Edição 248 - Controle & Instrumentação

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 248 – 2019

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Transformação digital na indústria de óleo e gás

A indústria de maneira geral não pode viver desconectada de tecnologias, há muito tempo – a busca por produzir mais e melhor faz parte do dia-a-dia de qualquer indústria, em todos os setores. Mais recentemente, a necessidade de fazer mais com menos incrementou essa relação, e a digitalização a colocou estampada nos jornais. É uma relação antiga, que vem se intensificando, à medida que as tecnologias vão barateando. Não é diferente no setor de óleo e gás.

“Para que as empresas continuem vivas, terão de se transformar em ‘empresas de tecnologia’, aplicando inteligência estratégica de forma sistemática – já possível com as tecnologias disponíveis hoje”, disse Augusto Borella, Gerente Geral de Transformação Digital da Petrobras, durante painel no RioPipeline.

O tempo de inatividade não programado fez com que as indústrias de processo perdessem mais de US$ 20 bilhões em produção, anualmente, e, de acordo com o ARC Advisory Group, isso poderia levar as empresas a perderem até 5% da produção: não é de admirar que os produtores estejam integrando sensores remotos com diagnósticos incorporados em seus sistemas de gerenciamento de ativos. Essas tecnologias fornecem visibilidade, em tempo real, da saúde e do desempenho do equipamento, sem colocar o pessoal em áreas de risco. E são a base do movimento de digitalização em todo o setor de petróleo e gás, que vai em direção à Internet Industrial das Coisas (IIoT), para melhorar o desempenho operacional e gerar resultados lucrativos.

Há algum tempo, as empresas buscam nas tecnologias – e nos dados – tornar projetos e execução de serviços mais baratos e mais rápidos: o cronograma na engenharia e construção de novas plataformas e sites fez com que muitas empresas examinassem sua abordagem de desenvolvimento de projetos, chegando a uma das soluções mais interessantes para maximizar a flexibilidade do orçamento, a incorporação de uma tecnologia inteligente no estágio inicial de desenvolvimento, o “comissionamento inteligente” – gerenciamento de dispositivos inteligentes e tecnologia de empacotamento eletrônico, para otimizar todo o comissionamento, reduzindo as viagens ao campo, eliminando tarefas e acomodando as alterações tardias do projeto.

A digitalização está baseada em dados. Estratégias, metodologias e tecnologias, que utilizam dados (industrial e corporativa) para levar informação de valor aos líderes, e promover uma melhor operação dos departamentos, resultam numa melhor experiência para os usuários. E é interessante destacar que sensoriamento, controle, monitoramento, alarmes, etc. já são uma realidade no setor de óleo e gás, há décadas. O setor possui uma base bem automatizada, embora quase a totalidade ainda esteja na Era da Indústria 3.0. Para que se chegue à Indústria 4.0, é preciso começar pela base, e usar inteligentemente os dados já disponíveis: o primeiro passo para a transformação digital é promover a empresa conectada, usando dados já existentes nas plantas industriais, de forma que, conjuntamente com os dados já existentes do corporativo, se possa ter uma gestão integrada, eficaz e eficiente dos ativos, processos e departamentos da empresa.

E, no setor de petróleo, todo esse conceito está vivo, desde a aquisição de dados sísmicos, projetos, e ciclo de vida dos ativos e dos campos. Esse setor sabe que, para atender às metas de produção e eficiência de capital, é preciso maximizar a produtividade, através de soluções avançadas, que otimizam as operações. Mas, isso pede uma visão aprofundada da dinâmica de toda a cadeia, que apenas as novas tecnologias podem resolver, já que o negócio lida com grandes quantidades de dados – é necessário antecipar com precisão o desempenho do poço e do campo, e transformar análises em inteligência acionável, e, da mesma forma, em cada fase da cadeia do petróleo. Bons parceiros são, portanto, imprescindíveis.

A Emerson, por exemplo, possui uma plataforma digital nativa, baseada em nuvem, capaz de monitorar, processar e interpretar grandes volumes de dados, em tempo real, conectando dados dos sensores à simulação, e análise integradas das instalações do reservatório e da superfície de um poço, antecipando eventos, para aprimorar a eficiência operacional de todo um campo de petróleo, e otimizar o desempenho dos ativos.

Os produtores de petróleo e gás, em locais remotos e perigosos, têm ainda outras dificuldades, que foram minoradas, com soluções focadas na centralização de conhecimentos e na conexão das pessoas certas às informações corretas – remotamente e com segurança. Novamente, a digitalização traz soluções para escolher

“Gostaria de destacar que existem algumas etapas no processo de adoção de tecnologias no setor de óleo e gás, que vêm evoluindo com o tempo. Começamos com a digitalização, quando convertemos diversos documentos e dados para a forma digital. Depois, passamos para a fase em que foram inseridas informações de maior valor agregado aos dados antes digitalizados, implementando um certo grau de automatização no uso dessas informações. E, agora, estamos vivendo uma transformação digital em que o uso da digitalização em praticamente tudo, juntamente com a conectividade, inteligência artificial, inteligência cognitiva, e recursos avançados de hardware e software da indústria 4.0, permitem uma completa transformação na sociedade, seja nas relações e execução de trabalho, seja nos processos industriais, nas cidades inteligentes, ou mesmo no funcionamento das residências, e na relação com as pessoas”, afirma Victor Venâncio, Partner Director – Automation, Industry 4.0 & Digital Transformation Energy and Natural Resources, da KPMG Brazil.

A digitalização já é uma realidade em algumas empresas do setor de óleo e gás, ainda que este seja um segmento conservador em alguns pontos – devido à regulação e riscos inerentes à sua operação –, as ferramentas da Indústria 4.0 já promovem uma verdadeira revolução onde são implantadas.

Segundo a KPMG, a expectativa é a de que a adoção dessas tecnologias tenha crescimento exponencial nos próximos anos, face à necessidade de manter a competitividade no segmento, de haver um número cada vez menor de jovens interessados em trabalhar nessa indústria, das questões de segurança pessoal e ambiental. “Podemos citar as quatro dimensões (4Ds), que estão impactando a indústria: digitalização (uso das tecnologias da indústria 4.0, que viabilizam a transformação digital), descarbonização (pressão da sociedade por uso cada vez maior de fontes alternativas de energia), descentralização (a energia será cada vez mais gerada de forma descentralizada, com unidades fotovoltaicas, eólicas, ou G2W, mais próximas ao consumo), e a democratização – que faz referência ao acesso de toda população a fontes de energia”, pontua Victor.

Para a Equinor, a digitalização tornou-se um imperativo para aumentar a eficiência operacional e garantir a sobrevivência; as empresas de óleo e gás devem tomar uma decisão crítica: tentarão superar a desaceleração e a volatilidade do preço do petróleo, simplesmente cortando custos, ou usarão o ambiente desafiador de hoje, como o ímpeto para a aplicação de tecnologias digitais para impulsionar a inovação, aumentando a eficiência comercial e operacional dos atuais investimentos? Todas as iniciativas digitais da Equinor são necessárias para ilustrar como elas podem ter uma contribuição positiva para os pilares estratégicos da empresa: segurança, alto valor e baixo carbono.

Hege Færø-Finnvik, VP de Operation & Maintenance da Equinor, afirmou que a transformação digital é mais do que um conjunto de ferramentas e tecnologias. É sobre nossa capacidade de mudar a maneira como trabalhamos – precisamos mudar nossa mentalidade. A empresa sabe que os dados estão tornando-se um ativo estratégico, uma vantagem competitiva, e a digitalização está mudando os modelos operacionais. Trata-se de usar os dados de maneira diferente, tornando as operações mais fáceis e seguras, aumentando o valor, e contribuindo para uma menor pegada de carbono. “A digitalização é algo relacionado, tanto à mentalidade e à cultura, como a ferramentas e tecnologia. Na Equinor, nos conectamos em vários níveis, disciplinas e interesses, para ter o melhor desempenho. Conectar a tecnologia às mentes de nosso pessoal é a nossa vantagem competitiva, oferecendo novas oportunidades para permanecermos seguros, criar valor e reduzir as emissões de carbono. Para desenvolver a digitalização na empresa, acredito que os dois ingredientes mais importantes para ter sucesso são pessoas e dados. Tenho certeza de que os dados serão a chave da inovação nos próximos anos. Tanto para uso interno na Equinor, quanto para permitir mais inovação com nossos parceiros. A empresa está impulsionando algumas iniciativas para fortalecer a colaboração digital, e desenvolver uma maneira de co-inovar. Aproveitando as oportunidades digitais, acredito que isso levará a um maior fator de recuperação no campo, uma maior eficiência de produção, e uma menor pegada de carbono”.

No campo de Johan Sverdrup, por exemplo, a Equinor trabalha com 1.000 tablets e cabos de fibra, em um comprimento combinado de 670 km. Após três meses de operação, somente os cabos de fibra produzirão mais dados do que a Equinor hoje – no total.

A Petrobras também está nessa corrida. A estatal trabalha com o conceito de que as tecnologias digitais podem tornar os processos mais eficientes, reduzindo custos, aumentado a segurança e minimizando impactos nas operações. A companhia reconhece que a jornada de transformação digital ainda se encontra em estágios iniciais, mas, para se preparar para um ambiente mais competitivo, e atender às demandas da sociedade, está construindo, ao longo de 2019, direcionadores internos e roadmaps digitais, para desenvolver a capacidade de inovação digital, e realizar todo o potencial de segurança, de produtividade e de agilidade de decisão.

A Petrobras acredita que haverá grande avanço, ao implantar plataformas tecnológicas digitais, que potencializem a geração de valor, seja em segurança, produtividade ou confiabilidade, por meio de uso massivo de dados para a tomada de decisões melhores e mais rápidas, inspirando as pessoas a resolverem problemas, reinventando processos que façam o máximo uso das tecnologias digitais emergentes disponíveis.

A Diretora de inovação da Deloitte Brasil, Glaucia Alves de Costa, define a digitalização – para toda a cadeia – como algo que vai além do uso de tecnologias para melhorar a performance de produtos e serviços existentes; seria a possibilidade de criar novos modelos de negócio, que tragam mais valor agregado aos clientes, combinado ao uso de tecnologias para a melhoria dos processos, é a base de um portfólio equilibrado de investimentos em inovação. “O uso de tecnologias já viáveis, como Analytics, AI e machine learning, pode ajudar essa indústria a estar em outro patamar de performance, no curto prazo. Mas, a adoção de inovações mais robustas passará pelo redesenho do mindset e cultura do setor”.

“Os setores de Tecnologias de Operação (OT) e Tecnologia de Informação (IT) evoluíram seus sistemas, conforme os recursos tecnológicos e a digitalização foram ficando mais acessíveis. Entretanto, cresceram de forma desconectada uma da outra. São departamentos geridos por profissionais de formação acadêmica diferente, distintas culturas organizacionais, políticas de gestão, prioridades, protocolos de comunicação, ciclos de investimentos e vulnerabilidades em segurança cibernética. Na área industrial, o engenheiro de automação atua como responsável pelo sistema supervisório da planta, etc., e, na área corporativa, o sistema de TI é gerido por um profissional com formação em ciência da computação, ou um analista de sistemas, que controla todos os recursos de informática, equipamentos dos funcionários, e o sistema ERP.

O fato é que, tanto a área industrial, como a corporativa, podem agregar valor para gerar vantagens competitivas para toda a organização, se estiverem integradas de forma inteligente, usando os recursos tecnológicos e, principalmente, tendo uma visão estratégica para o uso dos dados. E é neste ponto que a KPMG atua, usando tecnologia e conhecimento de pessoas e processos, para promover a transformação digital e aceleração das corporações. A transformação digital acontece quando juntamos tecnologia, pessoas/cultura e processos, numa mesma direção. Nossos estudos – como o CEO Outlook e o CIO Survey – consideram esses três pilares suportando a transformação das organizações, e não somente a questão da tecnologia,” comenta Victor Venâncio, da KPMG.

De fato, há diferentes níveis de maturidade digital numa mesma empresa e entre áreas – em algumas delas, a Petrobras se destaca, como na área de poços e de controle remoto de produção, que, com uso extensivo das possibilidades trazidas pela Internet das Coisas (IoT), somado à aplicação de algoritmos de machine learning, dá suporte à tomada de decisões operacionais críticas para toda a frota offshore. A área de Poços, especificamente, desenvolveu uma plataforma de integração online de dados das sondas em tempo real – a ferramenta permite o acompanhamento remoto de parâmetros, bem como o uso de informações para cálculos, análises de engenharia e geração de visualizações personalizadas, potencializando a adoção de alertas operacionais automatizados, com ampla adoção de aprendizado de máquina, e importante atuação do Cenpes. Por meio de arquitetura similar, os técnicos dos Centros de Operações Remotas (COIs), responsáveis por acompanhar a produção offshore, utilizam uma ferramenta web para monitorar equipamentos e/ ou sistemas de produção, permitindo também aos gestores uma visualização integrada da condição das instalações. Neste caso, há importante participação da área de tecnologia da informação com as áreas de negócio. A visão de que tudo começa no chão-de-fábrica – e isso o torna mais importante –concorre com o lado corporativo, que acredita ser o mais importante, criando “universos paralelos”, onde cada um seguiu uma determinada visão de mundo e viés organizacional. Mas, com a transformação digital, existe a possibilidade de usar as informações, tanto da área industrial, como da área corporativa, para gerar informações valiosas para os executivos, possibilitando uma melhor tomada de decisão, e também uma melhor experiência para os clientes.

“Essa ponte, que chamamos de Connected Enterprise, é vital para a transformação digital das organizações. Esse fluxo de informações, através de uma ligação entre as áreas industrial e corporativa, gera valor para todos stakeholders, e cria vantagens competitivas sustentáveis para os clientes. Porque não basta somente ter acesso aos dados, é necessário saber usá-los, para gerar valor e também adequar os processos e a cultura da empresa, para que possam obter os benefícios esperados. Daí, não basta a empresa ter o melhor sistema SCADA e/ou o melhor sistema ERP, se as informações valiosas são mantidas nos respectivos sistemas”, afirma Victor Venâncio.

Essa ponte pode ter outros nomes, mas precisa existir. Para apoiar, gerenciar e fornecer soluções de digitalização para todos os locais onde atua, a Equinor estabeleceu um centro digital de excelência responsável. Para capitalizar as oportunidades capturadas nas tecnologias digitais implementadas na Noruega, a Equinor Brasil tem como objetivo acompanhar iniciativas de criação de valor na sede da empresa, para testar e aprender a criar soluções digitais localmente, colhendo os benefícios do aprendizado.

“Além disso, existem oportunidades de sermos pioneiros, e adotarmos mudanças inovadoras, para responder totalmente às demandas exclusivas do Brasil. A Equinor Brasil tem a chance de implementar progressivamente tecnologias digitais e inovações disruptivas, adaptando a força de trabalho à nova maneira de trabalhar em escala, enquanto também explora o ambiente de tecnologia em rápida evolução, para contribuir para levar nossa indústria local ao próximo nível, tanto em termos de segurança comercial, como de desempenho da operação”, comenta Hege Færø-Finnvik.

Vale lembrar que as dificuldades não terminam com pesquisas e alinhamento de TO e TI: infraestrutura de telecomunicações é um fator crítico de sucesso, nessa jornada. Para uma aplicação numa empresa, links direcionados que possibilitem estabilidade de conectividade são necessários. Com a chegada da tecnologia 5G, esta questão tende a ser um problema menor. A questão da infraestrutura de telecomunicação no Brasil precisa fazer parte da estratégia de digitalização, porque impacta a obtenção de dados de OT e IT nas organizações, ainda que essas conexões não precisem ser em tempo real entre todos os sistemas; já a questão da segurança cibernética e da Lei Geral de Proteção de Dados (LGPD), é um problema mais perene.

Para que a jornada de transformação digital ocorra, há uma série de condições que precisam ser implementadas, com função viabilizadora. Essas condições estão relacionadas, principalmente, à capacitação e mentalidade de inovação das pessoas, estruturação de processos inovadores de inovação, administração de corporação e a plataformas digitais, baseadas em tecnologias emergentes disponíveis. É importante que haja infraestrutura compatível, velocidade na aplicação das tecnologias, escalabilidade, agilidade operacional, ambiente de experimentação, uso estratégico dos dados, aumento do número de profissionais relacionados à ciência de dados, acesso ao ecossistema de inovação, capacitação de profissionais e lideranças em fluência digital, dentre outras.

A capacidade e a ampliação desta capacidade computacional são viabilizadoras muito importantes.

Na indústria de óleo e gás, processamento sísmico e aplicação de inteligência artificial para interpretação de imagens têm potencial para grande demanda de capacidade de processamento. Por outro lado, a disponibilidade de arquitetura e infraestrutura de nuvem precisa ser compreendida e ter seus benefícios amplamente capturados pelas empresas O&G, potencializando os resultados decorrentes da arquitetura de nuvem. A Equinor prossegue trabalhando, para estabelecer uma “base de dados de subsuperfície”, para garantir que os dados sejam utilizados em uma extensão maior do que é hoje. A empresa acredita que uma melhor utilização dos dados permitirá que se instalem poços com maior precisão, com aumento da produção dos campos, e ainda dê suporte para a definição de alvos robustos de IOR, para citar alguns exemplos. Com a integração de grandes quantidades de dados, ativados pela plataforma integrada de dados em nuvem, a análise sísmica, de interpretação e geológica, está se tornando mais eficiente, melhorando as previsões de qualidade e produtividade do reservatório.

As tecnologias à disposição são muitas, e os ganhos são sedutores. Uma pesquisa da McKinsey, por exemplo, sugere que a aplicação exclusiva das técnicas de inteligência artificial que conhecemos hoje pode liberar US$ 80 bilhões em valor, nos países nórdicos, o equivalente a aproximadamente dois a três pontos percentuais no aumento da margem de lucro. Esses números são baseados em 400 casos de uso em 19 setores, mas desvendam o impacto direto das técnicas e aplicativos de aprendizado profundo, atualmente comprovados. E a inteligência artificial não deve ser avaliada apenas com base em seu potencial atual: outro estudo da McKinsey simulou que os líderes poderiam potencialmente dobrar seu fluxo de caixa, em comparação com os não adotadores, até 2030. Isso ocorre porque o estabelecimento de dotações de dados, poder de computação, e recursos organizacionais são necessários para colher todo o potencial da IA no futuro. E por aí vai. Alterando também os postos de trabalho em todos os setores.

O aumento de qualificação da mão-de-obra é um fato, na digitalização das operações industriais, e exige um investimento significativo, em tempo e dinheiro. A digitalização também está forçando as empresas de petróleo e gás a adotarem uma visão mais holística da gestão de pessoas, na qual estão incorporando novos esquemas de treinamento em seus planos de desenvolvimento de pessoal, para garantir que os trabalhadores possam operar esses novos sistemas. A Petrobras trabalha com a visão de que cada colaborador precisa entender que é um protagonista, neste momento, e qual é a nova forma de se trabalhar. Cabe a cada indivíduo cuidar de sua própria transformação, para ampla compreensão da realidade em que vivemos, na sociedade atual. As corporações devem auxiliar os profissionais, neste processo de tomada de consciência, em um mundo em constante mudança. A Petrobras está colocando em prática diversas iniciativas, que visam a simbolizar a valorização de uma atitude voltada para o protagonismo na inovação – existe o trabalho com pontos focais e ações nas gerências executivas, para estimular que cada colaborador seja incentivado a contribuir com suas ideias, sentindo-se parte do processo. Mas, para as inovações gerarem valor, é fundamental que elas se insiram no fluxo de trabalho e no processo de decisão, ampliando a produtividade da empresa como um todo, com um objetivo claro: aumentar a geração de valor a partir de dados e informações, com processos mais integrados, para garantir maior economicidade aos campos de óleo e gás, e às demandas de um mundo mais sustentável, com redução de custos, e economia de energia. Ressalte-se que as tecnologias estão constantemente evoluindo, e a digitalização não é apenas um movimento industrial, mas cultural, que acaba borrando as fronteiras de aplicação, trazendo para a indústria, por exemplo, o blockchain – tecnologia por trás da moeda virtual bitcoin, que seduz pelo grau de segurança elevado, e rastreabilidade dos dados. Várias grandes empresas têm explorado soluções com blockchain, para reduzir custos e aumentar a eficiência. A Petrobras acredita que o blockchain possibilita maior confiança nos registros, trazendo ganhos em velocidade de processos, e reduzindo custos operacionais, que envolvem confiança mútua entre diferentes partes interessadas no processo executado.

Essa tecnologia pode ter aplicação em diversos setores, contudo, depende de diferentes funcionalidades, implementadas de forma integrada. Seguem alguns exemplos necessários para implantação de contratos inteligentes auto executados e auto medidos: 1) registro em blockchain da identidade e autorização do executante da etapa do processo, 2) convergência do mundo real com o mundo virtual (IoT), registrando, de forma automática e confiável, posição, situação, dados de sensores, entre outros e, por fim, 3) registro confiável de transação contratual ou financeira.

Um exemplo, ainda em fase piloto, é a aplicação da ferramenta de Blockchain em processos de assinatura de termos de cooperação da Petrobras com instituições de ciência e tecnologia. Após esse piloto, será possível verificar a ampliação de seu uso em outros contextos, contribuindo principalmente com a desburocratização. “Existe uma percepção do mercado de que a absoluta confiança nos registros, um dos principais ganhos da tecnologia, podem ser transformados em vantagem competitiva, com otimização de processos, e redução de custos operacionais.

Estes fatores tornaram o Blockchain uma das tecnologias mais promissoras da Transformação Digital. E, se o dado é o novo óleo, não tenho dúvidas que a Petrobras vai se transformar digitalmente”, concluiu Augusto Borella, durante palestra no Cenpes, no início deste ano.