arcelorMittal - N-Side

© S.DHOTE
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a EMpRESa:
arcelorMittal
Dunkerque
ArcelorMittal Dunkerque produz anualmente
mais de seis milhões de toneladas de aço
numa fábrica integrada de fundição de aço.
A SCOOP ajuda a reduzir os custos
da matéria-prima na ArcelorMittal
Dunkerque.
Com 320.000 empregados em mais de 60 países em todo o mundo,
a ArcelorMittal tem fábricas em 27 países na Europa, Ásia, África e América.
Sua capacidade total de produção chega a 130 milhões de toneladas
(cerca de 10% da capacidade mundial de produção de aço).
A siderúrgica de ArcelorMittal em Dunkerque se especializa em aço carbono
plano e possui três altos-fornos (BF2, BF3 e BF4), sendo o BF4 um dos altosfornos de melhor desempenho da Europa. O local inclui também duas
plantas de coque, duas cadeias de sinterização, uma aciaria com três
« Nós já tivemos algumas ferramentas que
permitiam calcular a composição de matériaprima necessária para a produção. Entretanto,
nossas ferramentas só nos permitiam otimizar
um departamento por vez. (...) Quando vimos
a apresentação da N-SIDE em Dunkerque,
ficamos imediatamente impressionados pelo
fato de que a SCOOP era integrada e produzia
resultados em poucos segundos. »
conversores, quatro linhas de lingotamento contínuo para chapas, um
laminador a quente e um laminador a frio.
Jean-Marie LIBRALESSO,
Gerente Geral, Produção de Ferro-gusa
Departamento - Coordenação de Processos
O DESafiO:
DiMinuiR OS cuSTOS Da MaTéRia-pRiMa E MElHORaR O inTERcâMBiO DE infORMaçõES EnTRE aS DifEREnTES uniDaDES DE pRODuçãO
n-SiDE, companhia especializada em aplicativos de pesquisa de Operações para a indústria de aço, entrou em contato com
a planta de Dunkerque, em 2003, e explicou para a gerência os benefícios da sua ferramenta ScOOp (Steel cost
Optimization) de otimização da matéria-prima.
O gerente local decidiu, então, pedir a Jean-Marie
libralesso, Gerente Geral do Departamento de
fabricação de ferro-gusa (coordenação de processos),
que considerasse a ferramenta n-SiDE para diminuir o
custo total da produção de aço.
“nós já tivemos algumas ferramentas que permitiam
calcular a composição de matéria-prima necessária para
a produção”, explicou Jean-Marie libralesso.“Entretanto,
nossas ferramentas somente nos permitiam otimizar um
departamento por vez - planta de coque, sinterização e
alto-forno - e, após cada cálculo realizado em uma
unidade, tinha-se que rever o impacto no modelo
do próximo departamento no processo de produção”.
Diferentemente das ferramentas já usadas, a ScOOp
leva em conta todo o conjunto de passos da produção e
conta com uma otimização técnico-econômica
integrada. foi isto que fez Jean-Marie libralesso
organizar um encontro com a n-SiDE, que criou esta
ferramenta depois de muitos anos de pesquisa
e colaboração com as universidades belgas.
“Quando vimos a apresentação da n-SiDE em
Dunkerque”, disse libralesso, “ficamos imediatamente
impressionados pelo fato de que a ferramenta era
integrada e produzia resultados em poucos segundos.
a princípio, pensamos que era um simples modelo com
apenas equilíbrio material, mas quando fizemos
perguntas, percebemos logo que a ferramenta era
muito mais avançada e que ela inclui modelagem para
termodinâmica, produção, equilíbrio químico,
qualidade de produto (i10, i20, i40...) etc. para chegar aos
fundamentos, organizamos uma visita a liège (Bélgica),
onde nossos colegas demonstraram como eles já
estavam usando a ferramenta. após a visita, ficamos
convencidos de que a ScOOp poderia nos ajudar.”
Durante a crise do carvão em 2003-2004, as diversas
plantas da arcelor tiveram que reagir às significativas
variações do preço do carvão e se adaptar tão
rapidamente quanto possível para selecionar o carvão
necessário para a qualidade projetada do aço. Quando
isso aconteceu, graças à otimização integrada da
ferramenta ScOOp, arcelor liège pôde responder quase
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instantaneamente a cada nova condição do mercado,
quando o cálculo era mais complexo e mais lento
em Dunkerque. Quando a equipe de Jean-Marie
libralesso foi a liège, ela recebeu explicações dos
usuários da ScOOp e entenderam como liège
conseguiu ser tão reativa em relação às mudanças de
disponibilidade.
Os desafios do aprovisionamento da matéria-prima na
indústria de aço são extremamente importantes: eles
constituem uma meta estratégica. uma planta como
a arcelor-Mittal Dunkerque, que produz mais de 6
milhões de toneladas de aço por ano, tem um
orçamento de matéria-prima perto de um bilhão de
euros, o que representa mais de 80% do total dos custos
de produção do aço. além disso, a ruptura do
aprovisionamento deve ser rapidamente levada em
consideração, a fim de se calcular a nova composição
ideal de material que torne possível a produção da
qualidade de aço programada, ao menor custo.
a SOluçãO:
a ScOOp, cOM BaSE EM MODElOS MaTEMáTicOS,
TORna pOSSívEl calculaR a cOMpOSiçãO MaiS
BaRaTa Da MaTéRia-pRiMa paRa uMa DETERMinaDa
QualiDaDE DE açO E QuE SEJa cOMpaTívEl cOM
caDa pROcESSO ESpEcíficO DE pRODuçãO.
a ScOOp (Steel cost Optimisation) é um aplicativo que
tem sido melhorado continuamente durante os últimos
10 anos. foi originalmente desenvolvido na ucl
(catholic university of louvain) como um projeto de
pesquisa e se tornou subsequentemente a pedra de
toque da estratégia da indústria de aço da n-SiDE, uma
derivada da ucl & ulG (university of liège)
para o processo de produção da Dunkerque, não
trabalham mais lá, e nem tudo foi sempre documentado
em detalhes completos”.
especializada em pesquisa de Operações. O Sr. libralesso
explica:“a arcelorMittal tem muitas pessoas trabalhando
no departamento de pesquisa & Desenvolvimento.
Temos desenvolvido ferramentas de tomada de decisão
para composição de matéria-prima durante muitos anos.
algumas de nossas ferramentas vão até mesmo a
maiores detalhes do que a solução da ScOOp.”
“Entretanto, não temos uma ferramenta que permita a
otimização da composição de produtos que leve em
consideração a abrangência completa das fases de
produção. Esta é a maior vantagem que percebemos na
solução da n-SiDE. Durante a implementação da
ferramenta, a maior parte do trabalho era determinar
que detalhes técnicos eram necessários para a
otimização integrada. Entretanto, tivemos que nos
concentrar nos elementos que melhoram realmente o
valor da otimização técnico-econômica e eliminam
quaisquer fórmulas não-relevantes relativas a isto. Deste
ponto de vista, a implementação da ScOOp foi um real
sucesso”.
Outro ponto importante considerado pelo Sr. libralesso
foi o aspecto de agregação de conhecimento. “cada
local de produção”, explica o Sr. libralesso, “ao correr do
tempo, desenvolveu suas próprias fórmulas locais.
certamente, nem tudo pode ser encontrado na literatura
científica. Às vezes levam-se anos para se estabelecer
relações, que podem ser empíricas, mas que são as mais
apropriadas para um processo de produção. Esta é a
essência de nosso conhecimento que nos permite
produzir aço, usando o processo ótimo no processo do
dia-a-dia. Todo esse conhecimento, agregado durante
muitos anos, é inestimável para nós. Entretanto, esse
conhecimento tem estado espalhado entre vários
departamentos por um longo período de tempo.
algumas pessoas que criaram essas fórmulas, específicas
Todas as fórmulas químicas, termodinâmicas, logísticas
e de outros tipos relativas à fábrica de Dunkerque ou
resultantes da literatura estão documentadas na
ferramenta. um simples clique do mouse num hyperlink
na tela torna possível ver os detalhes de uma
variável, e então as fórmulas nas quais é usada, com os
links, em alguns casos, como outros tipos de
documentos como memorandos internos, artigos
científicos... a seguir, usando outros hyperlinks,
podemos acessar as outras variáveis e fórmulas
envolvidas.
uma ferramenta de comparação de cenários permite ao
usuário testar muitas suposições diferentes e
compará-las. por exemplo, podemos comparar
diferentes níveis de produção e ver sua influência no
custo de produção por tonelada de aço. podemos
também comparar diferentes capacidades de trituração
e seu impacto no processo, etc...
“a ScOOp é uma ferramenta de alto desempenho”, diz
Jean-Marie libralesso. “Entretanto, não é uma
ferramenta para uma pessoa sem experiência:
é necessário algum conhecimento do processo de
produção para seu ajuste. felizmente a ScOOp oferece
um mecanismo para detecção de falhas no caso de uma
solução inviável, o que mostra ao usuário uma
inconsistência dos parâmetros”.
OS BEnEfíciOS:
OS cuSTOS DE pRODuçãO SãO REDuziDOS EnTRE €1
E €4 pOR TOnElaDa DE açO
“nossos primeiros cálculos mostram-nos um benefício
potencial de cerca de 2 euros por tonelada de aço”, disse
o Sr. libralesso. “Entretanto, esse número deve ser
ponderado, porque, na nossa situação, os materiais
escolhidos pelo instrumento nem sempre estão
disponíveis, uma vez que precisamos compartilhar os
materiais disponíveis entre outros locais de produção do
grupo. naturalmente, quando nossos compradores nos
dizem que um material não está disponível, somos
capazes de nos adaptar mais fácil e mais rapidamente
com a ScOOp e encontrar um produto substituto
ou composição de produtos que combinem com nossas
restrições técnicas. acredito ser realista dizer, em virtude
dessa limitação específica, que o benefício é de cerca de
um euro por tonelada para a arcelorMittal Dunkerque, o
que é significativo, levando em consideração nosso nível
de produção (mais de 6 milhões de toneladas)”.
BEnEfíciOS ESSEnciaiS:
Rápido retorno do investimento através
dacompleta integração das diferentes
fases de produção
Melhoria da troca de informações entre os
departamentos
agregação do conhecimento
ferramenta comum
numa
Reação rápida às mudanças das condições
do mercado ou escassez de matéria-prima
instrumento de negociação técnico-econômica
calculando a melhor opção de matéria-prima
O fuTuRO:
uM MElHORaMEnTO cOnTínuO
Diversas melhorias estão planejadas: restrições
ambientais, conhecimento de novos processos técnicos
(novos modelos de qualidade, por exemplo), novos
modos de usuários (interface com usuários). além disso,
a aciaria não faz parte do presente objetivo, embora a
ScOOp seja também capaz de integrar esse
departamento. no momento, o perímetro do aplicativo
está limitado à produção de ferro-gusa (planta de
coque, sinterização, alto-forno).
“Nossos primeiros cálculos nos
mostram um benefício potencial
de cerca de 2 euros por tonelada
de aço”
Jean-Marie LIBRALESSO,
Gerente Geral, Departamento de Produção
de Ferro-gusa - Coordenação de Processos
Estudo de caso, preparado por N-SIDE em colaboração com ArcelorMittal