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MATRIZ DE ATIVIDADE INDIVIDUAL
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Estudante: Disciplina: Supply Chain Management Turma:
1. Dados do Segmento e da Empresa
[Descreva os processos a serem modificados e a sua atual situação.] Fundada em 1º de agosto de 1982, a Mineração Serra Dourada é reconhecida como uma das principais empresas de mineração do Brasil, focada na extração e produção de minério de ferro. Inicialmente estabelecida na região de Mariana, em Minas Gerais, a empresa experimentou um crescimento significativo ao longo dos anos, expandindo suas operações para cerca de 1 4 estados brasileiros. Com uma equipe composta por aproximadamente 30 mil colaboradores, entre funcionários próprios e terceirizados, a Mineração Serra Dourada desempenha um papel fundamental na cadeia produtiva do aço, tendo o minério de ferro como sua principal matéria-prima. Seu método de extração é realizado a céu aberto, em bancadas de 15 metros de altura, com processo de lavra dividido em: perfuração, desmonte, carregamento e transporte. No processo de lavra, as atividades de carregamento e transporte são consideradas as mais críticas e complexas, representando aproximadamente 60% de todos os custos operacionais (Borges, 2013). É importante ressaltar que, de acordo com Pinto (2007), a frota de caminhões, sozinha, representa cerca de 50% dos custos operacionais. Nesse sentido, a composição dos custos das operações unitárias que utilizam o método convencional de lavra por caminhão pode ser estatisticamente dividida, conforme mostrado no gráfico da Figura 1, onde se observa que o transporte por caminhão representa cerca de 52% dos custos, sendo impactado diretamente pelo consumo de combustível e manutenção.
2 Figura 1 : Distribuição de custos na lavra do minério. Fonte: Adaptado de Lopes (2010) apud Trueman (2001). Ao analisar o custo total do processo de lavra (Figura 2), é possível observar a interdependência dos custos de cada operação unitária, principalmente em relação ao grau de fragmentação do material. Nesse contexto, é importante ressaltar a existência de um ponto ótimo no custo total de operação, no qual as etapas de perfuração, desmonte, carregamento e transporte são consideradas como um único processo integrado (BOTELHO, 2014). Figura 2. Gráfico relacionando a fragmentação e o custo de cada operação Fonte: Adaptado de Botelho (2014). Além dos custos, é importante ressaltar que o transporte por caminhão envolve outros desafios significativos. A Mineração Serra Dourada reconhece a necessidade de mitigar os riscos de acidentes e minimizar os impactos ambientais associados a esse tipo de transporte.
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2. Fluxo de Operação Atual
[Desenhe, de forma detalhada, o fluxo de operações do atual processo.] Na mina convencional, a sequência de operações no processo de lavra é perfurar, detonar, carregar e transportar, sendo que, enquanto uma frente está sendo perfurada, outra pode ser detonada e uma terceira estar em carregamento. Para que isso se desenvolva bem, a empresa deve possuir uma frota de equipamentos bem dimensionados e que se revezem nas frentes de lavras. Neste sentido, o fluxo de operações do processo atual de lavra da Mineração Serra Dourada (Figura 3) é o seguinte:
- Perfuração: A primeira etapa do processo de lavra consiste na perfuração do solo para a colocação de explosivos. A Mineração Serra Dourada utiliza equipamentos de perfuração avançados, como perfuratrizes rotativas, que penetram nas bancadas de minério. As perfurações são estrategicamente realizadas para otimizar o desmonte subsequente, garantindo uma fragmentação eficiente do minério.
2. Desmonte: Após a perfuração, a etapa de desmonte envolve a detonação
controlada dos explosivos nas perfurações. Esse processo fragmenta o minério
em pedaços menores, facilitando a remoção. Técnicas avançadas de desmonte são
empregadas para minimizar o desperdício e garantir a segurança dos trabalhadores e do ambiente circundante.
- Carregamento: Com o minério fragmentado, a etapa de carregamento envolve o uso de máquinas carregadeiras para recolher e transportar os materiais para caminhões basculantes. Carregadeiras de grande porte garantem eficiência na transferência do minério das áreas de desmonte para os veículos de transporte, otimizando a produtividade.
- Transporte: Pós o carregamento, o minério é transportado para as usinas de beneficiamento. Na Mineração Serra Dourada, atualmente, essa etapa é realizada por meio de caminhões. Os caminhões são dimensionados para cargas pesadas e percorrem rotas pré-determinadas, sendo monitorados para garantir a segurança e a eficiência no transporte do minério.
Figura 3. Fluxograma visão geral do processo de lavra da Mineração Serra Dourada. Considerando o processo especifico de carregamento e transporte , a figura 4 ilustra o fluxo com maior detalhmento das operações, considerando o ciclo completo por meio de escavadeira e caminhões.
- Etapa 01 Carga: Nesta fase, máquinas carregadeiras de grande porte movimentam- se até as áreas de desmonte, carregando o minério fragmentado nos caminhões basculantes.
- Etapa 0 2 Direcionamento para Usina de Beneficiamento ou Estoque: Os caminhões, agora carregados, seguem para destinos específicos: a usina de beneficiamento para processamento adicional ou pilhas de estocagem temporária.
- Etapa 03 Chegada para Descarga: Na usina de beneficiamento ou pilha, os caminhões chegam para descarregar o minério. Operadores controlam o despejo preciso da carga.
- Etapa 04 Direcionamento para Carga: Após a descarga, os caminhões vazios são direcionados para retornar às áreas de carregamento para iniciar uma nova operação.
3. Análise
[Analise as mudanças a serem realizadas no processo. Inclua ações relacionadas ao redimensionamento da cadeia de suprimentos utilizando as práticas do ESG.] O redimensionamento da cadeia de suprimentos da Mineração Serra Dourada, alinhado às práticas ambientais, sociais e de governança (ESG), representa um pilar estratégico para empresa na busca do aprimoramento dos seus processos operacionais de modo a promover a eficiência, sustentabilidade e responsabilidade social. Neste sentido, a automação dos veículos não apenas visa otimizar a eficiência operacional e a segurança, mas também abraça a redução de emissões de carbono, refletindo um compromisso tangível com a sustentabilidade ambiental. Uma das mudanças propostas é a introdução de veículos autônomos para o transporte de minério. Os veículos autônomos podem ser programados para seguir rotas pré-determinadas, reduzindo a necessidade de motoristas e, consequentemente, os custos operacionais. Além disso, os veículos autônomos podem operar de forma mais eficiente, otimizando o tempo e reduzindo o consumo de combustível. Ao adotar veículos autônomos, a Mineração Serra Dourada demonstra seu compromisso com práticas ambientalmente sustentáveis. A possibilidade de equipar esses veículos com tecnologias mais limpas, como motores elétricos ou híbridos, não apenas contribuirá para a eficiência energética, mas também terá um impacto significativo na redução das emissões de carbono associadas ao transporte de minério. Além dos benefícios econômicos e ambientais, a segurança no transporte de minério também será substancialmente aprimorada com a introdução de veículos autônomos. Programados para seguir padrões de condução seguros, esses veículos podem ser equipados com sistemas avançados de assistência ao motorista, como sensores e câmeras, que detectam obstáculos e evitam colisões, elevando os padrões de segurança operacional. Por fim, a introdução de veículos autônomos permitirá uma maior eficiência na cadeia de suprimentos, pois com a automação, os veículos podem operar de forma contínua, sem a necessidade de paradas para descanso dos motoristas. Isso reduzirá os tempos de espera e os gargalos na cadeia de suprimentos, melhorando a eficiência geral da empresa, liberando recursos humanos pafa tarefas mais estratégicas e especializadas.
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4. Tecnologias a Adotar
[Informe as tecnologias a serem empregadas para a captação de informações, a realização de análises e o apoio à tomada de decisão.] Para a captação de informações, a realização de análises e o apoio à tomada de decisão no contexto da automação de veículos na cadeia de suprimentos, podem ser empregadas tecnologias como IoT, big data, machine learning, IA, sistemas de gerenciamento de frota e blockchain. Essas tecnologias permitem o monitoramento em tempo real, a análise avançada de dados e a tomada de decisão baseada em insights e informações precisas. O detalhamento de cada uma delas é apresentada abaixo: 4. 1 Internet das Coisas (IoT): A IoT pode ser utilizada para capturar informações em tempo real dos veículos autônomos, como localização, velocidade, consumo de energia, condições de carga, entre outros. Sensores instalados nos veículos são responsáveis por enviar essas informações para uma plataforma central, permitindo o monitoramento e a análise dos dados. Figura 5 : Visão do Fluxo de caminhões autonomos dentro da Mina.
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4. 3 Machine Learning e Inteligência Artificial (IA): O machine learning e a IA podem ser aplicados para realizar análises avançadas dos dados capturados, identificando correlações, prevendo tendências e auxiliando na tomada de decisão. Algoritmos de machine learning podem ser treinados para reconhecer padrões de comportamento dos veículos autônomos, otimizar rotas de transporte, prever demandas futuras e identificar possíveis problemas ou falhas. 4.4 Sistemas de Gerenciamento de Frota: A utilização de sistemas de gerenciamento de frota é outra tecnologia importante para a automação de veículos na cadeia de suprimentos. Esses sistemas permitem o acompanhamento em tempo real dos veículos, o monitoramento do desempenho, a programação de rotas e a otimização da utilização dos recursos. Além disso, esses sistemas podem fornecer relatórios e análises detalhadas sobre a operação da frota, auxiliando na tomada de decisão. A Figura 6 ilustra um típico sistema de gerenciamento de frotas. Figura 7 : Sistema de Gerenciamento de Frotas.
4.5 Blockchain: O blockchain pode ser utilizado para garantir a segurança e a integridade dos dados capturados e compartilhados na cadeia de suprimentos. Essa tecnologia permite o registro imutável das informações, garantindo a transparência e a confiabilidade dos dados. No contexto da automação de veículos, o blockchain pode ser utilizado para registrar informações sobre a origem do minério, as condições de transporte, as transações financeiras, entre outros dados relevantes.
e adaptação progressiva, permitindo que a organização avalie os benefícios e ajuste sua abordagem à medida que avança no processo de modernização da cadeia de suprimentos. As ações de média complexidade e média criticidade são aquelas que envolvem um nível intermediário de complexidade e impacto na operação. Por exemplo, a implementação de redundâncias para garantir segurança no processo, pois requer uma atenção especial devido à necessidade de mitigar potenciais riscos operacionais. Este processo inclui a introdução de salvaguardas e protocolos redundantes, proporcionando uma camada adicional de segurança. Dessa forma, ao enfrentar desafios operacionais ou falhas eventuais, essas ações asseguram que a integridade e a continuidade da operação sejam mantidas em um patamar aceitável, minimizando possíveis impactos adversos. Assim, ao equilibrar eficiência e segurança, as ações de média complexidade e média criticidade desempenham um papel crucial na transição bem- sucedida para a implementação de caminhões autônomos. As ações de alta complexidade e alta criticidade são aquelas que envolvem um nível mais avançado de complexidade e impacto na operação. Por exemplo, a integração de inteligência artificial para tomada de decisões complexas, pois requer uma abordagem altamente sofisticada para implementação bem-sucedida. A integração de inteligência artificial (IA) para tomada de decisões complexas representa uma ação que vai além da simples automação, envolvendo a capacidade de processar grandes volumes de dados, reconhecer padrões e realizar análises preditivas. Essa ação de alta complexidade e alta criticidade demanda não apenas expertise técnica avançada, mas também uma cuidadosa consideração dos impactos potenciais na eficiência operacional, segurança e tomada de decisões estratégicas. A implementação bem planejada dessa tecnologia pode resultar em benefícios substanciais, mas requer um comprometimento significativo de recursos e expertise especializada.
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6. Mudanças a serem feitas
[Na equação de trade-off, descreva e indique as mudanças a serem feitas e os respectivos ganhos.] A equação do trade-off, ao avaliar as mudanças para a implementação de caminhões autônomos, pode ser expressa da seguinte forma: 𝑮𝒂𝒏𝒉𝒐 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝐺𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 + 𝐺𝑎𝑛ℎ𝑜 𝐴𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 + 𝐺𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑒𝑚 𝑆𝑒𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛ç𝑎 − 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐼𝑚𝑝𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎çã𝑜 Na equação apresentada, o Ganho Operacional refere-se aos benefícios relacionados à eficiência e produtividade da cadeia de suprimentos. As mudanças propostas envolvem a integração de veículos autônomos para garantir uma operação contínua, juntamente com a otimização de rotas e a redução dos tempos de espera. Ao integrar veículos autônomos, a empresa busca não apenas eliminar gargalos e aprimorar a eficiência operacional, mas também garantir um fluxo contínuo na cadeia de suprimentos. A operação contínua dos veículos autônomos, associada à otimização de rotas, visa reduzir significativamente os tempos de espera, melhorar a gestão logística e, consequentemente, aumentar a produtividade geral da operação mineradora. Os ganhos esperados são substanciais e abrangentes. A introdução de veículos autônomos resultará em um aumento significativo na eficiência operacional, permitindo a entrega mais rápida e eficaz de minério. Além disso, a redução dos custos logísticos associados aos tempos de espera e a melhoria geral no fluxo da cadeia de suprimentos contribuirão para uma operação mais econômica e ágil, promovendo, assim, uma gestão mais eficiente dos recursos disponíveis. Considerando-se os Ganhos Ambientais destacam-se os benefícios relacionados à redução do impacto ambiental associado ao transporte de minério, como a redução das emissões de carbono e a minimização dos impactos ambientais decorrentes da operação logística. Neste sentido, as mudanças propostas visam adotar tecnologias mais limpas, como motores híbridos, nos veículos autônomos. Essa abordagem representa um compromisso da empresa em adotar práticas sustentáveis, alinhando-se aos padrões ambientais mais rigorosos. A utilização de tecnologias mais limpas não só reduzirá as emissões de carbono, mas também posicionará a empresa como parte integrante de iniciativas ambientais, contribuindo para uma gestão responsável dos recursos naturais.
16 Os custos esperados refletem os investimentos iniciais associados a essa transição tecnológica, o que envolve não apenas a compra dos próprios veículos autônomos, mas também os custos relacionados à capacitação da equipe, atualização de infraestrutura e aquisição de tecnologias específicas. Embora esses custos iniciais sejam substanciais, a expectativa é que esses investimentos se traduzam em ganhos operacionais, ambientais e de segurança a longo prazo, consolidando a Mineração Serra Dourada como uma operação moderna e eficiente.
7. Investimentos e Ganhos Relativos
[Demonstre os valores a serem investidos no processo e os ganhos relativos a esses investimentos.] Os investimentos necessários para a implementação de veículos autônomos podem variar conforme o escopo do projeto. Ao comparar com caminhões convencionais de 250 toneladas, estima-se que um caminhão autônomo tenha um custo de compra cerca de 20% superior. Apesar disso, a eficiência do transporte autônomo permite a substituição de 9 caminhões convencionais por 7 autônomos, resultando em uma economia de aproximadamente 1 milhão de dólares na aquisição da frota autônoma, que totaliza cerca de 35 milhões de dólares. Outros fatores a serem considerados incluem os custos de treinamento, infraestrutura de telecomunicação, mapeamento digital da mina e instalação, conforme apontado por Brundrett (2014). Parreira (2013, p.150) estimou o custo de implementação para uma frota de 7 caminhões CAT793D em aproximadamente 7 milhões de dólares, como indicado na Tabela 1
- Custo de implantação para uma frota de 7 caminhões CAT793D. Fonte: Parreira (2013). A implementação dos veículos autônomos na Mineração Serra Dourada traz consigo uma série de ganhos substanciais que compensam os investimentos realizados. A redução de custos
8. Fluxo de Processos Modificado
[Desenhe, de forma detalhada, o fluxo de processos modificado.] A operação supervisionada dos caminhões autônomos segue as diretrizes delineadas no Diagrama apresentado na Figura 8. Esse esquema estabelece os fundamentos essenciais para o funcionamento do sistema, abrangendo a comunicação através de rádio, bem como os conjuntos de percepção, controle e georreferenciamento, conforme detalhado abaixo:
- Virtualização do Ambiente: Inicia-se com a virtualização prévia do ambiente da mina, criando uma representação digital detalhada do terreno, obstáculos e estruturas relevantes.
- Equipamento dos Caminhões: Os caminhões autônomos são equipados com sensores, atuadores, sistemas de comunicação e conjuntos de percepção, controle e georreferenciamento.
- Sistema de Percepção: Os sensores, como radar e LiDAR, captam informações em tempo real sobre objetos, condições da superfície e alterações no cenário, fornecendo dados cruciais para o sistema de controle autônomo.
- Controle Autônomo: O sistema de controle utiliza algoritmos para processar os dados da percepção e tomar decisões seguras durante o deslocamento. Prevê e evita colisões, tombamentos e outros riscos, garantindo a segurança do equipamento.
- Sistema de Georreferenciamento: Baseado em receptores GNSS, o sistema de georreferenciamento posiciona os caminhões com precisão, garantindo o alinhamento correto com as pistas virtuais e fornecendo informações cruciais para a navegação.
- Comunicação Via Rádio: O sistema de rádio dos caminhões estabelece uma comunicação constante com o Centro de Comando. Isso possibilita a troca de informações sobre limites das pistas virtuais, designações de produção e dados de telemetria.
- Centro de Comando: A sala de controle recebe e analisa constantemente os dados provenientes dos caminhões autônomos. Fornece informações sobre o ambiente, limites das pistas e otimização do sistema produtivo.
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- Despacho e Otimização: O algoritmo de otimização do sistema produtivo, baseado no despacho, determina as designações de produção para os caminhões autônomos, considerando a eficiência operacional e as demandas da cadeia de suprimentos.
- Deslocamento Autônomo: Os caminhões iniciam o deslocamento autônomo de acordo com as designações recebidas. O sistema de controle garante a execução eficiente das tarefas, otimizando rotas, evitando obstáculos e mantendo a integridade do equipamento.
- Monitoramento e Retroalimentação: Durante todo o processo, os caminhões são monitorados continuamente. Os dados de telemetria, localização e condições operacionais são retroalimentados para o Centro de Comando, permitindo uma supervisão constante e ajustes em tempo real, se necessário. Figura 8. Diagrama do Sistema Autonônomo. Para o adequado funcionamento do sistema de transporte autônomo, cada caminhão é equipado com um GPS de alta precisão, permitindo que sua posição na mina seja conhecida e monitorada continuamente pela sala de controle. O sistema GPS fornece informações cruciais sobre a localização dos caminhões e as rotas disponíveis, alimentando a base de dados do satélite. Na sala de controle, o operador da mina, em colaboração com o algoritmo, analisa
