Principais benefícios do Maestro na Ambev - Piraí
- A estabilidade da pressão no sistema de geração de vapor da fábrica melhorou significativamente após a implantação do Maestro
- Antes da implantação, o erro relativo entre o valor de processo e o valor desejado da pressão era de 56%, enquanto após a implantação, esse valor caiu para 4%.
- O desvio padrão da pressão também melhorou, passando de 0,79 kgf/cm² antes da implantação do Maestro para 0,117 kgf/cm² após a implantação.
- A redução no erro relativo da pressão foi de até 14 vezes e a redução no desvio padrão foi de 6,75 vezes.
- A combinação da experiência da Optimus, o empenho das equipes do cliente e os recursos avançados do software Maestro contribuiu para o enorme sucesso do projeto.
A Ambev – Piraí buscava otimizar o controle do processo de Geração de Vapor
A automação e o controle de processos é cada vez mais presente nas etapas produtivas dos setores industriais e, por esse motivo, a Optimus foi contratada pela Ambev, localizada em Piraí, Rio de Janeiro, para resolver problemas de qualidade do produto e reduzir os custos associados à instabilidade do sistema de geração de vapor.
Problema do Cliente
A Ambev é um grupo industrial líder no setor de bebidas. Em uma de suas unidades de produção, localizada em Piraí, Rio de Janeiro, a empresa enfrentava dificuldades em manter a estabilidade do seu sistema de geração de vapor. O sistema é composto por cinco caldeiras geradoras de vapor usando gás combustível e um sistema de cogeração de vapor e energia elétrica.
O processo em questão envolve o controle da geração de vapor, responsável por manter a pressão no sistema de distribuição em um valor próximo a 8,5 kg/cm², adaptando a produção total de vapor ao consumo demandado pelos equipamentos de processo. Os equipamentos consumidores de vapor incluem cozedores, pasteurizadores e aquecedores, que operam em batelada e apresentam um consumo de vapor bastante variado.
Os problemas enfrentados pela Ambev incluíam excessiva variação na pressão do sistema de distribuição, que não era atenuada pelo sistema original de controle baseado em controladores PID (Proporcional, Integral, Derivativo). Essa instabilidade levava a pressões muito baixas, afetando o fornecimento adequado de vapor aos equipamentos de processo e gerando problemas de qualidade do produto, além de altos custos para a fábrica. Por outro lado, pressões muito altas resultavam em abertura do sistema de alívio de pressão, causando perdas de vapor para a atmosfera.
A Solução Optimus
A Optimus em conjunto com as equipes de processo e automação do cliente, implantaram no início de 2023 um projeto de otimização do sistema de controle da geração de vapor da fábrica.
Para esse projeto foi utilizado o software Maestro desenvolvido e registrado pela Optimus. O Maestro é um sistema inteligente de controle de processos industriais. Utiliza o estado da arte em técnicas de inteligência artificial e controle avançado aplicadas ao controle industrial. O Maestro possibilita o uso de maneira extremamente facilitada, de tecnologias como sistemas especialistas, redes neurais, lógica “fuzzy”, controle preditivo e outras, visando obter a otimização do controle de um processo industrial.
O Maestro passou a modular a capacidade de geração das caldeiras de modo a garantir que a pressão fique estável em torno do valor desejado. Usando um sistema especialista o Maestro identifica a necessidade de se ligar ou desligar caldeiras, respeitando critérios de criticidade determinados pelos operadores. O efeito de grandes variações de consumo é considerado antecipando a ação na capacidade de geração das caldeiras com técnicas de controle antecipatório.
Os Resultados
Após a implantação do Maestro no sistema de geração de vapor da fábrica, foi realizado uma análise comparando a estabilidade da pressão no mês de fevereiro de 2023 (sem o Maestro), com o mês de abril de 2023 (com o Maestro). Facilmente conclui-se que o ganho na estabilidade da pressão foi notável.
Na figura a seguir pode se observar a variação da pressão do sistema durante um dia aleatório antes da implantação do Maestro. Neste período, houve momentos de erro relativo entre o valor de processo e o valor desejado da pressão da ordem de 56% e um desvio padrão de 0.79 kgf/cm².
A figura abaixo ilustra variação da pressão durante um dia de operação após a implantação do Maestro. Observa-se facilmente uma melhora significativa na estabilidade da pressão. O máximo valor de erro relativo da pressão verificado foi de 4% e o desvio padrão foi de 0.117 kgf/cm².
O Maestro foi capaz de fornecer uma redução de até 14 vezes o erro relativo da pressão e 6,75 vezes o seu desvio padrão, o que atesta a melhora tanto da capacidade do sistema em absorver o impacto de grandes consumidores de vapor bem como manter a pressão estável e com a média em torno do valor desejado (8.5 kgf/cm²).
A grande experiência da Optimus em projetos deste tipo, a dedicação e empenho das equipes do cliente, e os recursos avançados existentes no software Maestro possibilitaram o enorme sucesso alcançado neste projeto.