BR112021004002A2 - método para monitorar a fabricação de um produto de metal, meio legível por computador, dispositivo de monitoramento eletrônico e instalação para fornecer um produto de metal - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA MONITORAR A FABRICAÇÃO DE UM PRODUTO DE METAL, MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR, DISPOSITIVO DE MONITORAMENTO ELETRÔNICO E INSTALAÇÃO PARA FORNECER UM PRODUTO DE METAL. Este método para monitorar a fabricação de um produto de metal, o produto de metal sendo fabricado de acordo com um processo de fabricação, é implementado por um dispositivo de monitoramento eletrônico. Este método compreende as seguintes etapas: adquirir (100) um valor medido de pelo menos um parâmetro representativo, cada parâmetro representativo sendo um parâmetro relacionado ao produto de metal ou um parâmetro relacionado ao processo de fabricação, determinar (130) um estado do produto de metal entre um estado de conformidade e um estado de análise, dependendo de pelo menos um valor adquirido e de pelo menos um alvo, e quando o estado determinado é o estado de análise, computar (150) uma ação corretiva a ser aplicada ao produto, entre um conjunto de ações corretivas e dependendo de pelo menos um valor adquirido, o conjunto de ações corretivas incluindo um reparo do produto, um descarte do produto, uma especialização do produto e uma aceitação do produto.
Description
[001] A presente invenção se refere a um método para monitorar a fabricação de um produto de metal, o produto de metal sendo fabricado de acordo com um processo de fabricação, o método de monitoramento sendo implementado por um dispositivo de monitoramento eletrônico.
[002] A invenção também se refere a um meio legível por computador que compreende um programa de computador incluindo instruções de software que, quando executadas por um processador, implementam tal método de monitoramento.
[003] A invenção também se refere a um dispositivo de monitoramento eletrônico para monitorar a fabricação do produto de metal.
[004] A invenção também se refere a uma instalação para fornecer um produto de metal, a instalação compreendendo uma linha de fabricação para fabricar o produto de metal de acordo com um processo de fabricação e tal dispositivo de monitoramento eletrônico.
[005] Em muitas indústrias, particularmente nas indústrias de fabricação dos produtos de metal, tal como a indústria do aço, os produtos são fabricados por meio de processos contínuos ou semi-contínuos compreendendo uma ou mais etapas, cuja execução adequada deve ser monitorada para garantir que os produtos obtidos estejam em conformidade com as características desejadas predefinidas. Cada uma das etapas de fabricação é realizada através da aplicação de pontos de regulação para parâmetros do processo, sendo esses pontos de regulação selecionados de forma que as características desejadas para os produtos sejam obtidas no final do processo de fabricação.
[006] Para monitorar a fabricação de tais produtos de metal, os parâmetros do processo associados aos pontos de ajuste são registrados e é constantemente verificado se esses parâmetros do processo estão em conformidade com os pontos de ajuste, ou seja, que cada parâmetro não se desvia do ponto de ajuste correspondente por um valor muito grande. Além disso, as características dos produtos obtidos são medidas e comparadas com as especificações.
[007] Quando um desvio é observado, um alerta é emitido e um operador executa uma ação específica com base no alerta emitido.
[008] US 2014/0005981 A1 descreve, por exemplo, um método para garantia de qualidade estatística durante o exame dos produtos de aço dentro de uma classe de aço. Este documento divulga a aquisição de um valor de uma característica mecânica do produto siderúrgico, a partir de uma amostra do produto e durante o processo de fabricação. O valor adquirido é então comparado aos valores previamente registrados da mesma característica mecânica. Um desvio estatístico entre o valor adquirido e os valores registrados anteriormente é calculado e, com base neste desvio calculado, é calculada uma probabilidade de obter a característica mecânica desejada para o produto de aço final.
[009] O documento EP 1 608 472 B1 divulga um sistema para predição de propriedade on-line ao longo do comprimento de uma bobina laminada a quente, quando a bobina está sendo enrolada, para melhorar a qualidade e atingir requisitos de propriedade rigorosos, permitindo que um operador tome ações corretivas de modo a obter características mecânicas quase uniformes ao longo do comprimento da bobina. Ele descreve, em particular, o resfriamento da tira antes de enrolá-la na bobina descendente.
[010] No entanto, esses métodos não são ideais e requerem um trabalho analítico importante por parte de cada operador.
[011] Um objetivo da invenção é, portanto, fornecer um método implementado por computador mais confiável e eficiente, e um dispositivo eletrônico relacionado, para monitorar a fabricação de um produto de metal e, assim, aumentar a produtividade do processo de fabricação.
[012] Um outro objetivo da invenção é fornecer um método que permita aumentar a taxa de qualidade dos produtos entregues aos clientes sem prejudicar a produtividade do processo de fabricação.
[013] Para este propósito, o objeto da invenção é um método para monitorar a fabricação de um produto de metal, o produto de metal sendo fabricado de acordo com um processo de fabricação, o processo de fabricação incluindo uma rota de fabricação para obter um produto de metal final com características finais, a rota de fabricação compreende um ou vários produtos de metal intermediários, cada um com características intermediárias, e o produto de metal cuja fabricação é monitorada sendo o produto de metal final, o produto de metal sendo selecionado dentre o grupo que consiste em: uma placa, uma bobina, uma viga, um blume (bloom), um bilete (billet) e um produto de aço, o método de monitoramento sendo implementado por um dispositivo de monitoramento eletrônico e compreendendo as seguintes etapas: - adquirir um valor medido de pelo menos um parâmetro representativo, cada parâmetro representativo sendo um parâmetro relacionado ao produto de metal ou um parâmetro relacionado ao processo de fabricação, - determinar um estado do produto de metal entre um estado de conformidade e um estado de análise, dependendo de pelo menos um valor adquirido e de pelo menos um alvo, e - quando o estado determinado é o estado de análise, computar uma ação corretiva a ser aplicada ao produto, entre um conjunto de ações corretivas e dependendo de pelo menos um valor adquirido, o conjunto de ações corretivas incluindo um reparo do produto, um descarte do produto, uma especialização do produto e uma aceitação do produto.
[014] De acordo com outros aspectos vantajosos da invenção, o método compreende uma ou várias das seguintes características, tomadas individualmente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível: - o conjunto de ações corretivas consiste no reparo do produto, no descarte do produto, na especialização do produto e na aceitação do produto; - o método compreende ainda uma etapa de validação de pelo menos um valor adquirido de acordo com um teste de coerência, o estado do produto sendo então determinado com base no (s) valor (es) que foram validados entre o (s) valor (es) adquirido (s); - o método compreende ainda uma etapa de modelagem de pelo menos uma característica do produto de metal a partir de pelo menos um valor que foi validado entre o (s) valor (es) adquirido (s), o estado do produto sendo determinado posteriormente na (s) característica (s) modelada (s); - cada parâmetro relacionado ao produto de metal é um parâmetro dentre o grupo que consiste em: um parâmetro relacionado às propriedades mecânicas do produto, um parâmetro relacionado a uma rugosidade do produto, um parâmetro relacionado a uma composição química do produto, um parâmetro relacionado às propriedades de um revestimento do produto, um parâmetro relacionado às dimensões do produto, um parâmetro relacionado a um aspecto da superfície do produto e um parâmetro relacionado à defectologia do produto; - cada parâmetro relacionado ao processo de fabricação é um parâmetro que depende do tipo de processo de fabricação, tal como um processo de galvanização por imersão a quente ou um processo de laminação a quente;
- se o processo de fabricação for um processo de galvanização por imersão a quente, cada parâmetro relacionado ao processo de fabricação é selecionado dentre o grupo que consiste em: um parâmetro relacionado a um forno de recozimento, um parâmetro relacionado a um bocal, um parâmetro relacionado a um banho de revestimento e um parâmetro relacionado a uma passagem de camada externa; e
- se o processo de fabricação for um processo de laminação a quente, cada parâmetro relacionado ao processo de fabricação é selecionado dentre o grupo que consiste em: um parâmetro relacionado a um forno de reaquecimento, um parâmetro relacionado a um laminador de desbaste, um parâmetro relacionado a um laminador de acabamento, um parâmetro relacionado a uma mesa de saída e um parâmetro relacionado a uma bobina;
- a etapa de determinar o estado do produto de metal compreende comparar pelo menos um valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de conformidade predefinido, cada respectivos intervalos de valores de conformidade predefinidos dependendo do pelo menos um alvo correspondente, o estado determinado sendo o estado de conformidade se o
(s) referido (s) valor (es) adquirido (s) pertencerem ao (s) respectivo (s)
intervalo (s) de valore (s) de conformidade predefinido (s), o estado determinado sendo o estado de análise;
- a etapa de calcular a ação corretiva compreende comparar pelo menos um valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido, cada respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido dependendo do pelo menos um alvo correspondente e incluindo o intervalo de valores de conformidade predefinidos correspondente, para pelo menos um parâmetro do intervalo de aceitabilidade predefinido incluindo estritamente o intervalo de conformidade predefinido,
- a ação corretiva computada sendo igual à especialização do produto se o produto de metal for marcado como um produto específico ou o parâmetro correspondente for marcado como específico e se o (s) referido (s)
valor (es) adquirido (s) pertencerem ao (s) respectivo (s) intervalos (s) de valore
(s) de aceitabilidade predefinido (s);
- a ação corretiva computada é igual à aceitação do produto se o produto de metal não estiver marcado como um produto específico e o parâmetro correspondente não for marcado como específico e se o (s) referido
(s) valor (es) adquirido (s) pertencerem ao (s) respectivo (s) intervalos (s) de valore (s) de aceitabilidade predefinido (s);
- a etapa de calcular a ação corretiva compreende comparar pelo menos um valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido, cada intervalo de valores de aceitabilidade predefinido dependendo do pelo menos um alvo correspondente e sendo separado do intervalo de valores de conformidade predefinidos correspondente,
- a ação corretiva computada sendo igual à especialização do produto se o produto de metal for marcado como um produto específico ou o parâmetro correspondente for marcado como específico e se o (s) referido (s)
valor (es) adquirido (s) pertencerem ao (s) respectivo (s) intervalos (s) de valore
(s) de aceitabilidade predefinido (s);
- a ação corretiva computada é igual à aceitação do produto se o produto de metal não estiver marcado como um produto específico e o parâmetro correspondente não for marcado como específico e se o (s) referido
(s) valor (es) adquirido (s) pertencerem ao (s) respectivo (s) intervalos (s) de valore (s) de aceitabilidade predefinido (s);
- a etapa de calcular a ação corretiva compreende a identificação de um evento de anormalidade para cada valor adquirido fora do respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido, a ação corretiva computada então dependendo do (s) pior (es) evento (s) de anormalidade, sendo o (s) pior
(es) evento (s) de anormalidade aquele (s) com o maior desvio em relação ao intervalo de valores de aceitabilidade predefinido correspondente;
- a etapa de calcular a ação corretiva compreende comparar pelo menos um valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido e identificar um evento de anormalidade para cada valor adquirido fora do respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido,
cada evento de anormalidade está associado a uma zona elementar do produto de metal, a zona elementar tendo um comprimento ao longo da direção longitudinal, cada zona elementar com pelo menos um evento de anormalidade sendo identificada como uma zona elementar de anormalidade, e quando o comprimento acumulado de todas as zonas elementares de anormalidade é maior do que uma porcentagem predefinida do comprimento do produto de metal, a ação corretiva computada é um descarte do produto,
caso contrário, quando o comprimento acumulado de todas as zonas elementares de anormalidade for menor ou igual à referida porcentagem predefinida do comprimento do produto de metal, a ação corretiva computada é um reparo do produto;
- o reparo do produto compreende o corte de cada zona elementar de anormalidade; e
- se a zona elementar de anormalidade de corte não estiver em uma extremidade do produto de metal, o reparo do produto compreende ainda soldar as partes do produto de metal que estão em ambos os lados da zona elementar de anormalidade de corte.
[015] O objeto da invenção é também um meio legível por computador que compreende um programa de computador incluindo instruções de software que, quando executadas por um processador, implementam um método conforme definido acima.
[016] O objeto da invenção é também um dispositivo de monitoramento eletrônico para monitorar a fabricação de um produto de metal, o produto de metal sendo fabricado de acordo com um processo de fabricação, o processo de fabricação incluindo uma rota de fabricação para obter um produto de metal final com características finais, a rota de fabricação compreende um ou vários produtos de metal intermediários, cada um com características intermediárias, e o produto de metal cuja fabricação é monitorada sendo o produto de metal final, o produto de metal sendo selecionado dentre o grupo que consiste em: uma placa, uma bobina, uma viga, um blume, um bilete e um produto de aço, o dispositivo de monitoramento eletrônico compreendendo: - um módulo de aquisição configurado para adquirir um valor medido de pelo menos um parâmetro representativo, cada parâmetro representativo sendo um parâmetro relacionado ao produto de metal ou um parâmetro relacionado ao processo de fabricação, - um módulo de determinação configurado para determinar um estado do produto de metal entre um estado de conformidade e um estado de análise, dependendo de pelo menos um valor adquirido e de pelo menos um alvo, e - um módulo de computação configurado para, quando o estado determinado é o estado de análise, computar uma ação corretiva a ser aplicada ao produto, entre um conjunto de ações corretivas e dependendo de pelo menos um valor adquirido, o conjunto de ações corretivas incluindo um reparo do produto, um descarte do produto, especialização do produto e aceitação do produto.
[017] O objeto da invenção também é uma instalação para fornecer um produto de metal, a instalação compreendendo: - uma linha de fabricação para fabricar o produto de metal de acordo com um processo de fabricação, e - um dispositivo de monitoramento eletrônico para monitorar a fabricação do produto de metal, em que o dispositivo de monitoramento eletrônico é conforme definido acima.
[018] A invenção será melhor compreendida após a leitura da seguinte descrição, que é dada apenas a título de exemplo e com referência aos desenhos anexos, em que: A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma instalação para entregar um produto de metal, a instalação compreendendo uma linha de fabricação para fabricar o produto de metal e um dispositivo de monitoramento eletrônico para monitorar a fabricação do produto de metal, de acordo com uma primeira forma de realização, em que a linha de fabricação é uma linha de laminação a quente; A Figura 2 é uma ilustração esquemática semelhante à da Figura 1, de acordo com uma segunda forma de realização, em que a linha de fabricação é uma linha de galvanização; A Figura 3 é uma ilustração esquemática do dispositivo de monitoramento eletrônico da Figura 1 ou 2; A Figura 4 é um fluxograma de um método, de acordo com a invenção, para monitorar a fabricação de um produto de metal, o método de monitoramento sendo implementado pelo dispositivo de monitoramento eletrônico da Figura 3; e
A Figura 5 é um fluxograma que representa uma etapa de computação de ação corretiva do fluxograma da Figura 4.
[019] No seguimento da descrição, a expressão “substancialmente igual a” define uma relação de igualdade para mais ou menos 10%, de preferência para mais ou menos 5%.
[020] Nas Figuras 1 e 2, uma instalação (5) para entregar um produto de metal (6) compreende uma linha de fabricação (8) para fabricar o produto de metal (6) e um dispositivo de monitoramento eletrônico (10) para monitorar a fabricação do produto de metal (6).
[021] A linha de fabricação (8) inclui um conjunto de sensores (9), cada sensor sendo adaptado para medir valor (es) de pelo menos um parâmetro representativo, cada parâmetro representativo sendo um parâmetro relacionado ao produto de metal (6) ou um parâmetro relacionado ao processo de fabricação. O dispositivo de monitoramento eletrônico (10) é conectado ao conjunto de sensores (9) e configurado para usar o (s) valor (es) do (s) parâmetro (s) representativo (s) fornecido (s) pelo conjunto de sensores (9).
[022] O processo de fabricação inclui uma rota de fabricação para obter um produto de metal final com características finais, a rota de fabricação compreendendo um ou vários produtos de metal intermediários, cada um com características intermediárias.
[023] O produto de metal (6) é selecionado dentre o grupo que consiste em: uma placa, uma bobina, uma viga, um blume, um bilete e um produto de aço.
[024] O produto de metal (6) cuja fabricação é monitorada está entre o produto de metal final e um ou vários produtos de metal intermediários.
[025] No exemplo da Figura 1, a linha de fabricação (8) é uma linha de laminação a quente para entregar o produto de metal (6), por exemplo,
uma tira de metal, tal como uma tira de aço laminada a quente, a linha de laminação a quente incluindo um forno (11), uma sucessão de laminadores (12A, 12B), em particular um laminador de desbaste (12A) seguido por um ou vários laminadores de acabamento (12B), um aparelho de refrigeração (13) para resfriar o produto de metal (6) e uma bobina (14). O forno (11), os laminadores (12A, 12B), o aparelho de refrigeração (13) e a bobina (14) são conhecidos per se.
[026] O produto de metal (6), na descarga do forno (11), é movido na direção de execução (A) através dos laminadores (12A, 12B). Por exemplo, a direção de execução (A) do produto (6) é substancialmente horizontal.
[027] O produto de metal (6) então passa através do aparelho de refrigeração (13), no qual a tira é resfriada a partir de uma temperatura inicial, que é, por exemplo, substancialmente igual à temperatura no final da laminação da tira, até uma temperatura final que é por exemplo temperatura ambiente, ou seja, cerca de 20 ºC.
[028] O produto de metal (6) passa através do aparelho de refrigeração (13) na direção de execução (A) a uma velocidade de funcionamento que está de forma preferencial compreendida entre 1 m/s e 25 m/s.
[029] O produto de metal (6) tem por exemplo uma espessura compreendida entre 1 mm e 30 mm.
[030] A temperatura inicial é, por exemplo, maior ou igual a 600 ºC, notavelmente maior ou igual a 800 ºC, ou mesmo maior que 1000 ºC.
[031] No aparelho de refrigeração (13), tal como uma mesa de execução, pelo menos um primeiro jato de fluido de refrigeração é ejetado em uma superfície superior do produto de metal (6), e pelo menos um segundo jato de fluido de refrigeração é ejetado em uma superfície inferior do produto de metal (6). O fluido refrigerante, também denominado refrigerante, é, por exemplo, água.
[032] O produto de metal (6) é finalmente arranjado em uma bobina de metal pela bobina (14).
[033] No exemplo da Figura 2, a linha de fabricação (8) é uma linha de galvanização por imersão a quente para revestir o produto de metal (6), como uma tira de aço, a linha de galvanização por imersão a quente incluindo um desbobinador (15), um dispositivo de recozimento (16), um dispositivo de revestimento (17) e uma bobina (18).
[034] O dispositivo de recozimento (16) compreende um forno (19), equipado, por exemplo, com um primeiro sensor (20) para medir a temperatura do produto de metal (6) e um segundo sensor (21) para determinar a composição da atmosfera dentro do forno (9). O dispositivo de recozimento (16) também inclui os primeiros rolos (22) para guiar o produto de metal (6), isto é, a tira.
[035] O dispositivo de revestimento (17) compreende um banho (23) de metal fundido, sendo o metal fundido, por exemplo, zinco, um bocal (24) tornando possível evitar o contato da tira com o ar externo entre a saída do forno (19) e a entrada no banho (23). O dispositivo de revestimento (17) também inclui um dispositivo de limpeza (25) e um dispositivo de refrigeração (26).
[036] O dispositivo de revestimento (17) também compreende segundos rolos (27) para guiar o produto de metal (6). O dispositivo de revestimento (17) também é equipado com um terceiro sensor (28) para medir a espessura do revestimento na tira após limpar, e um quarto sensor (29) para medir a temperatura da tira após resfriamento.
[037] No exemplo da Figura 2, o conjunto de sensores (9), portanto, inclui o primeiro sensor (20), o segundo sensor (21), o terceiro sensor
(28) e o quarto sensor (29).
[038] No seguimento da descrição, as orientações selecionadas são indicativas e se referem às Figuras. Em particular, os termos “montante” e “jusante” referem-se à orientação selecionada nas Figuras. Estes termos são usados em relação ao produto de metal (6) em execução. Além disso, os termos “transversal”, “longitudinal” e “vertical” devem ser entendidos em relação à direção de execução (A) do produto de metal (6), que é uma direção longitudinal. Em particular, o termo “longitudinal” refere-se a uma direção paralela à direção de execução (A) do produto de metal (6), o termo “transversal” refere-se a uma direção ortogonal à direção de execução (A) do produto de metal (6) e contida em um plano paralelo às superfícies superior e inferior do produto de metal (6), e o termo “vertical” refere-se a uma direção ortogonal à direção de execução (A) do produto de metal (6) e ortogonal às superfícies superior e inferior do produto de metal (6).
[039] Além disso, por “comprimento” uma dimensão de um objeto na direção longitudinal será referida, por “largura” uma dimensão de um objeto em uma direção transversal, e por “espessura” uma dimensão de um objeto em uma direção vertical.
[040] As direções longitudinal, transversal e vertical também estão representadas na Figura 2, respectivamente, por meio de um eixo longitudinal X, um eixo transversal Y e um eixo vertical Z.
[041] O dispositivo de monitoramento eletrônico (10) compreende um módulo de aquisição (30) configurado para adquirir um valor medido de pelo menos um parâmetro representativo, cada parâmetro representativo sendo um parâmetro relacionado ao produto de metal (6) ou um parâmetro relacionado ao processo de fabricação.
[042] O dispositivo de monitoramento eletrônico (10) compreende um módulo de determinação (32) configurado para determinar um estado do produto de metal (6) entre um estado de conformidade e um estado de análise, dependendo de pelo menos um valor adquirido e de pelo menos um alvo.
[043] O dispositivo de monitoramento eletrônico (10) compreende um módulo de computação (34) configurado para, quando o estado determinado é o estado de análise, computar uma ação corretiva a ser aplicada ao produto (6), entre um conjunto de ações corretivas e dependendo de pelo menos um valor adquirido.
[044] Em uma forma de realização preferida, o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) compreende um módulo de validação (36) configurado para validar pelo menos um valor adquirido de acordo com um teste de coerência. De acordo com esta forma de realização preferida, o módulo de determinação (32) está configurado para determinar o estado do produto (6) com base no (s) valor (es) que foram validados entre o (s) valor (es) adquirido (s).
[045] Em uma forma de realização preferida, o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) compreende um módulo de modelagem (38) configurado para modelar pelo menos uma característica do produto de metal (6) a partir de pelo menos um valor adquirido, de preferência de valor (es) que foram validados entre o (s) valor (es) adquirido (s). De acordo com esta forma de realização preferida, o módulo de determinação (32) é configurado para determinar o estado do produto (6) mais adiante na característica modelada.
[046] O termo “modelagem” refere-se a uma simulação numérica, como uma simulação executada em um computador.
[047] No exemplo da Figura 3, o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) inclui uma unidade de processamento (40) formada, por exemplo, de uma memória (42) e de um processador (44) acoplado à memória (42). Neste exemplo, o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) também inclui uma tela de exibição (46) e meios de entrada/ saída (48), tal como um teclado e um mouse, cada um sendo conectado à unidade de processamento (40).
[048] No exemplo da Figura 3, o módulo de aquisição (30), o módulo de determinação (32) e o módulo de computação (34), e em uma forma de realização preferida o módulo de validação (36) e o módulo de modelagem (38), são por exemplo cada um realizado, isto é, implementado, tal como um executável de software pelo processador (44). A memória (42) da unidade de processamento (40) é adaptada para armazenar um software de aquisição configurado para adquirir o valor medido de pelo menos um parâmetro representativo, cada parâmetro representativo sendo um parâmetro relacionado ao produto de metal (6) ou um parâmetro relacionado ao processo de fabricação; um software de determinação configurado para determinar o estado do produto de metal (6) entre o estado de conformidade e o estado de análise, dependendo de pelo menos um valor adquirido e de pelo menos um alvo; e um software de computação configurado para, quando o estado determinado é o estado de análise, computar a ação corretiva a ser aplicada ao produto (6), dentre o conjunto de ações corretivas e dependendo de pelo menos um valor adquirido. Em uma forma de realização preferencial, a memória (42) da unidade de processamento (40) é adaptada para armazenar um software de validação configurado para validar o pelo menos um valor adquirido de acordo com um teste de coerência, o software de determinação sendo então configurado para determinar o estado do produto (6) na base do (s) valor (es) que tenham sido validados dentre o (s) valor (es) adquirido (s); e um software de modelagem configurado para modelar pelo menos uma característica do produto de metal (6) a partir de pelo menos um valor adquirido, de preferência de valor (es) que foram validados entre o (s) valor (es) adquirido (s), o software de determinação sendo então configurado para determinar o estado do produto (6) ainda na característica modelada. O processador (44) da unidade de processamento (40) é então configurado para executar o software de aquisição, o software de determinação e o software de computação e, em uma forma de realização preferencial, o software de validação e o software de modelagem.
[049] Como uma variante não mostrada, o módulo de aquisição (30), o módulo de determinação (32) e o módulo de computação (34), e em uma forma de realização preferencial o módulo de validação (36) e o módulo de modelagem (38), estão cada um na forma de um componente lógico programável, como uma Matriz de portas programáveis em campo (Field Programmable Gate Array) ou FPGA, ou na forma de um circuito integrado dedicado, tal como um Circuito Integrado Específico de Aplicação (Application Specific Integrated Circuit) ou ASIC.
[050] Quando o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) está na forma de um ou mais programas de software, isto é, na forma de um programa de computador, ele também é capaz de ser gravado em um meio legível por computador, não mostrado. O meio legível por computador é, por exemplo, um meio capaz de armazenar instruções eletrônicas e ser acoplado a um barramento de um sistema de computador. Por exemplo, o meio legível é um disco óptico, um disco magneto-óptico, uma memória ROM, uma memória RAM, qualquer tipo de memória não volátil (por exemplo EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), um cartão magnético ou cartão óptico. Um programa de computador com instruções de software é então armazenado no meio legível.
[051] O módulo de aquisição (30) é configurado para adquirir um valor medido de pelo menos um parâmetro representativo, e cada parâmetro representativo é um parâmetro relacionado ao produto de metal (6) ou relacionado ao processo de fabricação. O módulo de aquisição (30) é conectado ao conjunto de sensores (9) e o (s) valor (es) adquirido (s) são de forma preferencial valor (es) medido (s) pelo (s) sensor (es) correspondente (s) do conjunto (9).
[052] Cada parâmetro relacionado ao produto de metal é um parâmetro do grupo que consiste em: um parâmetro relacionado às propriedades mecânicas do produto, um parâmetro relacionado a uma rugosidade do produto, um parâmetro relacionado a uma composição química do produto, um parâmetro relacionado às propriedades de um revestimento do produto, um parâmetro relacionado às dimensões do produto, um parâmetro relacionado a um aspecto da superfície do produto, um parâmetro relacionado à defectologia do produto.
[053] O parâmetro relacionado às propriedades mecânicas do produto de metal (6) é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: uma tensão de escoamento em uma determinada direção, tal como a direção longitudinal ou a direção transversal; uma resistência à tração em uma determinada direção, tal como a direção longitudinal ou a direção transversal; um alongamento para fraturar em uma determinada direção, tal como a direção longitudinal ou a direção transversal; uma razão de deformação plástica em uma determinada direção, tal como a direção longitudinal ou a direção transversal; um alongamento do ponto de escoamento em uma determinada direção, tal como a direção longitudinal ou a direção transversal; um expoente de endurecimento por deformação; um endurecimento de cozimento em uma determinada direção, tal como a direção longitudinal ou a direção transversal; e uma dureza do produto.
[054] O parâmetro relacionado à rugosidade do produto de metal (6) é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: uma rugosidade para um corte predefinido, tal como um corte de 0,8 mm ou de 2,5 mm, para um determinado lado do produto de metal (6), tal como um lado superior ou um lado inferior; uma série de picos por distância para um limite predefinido, tal como um limite de 0,5 µm ou de 0,625 µm; uma textura; uma rugosidade máxima para um determinado lado do produto de metal (6), tal como um lado superior ou um lado inferior; uma aspereza mínima para um determinado lado do produto de metal (6), tal como um lado superior ou um lado inferior.
[055] O parâmetro relacionado à composição química do produto de metal (6) é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: uma porcentagem de alumínio, uma porcentagem de arsênio, uma porcentagem de boro, uma porcentagem de carbono, uma porcentagem de cálcio, uma porcentagem de cobalto, uma porcentagem de cromo, uma porcentagem de cobre, uma porcentagem de hidrogênio, uma porcentagem de manganês, uma porcentagem de molibdênio, uma porcentagem de nitrogênio, uma porcentagem de nióbio, uma porcentagem de níquel, uma porcentagem de oxigênio, uma porcentagem de fósforo, uma porcentagem de chumbo, uma porcentagem de enxofre, uma porcentagem de silício, uma porcentagem de antimônio, uma porcentagem de estanho, uma porcentagem de titânio, uma porcentagem de vanádio e uma porcentagem de zircônio, na composição do produto de metal (6). As porcentagens são expressas em volume, massa ou moles.
[056] O parâmetro relacionado à propriedade ou propriedades do revestimento do produto de metal (6) é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: uma composição química do revestimento; uma espessura de revestimento; uma porcentagem de ferro contido no revestimento; uma pulverização de um determinado lado do produto de metal (6), tal como um lado superior ou um lado inferior; uma espessura mínima do revestimento; uma espessura máxima do revestimento.
[057] O parâmetro relacionado às dimensões do produto de metal (6) é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: uma coroa do produto; uma cunha do produto; um desvio de planeza do produto; uma espessura do produto; uma largura do produto; um comprimento do produto; um nivelamento do produto; um peso do produto.
[058] O parâmetro relacionado ao aspecto da superfície do produto de metal (6) é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: um aspecto com bolhas de uma dada superfície, tal como uma superfície superior ou uma superfície inferior do produto; um aspecto esfoliado de uma determinada superfície do produto; um índice de limpeza de uma determinada superfície do produto; lapidação de uma determinada superfície do produto; um brilho do produto; uma refletância do produto; uma tonalidade do produto; um valor W08 de ondulação para um determinado lado do produto de metal (6), tal como um lado superior ou um lado inferior; e um valor de ondulação W25 para um determinado lado do produto de metal (6), tal como um lado superior ou um lado inferior.
[059] O parâmetro relacionado à defectologia do produto de metal (6) é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em um tipo de defeito, uma dimensão de defeito, uma localização de defeito no produto de metal (6).
[060] Em uma forma de realização preferida, o conjunto de sensores (11) inclui um dispositivo de inspeção de superfície, tal como o descrito nos documentos publicados FR 2 761 474 A1, FR 2 761 475 A1 e FR 2 761 476 A1. Nesta forma de realização preferida, o parâmetro relacionado à defectologia do produto de metal e/ ou o parâmetro relacionado a um aspecto da superfície do produto de metal é detectado e medido pelo dispositivo de inspeção de superfície.
[061] Cada parâmetro relacionado ao processo de fabricação é, por exemplo, um parâmetro do grupo que consiste em: um parâmetro relacionado às condições de fabricação, como uma temperatura de fabricação, uma velocidade de fabricação e/ ou uma duração de fabricação; um parâmetro relacionado a um equipamento usado.
[062] Todos os parâmetros a seguir serão dados como uma forma de exemplo para ilustrar que tipo de parâmetros podem ser considerados ao aplicar um método de acordo com a invenção a uma linha de fabricação específica. Não são listas exaustivas.
[063] Se o processo de fabricação for um processo de galvanização por imersão a quente, então cada parâmetro relacionado ao processo de fabricação é, por exemplo, um parâmetro dentre o grupo que consiste em: um parâmetro relacionado ao forno de recozimento, um parâmetro relacionado ao bocal, um parâmetro relacionado ao banho de revestimento ou a um parâmetro relacionado à passagem para a camada externa.
[064] O parâmetro relacionado ao forno de recozimento é, por exemplo, selecionado entre uma temperatura de tira, uma velocidade de tira, um ponto de orvalho da atmosfera dentro do forno, uma taxa de fluxo de injeção de gás dentro do forno.
[065] Os parâmetros relacionados ao bocal são, por exemplo, selecionados entre uma taxa de fluxo de injeção de gás dentro do bocal, um nível de zinco dentro do bocal, uma temperatura da tira.
[066] Os parâmetros relacionados ao banho de revestimento são, por exemplo, selecionados entre uma composição do banho, uma temperatura do banho, uma temperatura da tira.
[067] Os parâmetros relacionados à passagem da camada externa são, por exemplo, selecionados entre um alongamento, uma resistência à tração aplicada à tira, um tipo de cilindro, um diâmetro do cilindro, uma rugosidade do cilindro, um estado de desgaste do cilindro, uma força de aperto.
[068] Se o processo de fabricação for um processo de laminação a quente, então cada parâmetro relacionado ao processo de fabricação é, por exemplo, um parâmetro relacionado ao forno de reaquecimento, um parâmetro relacionado ao laminador de desbaste, um parâmetro relacionado ao laminador de acabamento, um parâmetro relacionado a mesa de saída ou um parâmetro relacionado à bobina.
[069] O parâmetro relacionado ao forno de reaquecimento é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: uma temperatura da placa, uma composição de gás de combustão, uma taxa de fluxo de gás de combustão, uma duração de aquecimento.
[070] O parâmetro relacionado ao laminador de desbaste é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: uma espessura do produto de metal, uma velocidade do produto de metal, uma série de suportes, um diâmetro dos cilindros, uma taxa de fluxo de lubrificante.
[071] O parâmetro relacionado ao laminador de acabamento é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: uma espessura de tira, uma velocidade de tira, um número de suportes, um diâmetro dos cilindros, uma taxa de fluxo de lubrificante, uma taxa de fluxo do meio de refrigeração, uma temperatura da tira, uma força de acoplamento.
[072] O parâmetro relacionado à mesa de saída é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: uma taxa de fluxo de refrigeração, uma velocidade de tira, uma temperatura de tira, uma fração de fase da tira de aço, um comprimento da mesa de saída, uma distância entre o dispositivo de refrigeração e a tira.
[073] O parâmetro relacionado a bobina é, por exemplo, selecionado a partir do grupo que consiste em: uma velocidade de enrolamento, um diâmetro de mandril, uma temperatura de enrolamento.
[074] O módulo de aquisição (30) é, portanto, adaptado para adquirir valores medidos pelo conjunto de sensores (9) para alguns ou todos os parâmetros acima mencionados. O módulo de aquisição (30) é, por exemplo, adaptado para classificar esses valores medidos em tabelas, cada tabela sendo associada a um respectivo parâmetro.
[075] O módulo de determinação (32) é configurado para determinar o estado do produto de metal (6) entre um estado de conformidade e um estado de análise, dependendo de pelo menos um valor adquirido pelo módulo de aquisição (30) e em pelo menos um alvo.
[076] O módulo de determinação (32) é, por exemplo, configurado para determinar o estado do produto de metal (6) comparando pelo menos um valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de conformidade predefinido e, de preferência, comparando vário (s) valor (es) adquirido (s) com os respectivos intervalos de valores de conformidade predefinidos. O estado determinado é igual ao estado de conformidade se o (s) dito (s) valor (es) adquirido (s) pertencerem ao (s) respectivo (s) intervalo (s) de valor (es) de conformidade predefinido (s).
[077] Caso contrário, se o valor adquirido para pelo menos um parâmetro não pertencer ao respectivo intervalo de valores de conformidade predefinido, então o estado determinado é igual ao estado de análise. O estado de análise é, portanto, um estado que requer uma análise adicional, conforme será descrito a seguir, esta análise adicional sendo realizada pelo módulo de cálculo (34).
[078] Os intervalos de valores de conformidade são, por exemplo, predefinidos para cada tipo do produto de metal (6). O tipo do produto de metal (6) é de forma preferencial selecionado a partir do grupo que consiste em: um produto em placa; um produto laminado a quente; um produto laminado a frio; um produto revestido por imersão a quente; um produto eletrogalvanizado; um produto com revestimento orgânico; e um produto de embalagem.
[079] Em uma forma de realização preferida, os intervalos de valores de conformidade são predefinidos para cada cliente.
[080] O intervalo de valores de conformidade depende de pelo menos um alvo correspondente para o respectivo parâmetro. O técnico no assunto compreenderá, portanto, que os intervalos de valores de conformidade são predefinidos de acordo com as características esperadas, isto é, desejadas, do produto de metal (6), em particular do produto final. O processo para predefinir os intervalos de valores de conformidade de acordo com o (s) valor (es) esperado (s) (também chamado de alvo) do produto de metal (6) é bem conhecido.
[081] Um alvo é, por exemplo, predefinido para cada parâmetro respectivo. O alvo é de forma geral um intervalo de valores ou, de forma alternativa, um único valor. Em outras palavras, o alvo de forma geral corresponde a um intervalo de valores esperados para um respectivo parâmetro ou, de forma alternativa, a um único valor esperado.
[082] Quando o estado determinado é o estado de análise, o módulo de computação (34) é configurado para computar a ação corretiva a ser aplicada ao produto (6), entre o conjunto de ações corretivas e dependendo de pelo menos um valor adquirido.
[083] O conjunto de ações corretivas inclui um reparo do produto, um descarte do produto, uma especialização do produto e uma aceitação do produto. O conjunto de ações corretivas consiste de forma preferencial no reparo do produto, no descarte do produto, na especialização do produto e na aceitação do produto.
[084] O módulo de computação (34) é, por exemplo, configurado para calcular a ação corretiva comparando pelo menos um valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido e, de preferência, comparando vário (s) valor (es) adquirido (s) com os respectivos intervalos de valores de aceitabilidade predefinidos. A ação corretiva computada é igual à especialização do produto se o (s) referido (s) valor (es)
adquirido (s) pertencer (es) ao (s) respectivo (s) intervalo (s) de aceitabilidade predefinido (s), enquanto o produto de metal (6) é marcado como um produto específico ou o parâmetro correspondente é marcado como específico. A ação corretiva computada é igual à aceitação do produto se o (s) referido (s) valor (es) adquirido (s) pertencer (es) ao (s) respectivo (s) intervalo (s) de aceitabilidade predefinido (s), se o produto de metal (6) não estiver marcado como um produto específico e se o parâmetro correspondente não estiver marcado como específico. O parâmetro correspondente é o parâmetro relacionado ao produto de metal (6) ou relativo ao processo de fabricação para o qual a referida comparação entre o pelo menos um valor adquirido e o respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido é feita.
[085] O intervalo de valores de aceitabilidade predefinido inclui, por exemplo, o intervalo de valores de conformidade predefinidos correspondente. Para pelo menos um parâmetro, o intervalo de aceitabilidade predefinido inclui estritamente o intervalo de conformidade predefinido. Em outras palavras, para pelo menos um parâmetro, o intervalo de aceitabilidade predefinido é mais amplo do que o intervalo de conformidade predefinido, isto é, o intervalo de aceitabilidade predefinido inclui estritamente mais valores do que o intervalo de conformidade predefinido.
[086] De forma alternativa, o intervalo de valores de aceitabilidade predefinido é separado do intervalo de valores de conformidade predefinidos correspondente. Por exemplo, o intervalo de valores de conformidade predefinidos corresponde a um intervalo médio de valores, enquanto o intervalo de valores de aceitabilidade predefinido corresponde a um intervalo de valores adjacente ou um par de intervalos de valores adjacentes, cada intervalo adjacente sendo tipicamente adjacente a um valor extremo correspondente do referido intervalo de conformidade predefinido.
[087] De maneira semelhante aos intervalos de valores de conformidade, os intervalos de valores de aceitabilidade são, por exemplo, predefinidos para cada tipo do produto de metal (6).
[088] Além disso, os intervalos de valores de aceitabilidade são predefinidos para cada cliente.
[089] O técnico no assunto compreenderá, portanto, que os intervalos de valores de aceitabilidade são predefinidos de acordo com as margens em relação aos valores esperados, isto é, desejados, do produto de metal (6), em particular do produto final. Em outras palavras, o intervalo de valores de aceitabilidade depende de pelo menos um alvo correspondente para o respectivo parâmetro.
[090] O intervalo de valores de aceitabilidade é, por exemplo, predefinido aplicando uma porcentagem, tal como 20%, de forma preferencial 10%, de forma mais preferencial 5%, a cada valor extremo do intervalo de valores de conformidade correspondente.
[091] De forma alternativa, o intervalo de valores de aceitabilidade é predefinido aplicando um desvio a cada valor extremo do intervalo de valores de conformidade correspondente.
[092] Além disso, o técnico no assunto também observará que, para alguns parâmetros (também chamados de parâmetros críticos) entre os parâmetros acima mencionados relacionados ao produto de metal (6) ou relativos ao processo de fabricação, o intervalo de valores de aceitabilidade é igual ao intervalo de valores de conformidade. Em outras palavras, nenhum desvio é tolerado para os ou esses parâmetros críticos e se um desvio for medido em relação ao intervalo de valores de conformidade para o (s) referido (s) parâmetro (s) crítico (s), a ação corretiva computada difere da aceitação do produto.
[093] O módulo de computação (34) é, por exemplo, configurado para identificar um evento de anormalidade para cada valor adquirido fora do respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido, a ação corretiva computada então dependendo do (s) pior (es) evento (s) de anormalidade, sendo o (s) pior (es) evento (s) de anormalidade aquele (s) com o maior desvio em relação ao intervalo de valores de aceitabilidade predefinido correspondente.
[094] Cada desvio associado a um respectivo evento de anormalidade é, por exemplo, avaliado pela determinação de uma razão de um valor delta em relação à largura do respectivo intervalo de aceitabilidade predefinido, o valor delta sendo igual à diferença entre o valor adquirido e um valor extremo mais próximo do intervalo de aceitabilidade. O valor extremo mais próximo do intervalo de aceitabilidade é aquele entre os dois valores extremos do intervalo de aceitabilidade que é o mais próximo do valor adquirido. De forma alternativa, cada desvio é avaliado através da determinação de um intervalo do valor adquirido em relação a um valor médio do respectivo intervalo de aceitabilidade predefinido. Como outra alternativa, cada desvio é avaliado pela determinação de um intervalo do valor adquirido com relação ao valor extremo mais próximo do intervalo de aceitabilidade. Os maiores desvios correspondem então aos maiores intervalos.
[095] Em adição opcional, cada evento de anormalidade está associado a uma zona elementar do produto de metal (6), a zona elementar tendo um comprimento ao longo da direção longitudinal. Cada zona elementar com pelo menos um evento de anormalidade é identificado como uma zona elementar de anormalidade. Além disso, se o comprimento acumulado de todas as zonas elementares de anormalidade for maior do que uma porcentagem predefinida do comprimento do produto de metal (6), então a ação corretiva computada é um descarte do produto. Caso contrário, se o comprimento acumulado de todas as zonas elementares de anormalidade for menor ou igual à referida porcentagem predefinida do comprimento do produto de metal (6), então a ação corretiva computada é um reparo do produto. A porcentagem predefinida do comprimento do produto de metal (6) é, por exemplo, substancialmente igual a 30%.
[096] Além disso, de forma opcional, se o produto de metal (6) estiver marcado como um produto específico, tal como um produto de segurança, e se o (s) valor (es) adquirido (s) corresponderem à aceitação do produto (ou seja, o valor adquirido pertence ao respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido, mas não ao respectivo intervalo de valores de conformidade predefinido), então o módulo de computação (34) é configurado para calcular a ação corretiva como igual à especialização do produto, como descrito acima. Um produto de segurança é, por exemplo, um componente de metal de segurança de um veículo motorizado, como os pilares A e B.
[097] Além disso, de forma opcional, se pelo menos um parâmetro for marcado como específico, com um valor adquirido fora do respectivo intervalo de valores de conformidade predefinido e dentro do respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido para o referido parâmetro específico, e se o (s) valor (es) adquirido (s) corresponderem à aceitação do produto, então, o módulo de computação (34) é configurado para calcular a ação corretiva como igual à especialização do produto. Alguns parâmetros são, por exemplo, marcados como específicos quando são de maior importância para o cliente, tal como um parâmetro relacionado à rugosidade do produto de metal (6) para um cliente no campo automotivo.
[098] Em adição opcional, o módulo de validação (36) é configurado para validar o pelo menos um valor adquirido de acordo com um teste de coerência. De acordo com esta adição opcional, o módulo de determinação (32) é configurado para determinar o estado do produto (6) com base no (s) valor (es) que foram validados entre o (s) valor (es) adquirido (s).
[099] O teste de coerência inclui, por exemplo, uma comparação do (s) valor (es) adquirido (s) em relação a um limite predefinido de acordo com as características do sensor correspondente, tais como características fornecidas pelo fabricante do sensor ou tais como características definidas de acordo com o intervalo de operação do sensor.
[0100] De forma alternativa, ou adicionalmente, o teste de coerência inclui uma comparação entre o (s) valor (es) adquirido (s) sucessivamente ao longo do tempo pelo mesmo sensor, sendo essa comparação adaptada para revelar anomalias gritantes. Por exemplo, o módulo de validação (36) é configurado para detectar uma constância do (s) valor (es) adquirido (s), tendendo a mostrar que o sensor não funciona mais corretamente ou que ocorreu uma falha na conexão entre o sensor correspondente e o dispositivo de monitoramento (16).
[0101] De forma alternativa, ou adicionalmente, o teste de coerência inclui a exclusão do (s) valor (es) adquirido (s) que se desviam muito dos pontos de ajuste mínimo e máximo relacionados ao sensor correspondente.
[0102] De forma alternativa, ou adicionalmente, o teste de coerência inclui verificar se o (s) valor (es) adquirido (s) correspondem a uma operação normal da linha de fabricação, definindo limites mínimo e máximo para o parâmetro considerado e o teste de coerência inclui então a invalidação de cada valor que se desvia do intervalo autorizado entre os referidos limites mínimo e máximo.
[0103] De forma alternativa, ou adicionalmente, o teste de coerência inclui a comparação de valores medidos simultaneamente ou sucessivamente por diferentes sensores, tendo ao mesmo tempo um link funcional para verificar sua coerência. Por exemplo, o parâmetro, tal como um produto de metal (6) de temperatura, é medido em duas zonas sucessivas e o teste de coerência inclui a verificação de que a variação do parâmetro não excede um determinado limite predefinido. Se o desvio exceder este limite,
então o módulo de validação (36) é configurado para invalidar ambos o (s) valor (es) adquirido (s) de acordo com o teste de coerência.
[0104] De forma alternativa, ou adicionalmente, o teste de consistência inclui verificar se o (s) valor (es) adquirido (s) pertencem a um intervalo de validade de um ou vários modelos metalúrgicos, sendo os modelos metalúrgicos usados para calcular as características de uso do produto de metal (6).
[0105] Além disso, de forma opcional, o módulo de validação (36) é configurado para gerar um sinal de alerta, tal como a exibição de um sinal visual, se o (s) valor (es) adquirido (s) forem invalidados de acordo com o teste de coerência.
[0106] Além disso, de forma opcional, o módulo de validação (36) é configurado para substituir valores adquiridos incoerentes por valores estimados de acordo com um modelo de estimativa, tal como interpolação linear.
[0107] Além disso, de forma opcional, o módulo de modelagem (38) é configurado para modelar pelo menos uma característica do produto de metal (6) a partir de pelo menos um valor adquirido, de preferência de valor (es) que foram validados entre o (s) valor (es) adquirido (s). De acordo com esta adição opcional, o módulo de determinação (32) é configurado para determinar o estado do produto (6) posteriormente na característica modelada.
[0108] Quando o valor adquirido está relacionado a um respectivo produto de metal intermediário, o módulo de modelagem (38) é, por exemplo, configurado para modelar o produto de metal final e para estimar o valor do produto de metal final correspondente ao valor adquirido do produto de metal intermediário.
[0109] De forma alternativa, ou adicionalmente, o módulo de modelagem (38) é configurado para predizer um valor de um parâmetro do produto de metal (6) com base no (s) valor (es) de outro (s) parâmetro (s) do produto de metal (6) e em um modelo de predição. O módulo de modelagem (38) é, por exemplo, configurado para prever um valor de uma propriedade mecânica do produto de metal (6) com base no (s) valor (es) de análise química e de parâmetro (s) de processo. O módulo de modelagem (38), portanto, permite acessar de uma maneira mais fácil os valores no centro do produto de metal (6), enquanto a medição da resistência à tração, por exemplo, acessa apenas aqueles nas extremidades, que são frequentemente influenciados por efeitos transitórios. Também permite agilizar o monitoramento do produto de metal (6).
[0110] O funcionamento do dispositivo de monitoramento eletrônico (10) de acordo com a invenção será agora explicado em vista das Figuras 4 e 5 que representam fluxogramas de um método, de acordo com a invenção, para monitorar a fabricação do produto de metal (6), o produto de metal (6) sendo fabricado de acordo com o processo de fabricação.
[0111] Inicialmente, na etapa (100), o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) adquire, por meio de seu módulo de aquisição (30), valor (es) medido (s) de parâmetro (s) representativo (s), cada parâmetro representativo sendo um parâmetro relacionado ao produto de metal (6) ou um parâmetro relacionado à fabricação processar.
[0112] Conforme explicado anteriormente, os parâmetros se referem, por exemplo, a propriedades mecânicas, a rugosidade, a composição química, ao revestimento, a lubrificação, às dimensões e/ ou ao aspecto da superfície do produto de metal (6).
[0113] De forma opcional, durante a próxima etapa (110), o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) valida, por meio de seu módulo de validação (36), o pelo menos um valor adquirido de acordo com o teste de coerência, o estado do produto sendo então determinado durante a etapa (130)
com base no (s) valor (es) que foram validados dentre o (s) valor (es) adquirido (s).
[0114] Além disso, de forma opcional, durante a próxima etapa (120), o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) modela, por meio de seu módulo de modelagem (38), modelando pelo menos uma característica do produto de metal (6) a partir de pelo menos um valor adquirido, de preferência de valor (es) que foram validados dentre o (s) valor (es) adquirido (s), e durante a etapa (130), o estado do produto sendo então determinado posteriormente na característica modelada.
[0115] Na próxima etapa (130), o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) determina, por meio de seu módulo de determinação (32), o estado do produto de metal (6) entre o estado de conformidade e o estado de análise, dependendo de pelo menos um valor adquirido e de pelo menos um alvo.
[0116] Como explicado acima, o estado do produto de metal (6) é, por exemplo, determinado comparando cada valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de conformidade predefinido, o estado determinado sendo o estado de conformidade se cada valor adquirido pertencer ao respectivo intervalo de valores de conformidade predefinido.
[0117] Durante a próxima etapa (140), o estado determinado do produto de metal (6) é verificado pelo dispositivo de monitoramento eletrônico (10). Se o estado determinado for o estado de conformidade, o produto de metal (6) fabricado é considerado como em conformidade com o nível de qualidade desejado e o método de monitoramento é, portanto, encerrado.
[0118] Caso contrário, se o estado determinado for o estado de análise, o método de monitoramento vai para a próxima etapa (150), em que o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) calcula, por meio de seu módulo de computação (34), a ação corretiva a ser aplicada ao produto, entre um conjunto de ações corretivas e dependendo de pelo menos um valor adquirido.
[0119] Conforme descrito anteriormente, o conjunto de ações corretivas inclui um reparo do produto, um descarte do produto, uma especialização do produto e uma aceitação do produto. o conjunto de ações corretivas consiste, de forma preferencial, no reparo do produto, no descarte do produto, na especialização do produto e na aceitação do produto.
[0120] Como mostrado na Figura 5 que representa um exemplo de subetapas sucessivas da etapa (150), a etapa (150) para calcular a ação corretiva compreende, por exemplo, uma subetapa (200) para determinar se o (s) valor (es) adquirido (s) ou, se aplicável, o (s) valor (es) que tenham sido validados dentre o (s) valor (es) adquirido (s), correspondem a uma aceitação por comparação de pelo menos um valor adquirido ou validado com pelo menos um respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido.
[0121] Se as referidas comparações forem positivas, ou seja, se o (s) valor (es) adquirido (s) ou validado (s) corresponderem a uma aceitação, então a etapa (150) para calcular a ação corretiva compreende uma subetapa (210) para determinar se o produto de metal (6) está marcado como um produto específico ou se um dos parâmetros para os quais a (s) comparação (ões) da subetapa (200) foram feitas é marcado como específico.
[0122] Se a determinação da subetapa (210) for positiva, ou seja, se o produto de metal (6) for marcado como um produto específico ou o parâmetro correspondente for marcado como específico, então a ação corretiva é calculada como sendo igual à especialização do produto durante a próxima subetapa (220).
[0123] Caso contrário, se a determinação da subetapa (210) for negativa, ou seja, se o produto de metal (6) não for marcado como um produto específico e o parâmetro correspondente não for marcado como específico, então a ação corretiva é calculada como sendo igual à aceitação do produto durante subetapa (230).
[0124] Se no final da subetapa (200) a (s) referida (s) comparação (ões) forem negativas, isto é, se o (s) valor (es) adquirido (s) ou validado (s) não corresponderem a uma aceitação, então a etapa (150) para calcular a ação corretiva compreende uma subetapa (240) para determinar se o produto de metal (6) pode ser reparado.
[0125] Esta subetapa (240), por exemplo, inclui a identificação de um evento de anormalidade para cada valor adquirido ou validado fora do respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido e, em seguida, a associação de cada evento de anormalidade a uma zona elementar do produto de metal (6), a zona elementar tendo um comprimento ao longo a direção longitudinal, cada zona elementar com pelo menos um evento de anormalidade sendo identificada como uma zona elementar de anormalidade. Além disso, esta subetapa (240) inclui a comparação do comprimento acumulado de todas as zonas elementares de anormalidade com uma porcentagem predefinida do comprimento do produto de metal (6).
[0126] Se a determinação da subetapa (240) for positiva, o que significa que o produto de metal (6) é determinado como sendo reparável, ou seja, se o comprimento acumulado de todas as zonas elementares de anormalidade for menor ou igual à referida porcentagem predefinida do comprimento do produto de metal (6), então a ação corretiva é calculada como sendo igual ao reparo do produto durante a subetapa (250). O reparo do produto compreende, de forma preferencial, o corte de cada zona elementar de anormalidade. Além disso, se a zona elementar de anormalidade de corte não estiver em uma extremidade do produto de metal (6), o reparo do produto compreende ainda soldar as partes do produto de metal (6) que estão em ambos os lados da zona elementar de anormalidade de corte.
[0127] Caso contrário, se a determinação da subetapa (240) for negativa, ou seja, se o comprimento acumulado de todas as zonas elementares de anormalidade for maior do que a referida porcentagem predefinida do comprimento do produto de metal (6), então a ação corretiva é calculada como sendo igual ao descarte do produto durante a subetapa (260).
[0128] Assim, quando o estado determinado é o estado de análise, o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) é, portanto, adaptado para fornecer várias ações corretivas possíveis a serem aplicadas ao produto, o conjunto de ações corretivas incluindo pelo menos o reparo do produto, o descarte do produto, a especialização do produto e aceitação do produto.
[0129] O método de monitoramento implementado por computador e o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) de acordo com a invenção permitem, em particular, reduzir a proporção dos produtos de metal (6) que são degradados, isto é, rejeitados como não conformes, ou a serem reparados, devido a possíveis ações corretivas adicionais, tal como a especialização do produto e a aceitação do produto.
[0130] A Tabela 1 a seguir fornece um exemplo dos respectivos números de bobinas do produto de metal em relação aos diferentes resultados, ou seja, estado de conformidade ou ações corretivas adicionais ao estado de análise, obtidas com o dispositivo de monitoramento eletrônico (10). Número da linha de Número de bobinas Estado de Especialização do Aceitação do Reparo e descarte do fabricação fabricadas conformidade produto produto produto 1 930 296 83 142 409 2 835 241 137 382 75 3 999 747 32 43 177 4 1713 177 13 753 770 Total 4477 1461 265 1320 1431 Porcentagem 100% 32,6% 5,9% 29,5% 32% TABELA 1
[0131] A ação corretiva correspondente à aceitação do produto representa quase 30% do número de bobinas fabricadas do produto de metal (6).
[0132] Com um método de monitoramento do estado da técnica, a proporção dos produtos não conformes teria sido significativamente maior.
[0133] Para a ação corretiva correspondente à aceitação do produto, a Tabela 2 abaixo fornece um exemplo das respectivas porcentagens de bobinas do produto de metal com relação às diferentes categorias de parâmetros relacionados ao produto de metal (6) levados em consideração para o cálculo da ação corretiva. Número da Número de Propriedades Aspecto da Revestimento Dimensões Rugosidade Outros linha bobinas mecânicas superfície 1 930 7,7% 14,3% 9,6% 6,3% 29,6% 32,5% 2 835 41,1% 22,5% 23,3% 0,1% 2,2% 10,9% 3 999 12,9% 18,8% 3,4% 5,3% 21,0% 38,5% 4 1713 9,2% 7,2% 65,4% 0,2% 5,6% 12,5% TABELA 2
[0134] A Tabela 2 mostra que a categoria mais importante de parâmetros relacionados ao produto de metal (6) pode variar de uma linha para outra dependendo do tipo de linha de fabricação e também do produto de metal (6).
[0135] Assim, o método de monitoramento implementado por computador e o dispositivo de monitoramento eletrônico (10) de acordo com a invenção são mais confiáveis e eficientes para monitorar a fabricação do produto de metal (6).
Claims (15)
1. MÉTODO PARA MONITORAR A FABRICAÇÃO DE UM PRODUTO DE METAL (6), o produto de metal (6) sendo fabricado de acordo com um processo de fabricação, o processo de fabricação incluindo uma rota de fabricação para obter um produto de metal final com características finais, a rota de fabricação compreendendo um ou vários produtos de metal intermediários, cada um com características intermediárias, e o produto de metal (6) cuja fabricação é monitorada sendo o produto de metal final, o produto de metal (6) sendo selecionado entre o grupo que consiste em: uma placa, uma bobina, uma viga, um blume (bloom), um bilete (billet) e um produto de aço, caracterizado pelo método de monitoramento ser implementado por um dispositivo de monitoramento eletrônico (10) e compreender as seguintes etapas: - adquirir (100) um valor medido de pelo menos um parâmetro representativo, cada parâmetro representativo sendo um parâmetro relacionado ao produto de metal (6) final ou um parâmetro relacionado ao processo de fabricação, - determinar (130) um estado do produto de metal (6) final entre um estado de conformidade e um estado de análise, dependendo de pelo menos um valor adquirido e de pelo menos um alvo, e - quando o estado determinado é o estado de análise, computar (150) uma ação corretiva a ser aplicada ao produto de metal (6) final, entre um conjunto de ações corretivas e dependendo de pelo menos um valor adquirido, o conjunto de ações corretivas incluindo um reparo do produto, um descarte do produto, uma especialização do produto e uma aceitação do produto.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo método compreender ainda uma etapa (110) de validação de pelo menos um valor adquirido de acordo com um teste de coerência, o estado do produto sendo então determinado com base no(s) valor(es) que tenha(m) sido validado(s) dentre o(s) valor(es) adquirido(s).
3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo método compreender ainda uma etapa (120) de modelagem de pelo menos uma característica do produto de metal (6) a partir de pelo menos um valor que foi validado entre o(s) valor(es) adquirido(s), o estado do produto sendo determinado posteriormente na(s) característica(s) modelada(s).
4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por cada parâmetro relacionado ao produto de metal (6) ser um parâmetro dentre o grupo que consiste em: um parâmetro relacionado às propriedades mecânicas do produto (6), um parâmetro relacionado a uma rugosidade do produto (6), um parâmetro relacionado a uma composição química do produto (6), um parâmetro relacionado às propriedades de um revestimento do produto (6), um parâmetro relacionado às dimensões do produto (6), um parâmetro relacionado a um aspecto da superfície do produto (6) e um parâmetro relacionado à defectologia do produto (6).
5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por cada parâmetro relacionado ao processo de fabricação ser um parâmetro que depende do tipo de processo de fabricação.
6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela etapa (150) de calcular a ação corretiva compreender comparar pelo menos um valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido e identificar um evento de anormalidade para cada valor adquirido fora do respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido, em que cada evento de anormalidade está associado a uma zona elementar do produto de metal (6), a zona elementar tendo um comprimento ao longo da direção longitudinal, cada zona elementar com pelo menos um evento de anormalidade sendo identificada como uma zona elementar de anormalidade, e quando o comprimento acumulado de todas as zonas elementares de anormalidade é maior do que uma porcentagem predefinida do comprimento do produto de metal (6), a ação corretiva computada é um descarte do produto, caso contrário, quando o comprimento acumulado de todas as zonas elementares de anormalidade for menor ou igual à referida porcentagem predefinida do comprimento do produto de metal (6), a ação corretiva computada é um reparo do produto.
7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela etapa (130) de determinação do estado do produto de metal (6) compreender comparar pelo menos um valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de conformidade predefinido, cada um dos respectivos intervalos de valores de conformidade predefinidos dependendo do pelo menos um alvo correspondente, o estado determinado sendo o estado de conformidade se o(s) valor(es) adquirido(s) pertencer(em) ao(s) respectivo(s) intervalo(s) de valor(es) de conformidade predefinido(s), o estado determinado sendo o estado de análise.
8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela etapa (150) de calcular a ação corretiva compreender comparar pelo menos um valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido, cada intervalo de valores de aceitabilidade predefinido dependendo do pelo menos um alvo correspondente e incluindo o intervalo de valores de conformidade predefinidos correspondente, para pelo menos um parâmetro do intervalo de aceitabilidade predefinido incluindo estritamente o intervalo de conformidade predefinido, a ação corretiva computada sendo igual à especialização do produto se o produto de metal (6) for marcado como um produto específico ou o parâmetro correspondente for marcado como específico e se o(s) valor(es) adquirido(s) pertencer(em) ao(s) respectivo(s) intervalo(s) de valor(es) de aceitabilidade predefinido(s).
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela ação corretiva computada ser igual à aceitação do produto se o produto de metal (6) não estiver marcado como um produto específico e o parâmetro correspondente não for marcado como específico e se o(s) valor(es) adquirido(s) pertencer(em) aos respectivos intervalos de valores de aceitabilidade predefinidos.
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela etapa (150) de calcular a ação corretiva compreender comparar pelo menos um valor adquirido com um respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido, cada respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido dependendo do pelo menos um alvo correspondente e sendo separado do intervalo de valores de conformidade predefinidos correspondente, a ação corretiva computada sendo igual à especialização do produto se o produto de metal (6) for marcado como um produto específico ou o parâmetro correspondente for marcado como específico e se o(s) valor(es) adquirido(s) pertencer(em) ao(s) respectivo(s) intervalo(s) de valor(es) de aceitabilidade predefinido(s).
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela ação corretiva computada ser igual à aceitação do produto se o produto de metal (6) não estiver marcado como um produto específico e o parâmetro correspondente não for marcado como específico e se o(s) valor(es) adquirido(s) pertencer(em) ao(s) respectivo(s) intervalo(s) de valor(es) de aceitabilidade predefinido(s).
12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pela etapa (150) de calcular a ação corretiva compreender identificar um evento de anormalidade para cada valor adquirido fora do respectivo intervalo de valores de aceitabilidade predefinido, a ação corretiva computada então dependendo do(s) pior(es) evento(s) de anormalidade, sendo o(s) pior(es) evento(s) de anormalidade aquele(s) com o maior desvio em relação ao intervalo de valores de aceitabilidade predefinido correspondente.
13. MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR, caracterizado por incluir instruções de software que, quando executadas por um processador, realizam o método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a
12.
14. DISPOSITIVO DE MONITORAMENTO ELETRÔNICO (10), para monitorar a fabricação de um produto de metal (6), o produto de metal (6) sendo fabricado de acordo com um processo de fabricação, o processo de fabricação incluindo uma rota de fabricação para obter um produto de metal final com características finais, a rota de fabricação compreendendo um ou vários produtos de metal intermediários, cada um com características intermediárias, e o produto de metal (6) cuja fabricação é monitorada sendo o produto de metal final, o produto de metal (6) sendo selecionado entre o grupo que consiste em: uma placa, uma bobina, uma viga, um blume, um bilete e um produto de aço, caracterizado pelo dispositivo de monitoramento eletrônico (10) compreender: - um módulo de aquisição (30) configurado para adquirir um valor medido de pelo menos um parâmetro representativo, cada parâmetro representativo sendo um parâmetro relacionado ao produto de metal (6) final ou um parâmetro relacionado ao processo de fabricação, - um módulo de determinação (32) configurado para determinar um estado do produto de metal (6) final entre um estado de conformidade e um estado de análise, dependendo de pelo menos um valor adquirido e de pelo menos um alvo, e - um módulo de computação (34) configurado para, quando o estado determinado é o estado de análise, computar uma ação corretiva a ser aplicada ao produto de metal (6) final, entre um conjunto de ações corretivas e dependendo de pelo menos um valor adquirido, o conjunto de ações corretivas incluindo um reparo do produto, um descarte do produto, uma especialização do produto e uma aceitação do produto.
15. INSTALAÇÃO (5) PARA FORNECER UM PRODUTO DE METAL (6), caracterizada pela instalação (5) compreender: - uma linha de fabricação (8) para fabricar o produto de metal (6) de acordo com um processo de fabricação, - um dispositivo de monitoramento eletrônico (10) para monitorar a fabricação do produto de metal (6), em que o dispositivo de monitoramento eletrônico (10), é conforme definido na reivindicação 14.
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