OpreX LIMS automatiza fluxos de trabalho de inspeção na nova planta da Bracell no interior de São Paulo - Project Star

Resumo

A indústria de celulose no Brasil
O Brasil é o segundo maior produtor mundial de celulose e uma de suas matérias-primas é o eucalipto. O solo e o clima do Brasil são propícios ao cultivo do eucalipto, que leva um tempo médio de 7 anos até o crescimento e passa esse período absorvendo CO2. Para cada plantação cortada, novas mudas são plantadas todos os anos e mais eucalipto crescerá. Trata-se de um modelo empresarial cíclico, sustentável e competitivo em termos de custos.
A indústria de celulose também contribui significativamente para o emprego local e para a economia, criando uma ampla cadeia de abastecimento, que inclui o cultivo de eucalipto, produtos químicos, biotecnologia e transporte.

Sobre a Bracell

Fundada em 2010, e localizada no Brasil, a Bracell é uma das principais produtoras mundiais de celulose solúvel e celulose de eucalipto branqueada (Kraft), usando de seu eucalipto cultivado na floresta como matéria-prima para produzir fibras de alta qualidade para uma ampla gama de produtos, incluindo roupas, produtos farmacêuticos e alimentares, tintas de impressão e tecidos não-tecidos. Os produtos de celulose produzidos no Brasil são amplamente exportados para a Ásia, Europa e Estados Unidos.

Resumo do projeto

Um movimento global em direção à neutralidade do carbono ambiental criou força nos últimos anos, e uma das preocupações é a substituição de produtos plásticos por produtos de papel. Os produtores de celulose exigem cada vez mais uma carteira maior de produtos, e os produtos de celulose, que são cada vez mais utilizados como substitutos de xícaras de café e palhas, exigem uma qualidade dramaticamente superior do que antes.
Em 2019, a Bracell lançou o Project Star para construir uma nova fábrica de celulose, com a tecnologia mais recente, para aumentar significativamente sua capacidade de produção. Para atender ao seu crescente portfólio de produtos e volume de produção e aos requisitos de alta qualidade para eles, a Bracell decidiu implementar o OpreX Sistema de Gerenciamento de Informações de Laboratório (conhecido como OpreX LIMS) da Yokogawa. Isso porque a Yokogawa América do Sul (YSA) há muito tempo tem negócios com clientes da indústria brasileira de papel e celulose e profundo conhecimento do processo de fabricação de suas plantas.

Os Desafios e Soluções

Em resposta à tendência global para a neutralidade do carbono, os produtos de plástico estão sendo rapidamente substituídos através do papel. A Bracell, que continuamente se desafia a produzir celulose de melhor qualidade alinhada a melhoria continua, expandiu rapidamente seu portfólio de produtos e volumes de produção.
Na unidade de produção de celulose, o controle da qualidade dos produtos é efetuado através de inspeções de qualidade das matérias-primas, dos produtos intermédios e dos produtos acabados no momento adequado. Como matéria-prima, o eucalipto também varia de um para outro e é essencial verificar a qualidade intermediária e dar feedback ao departamento de manufatura. No entanto, métodos convencionais usando papel ou Excel apresentaram os seguintes desafios.

• Os resultados dos testes tinham de ser inseridos manualmente em planilhas, o que era demorado e, por vezes, resultava em omissões de registro devido ao fato da pessoa responsável se esquecer de inseri-los.
• Era difícil acompanhar o progresso dos trabalhos de inspeção e era necessário tempo para compartilhar informações entre as áreas competentes.
• Havia problemas com a recuperação e rastreabilidade dos resultados dos testes.

Para automatizar essas tarefas de inspeção de qualidade e aumentar a produtividade, a Bracell decidiu implementar o OpreX LIMS da Yokogawa. O objetivo era, em parte, melhorar a rastreabilidade e a segurança das informações.

O que é OpreX LIMS?

Para melhorar a qualidade do produto final, a fábrica realiza inspeções por amostragem de matérias-primas, produtos intermédios e produtos finais de acordo com procedimentos estabelecidos nas normas de controle de qualidade.

O OpreX LIMS (Laboratory Information Management System) é um software que pode gerenciar tarefas de inspeção com um fluxo de trabalho e compartilhar informações sobre inspeções entre departamentos. As instruções de amostragem podem ser enviadas ao departamento de fabricação, as informações sobre as amostras (informações de lote, data e hora da amostragem, nome do solicitante, etc.) podem ser geridas e os resultados dos ensaios podem ser registrados e disponibilizados para visualização em outros sistemas. As decisões de envio podem ser tomadas com base nessas informações, o progresso e os resultados dos testes podem ser verificados entre departamentos relacionados. Isso permite melhorar a eficiência operacional, a eficiência da produção e a qualidade do produto.

Também é possível a integração com sistemas de alto nível, como Enterprise Resources Planning (ERP) e Manufacturing Execution System (MES), para compartilhar informações de qualidade em toda a empresa e construir um sistema de gerenciamento de qualidade mais eficiente e melhor rastreabilidade do produto.

OpreX LIMS para a Bracell

O OpreX LIMS da Bracell trabalha com os sistemas corporativos SAP e PIMS (Plant Information Management System). Além disso, foram feitas diversas personalizações para atender às demandas do cliente, a fim de garantir que a produção em larga escala e inspeções de qualidade padronizadas na nova planta sejam realizadas sem problemas e sem omissões, para reduzir a carga de trabalho do departamento de análises.

• Ajuste automático da frequência de inspeção

O OpreX LIMS altera automaticamente o ciclo de inspeção no processo de acordo com os resultados de análises do lote mais recente. São definidos ciclos de inspeção adequados, como o aumento da frequência das inspeções, caso haja problemas de qualidade.

• Programação confiável de ensaios com diferentes frequências de testes

O grande número de amostras trazidas para o departamento de análises inclui grupos com diferentes frequências de teste, mas para garantir que eles sejam testados, o OpreX LIMS identifica e informa a pessoa responsável sobre o que testar a cada hora.

• Apoio à tomada de decisões para os graus de qualidade

A fim de facilitar o trabalho de avaliação realizado pelo responsável da qualidade, a qualidade do produto é indicada pelo OpreX LIMS com base no resultado da inspeção para basear a avaliação.

• Colaboração com departamentos de manufatura

Devido à integração do sistema com outros departamentos, as solicitações de inspeção são criadas apenas durante a fabricação e se a fabricação tiver sido suspensa por qualquer motivo, nenhuma solicitação de inspeção será feita. Os departamentos de análises podem usar o OpreX LIMS para verificar em tempo real o status de produção e quais produtos estão sendo fabricados em cada linha de produção.

• Otimização do desvio de lote e frequência de inspeção de matérias-primas utilizando resultados de inspeções anteriores

Com base nos dados inseridos no SAP quando as matérias-primas são recebidas, é determinado pelo OpreX LIMS se as matérias-primas precisam ser inspecionadas imediatamente ou se a inspeção não será feita para este lote, mas para um lote futuro e, em seguida, é criada uma solicitação de inspeção no momento adequado. Os resultados das inspeções de qualidade para cada matéria-prima são comparados com critérios de aceitação pré-definidos para otimizar automaticamente a frequência das inspeções a serem realizadas. Por exemplo, algumas inspeções podem ser puladas se a matéria-prima for de boa qualidade, e os ajustes à frequência de inspeções podem ser ajustados de forma adequada automaticamente, como o aumento da frequência das inspeções, se não for uma matéria-prima de alta qualidade ou se for uma matéria-prima nova.

OpreX LIMS

Embora a Yokogawa esteja há muito tempo envolvida com clientes da indústria brasileira de celulose e tenha entregado uma série de sistemas de produção integrados da série CENTUM, este projeto OpreX LIMS foi a primeira experiência da YSA. No início do projeto, a Yokogawa e a Bracell tiveram muitas reuniões e aprofundaram seu entendimento um do outro. A Bracell explicou em detalhes como sua planta funciona, o que os inspetores fazem, o que eles esperavam do OpreX LIMS, e como queriam melhorar suas operações, e a Yokogawa América do Sul considerou as melhores especificações para atendê-los e as ofereceu à Bracell. As especificações finais foram decididas, e ambas as partes prosseguiram com o plano.
A implementação das partes básicas do OpreX LIMS e o desenvolvimento de funções de personalização deveriam ser realizados em fases, de acordo com a construção da nova planta, e a construção do sistema prosseguiu.

A maioria destas atividades de projeto foi influenciada pela COVID-19. No início do projeto, foi possível visitar os sites do cliente para reuniões, mas depois disso a comunicação foi realizada principalmente através de reuniões on-line. O trabalho de integrar o OpreX LIMS com os instrumentos analíticos foi feito pela equipe de TI da Bracell, comunicando por telefone. Especialistas em OpreX LIMS na sede de Yokogawa, no Japão, apoiaram os engenheiros da YSA de forma on-line, mesmo com a diferença de horário.
Nestas circunstâncias, a estreita cooperação entre a Bracell e a Yokogawa conduziu ao lançamento bem-sucedido do OpreX LIMS em março de 2021.

Efeito da Implementação

Com a implementação do OpreX LIMS, a Bracell tem:

• Automatização de fluxos de trabalho de inspeção

Com a integração de sistemas de alto nível, foi possível automatizar e gerir o fluxo de trabalho das inspeções, desde matérias-primas até produtos intermediários e finais, para uma grande variedade de testes com diferentes frequências de inspeções. Isso permite o registro e o gerenciamento precisos de informações e resultados de testes para cada amostra.

• Melhoria significativa na eficiência do trabalho

O tempo e o esforço envolvidos na inserção manual de formulários em papel e modelos em Excel foram reduzidos. Muitos resultados de teste são capturados e armazenados diretamente do analisador.

• Prevenção do erro humano

Ao fornecer notificações por hora dos pedidos de inspeção a realizar, os erros humanos, como o esquecimento de inspecionar, podem ser evitados e as inspeções necessárias podem ser realizadas sem omissão. Isso também significa que a pessoa responsável não perde mais seus resultados.

• Maior eficiência operacional e menor carga de trabalho para os inspetores

O OpreX LIMS foi integrado ao sistema de fabricação para fazer solicitações adequadas de inspeção por amostragem de produtos com a linha de produção em operação. Isso pode reduzir significativamente a carga de trabalho dos inspetores.

• Melhoria da qualidade dos produtos finais

O ajuste automático da frequência de inspeção adequada em função da qualidade das matérias-primas e dos produtos intermediários permite melhorar a qualidade do produto final.

Satisfação do Cliente

"O OpreX LIMS da Yokogawa é muito amigável e fácil de usar, e agora todas as pessoas envolvidas nas inspeções o utilizam. O LIMS está integrado com o sistema PI, um sistema de gerenciamento de informação da planta, para que os resultados das inspeções possam ser rapidamente compartilhados com os serviços competentes. No passado, os resultados da inspeção tinham que ser inseridos manualmente em planilhas, e havia erros como esquecimento, mas agora os resultados da inspeção de muitos analisadores são automaticamente registrados no sistema. No futuro, pretendemos eliminar todas as formas de intervenção.
Também é particularmente útil a programação automática dos planos de inspeção. Gera automaticamente calendários de inspeção em conjunto com sistemas de nível superior, mas também tem em conta os resultados de inspeções anteriores de matérias-primas, etc., e cria um calendário de inspeção com uma frequência adequada que não reduz a qualidade do produto. O fluxo de trabalho gerado automaticamente é gerenciado no sistema, o que também reduz erros humanos, como inspeções perdidas e erros de entrada.
Estamos agora entrando na segunda fase do projeto, e esperamos que Yokogawa continue a fornecer bons serviços e suporte."