Gestão da Integridade: o caminho para otimizar a segurança, disponibilidade e desempenho

A indústria 4.0 promove a transformação digital dos processos industriais, trazendo consigo uma série de novas tecnologias e inovações para permitir uma produção totalmente digitalizada e integrada entre máquinas, produtos, sistemas e pessoas.

Big Data, Internet das Coisas (IoT), Inteligência Artificial, Sistemas Ciber físicos e Digital Twins são apenas algumas das tecnologias que podem ser utilizadas para elevar a automação da indústria à máxima potência e promover mais eficiência ao longo de toda a cadeia produtiva.

Importante notar que todos esses recursos, que são peças-chave para a transformação digital na indústria 4.0, se baseiam, sobretudo, na coleta, armazenamento e análise de dados. E é isso que permite gerar inteligência, mapear etapas e identificar gargalos nas operações. Desta forma, é possível reduzir custos e integrar e otimizar processos industriais, da produção e logística à gestão e atendimento ao cliente.

A gestão da integridade é, nesse contexto, um passo fundamental para o gerenciamento de riscos nas instalações, equipamentos, sistemas e demais estruturas, visando a otimizar a segurança, a disponibilidade e o desempenho da indústria. Esse conceito já é aplicado com sucesso em empresas de setores como Óleo e Gás, Aeroespacial, Geração e Transmissão de Energia, Automotivo e Bens de Capital.

O que é integridade? Segurança, disponibilidade e desempenho

O conceito de integridade é bastante amplo e pode ser entendido de diferentes formas, dependendo do contexto em que se aplica. Por exemplo, para a API (American Pretroleum Institute), um sistema vem a ser considerado íntegro quando desempenha a função requerida enquanto previne ou mitiga incidentes que possam vir a representar ameaças à vida, saúde ou meio ambiente. Enquanto, por outro lado, o IQA (Instituto da Qualidade Automotiva) direciona o conceito para atendimento à conformidade dentro dos parâmetros exigidos no mercado automotivo, claramente direcionado para os conceitos de qualidade.

Visto por esta perspectiva de adequação, é possível verificar que o conceito de integridade pode ser aplicado a produtos e sistemas, dentro dos mais variados modelos de negócio. Pode-se tratar a integridade de um ativo de sua produção, de um produto vendido ao cliente, ou mesmo de um serviço que envolva aluguel de bens.

Na CERTI, criamos um conceito agregador para a integridade, descrevendo-a como “a garantia de uma operação segura e da disponibilidade dos sistemas ao longo da vida de serviço e com desempenho acima de um mínimo aceitável”. A inserção do conceito de “desempenho mínimo” é passível de adequação em cada negócio e tratável a partir dos níveis tolerabilidade aos riscos, relacionando-se como payback, retorno de investimento, competitividade e segurança.

Gestão da Integridade: estabelecimento e conservação

O conceito de integridade relaciona-se à garantia da qualidade para produtos e processos, utilizando-se de ferramentas e competências replicáveis.

Nesse sentido, a gestão da integridade pode ser compreendida como o conjunto de métodos empregados para garantir que pessoas, sistemas, processos e recursos associados estejam em uso e executem suas funções, em nível mínimo aceitável, ao longo de todo o ciclo de vida do sistema, garantindo o uso eficiente dos recursos disponíveis.

Vale notar ainda que a gestão da integridade pode ser dividida em duas frentes:

• Estabelecimento da Integridade: diz respeito ao planejamento, implantação e desenvolvimento de sistemas. Para isso, é feita a análise dos indicadores determinantes para a integridade, de forma a mensurá-los, acompanhá-los e analisá-los. Exemplos:
  • Sistemas prescritivos para avaliação de desempenho após instalação.
  • Desenvolvimento de sistemas mecânicos robustos, fit to purpose.
  • Criação e agregação de sistemas de monitoramento e sensores inteligentes embarcados.
• Conservação da Integridade: refere-se ao monitoramento e acompanhamento da vida útil e desempenho dos sistemas. Trata-se, portanto, da implementação da automação de processos de monitoramento, inspeção e atuação com a base de dados. Exemplos:
  • Funcionamento fabril, incluindo a garantia da qualidade de produtos, garantia da produção e a busca pela manufatura 4.0.
  • Garantia da qualidade de produtos.
  • Monitoramento de sistemas elétricos,
  • Manutenção com base em risco,
  • Predição de falhas e anomalias com foco no funcionamento contínuo de sistemas, restabelecimento otimizado e análise de desempenho confiável.
  • Integridade sistêmica de florestas.

Relacionam-se, assim, às tecnologias habilitadoras da indústria 4.0 e às modernas técnicas de manutenção 4.0, inspeção baseada em risco, sensores inteligentes, confiabilidade de dados, dentre outras.

O que é preciso para otimizar a gestão da integridade de ativos e instalações?

A gestão da integridade de ativos e instalações envolve alguns fundamentos primordiais. São eles:

• Competitividade: o foco de qualquer implementação deve ser aumentar o desempenho ao mesmo tempo que se reduz o custo. Para isso, técnicas como a inspeção com base em riscos, bem como a manutenção centrada em confiabilidade são bem vindas. Além disso, é necessário configurar a produção com foco no cliente e na maximização de ativos.
• Instrumentação: deve-se realizar uma análise das formas de medição atuais e sua confiabilidade, partindo para a proposição de sistemas de medição e sensores mais adequados.
• Metrologia: entra como peça chave na análise de sensibilidade das variáveis relevantes para os processos de monitoramento e inspeção, além do estabelecimento dos níveis de confiabilidade e da avaliação da propagação de incertezas para a definição da probabilidade de falhas, criando o conceito de quantificação de riscos a ser aplicado no negócio.
• Data Analytics: trata-se da utilização dos históricos de monitoramento e inspeções para identificação de padrões e correlação de dados, de modo a permitir o modelamento de tendências.
• Gêmeo digital ou Digital twin: maior predição de consequências com base em tendências. São realizadas simulações de cenários a partir dos dados prescritos, gerando uma estimativa da vida dos componentes críticos e produtos. Também permite realizar a conexão com sistemas similares para o treinamento de inteligências artificiais.

Tecnologias e conceitos envolvidos na gestão da integridade

Todos esses fundamentos da gestão da integridade são permeados por tecnologias e conceitos que garantem a sua aplicação e seus benefícios.

Dentre as tecnologias, destacam-se:

• Big Data: sistema de tratamento de dados – estruturados ou não. É capaz de lidar rapidamente com grandes volumes e variedades de informações, entregando resultados com base em estatística, mineração e aprendizado.
• Inteligência Artificial: combinação de tecnologias que permitem que sistemas e máquinas aprendam de forma autônoma, exigindo mínima interferência humana. Possui diversos subcampos como machine learning (aprendizado de máquina) e deep learning (redes neurais).
• Gêmeos digitais: são uma representação digital de processos e sistemas físicos, com base na “nuvem”, mantida durante todo o seu ciclo de vida e facilmente acessível a qualquer momento.
• Monitoramento em tempo real: é entendido como a utilização de sistemas que reagem aos estímulos de um ambiente dentro de prazos específicos, geralmente relacionados a aplicações críticas ou que envolvem o risco de perdas econômicas, ambientais ou humanas. O “tempo real” pode ser entendido como “tempo adequado”.
• Sistemas Ciber físicos: conectam o mundo físico com o mundo virtual, com foco em sustentabilidade econômica, ambiental e social. São adaptativos e preditivos, atuando em tempo real a partir de sensores e atuadores.

Já dentre os conceitos, são importantes:

• Risco: é a relação entre a probabilidade de falha e a consequência dessa falha. A probabilidade de falha é estimada com base na degradação de um componente, ocorre por unidade de tempo e é relacionada aos modos de falha (como se dá a falha: ruptura, vazamento etc.) e ao mecanismo de falha (o que leva à falha: erosão, corrosão, fadiga etc.).
• Inspeção baseada em risco: método para a tomada de decisão em manutenção focado, principalmente, na estipulação de um risco máximo tolerável associado à ocorrência de uma falha. Para isso, determina o tempo ótimo de inspeção ou manutenção em um ciclo fechado, fazendo a reavaliação e a estimativa dos novos riscos introduzidos após a alteração do procedimento de manutenção.
• Tolerabilidade ao risco: conceito geralmente qualitativo, relacionado à aversão ao risco. Também está ligado à noção de consequência, que se refere ao resultado de uma falha uma vez que ela ocorreu. Nesse sentido, as consequências podem ser segmentadas em sociais, ambientais, econômicas, reputacionais, dentre outras.

Quais os benefícios da Gestão da Integridade para as empresas?

Como benefícios diretos e indiretos da gestão da integridade na indústria, podemos citar:

• Apoio à decisão para investimentos;
• Cenários de extensão de vida de sistemas;
• Confiabilidade, com base estatística, no apoio à decisão;
• Gestão com base em riscos e tolerância;
• Otimização de intervenções com base em risco;
• Prevenção de lucro cessante;
• Previsibilidade de vida útil de sistemas e produtos finais;
• Racionalização de custos em testes e inspeções;
• Redução de custos de manutenção e de operação;
• Redução de riscos de multas ambientais.

A gestão da integridade é um processo importantíssimo para as empresas que se desenvolvem rumo à indústria 4.0, promovendo um maior controle sobre toda a cadeia produtiva, a redução de custos e riscos e facilitando a transformação digital que marca a Quarta Revolução Industrial.Se você tem interesse em aplicar Gestão da Integridade na sua empresa, entre em contato com nossos especialistas e entenda como a CERTI pode ajudar!