A transformação tecnológica da Gerdau tem (muito) IA

A gigante do aço Gerdau deu início, em 2015, à transformação digital da companhia, marcando, não apenas a adoção de inteligência artificial (IA), Internet das Coisas, video analytics, gêmeo digital e análise de dados, como também uma mudança cultural, conforme explicou Gustavo França, líder de digital e TI da Gerdau, em entrevista ao Convergência Digital. “Quando começamos a jornada de transformação, criamos capacidades a partir de dados e, dentro de um contexto amplo, passamos a uma nova forma de se trabalhar, mais horizontal, dentro do conceito de jobs to be done”, disse.

Desde então, quatro pilares têm norteado a transformação da Gerdau: indústria 4.0, segurança 4.0, a perspectiva do cliente e supply chain integrado. Em todos eles, há um uso intensivo de dados e um trabalho respaldado pela metodologia ágil. Para tanto, a companhia — que registrou seu melhor Ebitda ajustado anual da história em 2021, atingindo R$ 23,2 bilhões, com margem Ebitda de 29,6%; e lucro líquido ajustado de R$ 13,9 bilhões — fez uso de modelagem matemáticas, Python, data lake, nuvem entre outros, permitindo a correlação de variáveis.

“A partir destes modelos sendo provados, a gente passou a usar novas tecnologias, como machine learning, o que nos permitiu exponencializar estes mesmos modelos”, detalhou Gustavo França, explicando que metodologias de trabalho com IA quase sempre começam pequenas e comprovando hipóteses a serem desbloqueadas.

IoT e video analytics

Uma das técnicas que a Gerdau está usando é video analytics. Foram colocadas câmeras no pátio de sucatas para registrar a movimentação das pessoas. Com isso, são emitidos alertas apontando se há alguém em área considerada de risco, se a pessoa está usando os equipamentos de proteção (EPIs) adequadamente, entre outros. A solução faz a identificação de imagem e conta com machine learning para assinalar quando existem situações que não estão em conformidade com as regras, por exemplo.

“Quando a gente fala de apoio à operação, temos nos nossos fornos de aciaria [onde se funde a sucata com outras matérias primas] modelos que criamos que visam a otimizar o consumo de ligas, para usar as ligas na proporção exata para a getecs analíticas. Também foram criados modelos para redução do consumo de combustível nas áreas fabris e para o consumo de gás para laminação.

A sucata é comprada de fontes como cooperativas de catadores, sucateiros e indústrias e é fundida no forno elétrico a arco. No processo, geralmente, é adicionado ferro-gusa, feito a partir de minério de ferro e carvão vegetal. Outros insumos são acrescentados na etapa de refino, que ocorre no forno panela, para dar ao aço as características necessárias para cada tipo de uso. O material produzido é reaquecido para passar pelo processo de laminação e ganhar a forma final para a venda, como barras, placas ou vergalhões. O aço, então, é utilizado como matéria-prima para diferentes produtos — havendo descartes, viram sucata e o processo recomeça. 

A Gerdau também faz uso da internet das coisas. A companhia possui cerca de 900 ativos no Brasil. Equipamentos conectados, usando sensores inteligentes, têm coletadas informações de comportamentos. As variáveis são analisadas e é apontado quando é necessário parar o equipamento para fazer a manutenção. “Antes, a manutenção era baseada no tempo calendário e, hoje, é por correlação das variáveis e predição do comportamento dos equipamentos”, explicou. Os dados coletados das máquinas vão para um grande data lake, onde passam por análises que fazem as correlações. “Assim evitamos paradas abruptas dos equipamentos”, disse o líder de digital e TI da Gerdau.

De 2020 para cá, a Gerdau passou a trabalhar com o conceito de gêmeo digital, que é ter uma cópia digital do que existe fisicamente. Assim, faz uso de dados reais para simular diferentes cenários de fabricação e projeções. “Criamos uma cópia digital e conseguimos fazer simulações, por exemplo, mudando o comportamento das variáveis. Isso permite a gente identificar de forma ágil e segura comportamentos reais que podemos ter na unidade fabril, sempre privilegiando a redução de custo e a maior previsibilidade para o cliente”, detalhou.

A adoção de gêmeo digital está bastante consolidada na usina Ouro Branco, em Minas Gerais, que é a maior usina da empresa no mundo, com capacidade instalada anual de 4,5 milhões de toneladas de aço bruto. Os principais produtos finais fabricados na unidade são fio-máquina, perfis, bobinas a quente e chapas grossas. “É uma planta bastante complexa. Optamos por começar nesta unidade pelo tipo de escala e começamos pelo processo de aciaria, analisando o consumo, o planejamento de produção e o rendimento.” A ideia é escalar o gêmeo digital na planta de Ouro Braco. Em outras plantas, o conceito está sendo trabalhado em menor escala, segundo Gustavo França.

Nas usinas bio-redutor, que usam carvão vegetal no processo, contam com modelagem analítica para saber como está o consumo do carvão que está sendo usado, aumentando, assim, o rendimento — ou seja, a quantidade de aço de boa qualidade que está sendo gerado. Isso também aumenta a previsibilidade e reduz os custos, uma vez que evita desperdício. “É o conceito lean sendo aplicado na prática e sendo exponenciado com uso de tecnologia”, apontou.   

Adoção não para

Boa parte das iniciativas começou em 2015 em nível de experimentação e houve avanços desde então. Em 2022, a Gerdau está escalando o conceito de gêmeo digital e expandindo IoT. Na parte de minérios, há projeto para o monitoramento online de gases, para detecção e vazamento. A companhia está integrando, desde 2021, os detectores de gases, tanto para coletar dados e analisá-los para entender o comportamento de ativos, como para fazer predição de vazamentos.

Em 2021, a Gerdau consolidou o hub de data analytics. São dois hubs, um no Brasil e outro nos Estados Unidos, com os times trabalhando de forma cooperada, contou França. São cientistas de dados, analistas de dados, especialistas de analytics, tanto de funcionários próprios como de parceiros e em ambos os países. 

“Olhamo para estratégia, o ‘job to be done’, nossa organização quer usar, cada vez mais, dados para a tomada de decisão, mas para, de fato, impactar o resultado financeiro e a satisfação do cliente, precisamos ter claro qual é o problema que queremos resolver e trabalhar junto com o negócio para entender o que podemos resolver com dados”, explicou.

Com relação à governança dos dados, o executivo ressaltou que não adianta criar modelos de IA, se não se consegue governar ou sabem quem é o dono, o responsável pelo dado, quem pode ter acesso ao dado, respeitando as regras de privacidade de dados. No pilar de governança, ele conta que a Gerdau estruturou políticas e frameworks de trabalho para proteger a informação.

Além da proteção e privacidade de dados, a governança também prima pela qualidade dos dados, uma vez que é sempre uma grande preocupação para empresa que usa dados para a tomada de decisão. “Se você cria modelos e não tem governança ou se a qualidade do dado é duvidosa, isso pode gerar um resultado que não é bom. Existe um zelo muito grande para a governança, com definição de dados, da área usuária, tem data owner, quem pode acessar o dado”, apontou.