Mistura de argila cerâmica de otimização revolucionária
Acelerando o desenvolvimento com análises prescritivas
Transportador de material em movimento para processamento de argila

Seja usado para materiais tradicionais como azulejos, cerâmica, abrasivos, tubos e saneamento ou para novas aplicações em eletrônica, impressão 3D e produtos odontológicos, a produção de cerâmica está crescendo rapidamente.

Projetada para ser uma indústria global de USD 400 bilhões até 2025, a produção de cerâmica utiliza argila como matéria-prima – um solo natural de grão fino que deve ser extraído e misturado para cumprir padrões de produção precisos.

A ESAN Eczacıbaşı Industrial Raw Materials Company (ESAN) é uma das maiores produtoras de argila para fabricação de cerâmica da Turquia. A empresa também exporta argila de qualidade para cerâmica para outros países. Devido às mudanças nas especificações de fabricação, condições de mercado flutuantes, variações na composição física da argila extraída, custos de energia e outras variáveis, os planejadores da ESAN devem constantemente desenvolver novas receitas para misturar argila, a fim de fornecer uma matéria-prima que atenda aos objetivos de qualidade e custo.

Por anos, o desenvolvimento de receitas para a mistura de argilas exigiu quantidades significativas de tempo e recursos humanos. "Os 20 diferentes tipos de materiais de argila extraídos das minas têm suas próprias propriedades físicas, que devem, por sua vez, ser comparadas com 15 parâmetros de produção", diz Alper Şener, chefe de análise de dados da parceira de negócios da IBM, Selco Consulting. "Os planejadores da ESAN usavam planilhas para desenvolver diferentes percentuais e opções de mistura. No entanto, poderia levar uma semana para os planejadores chegarem a quatro ou cinco boas opções de mistura."

Resultados

Tomada de decisão acionada por dados


Modelos de otimização de decisão reduzem o processo de redução de argila de dias para segundos por meio de funções analíticas prescritivas e ciência de dados

Custo reduzido


Reduz o custo de matérias-primas para cerâmica processada na planta em 14% por meio da mistura otimizada de argila

Antes, o processo demorava uma semana para produzir quatro a cinco opções viáveis. Agora, com o IBM® ILOG CPLEX, criamos um modelo de otimização para a ESAN que opera em até 60 segundos, gerando a receita ideal de mistura de argila e oferecendo entre 50 a 150 alternativas para variados cenários de eficiência e tempo de produção. Estamos realmente orgulhosos disso. Alper Şener Chefe de análise de dados Parceira de negócios da IBM, Selco Consulting.

Outro problema relacionado aos cronogramas de planejamento era que, quando uma nova receita de mistura de argila ficava pronta, as condições do mercado haviam mudado. Os planejadores precisavam voltar para suas planilhas e recalcular. Mais atrasos ocorriam quando as receitas eram testadas em uma produção piloto para confirmar que a receita atendia aos objetivos reais de qualidade e custo.

Como muitas empresas de mineração e manufatura em busca de vantagem competitiva, a ESAN adicionou capacidades de análise de dados ao seu departamento de TI para apoiar a transformação digital de seus negócios. Ao procurar oportunidades de alto impacto para demonstrar como a análise de dados poderia resolver problemas importantes de negócios, a ESAN e a Selco se concentraram na planta de enriquecimento de argila de Bozüyük da ESAN.

Em operação desde 1979, a instalação de Bozüyük oferecia várias vantagens para o uso piloto de análise de dados em um ambiente de produção. "Os produtos produzidos em Bozüyük são mais complexos do que os materiais processados em algumas de nossas outras plantas, mas os processos e a logística neste local eram mais favoráveis", diz Sinan Türkmen, engenheiro industrial e gerente de análise de dados da ESAN. "Depois de escolher a planta, era necessário selecionar o software correto para facilitar a transformação, e a Selco já tinha uma boa experiência nessa área".

Da prova de conceito à produção

Quando a ESAN começou a avaliar softwares de análise prescritiva para aplicações de mistura de argila, convidou oito fornecedores para apresentar propostas de prova de conceito. "Após a primeira iteração, o número de fornecedores diminuiu para três e a Selco estava entre eles", diz Türkmen. "Ficou claro que eles eram especialistas em logística, gestão da cadeia de suprimentos, ciência de dados e modelagem matemática."

"Desde o início, examinamos o processo deles e identificamos alguns problemas na forma como a ESAN formulava seus modelos matemáticos", diz Şener. "A ESAN logo percebeu que poderíamos modelar seus problemas de maneira correta e eliminar gargalos. Eles também viram o quão bem nosso software IBM® ILOG CPLEX Optimization Studio se saía."

O departamento de TI da ESAN realizou sua própria pesquisa na plataforma IBM® ILOG CPLEX Optimization Studio."Em comparação com outros softwares de otimização, incluindo o software de código aberto que vimos, concluímos que a solução IBM® ILOG CPLEX também poderia resolver nossos problemas não lineares com mais facilidade", diz Türkmen.

Antes da implementação, a Selco e o escritório da IBM na Turquia desenvolveram um plano de licenciamento de software que poderia ser benéfico para a ESAN. "A IBM trabalhou muito para fornecer o melhor preço na licença de software de otimização", diz Şener. "Nosso cliente não pensou duas vezes no preço do produto e pôde focar na qualidade do trabalho que o produto proporcionaria."

Pouco depois de escolher a solução IBM® ILOG CPLEX fornecida pela Selco, a ESAN realizou um teste preliminar de um modelo matemático de autodesenvolvimento. "A Selco nos deu sua primeira receita de mistura de argila e a experimentamos nos laboratórios", diz Türkmen. "Nossa equipe de pesquisa e desenvolvimento nos contou que essa receita de mistura oferecia economia de custo em comparação com outras receitas. Também teve um prazo de produção muito mais curto.”

Além de implementar a solução IBM® ILOG CPLEX para ESAN, a Selco também desenvolveu uma interface de usuário que os planejadores poderiam usar para criar cenários de combinação e gerenciar dados. "Montamos servidores de aplicações, bancos de dados e web — uma arquitetura completa com front-end e back-end", diz Şener. "O software IBM® ILOG CPLEX nos fornece e apoia com as APIs necessárias para integrar o sistema e proporcionar uma experiência contínua para nossos clientes."

Dentro de um mês após iniciar o projeto de otimização, a ESAN começou a observar melhorias significativas em termos de aceleração no desenvolvimento de receitas de mistura e no número de opções de receitas geradas. "Com o IBM® ILOG CPLEX, desenvolvemos um modelo de otimização para a ESAN que funciona em apenas 60 segundos ou menos para criar a receita de mistura de argila ótima, com 50 a 150 sugestões alternativas de receitas para diferentes cenários de eficiência e tempo de produção para maximizar a capacidade de produção da planta", diz Şener. "Estamos realmente orgulhosos disso."

Durante a prova de conceito, comparamos o software IBM® ILOG CPLEX com sete outros produtos, incluindo software de código aberto. A solução da IBM resolveu nossos problemas de otimização com muito mais facilidade, especialmente quando se tratava de problemas não lineares. Sinan Türkmen Engenheiro industrial e gerente de análise de dados ESAN Eczacıbaşı Industrial Raw Materials Company
Sucesso que pode ser compartilhado

Além de reduzir o ciclo do processo de mistura de argila de dias para segundos, a solução IBM® ILOG CPLEX implantada pela Selco na planta da ESAN Bozüyük resultou em melhorias significativas nos negócios, incluindo:

• Redução de 14% no custo de matérias-primas processadas pela planta por meio de funções analíticas preditivas e otimização
• Redução de 10% no custo de energia, otimizando processos que utilizam menos energia

"Há também algumas melhorias de desempenho não quantificáveis que vieram do uso deste software de otimização", diz Türkmen. "Por exemplo, o sistema prova que podemos realmente produzir materiais que a equipe de P&D uma vez disse serem impossíveis, porque as receitas antigas não incorporavam essas propriedades físicas ou químicas. No futuro, poderemos obter receitas desses novos produtos.”

Um objetivo de longo prazo do piloto do software IBM® ILOG CPLEX na planta de Bozüyük é implementar a solução nas outras nove plantas operadas pela ESAN na Turquia. "Devido ao sucesso que tivemos com o enriquecimento de argila", diz Türkmen, "planejamos começar a usar essa ferramenta de otimização em nossas outras instalações, que têm maior capacidade de produção."

A ESAN também planeja compartilhar o que aprendeu na planta de Bozüyük com sua organização-mãe, o grupo Eczacıbaşı Holding. "A ESAN quer iniciar três projetos este ano com análise preditiva e prescritiva, e acreditamos que a análise de dados é algo que pode ajudar a empresa holding", diz Türkmen. "A empresa agora vê a análise de dados como uma ferramenta de suporte à decisão e está muito mais encorajada a tomar ações a respeito."

"Quando falamos com nossos clientes sobre como investir em análise de dados, dizemos que eles devem optar por uma empresa forte com uma ampla gama de produtos", diz Şener. "A estratégia da IBM, onde eles conectam seus diferentes componentes analíticos ao IBM® Cloud Pak for Data e ao Watson, condiz com a estratégia que recomendamos para nossos clientes. O IBM® ILOG CPLEX também é um produto escalável, onde você pode usar diferentes componentes quando necessário e aumentar as capacidades quando tiver mais soluções."

"Como gerente de análise de dados, eu era a única pessoa neste papel na empresa", diz Türkmen. "Agora estamos ampliando este departamento e fundando um centro de excelência com cientistas de dados. A IBM e sua solução ILOG CPLEX serão úteis para nós em nossos projetos, e isso me deixa feliz."

logotipo da esan
Sobre a ESAN Eczacıbaşı Industrial Raw Materials Company

Fundada em 1978 e sediada em Istambul, a ESAN (link fora de ibm.com)explora e processa argila e outros materiais brutos para a fabricação de cerâmica.Com 10 instalações na Turquia e mais de 2.500 funcionários, a ESAN é um dos principais exportadores da indústria de mineração turca. A ESAN é uma subsidiária da Eczacıbaşı Holding, um dos maiores grupos industriais da Turquia, com um faturamento líquido combinado de TRY 11,1 bilhões em 2020.

Sobre a Selco Consulting

Com sede em Istambul, Turquia, a Selco Consulting, parceira de negócios da IBM (link fora de ibm.com), é uma empresa de consultoria com amplas capacidades em gestão de cadeia de suprimentos e logística. Combinando tecnologia da informação e análise de dados avançada, a Selco possui experiência multidisciplinar em consultoria de cadeia de suprimentos, análise de negócios, consultoria de software, logística de manuseio de materiais e logística de armazéns.

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Produzido nos Estados Unidos da América, maio de 2021.

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