Exploiter les jumeaux numériques dans le secteur des pâtes et papiers :améliorer l'efficacité et la maintenance prédictive

Jumeaux numériques dans le secteur des pâtes et papiers :améliorer l'efficacité des processus et la maintenance prédictive

Alors que les données font évoluer le monde à un rythme rapide, le secteur des pâtes et papiers n’a plus la possibilité d’éviter la transformation numérique. Il est désormais plus que jamais nécessaire d’améliorer l’efficacité, de réduire le gaspillage et de réduire les périodes d’inactivité des actifs. À ce stade, l’usine de pâte jumelle numérique est présentée, non pas comme une expression que tout le monde dit, mais comme un outil qui transforme réellement les choses. De l'optimisation des processus de production de pâte et papier à la prévention des problèmes grâce à la maintenance prédictive dans une usine de papier, les jumeaux numériques rendent possibles des changements là où cela n'était pas possible auparavant en raison des conventions industrielles.

Comprendre la révolution des jumeaux numériques dans le secteur des pâtes et papiers

Que signifie le terme « jumeau numérique » ? Sous cette forme, le système reflète le processus réel, prend des données en temps réel et aide à simuler, prédire et optimiser le travail des équipements, des processus ou de toute une gamme de produits. En utilisant une usine de pâte jumelle numérique, l’industrie des pâtes et papiers peut voir comment fonctionnent les machines choisies, comment toutes les matières premières se déplacent et comprendre les processus chimiques en direct. Il permet de nouvelles options dans la gestion automatisée des usines de papier et une organisation plus intelligente des ressources.

Les jumeaux numériques de l’Industrie 4.0 pour les pâtes et papiers font partie d’un système complet qui utilise l’IA, l’Internet des objets, le cloud computing et l’analyse de pointe. L’industrie 4.0 dans le secteur des pâtes et papiers n’est plus futuriste; ça se passe maintenant. La convergence de ces technologies permet à une usine d'anticiper et d'éviter les arrêts, d'utiliser une optimisation rapide et efficace de la production en temps réel et de prévenir rapidement tout problème de qualité.

Optimisation des processus grâce aux jumeaux numériques

Les travaux visant à optimiser les procédés de fabrication des pâtes et papiers sont en cours depuis un certain temps. Les usines se sont toujours efforcées d'améliorer leurs productions tout en économisant de l'énergie. Dans le même temps, la quantité de contrôle et de précision offerte par les modèles de processus de jumeaux numériques est véritablement révolutionnaire.

Pensez à effectuer des tests pour évaluer l’évolution de la qualité des copeaux de bois avant que ceux-ci n’entrent dans le digesteur. Ou déterminer l'effet de légers changements de pression de vapeur sur le temps de séchage et la quantité d'énergie utilisée.

Cette technologie est prête à être utilisée dès maintenant et peut rendre les opérations des usines de pâte à papier plus efficaces grâce à un jumeau numérique.

De plus, les jumeaux numériques permettent aux entreprises d’effectuer des simulations de nouvelles configurations et des expériences avec des produits chimiques. En conséquence, moins de temps est nécessaire pour expérimenter sur la chaîne de production et il devient plus facile d'introduire de nouvelles mises à jour. Étant donné que les marges bénéficiaires sont faibles sur le marché actuel, cet avantage est particulièrement important.

Maintenance prédictive et réduction des temps d'arrêt

Dans le passé, les producteurs de pâtes et papiers ont connu bien des surprises qui ont mené à des arrêts d’usine. Étant donné que les digesteurs, les raffineurs et les chaudières fonctionnent dans des conditions difficiles, ils ont tendance à connaître des pannes imprévues. À ce stade, les solutions de maintenance prédictive des usines de papier prises en charge par des jumeaux numériques peuvent avoir un grand effet.

La simulation virtuelle d’une usine de pâte à papier pour la maintenance prédictive permet aux opérateurs de l’usine de suivre en temps réel les vibrations, les augmentations soudaines de température et divers indicateurs de santé des machines. Ils utilisent des informations historiques pour détecter les premiers signes de tout ce qui sort de l'ordinaire dans les performances en temps réel. Avant qu'un roulement endommagé ne provoque une panne complète, le système envoie une alerte à l'équipe, planifie un temps de réparation et empêche tout arrêt coûteux.

Grâce aux jumeaux numériques dans les usines de papier, les entreprises évitent les réparations soudaines, garantissent des résultats de qualité et tiennent leurs promesses envers leurs clients. Il s'agit d'un moyen pratique d'utiliser les jumeaux numériques pour réduire les temps d'arrêt dans les usines de papier, garantissant ainsi un fonctionnement des machines plus long, plus fluide et avec moins d'interruptions.

Efficacité des chaudières de récupération :une question brûlante

Une chaudière de récupération est très importante et représente un défi dans toute usine de pâte à double numérique. Cela a un impact sur la production d’énergie, sur les produits chimiques qui y sont collectés et sur le fonctionnement durable de l’usine. On sait que ces chaudières sont compliquées et que toute modification comporte des risques.

Ainsi, comprendre comment le jumeau numérique améliore l’efficacité des chaudières de récupération est un point clé. La solution réside dans les simulations immédiates et les commentaires des tuteurs. Cela signifie qu'ils apportent de la chaleur, collectent les suies et laissent les gaz s'échapper par les conduits de fumée. Il aide les ingénieurs à affiner la combustion, à réduire les émissions et à faire fonctionner la chaudière plus longtemps, sans avoir à toucher ses pièces.

Il a été prouvé récemment que l'application de la modélisation numérique des processus jumeaux peut réduire les pertes de chaleur de 5 % et les émissions de NOx de plus de 10 %.

De tels chiffres permettent d'économiser beaucoup d'énergie et de protéger l'environnement chaque année.

Intégrer des systèmes de contrôle intelligents pour une intelligence de bout en bout

En arrière-plan, les systèmes de contrôle intelligents de l’industrie de la pâte à papier font une grande différence. Ils collectent des informations à partir de capteurs répartis dans l'usine, puis les transfèrent au jumeau numérique pour l'automatisation.

Dans le cas où le débit doit être plus lent en aval, la bonne vitesse de réduction en pâte est sélectionnée par le système automatisé. L'intelligence complète garantit que l'ensemble du processus bois-papier est aligné du début à la fin. Gérer une usine de papier seule grâce à l’automatisation devient désormais une configuration quotidienne. Il s'agit d'une présentation réelle des opérations d'une usine de papier autonome, où la technologie fonctionne en tandem avec la surveillance humaine.

Pour une meilleure compréhension, réfléchissez aux différences suivantes.

 Paramètre Broyeur traditionnel Broyeur numérique à double activation Visibilité du processus Faible Élevé – Temps réel Réponse aux temps d'arrêt Réactif Prédictif et proactif Cycle d'innovation Lent Agile et continu Efficacité énergétique Variable Variable Optimisé par simulation

Adoption par l'industrie et aperçu du marché

Des études montrent que les solutions d'usines de pâte jumelées numériques devraient augmenter à un taux de croissance annuel de plus de 25 % jusqu'en 2030. La principale raison en est qu'en Amérique du Nord et en Scandinavie, les règles sont favorables au progrès et les coûts d'exploitation élevés nécessitent des opérations efficaces.

Les principaux acteurs de l'industrie des pâtes et papiers dépensent beaucoup d'argent en modèles numériques d'usines de pâte à papier à des fins de maintenance prédictive pour les usines de papier. Des sociétés telles que Valmet, Voith et ABB ont conçu des solutions de jumeaux numériques complètes pour les usines de pâte à papier, utilisant à la fois des solutions matérielles et logicielles.

En effet, les usines utilisant la modélisation numérique des processus peuvent réduire leurs dépenses de maintenance de 20 % et voir leurs cadences de production grimper de 15 % en moyenne. Cela signifie améliorer les opérations de notre entreprise, pas seulement en utilisant les dernières technologies.

Exemple concret :réussite d'une usine scandinave

J’aimerais maintenant considérer une situation courante et réelle. L’une des plus grandes usines de pâte exploitée par un producteur de pâte scandinave a commencé à utiliser la technologie du jumeau numérique. La principale préoccupation était de gérer le digesteur, d'étudier la chaudière de récupération avec des simulations et de faire une maintenance prédictive.

Lorsque des systèmes de contrôle intelligents ont été mis en place dans toute l'usine, l'entreprise a automatiquement obtenu un meilleur contrôle sur la digestion, ce qui a entraîné une augmentation du rendement de 8 %.

Grâce à la technologie du jumeau numérique, il a été possible d'optimiser le soufflage des suies, ce qui a permis à la chaudière de récupération de consommer 12 % d'énergie en moins. En appliquant des jumeaux numériques, les usines de papier ont réduit les temps d'arrêt de leurs machines, évité les entretiens inutiles de 40 % et économisé environ 2,5 millions d'euros chaque année.

Regard vers l'avenir :le chemin vers l'autonomie

Le prochain objectif important est de disposer d’opérations d’usine de papier entièrement autonomes qui s’appuient sur des jumeaux numériques en constante évolution. Grâce à l'apprentissage automatique, ces systèmes s'amélioreront constamment, s'adaptant à tous les changements dans les matières premières, les conditions météorologiques ou les besoins des marchés.

À l’avenir, les machines utiliseront des processus en boucle fermée avec des jumeaux numériques qui offriront des prédictions et guideront l’équipement sur les mesures à prendre. Si l’on ajoute l’edge computing et la 5G, il sera possible de répondre en quelques millisecondes seulement. En conséquence, les usines de papier sont capables de gérer au mieux leurs opérations malgré les changements du monde qui les entoure.

La durabilité peut être améliorée pour le mieux grâce aux jumeaux numériques. Lorsque les usines surveillent leurs émissions de carbone et leur consommation d’eau, elles peuvent respecter les règles environnementales sans affecter leur productivité. Cette approche aide les entreprises à réaliser des bénéfices sans nuire à l'environnement autant que de telles opérations le font habituellement.

Conclusion :Un avenir intelligent, durable et évolutif

En bref, l’utilisation de la technologie du jumeau numérique est nécessaire pour que les usines de pâte à papier prospèrent et survivent de nos jours. Avec l'utilisation des jumeaux numériques pour optimiser les processus des usines de papier, effectuer une maintenance prédictive et promouvoir les opérations sans surveillance, l'avenir du secteur est en train de changer.

En associant la modélisation numérique des processus avec des contrôles intelligents et un retour de données, les usines se concentrent désormais sur des solutions aux problèmes potentiels futurs. Les systèmes critiques tels que les chaudières de récupération bénéficient principalement des jumeaux numériques, qui illustrent comment ils permettent aux chaudières de récupération de fonctionner plus efficacement et en toute sécurité, conformément aux règles.

L'intérêt croissant pour l'industrie 4.0 dans le secteur des pâtes et papiers signifie que les premières organisations à adopter ces technologies atteignent de nouveaux niveaux en matière de réussite financière, d'efficacité et de créativité.

Faire une simulation d'usine de pâte virtuelle sera aussi important que les machines réelles pour la planification de la maintenance.

En résumé, l’utilisation de jumeaux numériques pour réduire les temps d’arrêt dans les usines de papier n’est qu’une première étape. Les progrès technologiques signifieront que les usines seront entièrement numériques, autonomes et respectueuses de l'environnement, sans problème pour s'adapter à tout ce qui leur arrive.