Tata Steel deixou um controlador preditivo operar seu forno de recozimento, reduzindo o combustível em 8%

O recozimento contínuo define a qualidade mecânica do aço laminado a frio, o fluxo de maior valor na Tata Steel e o grau que as montadoras compram. O forno tem dinâmica de temperatura lenta, mas o fluxo de massa da tira muda continuamente à medida que um grau de aço sucede outro. A solução padrão — controladores PID que reagem depois que as temperaturas se desviam — produzia tira fora de especificação exatamente nas transições de grau.

A Tata Steel e o IIT Bombay construíram uma camada supervisória de controle preditivo baseado em modelo (MPC) que resolve a cada minuto um problema de controle ótimo de horizonte finito, conduzindo as temperaturas do forno em antecipação às transições e respeitando as restrições operacionais. O sistema entrou em plena operação em janeiro de 2023.

Os resultados foram medidos, não estimados: 20% dos produtos recozidos atenderam aos padrões de qualidade premium, e o consumo de combustível e as emissões de CO2 caíram 8% por tonelada de aço anualmente. O projeto tornou a Tata Steel e o IIT Bombay finalistas do Prêmio Franz Edelman 2024 do INFORMS e os introduziu na Academia Franz Edelman.

Prever o forno com um minuto de antecedência em vez de reagir a ele

O método sem graça era ajustar mais os laços PID — eles ainda só reagem depois que o dano está feito.

O MPC explora a previsibilidade do forno: as transições são programadas, então o distúrbio é conhecido antes de chegar.

Qualidade e combustível foram tratados como uma única otimização, não como dois departamentos trocando culpas.

Os benefícios são físicos e auditados: 8% menos combustível por tonelada e 20% da produção em grau premium.

Processos industriais lentos superam o controle reativo: quando a planta fica minutos atrás do botão, o vencedor planeja com antecedência — prevê a transição, não a corrige depois.

Em plena operação desde janeiro de 2023, o sistema MPC mantém a linha de recozimento dentro das restrições durante as trocas de grau. O trabalho conquistou o prêmio de finalista do Franz Edelman 2024, introduziu a Tata Steel e o IIT Bombay na Academia Franz Edelman e fortaleceu a posição da Tata Steel no aço automotivo.