Usiminas aposta em inteligência artificial para elevar produtividade e qualidade

Por Matheus Valadares

Com mais de seis décadas de história, a Usiminas investe em inteligência artificial (IA) e automação para modernizar processos industriais, ampliar a produtividade e melhorar a qualidade do aço produzido. As aplicações ocorrem de forma lateralizada, e contam ainda com um braço institucional, que é um programa de embaixadores.

Dois dos exemplos de tecnologia aplicada no processo de fabricação do aço ocorrem na linha de galvanização da Unigal Usiminas. Ambas soluções foram desenvolvidas internamente e já apresentam resultados mensuráveis.

As tecnologias foram apresentadas ao Diário do Aço por Hiroshi Jorge Takahashi, gerente sênior de Controle de Processo e Modelos Automáticos da Usiminas. Uma das soluções está instalada na entrada da linha de galvanização, onde as chapas de aço são unidas por meio de soldagem para permitir a continuidade do processamento. Como a operação não pode ser interrompida a cada troca de bobina, a qualidade dessa união é fundamental para o funcionamento da linha.

Antes da implantação do sistema, o operador precisava verificar a temperatura alcançada durante a soldagem e fazer uma inspeção visual. Caso identificasse condições inadequadas, era necessário descartar a solda e executar uma nova operação, o que consumia tempo e poderia provocar redução da velocidade ou até uma parada momentânea da linha.

O sistema desenvolvido pela equipe da Usiminas estima a temperatura que será atingida ao fim da soldagem antes mesmo de o procedimento começar. Para isso, considera características do material, parâmetros de soldagem e condições de funcionamento da máquina. Quando identifica a possibilidade de um resultado inadequado, a ferramenta permite ajustar os parâmetros para reduzir o risco de falhas.

“Como se trata de um processo contínuo, nós precisamos que as bobinas, ao passarem na linha, sejam soldadas aqui na entrada. Então, essa solda fica sendo um ponto fundamental do nosso processo para garantia operacional”, explica Hiroshi.

Implantado em março deste ano, o sistema contribuiu para uma redução de 52% nos índices de ressolda. Segundo o gerente, a ferramenta está em processo de patenteamento.

Além de reduzir o tempo gasto com novas soldagens, a tecnologia pode contribuir para a segurança dos trabalhadores, ao diminuir a necessidade de intervenções decorrentes de falhas na união das chapas. A redução das instabilidades também favorece a continuidade da produção e a qualidade do produto final.

Temperatura e velocidade

Outra solução atua na etapa de aquecimento do aço. O forno da linha de galvanização tem cerca de 350 metros de comprimento e precisa processar diferentes materiais, cada um com uma temperatura específica a ser atingida na saída.

O desafio consiste em manter as condições térmicas exigidas para cada produto sem comprometer a velocidade da linha. Antes da implantação do sistema, a definição dos parâmetros dependia, em parte, da experiência dos operadores.

A ferramenta desenvolvida pela empresa estima a temperatura que cada bobina atingirá ao sair do forno, diminuindo o grau de subjetividade que muda de cada funcionário. Com base nessa previsão, o sistema permite determinar a velocidade máxima de processamento compatível com as exigências de cada material, conciliando produtividade e qualidade.

Implantada em maio deste ano, a tecnologia proporcionou uma elevação média de até 20% na velocidade durante o processamento dos materiais. A Usiminas também registrou redução de 39% nos desvios de temperatura observados antes da implementação.

Assim como o sistema de soldagem, a solução está em processo de patenteamento. “Hoje nós temos, vamos dizer assim, institucionalizada na empresa essa visão de aplicação de inteligência artificial, de melhorias nos processos. Então, a gente consegue, com esse apoio, traduzir esse incentivo em atividades reais, em implantação direta nas áreas dos nossos sistemas”, afirma Hiroshi.

Segundo o gerente, o desenvolvimento interno dessas ferramentas é resultado de uma experiência acumulada pela equipe da Usiminas na criação e implantação de sistemas de controle de processos e modelos automáticos.

“Esse sistema, por exemplo, foi um dos que a gente desenvolveu 100% internamente. Nosso próprio pessoal tem o know-how de conseguir desenvolver, implantar e entregar para operação sistemas dessa característica”, destaca.

IA em diferentes áreas

A modernização tecnológica não se restringe à linha de galvanização. De acordo com Anderson Silva Almeida, gerente sênior de Tecnologia da Informação da Usiminas, a empresa estruturou iniciativas para ampliar o uso da inteligência artificial em diferentes áreas do negócio.

Entre elas estão a criação de um comitê multidisciplinar, um programa com 16 embaixadores de inteligência artificial capacitados em diferentes ferramentas e o InovaAÍ, hub de inovação vinculado à diretoria de Tecnologia da Informação e Inovação.

A proposta é disseminar conhecimento, identificar oportunidades de aplicação da tecnologia e aproximar as soluções das necessidades de cada área operacional. A empresa também desenvolve uma plataforma interna de inteligência artificial para conectar agentes aos sistemas corporativos e acelerar atividades.

“A Usiminas vem investindo fortemente no uso de tecnologia para a perenidade dos seus negócios, e a gente pode destacar, dentro desse processo, três grandes iniciativas”, relata Anderson ao Diário do Aço.

O gerente cita o alinhamento dos investimentos à estratégia da alta direção, o desenvolvimento da plataforma interna de IA e a capacitação de funcionários de diferentes áreas para acelerar a transformação digital.

Monitoramento ambiental

O uso de tecnologia também está presente no Centro de Monitoramento Ambiental da Usiminas, estrutura que reúne recursos para acompanhar diferentes condições operacionais e ambientais da empresa.

No local, sistemas de monitoramento e ferramentas analíticas aplicadas a câmeras e dispositivos de automação ajudam a identificar informações relevantes para a tomada de decisões. Entre as atividades acompanhadas estão emissões geradas pelas operações industriais e condições relacionadas ao monitoramento ambiental.

Segundo Anderson, o uso desses recursos contribui tanto para a prevenção de ocorrências quanto para a continuidade das operações e a transparência das informações disponibilizadas à comunidade.

“Aqui é uma área em que a gente tem explorado muito o uso de tecnologia. Temos analíticos implementados em câmeras e em dispositivos de automação que detectam informações para tomada de decisão. A gente monitora uma série de emissões que são geradas na Usiminas, inclusive com foco sempre no olhar da comunidade, para trazer de forma transparente o máximo de informações”, esclarece.

O gerente destaca que a análise de dados e o monitoramento contínuo permitem identificar alterações nos parâmetros operacionais e agir antes que uma situação se transforme em problema.

“Esse é um dos grandes ganhos que a gente vem explorando no uso da inteligência artificial. Através de sensores e agentes, a gente consegue detectar parâmetros e tomar decisões antes que o evento venha a acontecer”, conclui Anderson.

A estratégia, segundo ele, é ampliar a capacidade de prevenção, com identificação antecipada de situações que exigem correção, em vez de atuar somente depois da ocorrência de falhas.