagnóstico, planejamento, acesso remoto, aplicação e instalação)
• Avaliação de vulnerabilidade cibernética – chão de fábrica ao ERP• Avaliação do ciclo de vida da planta• Análise de maturidade• Consultoria para o desenvolvimento do plano de transformação digital
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• Drivers para comunicar sistemas proprietários - Digital Enablers
• Hardware para integrar sistemas “ilhados” – Digital Enablers
• Ferramentas para diagnóstico, análise de dados e sensors virtuais;
• Infraestrutura de nuvem com alta capacidade de processamento de informações;
• Algoritmos para auto aprendizado - Machine Learning
• Avaliação de vulnerabilidade cibernética – chão de fábrica ao ERP
• Modelo de uso de software sob demanda (subscription) – Software as a Service (Saas)
• Apresentação de informação em tablets com contexto em localização;
• EPIs com inteligencia para detectar e informar acidente com time de campo;
• Portal consolidado de informações para melhor tomada de decisão;
• Digitalização de procedimentos operacionais;
• Integrar sistemas de naturezas distintas – Abrir Ordem Manutenção com X horas de uso
SOLUÇÕES DISPONÍVEIS
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Gestão Corporativa
Gestão de Produção
Sistemas de Controle e Segurança
Dispositivos de Campo
Instrumentos para área classificada -Zona 0 e 1 (NR10)
Segurança intrínseca durantemanutenção (NR10)
Ativos inteligentes Auto Calibração e Diagnóstico Polarização reversa SIL – Safety Integrity Level (NR13, IEC) PST - Partial Stroke Test Monitoramento de vazamento
• Elétrica:₋ Proteção contra arco
elétrico₋ Acionamentos inteligentes
de motores• Manufatura:
₋ Cortina de luz (proteção esegurança em máquinas –NR12)
Dispositivos para atendimento à NR12 Botoeiras, sensores de presença, etc.
Dispositivos de Campo
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Gestão Corporativa
Gestão de Produção
Sistemas de Controle e Segurança
Dispositivos de Campo
Sistemas de Controle e Segurança SISTEMAS DE CONTROLE Intertravamento Sequenciamento de procedimentos Gestão de bateladas e receitas Controle Regulatório Gerenciamento de Alarmes Gerenciamento de malhas
SISTEMAS DE SEGURANÇA BMS - Burner Management System –
Sistemas de combustão F&G – Fire & Gas - Central de fogo e gás
industrial e predial ESD – Emergency Shutdown – Sistema
de desligamento de emergência SOE - Sequence of Events – análise de
trip (elétrica e processo) Monitoramento da performance das
malhas de segurança (real x projetado) Redundância e votação (1oo2, 2oo3,
etc) – CPU, Cartão, sensor e acionador
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Gestão Corporativa
Gestão de Produção
Sistemas de Controle e Segurança
Dispositivos de Campo
Gestão de Produção Gerenciamento de energia –
otimização do consumo, controle dedemanda, qualidade
Gerenciamento de eficácia -desempenho, disponibilidade equalidade (OEE)
Gerenciamento de ativos –monitoração da condição em temporeal, classificação e priorização deatividade, manutenção preditiva/prescritiva (big data, analytics)
Gerenciamento de produção –planejamento e execução das ordensde produção
Gerenciamento de qualidade –análise e certificação de amostras
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Gestão Corporativa
Gestão de Produção
Sistemas de Controle e Segurança
Dispositivos de Campo
Gestão Corporativa
Gestão de Segurança - SMS (validade
de treinamentos, certificações e EPIs)
Gerenciamento da Manutenção –
Ordens, Notas, Recursos, partes e
peças
Segurança patrimonial - Controle de
Acesso, Detecção de invasão
perimetral e CFTV
Segurança Cybernética – CyberSecurity
www.abinee.org.br
Pelo Fortalecimento da Competitividade do Setor Eletroeletrônico