Como o design do moinho mudou nos últimos 30 anos

O projeto de moinhos é extremamente crítico, exigindo ferramentas de software sofisticadas, planilhas de cálculo proprietárias e engenheiros técnicos e desenhistas experientes. Este blogpost analisará como o processo de projeto de moinhos mudou nos últimos 30 anos. Embora a maioria das mudanças tenha sido positiva, novas questões e problemas surgiram no processo.

Hoje, usamos computadores em quase tudo que fazemos

Quando comecei minha carreira neste setor no final dos anos 80, apenas alguns poucos tinham acesso a computadores. A elaboração (criação de desenhos detalhados de engenharia) era feita manualmente em pranchetas; os cálculos eram todos manuais; os relatórios foram digitados em uma máquina de escrever; as apresentações foram feitas com projetores de slides ou transparências; um projeto mais sofisticado usando Análise de Elementos Finitos (FEA) foi realizado em computadores externos por meio de conexões de modem. Embora se possa considerar esses tempos retrógrados ou arcaicos, a maior parte do conhecimento que utilizamos hoje foi desenvolvida naquela época. Vemos que moinhos projetados naquela época estão operando com sucesso hoje, sem falhas. Os novos moinhos também não parecem muito diferentes dos moinhos mais antigos.

O processo de design mudou drasticamente com os computadores. Um FEA típico de um moinho que levaria cerca de 3 horas em um minicomputador no final dos anos 80, leva cerca de 3 minutos em um laptop hoje. Isso permite que o analista adicione mais detalhes aos modelos (maior precisão) e verifique múltiplas opções para otimizar o projeto e o custo, em vez de ficar limitado a 1 ou 2 execuções por dia. Da mesma forma, os cálculos de Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) para modelar fluxos hidráulicos tornaram-se práticos apenas nos últimos anos. Com mais poder de computação, a computação gráfica e a modelagem tridimensional melhoraram enormemente. O custo do hardware também caiu tremendamente.

A maioria dos cálculos de engenharia são feitos hoje em planilhas. Isso permite menos erros e uma apresentação e exibição mais clara dos resultados. No entanto, o uso de planilhas de cálculo comprovadas e prontas pode desencorajar os projetistas a se tornarem especialistas, pois podem chegar aos resultados sem necessariamente compreender as fórmulas ou a tecnologia por trás dessas ferramentas.

O desenho provavelmente sofreu as maiores mudanças ao longo dos anos. Tudo começou com a introdução de pacotes de Computer Aided Design (CAD) em computadores pessoais como o AutoCAD. Com o passar do tempo, a modelagem e o desenho tridimensional tornaram-se disponíveis. Isso permitiu verificar folgas, interferências e ajustes entre os diferentes componentes do moinho. Finalmente, os pacotes CAD começaram a oferecer capacidades paramétricas orientadas por dimensão, onde um modelo semelhante poderia ser gerado em minutos alterando algumas dimensões e a geometria seria reconstruída automaticamente, como se fosse uma planilha. Esses modelos podem então ser repassados ​​para pacotes FEA para avaliação estrutural, sem a necessidade de criar modelos separados dentro de cada software respectivo.

Os principais benefícios desses avanços são que os desenhos são legíveis, fáceis de modificar, fáceis de enviar eletronicamente, facilmente pesquisáveis, não ocupam espaço físico para serem armazenados e assim por diante. Ultimamente vemos cada vez mais fábricas solicitando arquivos eletrônicos nativos (não apenas impressões eletrônicas) para que possam programar suas ferramentas de corte com base nos modelos (agilizando assim o processo de fabricação e reduzindo erros).

Por fim, para trazer ordem e controle a todos os arquivos eletrônicos, os Vaults de software estão se tornando comuns. Isso permite a entrada e saída de desenhos, aprovações obrigatórias de desenhistas/verificadores/engenheiros, criação automática de listas de materiais, requisições de compra quando os desenhos são liberados, retenções de compras e alertas quando os desenhos são revisados, e ao mesmo tempo desencorajar o roubo massivo de informações, entre outros.

Os moinhos pararam de crescer?

Cada vez que os clientes estão interessados ​​em comprar um moinho maior do que o tamanho anterior já construído, isso traz entusiasmo para a indústria e para as equipes de projeto de engenharia. Extrapolar projetos é muito mais difícil e desafiador do que usar interpolação para fabricar equipamentos de médio porte. Quando o primeiro moinho SAG de 42 pés foi projetado e fabricado por volta de 2010-11, havia muitos problemas com a fabricação e usinagem de peças de equipamentos tão grandes. Os custos aumentam exponencialmente à medida que tentamos ir além. Esse desafio recai sobre os engenheiros para otimizar o projeto do moinho usando formas criativas.

O que vemos nos clientes da mineração nos últimos 10 anos é que não há mais interesse em adquirir máquinas maiores. Isto então se traduz no projeto de variações de equipamentos existentes que exigem menos criatividade ou pesquisa.

Efeito das fusões OEM no projeto do moinho

Uma onda de fusões OEM de moinhos ocorreu nas décadas de 70 e 80. Durante esses anos, apenas um punhado de OEMs competiam entre si, e não mais do que dois ou três podiam concorrer aos SAGs ou moinhos de bolas de grande porte. Os escritórios de projetos de engenharia começaram a despender a maior parte de seus esforços naquela época para fundir a melhor tecnologia de cada empresa irmã que haviam adquirido em sua linha de moinhos. Isso deu início à onda de “padronização de componentes de moinhos”. A pesquisa e o desenvolvimento de tecnologia deram um passo atrás durante esses tempos.

Os moinhos estão se tornando uma commodity?

Um pouco, sim. Os clientes e até mesmo os grupos de vendas e gerenciamento de projetos dentro dos fornecedores de fábricas desejam minimizar os custos de engenharia e os atrasos no projeto. Isso desencoraja a personalização e a descoberta de novos designs criativos. Durante os últimos 30 anos, os fabricantes de moinhos não conseguiram convencer os clientes ou seus consultores de engenharia a adquirir moinhos completamente padronizados ou de tamanho existente. Em vez disso, a indústria está migrando de equipamentos totalmente personalizados para equipamentos quase padronizados, com diferentes opções adicionadas ou retiradas. A maior parte dos esforços de engenharia hoje em dia está voltada para a criação de ferramentas para projetar moinhos rapidamente e com baixos custos indiretos.

Treinamento e proteção de IP

À medida que as ferramentas de design se tornam cada vez mais complicadas, os novos funcionários precisam de ser formados não só nos produtos e na tecnologia subjacente, mas também nas ferramentas de design proprietárias existentes, tais como folhas de cálculo, desenhos e modelos, procedimentos de armazenamento e recuperação. À medida que os funcionários se aposentam, é muito fácil entregar todos os arquivos e ferramentas de trabalho digitalmente, mas muitas vezes é um pesadelo descobrir o que é o quê, sem o treinamento adequado.

Com todas as informações sendo digitais, a proteção da Propriedade Intelectual (PI) tornou-se uma séria preocupação nos últimos anos. Quase todas as empresas que desenvolvem tecnologia e produzem desenhos detalhados de engenharia sofreram roubos de TI e moveram ações judiciais contra os infratores, principalmente seus ex-funcionários. Para evitar o roubo de IP, as empresas implementaram várias ferramentas de controle (software Vaults) que, por sua vez, retardam o processo de design devido à burocracia adicional.

Como a força de trabalho mudou nos últimos 30 anos?

Durante os anos em que o desenho era feito manualmente, havia cerca de 2 desenhistas para cada engenheiro nos departamentos de engenharia. Hoje, vemos que essa proporção é de cerca de um para um. Atualmente, os engenheiros também usam ferramentas CAD para criar modelos e desenhos, o que dificilmente faziam no passado.

Vemos também a mudança dos projetos de engenharia para países de custos mais baixos, à medida que a comunicação digital e a partilha global de informações se tornam mais fáceis. Ter técnicos em todo o mundo permite que vários designers trabalhem em diferentes fusos horários para acelerar os prazos de entrega dos projetos. À medida que a fabricação de componentes muda para países com custos competitivos (CCC), ter técnicos próximos às lojas locais também facilita o controle de qualidade e a resolução de problemas de fabricação.

Infelizmente, a percentagem de mulheres desenhistas e engenheiras de projeto não melhorou ao longo dos anos (há uma representação muito melhor noutros departamentos). Embora os fornecedores de fábricas incentivem e façam esforços direcionados para melhorar a contratação de desenhistas e engenheiras, muito poucos candidatos estão interessados ​​nessas posições. A mineração ainda é vista como uma indústria dominada pelos homens, e esses cargos são ocasionalmente obrigados a viajar para locais de mineração.

Em resumo

Com o uso de computadores, o projeto de moinhos percorreu um longo caminho, principalmente positivo. À medida que os tamanhos das fábricas ficam limitados pelas capacidades de fabricação, o foco do processo de design mudou de ir além para a criação de ferramentas para fazer isso de maneira mais barata e rápida. A força de trabalho do design está se tornando mais global. Com a crescente complexidade das ferramentas utilizadas, dependemos fortemente de especialistas no assunto.