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ケーススタディ | セメント
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シメント・イタンベ社はMPCでプロセスを最適化

ブラジルのセメント製造会社であるシメント・イタンベ社は、モデル予測制御技術を導入し、設備の稼働時間を延ばし、エネルギー使用量を削減しています。

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シメント・イタンベ

社は45年以上にわたり土木建設分野向けにセメントを製造・販売しています。シメント・イタンベ社のセメントは、技術基準と環境保全の価値観を遵守しています。

Fabio Monteiro Garcia
Fabio Monteiro Garcia
COO and Vice President Operations, Cimento Itambé
課題
  • キルンの生産性の最適化
  • 工場の生産性の向上
  • エネルギー使用量の削減
ソリューション
  • FactoryTalk® Analytics™ Pavilion8®モデル予測制御技術
結果
  • キルンの生産性を3%向上
  • キルンのエネルギー使用量を2%削減
  • 工場の生産性を5~10%向上
  • ミルのエネルギー使用量を5%削減

課題

ブラジルを拠点とするシメント・イタンベ

社は、45年以上にわたって土木建設分野向けのセメントを生産してきました。同社は、将来のさらなる成長のための基盤を築くために、いくつかの改善を望んでいました。

具体的には、シメント・イタンベ社は操業プロセスの標準化、設備稼働率の向上、製造プロセスでのエネルギー使用量の削減を望んでいました。そこで同社は、ロックウェル・オートメーションに支援を求めました。

ソリューション

私たちは2つの段階に分けてプロジェクトに取り組みました。第1段階はキルンの操業を対象とし、第2段階では粉砕作業の最適化に焦点を当てました。

セメントキルン生産性の最適化

セメントキルンでは、燃料源のばらつきや原料特性の不確実性があるため、制御が難しいことで知られています。このような変動入力のために、エネルギー使用を最適化し、安定した操業を維持し、生産能力を最大化するために必要な正確な制御を達成することが困難です。

当社は、シメント・イタンベ社と協力してFactoryTalk® Analytics™ Pavilion8®モデル予測制御(MPC)技術

を実装しました。Pavilion8は、コスト削減、排出量削減、安定した品質、増産など、複数のビジネス目標を達成するためにプラントを継続的にリアルタイムで駆動する、オートメーションシステム上のインテリジェンス層です。

Pavilion8は、プロセス制御ループの推奨セットポイントを計算し、制御性能をリアルタイムで最適化します。Pavilion8は、変動する入力変数を理解し、複数のプロセスパラメータをリアルタイムで予測・制御し、実際のプロセス値に基づいて制御動作を継続的に更新することができます。

私たちは、Pavilion8を使用することで、クリンカの品質要件を維持しながら、燃料消費を最小限に抑え、温度を安定させながら、シメント・イタンベ社のキルン操業を最適化することができました。このプロジェクトは2022年後半に完了しました。

粉砕作業のエネルギー削減

セメント粉砕は、電力を大量に消費するプロセスであり、セメントメーカは、製品を一定のサイズと硬度に粉砕・粉砕するのに苦労することがあります。また、シフトごとの作業習慣の変化や、クリンカの粉砕性や粉砕助剤の組成の変化により、効率が変わることもあります。

MPC技術は、プロセスの外乱やその他の影響を考慮し、生産能力を最大化しながら製品を特定のサイズに一貫して粉砕し、エネルギーコストを最小限に抑えます。この技術は、硬度、粒度、品位など、さまざまな供給特性に対応します。

私たちはPavilion8を使って、シメント・イタンベ社の粉砕作業を最適化しました。具体的には、粉砕機の稼働時間を増やし、エネルギー使用量を削減することでした。このプロジェクトは2023年に完了しました。

結果

生産性の向上とエネルギー使用量の削減

シメント・イタンベ社では、Pavilion8の導入の両方の段階で成功を収めました。第1段階では、同社は次のような成果を得ました。

  • 5つの各窯の生産性が5%向上、
  • キルンのエネルギー使用量を2%削減、
  • より安定した温度、
  • クリンカの品質向上、および
  • サイクロン閉塞のリスクが減少した。

同社は、第2段階でも工場で同様の結果を得ました。Pavilion8の導入後、シメント・イタンベ社は次のような成果を上げました。

  • エネルギー使用量を5%削減、
  • 生産性が5~10%向上、
  • 高振動による供給中断や停止が減少、および
  • リアルタイムのデータにアクセスできるようになり、意思決定が迅速化

AIや機械学習をまだ使用していないセメントメーカにとって、MPCは論理的に始めるべき場所です。適切なインフラが整っていれば、簡単かつ手頃な価格で導入できます。そして、数週間という短期間で、セメント工場をより安定した生産、エネルギー使用量の削減、スループットの向上へと導くことができます。

当社は、コンサルティング部門であるカリプソ

を通じてモデル予測制御技術を提供しています。テクノロジへのアクセスに加え、モデル予測制御の実装に最適なユースケースの特定、セットアップ、最適化を支援する当社の専門家チームへのアクセスも可能です。カリプソは、ROIを見積もり、プロジェクトのビジネスケースを作成するために、プロジェクトの前に調査を行なうこともできます。詳しくはチームにお問い合わせください
。

この記事はWorld Cement

マガジン5月号に掲載されました。

公開 2024年5月8日

トピック: Optimize Production セメント Model Predictive Control
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