數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的化學(xué)過(guò)程控制：預(yù)測(cè)五個(gè)紙卷的質(zhì)量

現(xiàn)代造紙機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息。然而，為提高性能、效率和最終產(chǎn)品質(zhì)量而進(jìn)行的工藝調(diào)整，通常仍依賴于人為判斷和紙機(jī)操作員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。這是什么原因呢？

“今天，造紙過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)仍未有效地轉(zhuǎn)化為可操作的信息。這些數(shù)據(jù)通常散布在多個(gè)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)中，且這些系統(tǒng)之間并不能完全互通并創(chuàng)建流程的實(shí)時(shí)視圖，而這使得數(shù)據(jù)的全部潛力未被開(kāi)發(fā)。”凱米拉數(shù)字化應(yīng)用經(jīng)理Juha Rintala這樣解釋道。

他舉了一個(gè)例子。數(shù)十年來(lái)，凱米拉開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)針對(duì)化學(xué)應(yīng)用的在線監(jiān)測(cè)工具。它們能夠獲取化學(xué)品的實(shí)時(shí)使用情況及其性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)智能化學(xué)管理，并對(duì)化學(xué)過(guò)程的控制和診斷進(jìn)行優(yōu)化�！叭绻�我們將這些信息與性能以及造紙過(guò)程中其他方面的處理數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，則可以更廣泛地鑒別與化學(xué)工藝相關(guān)的關(guān)聯(lián)。通過(guò)使用預(yù)測(cè)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，我們能夠發(fā)現(xiàn)可影響整體性能的現(xiàn)象，甚至預(yù)測(cè)和預(yù)防代價(jià)高昂的問(wèn)題。”

品質(zhì)控制的新時(shí)代

目前，造紙廠的質(zhì)量控制主要依賴響應(yīng)措施。依靠對(duì)紙張或紙卷抽樣檢測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)最終產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的方法存在著明顯的滯后效應(yīng)，因?yàn)樵谡业絾?wèn)題根本原因并采取糾正措施之前，劣質(zhì)產(chǎn)品會(huì)持續(xù)生產(chǎn)數(shù)小時(shí)乃至數(shù)天之久。但假如可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)數(shù)小時(shí)，預(yù)測(cè)可影響紙板質(zhì)量的工藝條件，并在出現(xiàn)問(wèn)題前及時(shí)采取預(yù)防措施，會(huì)怎么樣？

“如今，這個(gè)想法基本上已經(jīng)可通過(guò)預(yù)測(cè)分析做到。舉個(gè)例子，借助我們的最新數(shù)字化解決方案，紙板廠能夠可靠地預(yù)測(cè)待生產(chǎn)的前五個(gè)紙板卷在生產(chǎn)過(guò)程中的沉積風(fēng)險(xiǎn)水平，并預(yù)測(cè)并防止由此產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題和紙張的缺陷�！盝uha說(shuō)，“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工藝過(guò)程控制可識(shí)別并突出提示即將發(fā)生的流程干擾問(wèn)題，例如沉積物形成，并使工廠操作員有充分的時(shí)間在紙張質(zhì)量受到影響之前采取糾正措施�！�

凱米拉對(duì)化學(xué)工藝過(guò)程中的測(cè)量數(shù)據(jù)，結(jié)合造紙機(jī)其它工藝單中的信息，并使新的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式能夠控制過(guò)程化學(xué)并改善最終產(chǎn)品質(zhì)量。

借助預(yù)測(cè)工具，紙廠可以避免產(chǎn)生數(shù)千噸的不合格產(chǎn)品。除了提高紙張質(zhì)量外，持續(xù)平衡的濕部化學(xué)穩(wěn)定了工藝，從而導(dǎo)致了生產(chǎn)可用性和性能的提高。

借助預(yù)測(cè)工具，紙廠可以避免產(chǎn)生數(shù)千噸的不合格產(chǎn)品。

整體設(shè)備效率(OEE) 提高0.5％似乎并不多，但以一臺(tái)年產(chǎn)量40萬(wàn)噸的折疊式箱板機(jī)為例，OEE的這一小幅提升可能已經(jīng)意味著250萬(wàn)的收入增長(zhǎng)。

“這只是一個(gè)起點(diǎn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)改善工藝效率、產(chǎn)品質(zhì)量和原材料使用率的潛在機(jī)會(huì)后，紙機(jī)性能還可得到更大的提升。”Juha說(shuō)道。

以化學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)

預(yù)測(cè)分析還可以用來(lái)提高紙張和紙板機(jī)濕部的穩(wěn)定性。目前，一家精細(xì)造紙廠正在與凱米拉開(kāi)展合作項(xiàng)目，以防止斷裂，并提高紙機(jī)的運(yùn)行能力和效率。利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，從客戶的歷史數(shù)據(jù)中識(shí)別生產(chǎn)過(guò)程異常和中斷原因。

“對(duì)性能數(shù)據(jù)和工藝條件的整體看法清楚地描繪了整個(gè)工藝的健康情況。通過(guò)預(yù)測(cè)模型，我們能夠?yàn)楣�廠生產(chǎn)經(jīng)理和操作員提供有價(jià)值的信息，讓他們?cè)谌粘９ぷ髦心茏龀稣�確的決定�！盝uha表示并補(bǔ)充道，“深入了解工藝過(guò)程中化學(xué)品應(yīng)用情況有助于降低許多風(fēng)險(xiǎn)：可運(yùn)行性問(wèn)題、斷裂，終端產(chǎn)品中的缺陷……數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的化學(xué)控制使過(guò)程中以前隱藏的因果關(guān)系變得可見(jiàn)�！�

化學(xué)工藝復(fù)雜而不斷變化的本質(zhì)決定了它需要更快的響應(yīng)速度。

凱米拉的新數(shù)字化解決方案建立在廣泛的化學(xué)品及其應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、工藝技術(shù)以及測(cè)量和控制過(guò)程化學(xué)品的專(zhuān)利解決方案組合的基礎(chǔ)上。KemConnect平臺(tái)已擁有500多個(gè)連接客戶和48,000個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量點(diǎn)。

最后，這是一種管理工藝過(guò)程的新方法。“某些濕部化學(xué)品以標(biāo)準(zhǔn)劑量運(yùn)行并不罕見(jiàn)，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，劑量會(huì)改變。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法以及最終的自動(dòng)化化學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)基于實(shí)時(shí)性能信息和對(duì)工藝條件的可靠預(yù)測(cè)進(jìn)行持續(xù)的微觀調(diào)整。從而使更快速反應(yīng)的能力與復(fù)雜多變的化學(xué)過(guò)程相匹配�！盝uha總結(jié)道。

責(zé)任編輯：趙曉一