La transizione verso l’automazione intelligente aiuta l’industria metallurgica e l’ambiente
La siderurgia primaria e secondaria e la fusione a cera persa di leghe metalliche non ferrose sono processi ad alta intensità energetica a causa delle temperature estremamente elevate, delle reazioni chimiche complesse e delle molteplici fasi di lavorazione. L’energia utilizzata da tali processi aumenta ulteriormente a causa delle perdite di calore, del riciclo degli sfridi e della difficoltà a mantenere costante la temperatura. Per quanto riguarda l’ottimizzazione dei processi produttivi, il campionamento e le misurazioni manuali sono molto meno evoluti rispetto ai sistemi di monitoraggio e controllo digitalizzati. Il progetto INEVITABLE, finanziato dall’UE, ha fornito questi strumenti digitali che sfruttano il ragionamento cognitivo incorporato per contribuire all’autonomia dei processi.
Un salto evolutivo nella transizione digitale
«L’industria metallurgica, nota per il suo approccio conservativo e la limitata digitalizzazione, offre molte opportunità di miglioramento. Ad esempio, le funzionalità di manutenzione predittiva possono rilevare potenziali guasti alle apparecchiature prima che si verifichino, riducendo al minimo i tempi di fermo e garantendo un’efficienza energetica ottimale. Tramite l’analisi dei dati e l’apprendimento automatico, la modellazione predittiva può identificare schemi e tendenze per ottimizzare ulteriormente l’efficienza produttiva e/o il consumo energetico», spiega il coordinatore del progetto INEVITABLE Dejan Gradišar dell’Istituto Jožef Stefan. INEVITABLE ha liberato queste potenzialità grazie a una serie di strumenti digitali basati su approcci cognitivi. Questa soluzione ha prodotto miglioramenti comprovati nell’efficienza del processo, nel consumo di materie prime, nella qualità del prodotto e nel consumo di energia, in casi d’uso selezionati in diversi processi metallurgici.
Sensori, analisi dei dati e controllo dei processi
Il progetto ha fornito sei strumenti digitali innovativi e un’infrastruttura digitale flessibile di supporto. Un monitor per i forni elettrici ad arco stima in maniera continuativa i valori cruciali del processo, migliorando il controllo del forno e riducendo il consumo energetico di un massimo di 10 kilowattora/tonnellata. Un altro strumento applicato a un laminatoio a freddo ha migliorato la qualità e le prestazioni dell’impianto, con una diminuzione degli sfridi e dei tempi di fermo non programmati (fino al 25 %) e un aumento della velocità di laminazione fino al 45 %. Inoltre, uno strumento di consulenza per prevedere l’intasamento degli ugelli ha ridotto le perdite di produzione e il degrado della qualità nella colata continua, riducendo l’intasamento oltre la percentuale del 20 % prevista in un caso d’uso. «Il controllo assistito dell’agitazione, fornito da INEVITABLE per la raffinazione e la colata continua, ha usato dati in tempo reale per regolare l’intensità dell’agitazione durante la produzione di acciaio. Il monitoraggio dell’agitazione attraverso telecamere ha migliorato il monitoraggio dei processi e il rilevamento delle anomalie. Insieme, le soluzioni hanno garantito una produttività elevata, una riduzione del consumo energetico e una qualità di oltre il 75 % superiore in base agli indicatori di qualità», osserva Gradišar. Infine, un sistema intelligente di gestione snella, applicato a un processo di fusione a cera persa di metalli non ferrosi, ha migliorato la tracciabilità e ottimizzato l’uso delle risorse produttive, con un conseguente aumento dell’efficienza del processo (il tasso di scarto è diminuito dal 12 % all’8 %) e un miglioramento della qualità del prodotto. Infine, «la metodologia sistematica di INEVITABLE per la selezione dell’infrastruttura digitale in base alle esigenze specifiche dell’azienda garantisce l’allineamento con i requisiti di processo e aziendali, fondamentale per una perfetta integrazione nei flussi di lavoro esistenti», aggiunge Gradišar.
Strumenti flessibili per supportare l’industria e l’ambiente
«Il nostro progetto ha contribuito alla formalizzazione delle conoscenze dei lavoratori qualificati, incapsulandole in strumenti digitali coadiuvati dai dati. Questi strumenti consentono di prendere decisioni più rapide e di migliorare la gestione dell’energia. Inoltre, riducono la dipendenza dalle misurazioni critiche grazie a modelli basati sui dati, favorendo un lavoro più efficiente e il risparmio di denaro», osserva Gradišar. In conclusione, il coordinatore del progetto spiega: «concentrandoci sulla riduzione del consumo energetico, sull’aumento dell’efficienza produttiva e sul miglioramento della qualità dei prodotti, il nostro progetto non solo aiuterà l’industria metallurgica, ma ne ridurrà l’impatto ambientale attraverso pratiche di produzione e gestione ambientale sostenibili.» Gli strumenti innovativi e i materiali di formazione di INEVITABLE daranno impulso alla nascente transizione digitale delle industrie ad alta intensità energetica, con un «apporto energetico» minimo per chi li adotta.
Parole chiave
INEVITABILE, energia, industria metallurgica, fusione, strumenti digitali, efficienza dei processi, analisi dei dati, transizione digitale, controllo dei processi, apprendimento automatico, modellazione predittiva, industrie ad alta intensità energetica
