A Petrobras

A Petrobras é a estatal brasileira classificada como uma sociedade anônima de capital aberto, que atua de forma integrada e especializada na indústria de óleo, gás natural e energia.

Está presente nos segmentos de exploração e produção, refino, comercialização, transporte, petroquímica e distribuição de derivados. Além disso, atua da mesma maneira com gás natural, energia elétrica, gás-química e biocombustíveis.

O Desafio

A Petrobras precisava aumentar a eficiência do monitoramento de alarmes através de um acompanhamento simples, intuitivo e automatizado. Para contextualizar melhor, vamos entender qual era o cenário antes da implementação do painel de indicadores.

Existia uma dificuldade entre os gestores da Petrobras para saber como estavam os principais indicadores de gerenciamento de alarmes das áreas industriais das suas unidades operacionais.

O principal problema eram os relatórios de gestão de alarmes das unidades saírem apenas ao final do mês, em um período de 30 dias. Dessa forma, era impossível ter um acompanhamento diário, o que atrasa qualquer tipo de ação corretiva.

Outro fator era a dificuldade dos gestores em acompanhar uma área industrial em específico. Esse problema ocorria porque muitos só tinham acesso aos dados gerais da unidade e não conseguiam ter acesso a saúde do sistema de alarmes.

Além disso, cada gestor de unidade era responsável por fazer o seu próprio relatório. Essa prática acabava sendo muito ineficiente, pois os relatórios eram realizados manualmente e alguns erros de análise passavam despercebidos. Existia também uma dificuldade em realizar comparações entre os indicadores das unidades.

Portanto, antes do painel de indicadores era possível observar as seguintes características sobre o monitoramento de alarmes:

• Lento: O relatório de gestão era entregue em períodos de 30 dias.
• Superficial: Existia uma dificuldade de acompanhar a saúde de áreas específicas.
• Manual: Cada gestor era responsável por fazer seu próprio relatório do zero.
• Baixa eficiência: Em virtude de ser realizado manualmente, alguns erros de análise passavam despercebidos.

Como foi o processo de implementação do painel de indicadores?

Tendo em vista o contexto apresentado, a Petrobras queria uma solução que pudesse dar conta dos problemas vistos anteriormente. Portanto, a intenção era de possuir um painel que apresentasse de forma simples e rápida os dados de cada unidade operacional.

Logo, foi criado um painel de indicadores no sistema do BR-AlarmExpert. Através do painel, uma tabela apresentava uma visão geral da Petrobras e todas as suas unidades operacionais.

Além disso, o painel foi criado possibilitando a navegação entre cada uma das unidades, para que fosse possível acompanhar os dados apenas daquela área industrial em específico. As imagens a seguir apresentam como funciona o painel e sua navegação interna.

Nesta imagem ilustrativa, é possível ter uma visão geral da Petrobras e suas unidades operacionais, apresentando como elas estão performando diante dos indicadores estabelecidos. Dessa forma, é possível fazer uma comparação global.

Ao clicar em qualquer uma das opções na primeira coluna, é possível ter acesso aos dados específicos tanto da unidade toda, quanto das suas áreas. A figura abaixo representa a saúde de uma hipotética unidade industrial (A).

Nesta imagem, você tem uma visão mais analítica da unidade A, facilitando a identificação de possíveis problemas que poderiam estar mascarados na visão geral.

Na visão geral da unidade operacional, uma boa performance das outras áreas poderiam mascarar os resultados abaixo do esperado na área A. Ou seja, nesta sessão você consegue identificar exatamente o que não está conforme na unidade A.

Por fim, ao clicar em algum dos dados de qualquer indicador, você tem acesso ao histórico do respectivo indicador. Logo, você tem acesso ao comportamento ao longo do tempo, também facilitando a identificação de possíveis problemas e o acompanhamento da evolução do trabalho.

Quais foram os resultados alcançados a partir do painel de indicadores?

Antigamente a Petrobras não acompanhava com eficiência os dados de monitoramento de alarmes. Dessa forma, isso gerava um aumento do risco de más interpretações dos dados daquela unidade por parte dos gestores, implicando em tomadas de decisões imprecisas.

Com o painel, foi possível acompanhar com mais eficiência a saúde das plantas e com maior senso de urgência quanto aos níveis de segurança. Agora se tornou possível também a análise individual das áreas operacionais, não se limitando apenas a visão geral da unidade.

Além disso, a utilização do painel possibilitou a criação de um padrão Petrobras de acompanhamento diário. Agora, todo dia o gestor responsável da unidade tem que monitorar o painel de indicadores às 7h da manhã e tomar os devidos planos de ação.

Por fim, quando comparado à situação anterior, o novo painel de indicadores tornou o monitoramento de alarmes:

• Ágil: Acompanhamento diário dos dados
• Analítico: Possível navegar entre visão geral da unidade operacional e uma área industrial específica.
• Eficiente: Tornou-se possível a verificação dos dados diretamente no painel, deixando de lado os relatórios realizados pelos gestores.
• Automatizado: Os relatórios dos indicadores agora são fornecidos automaticamente pelo próprio painel e podem ser monitorados a qualquer momento.

Situação atual da Petrobras

Depois de falarmos sobre como o painel de indicadores beneficiou a Petrobras, como está a situação atual? Vamos falar agora como o painel está sendo utilizado.

Primeiramente, a utilização do painel de indicadores se tornou um processo intrínseco da Petrobras. No processo de acompanhamento de alarmes, ele é a ferramenta utilizada atualmente e indispensável para o trabalho.

A Petrobras solicita com frequência ajuda ao nosso suporte para resolver qualquer chamado ou apoio ao uso da ferramenta. Além disso, o painel está em constante melhoria, pois sempre são realizadas demandas de novas funções para serem incorporadas.

Por fim, o painel de indicadores possibilitou seguir a risca as normas internacionais que regem a prática de gerenciamento de alarmes, como EEMUA 191 e ISA 18.2.

Agora, a Petrobras passou a realizar um acompanhamento corporativo, permitindo alcançar de forma mais ágil a excelência em gerenciamento de alarmes, conforme as normas que regulamentam o setor estabelecem.

Consequentemente, a otimização do processo de monitoramento dos indicadores de gerenciamento de alarmes permitiu o aumento da segurança operacional das unidades operacionais e plantas industriais.

A lógica é simples: como você pode maximizar os resultados de algum processo se você não sabe a situação atual?

Imagine você com um filho matriculado em uma escola. Você iria acompanhar os resultados dele mensalmente ou deixaria para descobrir tudo no final do ano? Claramente, se não acompanhar, no final pode aparecer a bomba que ele reprovou.

Portanto, todo o investimento anual seria desperdiçado, mas que poderia ser evitado se houvesse um acompanhamento. Da mesma maneira isso ocorre se não houver um monitoramento do sistema de alarmes.

A diferença entre as situações é que com seu filho eventualmente você descobrirá que ele reprovou. Já na segunda situação, você pode continuar tendo perdas financeiras e nem descobrir o motivo, pois não existe algo que te alerte sobre isso.

Logo, para que você tenha total controle sob o seu sistema de alarmes e descubra onde estão os pontos críticos de alarmes da sua indústria, é necessário começar a monitorar. Para isso, a melhor forma de monitorar o sistema de alarmes é através de um sistema de gerenciamento de alarmes.

O assunto trabalhado aqui tem como finalidade oferecer os insumos necessários para que você otimize o seu processo. Caso ainda não tenha um processo definido, também será útil para que você realize um diagnóstico da sua situação atual.

Apresentaremos então os padrões internacionais de normas como ISA 18.2 e EEMUA 191 para que você faça um benchmarking e compare com os resultados obtidos no seu diagnóstico.

1. Quanto um operador consegue suportar?

Se um operador conseguisse lidar com milhares de alarmes por dia, não teria necessidade de um gerenciamento de alarmes. Como eles não conseguem, a pergunta é: até quanto eles conseguem suportar?

Por isso, foram realizadas pesquisas para entender os problemas de fatores humanos envolvidos na resposta de alarmes. A resposta de alarmes não é um processo automatizado, é um processo que envolve pensar e analisar. As etapas envolvidas são:

1- Detectar o alarme;

2- Silenciar/Reconhecer o alarme;

3- Navegar para a tela apropriada para entender o contexto do processo no qual o alarme faz parte;

4- Verificar que o alarme está válido e não com mal funcionamento;

5- Analisar a situação do processo para determinar a causa do alarme e decidir a ação corretiva apropriada. Dependendo da situação pode ser necessário consultar alguém;

6- Implementar a ação escolhida, que pode ser de diversas maneiras, como implementar por si só ou pedir para que outros realizem a ação corretiva;

7- Continuar a monitorar o sistema e garantir que a ação tomada corrija a situação.

Dessa forma, claramente percebemos que essas etapas não podem ser realizadas instantaneamente. Por isso, todos os KPI’s e métricas do desempenho do sistema de alarmes levaram em consideração a capacidade humana do operador.

Além disso, também foram realizadas pesquisas nas grandes indústrias para entender melhor qual era o comportamento padrão deste processo. 

Por fim, a melhor maneira de calcular esses KPIs a fim de maximizar o desempenho do sistema de alarmes é através de um sistema de gerenciamento de alarmes. Pois o operador terá acesso a dados mais precisos que irão facilitar o seu trabalho.

2. Key Performance Indicators (KPIs)

Falamos da capacidade humana do operador para que vocês entendessem o que foi levado em consideração na hora de formular esses indicadores. Agora vamos falar realmente sobre o que vocês devem mensurar para maximizar o desempenho.

Key Performance Indicator significa indicador chave de desempenho. Os indicadores chaves impactam diretamente no desempenho do sistema de alarmes e mostram se a sua estratégia para determinado processo está seguindo conforme o planejado.

A seguir, a tabela sintetiza os principais KPIs que devem ser monitorados no sistema de alarmes. Essa tabela foi extraída da norma ISA 18.2.

Talvez, quando você diagnosticar a situação da sua indústria, tome um susto por encontrar um número bem mais elevado que o determinado. Tome cuidado, será que todos esses alarmes são realmente alarmes?

Entender o que de fato é um alarme industrial pode ser o começo de tudo para um saneamento do sistema de alarmes.

Agora vamos explicar o que consiste cada um desses indicadores. Vale lembrar que esses valores são com base em 30 dias e por cada operador. Imagine você ter que acompanhar todos esses dados manualmente?

É um trabalho exaustivo que seria facilitado para o operador através de um sistema de gerenciamento de alarmes.

Alarmes anunciados por dia

A análise mais importante também é a mais simples da performance do sistema de alarmes. Basta saber a quantidade de alarmes que são anunciados por dia por cada operador. É um ótimo indicador para saber o quão confiável é o seu sistema de alarmes.

Muitas indústrias costumam ter mais de mil alarmes por dia. Levando em conta que o máximo gerenciável são de 288, então com certeza o operador não conseguirá operar adequadamente o processo com as informações fornecidas.

Por isso, ele irá buscar informações de outras maneiras bem menos eficientes que não foram projetadas para tal. Consequentemente, isso acaba levando a uma atuação mais frequente do sistema de segurança (trip) causando perdas financeiras.

É nessa situação que um sistema de gerenciamento de alarmes pode auxiliar fornecendo as informações precisas através de cálculos eficientes dos KPIs.

Alarmes anunciados por hora/período de 10 minutos seguem o mesmo raciocínio, são apenas bases de cálculo diferentes. Porém, a base por período de 10 minutos é a mais importante e mais utilizada, por isso os outros KPI’s seguem ela.

Se você mensurar apenas a quantidade de alarmes por dia, você pode mascarar seu real resultado. Podem existir intervalos de 10 minutos dentro de um dia que a quantidade de alarmes foi excessiva, enquanto outros intervalos praticamente não teve alarmes.

A média final do dia pode estar dentro do limite gerenciável. Porém, pode existir pelo menos um período de 10 minutos dentro desse dia que ultrapassou o limite gerenciável. Dessa forma, esse alarme perdido pode causar grandes impactos negativos na indústria.

Percentual de períodos de 10 minutos com incidência superior a 10 alarmes

Esse indicador apresenta que do total de períodos de 10 minutos em uma base de 30 dias, apenas 1% pode ter uma incidência superior a 10 alarmes.

Ou seja, como 30 dias possui 4.320 intervalos de 10 minutos, no máximo aproximadamente 43 intervalos (1%) podem ter incidência superior a 10 alarmes.

O percentual de horas com incidência superior a 30 alarmes também segue o mesmo raciocínio.

Número máximo de alarmes em um período de 10 minutos

Para ter um bom sistema de alarmes, o número máximo de alarmes em um período de 10 minutos deve ser de no máximo 10. Pelas pesquisas realizadas, esse é o máximo que um operador consegue gerenciar nas suas limitações humanas.

Este indicador procura dimensionar a carga de alarmes aos operadores em situação de distúrbio na planta. Em distúrbio o número de alarmes costuma aumentar bastante.

Por isso, esse indicador complementa a taxa média de alarmes pois, de nada adianta que a média apresente um sistema de alarmes consistente se quando a planta entra em estado de distúrbio ela se torna ingerenciável.

Percentual de tempo que o sistema de gerenciamento de alarmes permanece em condição de avalanche

É considerado que o sistema está em condição de avalanche quando, em um período de 10 minutos, mais de 10 alarmes são sinalizados e só termina quando a taxa cai para menos de 5 alarmes por 10 minutos.

O recomendado é que apenas em 1% do tempo de funcionamento o sistema de alarmes esteja em condição de avalanche.

Uma condição de avalanche pode durar por horas e pode tornar situações de processos difíceis muito piores. Você pode ler mais sobre como evitar este tipo de problema na sua indústria aqui.

Contribuição percentual dos 10 alarmes mais frequentes em relação ao total de alarmes

Esse indicador apresenta que o total de alarmes dos 10 alarmes mais frequentes tem que ser no máximo 5% em relação ao total de alarmes de todo o sistema. O ideal é que se mantenha esse percentual com planos de ação para corrigir as deficiências.

Comparando a sua situação atual com esse indicador, permite que você identifique na hora quem são os principais bad-actors (vilões). Pois, comumente eles são responsáveis por uma parcela bem expressiva do total de alarmes.

Identificando os mais frequentes e ajustando-os, permite que você otimize em grande escala seu sistema.

Quantidade de alarmes intermitentes (chattering ou fleeting alarms)

Alarme intermitente é o tipo de alarme que transita entre o estado de anunciação e o estado normal em um período curto de tempo. Um bom parâmetro para classificá-lo como chattering é de sinalizar três vezes em apenas um minuto.

O ideal é que esse indicador seja zero, pois é um dos piores contribuidores para a carga de alarmes. Qualquer ocorrência desse tipo de alarme devem ser criados planos de ação para corrigir.

Quantidade de alarmes obsoletos (stale ou long standing alarms)

Alarmes obsoletos são alarmes que permanecem ativos continuamente por longos períodos de tempo, geralmente 24h. Na maioria das vezes esse tipo de alarme nem representa uma situação anormal de fato.

O ideal nesse indicador é que se tenha menos de cinco em qualquer dia, com planos de ação para corrigir qualquer ocorrência.

Distribuição da prioridade de alarmes

É muito comum nas indústrias que não gerenciam alarmes que a maioria dos alarmes se encaixem como prioridade alta, crítica ou até mesmo nem tenha o conceito de prioridade implementado.

Isso reflete em um péssimo desempenho do sistema de alarmes. Para rever esse problema, indicamos o nosso artigo sobre priorização de alarmes para que você entenda a melhor forma de priorizar seus alarmes.

As normas indicam que se deve trabalhar com três prioridades, apenas. O ideal é que aproximadamente 80% seja prioridade baixa, 15% média e 5% alta. É exatamente o contrário do que se observa normalmente.

Supressão não autorizada de alarmes

A supressão de alarmes é o ato de desligar temporariamente um alarme. Muitas vezes é realizada pela própria operação, quando por exemplo, um equipamento precisa ser desligado para manutenção.

No entanto, é importante que essas supressões sejam gerenciadas para evitar que os alarmes sejam suprimidos sem um plano e de forma descontrolada.

Alarmes suprimidos (shelving alarms) possuem ação iniciada pelo operador para suprimir temporariamente um alarme, com mecanismos de controle para remoção desta supressão.

É preciso tomar muito cuidado com essa supressão, pois ela deve ser temporária. Pode acontecer do equipamento ou sistema monitorado pelo alarme suprimido voltar a operar e o alarme ainda continuar suprimido para o operador.

Se isso acontecer, ele não identificará qualquer situação de anormalidade, podendo causar incidentes ou perdas financeiras, perda de especificação do produto e até perdas por paradas não programadas.

O ideal é que nenhum alarme seja suprimido sem um mecanismo de autorização e controle. Um procedimento/metodologia de supressão deve ser definido e documentado na filosofia de alarmes.

Mudança não autorizada de atributos de alarmes

Segue a mesma linha de raciocínio da supressão de alarmes. O recomendado é que nenhum atributo de alarme seja modificado sem ter um procedimento padrão de autorização ou gestão de mudança. Esse procedimento também deve constar na filosofia de alarmes.

Essa mudança deve ocorrer no processo de racionalização de alarmes que deve ser aplicado periodicamente, junto da auditoria, como forma de otimizar o processo de gerenciamento de alarmes.

3. Níveis de performance do sistema de gerenciamento de alarmes

Depois de entender mais sobre os KPIs para mensurar a performance do sistema de alarmes, você pode se perguntar: “Com todos esses dados, em qual contexto minha indústria se encaixa atualmente?”.

É com base nessa pergunta que a EEMUA 191 apresenta os níveis de performance de um sistema de alarmes. A figura abaixo, da EEMUA, leva em consideração 3 KPIs para você identificar o nível de performance da sua indústria de forma qualitativa.

Os cinco níveis são descritos de acordo com o que foi mensurado nos KPIs. No topo do gráfico avalia a % de tempo que a taxa de alarmes está fora da margem aceitável. Na lateral esquerda mede-se a taxa média de alarmes. Embaixo expressa a taxa máxima de alarmes.

Através do cruzamento desses KPIs primários a EEMUA 191 propõe uma avaliação do nível de performance da sua planta.

Para entender um pouco mais do que cada nível representa vamos apresentar as principais características de cada um. Os cinco níveis do menos estável para o mais estável, são: sobrecarregado, reativo, estável, robusto e preditivo.

4.1- Sobrecarregado (Overloaded)

Esse nível é o de pior desempenho do sistema de alarmes dentre os demais. Quando o sistema de alarme está sobrecarregado, ele se torna mais um obstáculo para o operador do que uma ferramenta de ajuda.

Esse nível de performance é caracterizado pelos seguintes fatores:

• Uma contínua alta taxa de alarmes, com rápido decaimento do desempenho durante perturbações no processo;
• O sistema de alarme é difícil de utilizar durante operação normal e na prática é ignorado quando a planta está em estado de distúrbio;
• Baixa confiabilidade do operador no sistema de alarme, o qual é frequentemente ignorado por longos períodos de tempo;
• Dificuldade/impossibilidade em distinguir alarmes importantes dos menos importantes. O sistema de alarme dá pouco ou nenhum aviso avançado de perturbações na planta;
• Muitos alarmes não tem sentido ou são pouco relevantes (bad-actors);
• Alarmes são frequentemente suprimidos pelo operador por serem incômodos e frequentemente esquecidos;
• A documentação e o controle de supressão de alarmes não é confiável.

4.2- Reativo

Um sistema de alarmes reativo apresenta uma melhora comparado ao sobrecarregado, porém a taxa de pico durante situações de distúrbio ainda é ingerenciável. O sistema de alarme ainda é uma distração para o operador na maior parte do tempo.

O nível reativo é caracterizado pelos seguintes fatores:

• É mais estável e utilizável durante operação normal, porém é praticamente inútil quando a planta está em estado perturbado;
• O operador reage mais para a taxa de novos alarmes ao invés dos detalhes de cada alarme;
• A priorização de alarmes é conhecida por não ser confiável, mas tem algum uso;
• O sistema de alarmes fornece algum aviso prévio de perturbação na planta;
• Alguns alarmes ainda são sem sentido ou pouco relevante, contribuindo para o nível geral de ruído;
• A supressão de alarmes é melhorada mas ainda não está sob controle sistemático.

4.3- Estável

O estável é um sistema de alarmes bem definido para operação normal, mas ainda possui problemas quando a planta está em estado de distúrbio. Os bad-actors são resolvidos e estão sob controle sistemático. O problema continua sendo picos de alta taxa de alarme.

O nível estável é caracterizado pelos seguintes fatores:

• O sistema de alarme é confiável em operação normal, fornecendo aviso prévio de distúrbio na planta iminente, mas é menos útil quando em estado de distúrbio;
• Os operadores estão confiantes na melhoria da priorização de alarmes, reagindo rápido e consistentemente à eles;
• Todos os alarmes são relevantes e possuem resposta definida;
• Supressão de alarmes e o gerenciamento de mudanças (etapa do gerenciamento de alarmes) são completamente controlados.

4.4- Robusto

Neste nível as taxas máxima e média de alarmes estão sob controle para cenários operacionais previsíveis da planta.

São utilizadas tecnologias para acompanhamento e melhora do desempenho do sistema de alarmes em tempo real, como um sistema de gerenciamento de alarmes.

O nível robusto é caracterizado pelos seguintes fatores:

• O sistema de alarmes é confiável em qualquer estado da planta, tanto normal quanto em perturbação;
• Os operadores possuem um alto grau de confiança no sistema de alarmes e possui tempo para detectar e entender todos os alarmes;
• A configuração do sistema de alarmes não está sujeita a mudanças sem aviso prévio. Qualquer mudança deve passar por um procedimento padrão previamente definido.

4.5- Preditivo

É o nível de performance ideal do sistema de alarmes, seguindo todas as considerações explícitas na ISA 18.2 e EEMUA 191. Aqui o sistema de alarmes consegue prever o futuro estado de planta e adaptar as configurações para a necessidade do momento.

Seria ótimo para qualquer indústria, porém precisaria de tecnologias que vão além de um sistema de gerenciamento de alarmes. O nível preditivo seria caracterizado pelos seguintes fatores:

• O sistema de alarmes seria estável em todos os momentos e forneceria ao operador a informação certa no tempo certo para evitar distúrbios na planta ou minimizar qualquer impacto;
• Alarmes avisariam potenciais situações adversas muito antes delas ocorrerem utilizando análises sofisticadas e algoritmos.
• Mecanismos automáticos garantiriam que alarmes importantes não seriam perdidos pelo operador.

5. Análise do sistema de alarmes a partir de um sistema de gerenciamento de alarmes

Como já discutimos anteriormente, é humanamente impossível conseguir gerenciar todos os alarmes de uma indústria manualmente. Por isso, é altamente recomendado o uso de ferramentas que otimizem o processo de gerenciamento de alarmes.

Uma dessas ferramentas é um sistema de gerenciamento de alarmes que permite que você consiga sair de um nível sobrecarregado para um de maior estabilidade.

Além disso, fornece ao operador maior segurança nas suas tomadas de decisões, pois ele terá acesso à informações mais precisas do seu sistema.

É possível também fazer uma consulta histórica da sua indústria com um sistema de gerenciamento de alarmes. Um software de gerenciamento de alarmes permite que você tenha acesso a dados de semanas, meses e até anos atrás.

Com todos os KPIs disponibilizados em uma única ferramenta, fica mais fácil para identificar os problemas da planta e tomar as medidas corretivas necessárias.

Um dos softwares no mercado que atua como sistema de gerenciamento de alarmes é o da Logique Sistemas, compatível com todos os indicadores apresentados neste artigo, como sugerem as normas ISA 18.2 e EEMUA 191, além de uma série de outras análises.

Você pode conhecer mais sobre o BR-AlarmExpert aqui.

Conclusão

Se você leu até aqui, com certeza está mais preparado para otimizar a performance do seu sistema de alarmes. O nosso objetivo é que você tenha mais conhecimento sobre o que mensurar e possa fazer um diagnóstico atual da situação da sua indústria.

Podemos concluir que o trabalho de um operador pode ser facilmente otimizado com um sistema de gerenciamento de alarmes. Claramente, softwares realizam cálculos exaustivos com maior eficiência que a capacidade humana.

Quer se aprofundar ainda mais na prática de gerenciamento de alarmes? Não deixe de acessar o nosso ebook gratuito sobre o Guia Completo de Gerenciamento de Alarmes.

Enfim, se ficou qualquer dúvida sobre o desempenho de um sistema de alarmes pode falar comigo através do matheus.romano@logiquesistemas.com.br. Ficarei muito feliz em ajudar! Caso queiram conhecer como um sistema de gerenciamento de alarmes funciona na prática, também posso ajudá-los! 

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