APC

STEIGERT DIE EFFIZIENZ IHRER ANLAGEN

Ziel eines jeden Betreibers ist es, das volle Potential der eigenen Produktionsanlage zu nutzen. Wir unterstützen Sie dabei, ohne dass Sie in weitere kostenintensive Umbauten investieren müssen. Intelligente modellbasierte Simulationen/Regelungen ermöglichen dabei neue Wege zu gehen.

Anspruch

Die komplette Digitalisierung einzelner Anlagenteile bis hin zur werksweiten Produktionsoptimierung stehen im Fokus unserer Lösungen. Unsere Angebote beinhalten definierte Garantiewerte, die wir mit den modernsten Mitteln der Technik erzielen! Intensive Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten in diesem Bereich sind die Grundlage für unsere ständige Weiterentwicklung.

Ergebnis

Optimale Produktionseinstellungen zu jedem Zeitpunkt – das ist nachhaltig und effizient. Schonender Ressourceneinsatz, reduzierter Energiebedarf und verringerte Umweltbelastung machen APC-Lösungen zu einer Investition in die Zukunft. Steigern auch Sie Ihre Wettbewerbsfähigkeit und sichern Sie dadurch langfristig Ihren Produktionsstandort.

Software

APC-Module

Mit unseren Werkzeugen schaffen wir einen digitalen Zwilling Ihrer Anlagen. Für abgeschlossene Prozessstufen verwenden wir High End automationX MPC-Regler, für die werksweite Prozess- bzw. Produktionsoptimierung automationX ePO.

Model Predictive Control

eModelPredictiveControl-Lösungen optimieren gezielte Prozessabschnitte. Dabei verwenden wir den klassischen Advanced Process Control-Ansatz. Die Optimierung einzelner Prozessstufen unter Berücksichtigung aller Bedingungen, wie Qualität und Produktion, erlauben bereits ein hohes Potential an Einsparung (Additive, Rohstoffe usw.) bzw. eine Maximierung der geforderten Qualität.

  • reduzierte Varianzen
  • Sollwerte am Optimum
  • maximale Prozessstabilität
  • minimierte Operatoren-Eingriffe
  • reduzierter Einsatz von Rohstoffen
  • minimierter Ausschuss
  • Qualität am Limit
  • adaptive Modellkorrektur
  • robuste Prozessmodelle (24/7)
  • Softsensorik (Ersatz oder Plausibilitätsüberwachung von physikalischen Messungen)
Process Optimizer

Der eProcessOptimizer ermöglicht eine komplett vernetzte Prozessoptimierung über alle Prozessstufen hinweg. Hybridmodelle aus Physik und Historie vernetzt mit allen notwendigen Systemen (ERP, PLS, QCS ...) erlauben im Vergleich zu herkömmlichen Systemen eine Kombination aus Zeit- und Energie-Optimierung (Balanced Manufacturing – BaMa). Die werksweite Simulation bzw. Optimierung wird durch die aXBaMa Toolchain ermöglicht. Hypride Descret Event System-Mechanismen (Hyprid DEVS) sind die Basis unserer Werkzeuge, mit denen Sie eine hohe Anzahl an unterschiedlichsten Modellen miteinander verknüpfen können, um Ihre Anlagen abzubilden.

  • Produktionskoordination – optimierte Produktionsreihenfolge
  • energieoptimale Produktion (Kostenoptimierung)
  • Vorbereitung von Prozess und Speicher auf ungeplante Ereignisse (optimaler Zeitpunkt Ihrer Wartungen)
  • Unterstützung bei Produktionsentscheidungen durch Szenarienvergleich
  • Soll/Ist-Vergleich in Echtzeit
  • Qualitäts- und Materialverfolgung
  • Bilanzierung der wichtigsten Prozessströme
  • werksweite Simulation und Optimierung über empirische und/oder physikalische Modelle
  • Identifikation von Produktionslimitierungen (Engpässen)
  • Schnittstellen zu ERP-, DCS-, PLC- und QCS-Systemen
  • automatische und personalisierte Berichte

 

Leistungen

Der Weg zum Optimum

Erfassen

Konzernweite Datenerfassung über standardisierte ioT-Mechanismen – ermöglicht durch Schnittstellen zu allen notwendigen Prozessebenen (horizontal und vertikal). Eigene Validierungsprozesse ermöglichen die sichere Weiterverarbeitung von gesammelten Prozessdaten.

Analysieren

Wir bewerten Ihre Prozesse und finden Abhängigkeiten zwischen produktions- und qualitätsrelevanten Parametern. Auf Basis dieser Ergebnisse erstellen wir mathematische Modelle empirisch und/oder physikalisch. Fehlende Messungen bzw. Laboranalytik wird durch aX-Softsensoren abgebildet.

Optimieren

Modellprädiktive Lösungen ermöglichen eine Produktions- und Qualitätsoptimierung bzw. Kostenminimierung. Prozessmodellierung und Simulation vertiefen das Prozessverständnis. Sie erkennen kritische Prozessschritte bzw. Engpässe und können so effektiv gegen steuern.

Informieren

Modellbasierte Simulations- und Optimierungslösungen verwenden einen digitalen Zwilling Ihrer Anlage. Dieses Abbild inklusive einer Onlineschnittstelle zum Produktionsprozess liefert eine Vielzahl an zusätzlichen Informationen – von Basis-OEE bis hin zu optimierten Wartungsintervallen.

Lösungen

Aus der Praxis

Optimierte Streichfarbenaufbereitung | reduzierte Refinerkosten | optimale Bleichergebnisse |  reduzierte Rohstoffe | integriertes Ausschussmanagement | maximierte Deinkingausbeute | batchoptimierte Biodieselproduktion | Produktionsplanoptimierung | übergeordnete Ascheregelung  | Trainings-Simulatoren | Dampfnetzoptimierung | reduzierter Dampfverbrauch auf einer Papiermaschine ...

Operator Training Simulator

Trainings-Simulatoren umfassen einen gesamten Produktionsbereich inklusive Utilities und Nebenanlagen. Die Abbildung umfasst Grafiken, Bedienblöcke und Funktionen Ihres realen Prozesses (Modelle). Die Effizienz der Mitarbeiteraus- und -weiterbildung kann dadurch stark gesteigert werden. Die Basis einer solchen Installation sind eine Vielzahl an mathematischen Zusammenhängen auf Basis physikalischer und empirischer Modelle.

Papiermaschinen Füllstoff- und Ausschussmanagement

Unsere ePM-Lösung ermöglicht eine kostenoptimale Produktion aller Papiersorten und einen raschen und präzisen Sortenwechsel.
Die wesentlichen Einsparungen werden durch Maximierung des Füllstoffgehalts erreicht. Je nach Verfügbarkeit werden dazu die Ausschussstränge und /oder der Frischfüllstoff verwendet.
Die stufenlose Gewichtung zwischen qualitäts- und kostenoptimaler Fahrweise ermöglicht die flexible Anpassung an die Kunden- bzw. Produktanforderungen.

Die kontinuierliche Anpassung von Frischfüllstoff, Ausschussmengen und chemischen Hilfsmitteln reduziert die Varianz der Asche im Rohpapier sowie die Schwankungen im Retentionssystem. Dies erlaubt die Anhebung der Aschezielwerte bei allen Papiersorten entsprechend den physikalischen Möglichkeiten.  Durch die neuartige Hybrid-eMPC-Technologie ist es möglich, diskrete Prozesszustände und kontinuierliches dynamisches Prozessverhalten in einem gemeinsamen Prozessmodell abzubilden und damit das Regelverhalten entscheidend zu verbessern.

Das integrierte Ausschussmanagement führt zu einer optimalen Fahrweise des Ausschusses sowie zu einer erheblichen Entlastung der Bedienmannschaft.

Projektziele / Erfolge Erhöhung der Asche-Regelgenauigkeit > 70%,
Asche Varianzreduktion > 50%
   
Umsetzungszeitraum 6 Monate 
   
Amortisation < 6 Monate 

 

maximierte Deinking-Ausbeute

Mit der Implementierung einer eDIP-Lösung im Bereich der Deinkinganlage wird die Grundlage für eine Prozessführung geschaffen, den Rohstoffschwankungen und Prozessvariationen sofort und mit den geeigneten Mitteln entgegenzuwirken, Qualitäten zu stabilisieren, Kosten zu sparen und den Ertrag zu steigern.

Neben der Regelung der Einzelstufen (Auflösetrommeln, Vorflotation, Nachflotation, Bleichstufen) wird mithilfe eines übergeordneten Optimierers eine Gesamtregulierung über alle Stufen ermöglicht. Somit kann das Ziel der kostengünstigsten DIP-Stoff-Aufbereitung unter Einhaltung der vorgegebenen Qualitätsziele Aschegehalt und Weißgrad erreicht werden.

Projektziele/Erfolge

maximierte Ausbeute >1%
Varianzreduktion Asche / Weiße > 35%
reduzierter Chemikalienverbrauch > 10%

   
Umsetzungszeitraum 8 Monate 
   
Amortisation < 6 Monate 

 

Prozesskoordination zwischen DIP und PM

Qualitätsänderungen auf der PM (Weißgrad und/oder Asche) führen zu einer automatischen Anpassung der Fahrweise auf der DIP. Fehlende Online-POPE-Weißesensorik wird durch Softsensorik (virtueller Sensor) bereitgestellt. Die Zielwerte DIP werden kostenoptimal an die geforderte PM-Qualität angepasst, somit wird das Sortenmanagement obsolet. Die zeitrichtige Umstellung der DIP bei PM-Qualitätsänderungen durch das ePO-Prozessmodell kann durch die Koppelung der PM-Produktionsplanungsdaten erweitert werden. Das Ergebnis daraus ist die produktionsoptimale Umstellung der Fahrweise in der Deinkinganlage. 

Projektziele/Erfolge

     DIP

  • Varianzreduktion Weiße > 50%
  • Varianzreduktion Asche > 25%
  • Ausbeutemaximierung > 1 %
  • Bleichchemikalieneinsparung > 8%

PM

  • Varianzreduktion Asche > 35%
  • Maximierung Frischfüllstoff (Kreide)
  • Automatisches Ausschussmanagement

ePO

  • Keine Sortenverwaltung auf Deinkinganlage (Universalsorte)
  • Entlastung der Operatoren
  • Bessere Qualität / unabhängig von Operatoren
  • Mehr Stabilität auf der Papiermaschine
   
Umsetzungszeitraum     9 Monate 
   
Amortisation    < 6 Monate 

 

VIRTUELLER FESTIGKEITSSENSOR REDUZIERT STÄRKEEINSATZ

Oberflächenstärke ist eine schnelle Möglichkeit, Festigkeitsdefizite und –schwankungen, die aus Rohstoffen (Altpapier) und dem Prozess ins System gebracht werden, auszugleichen. Der hohe Preis für Stärke ist der Grund warum Papiermacher versuchen, den Einsatz so gering wie möglich zu halten. Softsensoren für Zielgrößen wie SCT und CMT erlauben eine Onlineregelung der Vor- und Nachverdünnung von Stärke. Modellbasierte Regler rechnen auf Basis der virtuellen Sensoren die optimalen Sollwerte in Echtzeit. Die Laborwerte, die zyklisch zur Verfügung stehen, ermöglichen eine laufende Kalibrierung der modellierten Softsensoren. Die erheblichen Einsparungen von Stärke werden durch einen Closed Loop-Betrieb (24/7) erreicht. 

Projektziele/Erfolge

Einsparung Stärke > 5%
Varianzreduktion Qualität > 20%

   
Umsetzungszeitraum 6 Monate 
   
Amortisation < 8 Monate 

 

stabilisierte Zellstoffbleiche

Das ePULP-System überwacht Minute für Minute zeitbereinigt die Bleichmittelwirkung und justiert den Chemikalieneinsatz kontinuierlich nach. Damit werden stabilere Prozessbedingungen (z. B. pH-Wert) und auch eine deutlich verringerte Varianz der Endqualität erreicht, ohne dass sich die Bedienmannschaft mit den Prozessveränderungen auseinandersetzen muss. Die Mannschaft kann sich ausschließlich auf den Anlagenbetrieb konzentrieren.

Die Vermeidung von Überqualität bringt sofortige Chemikalieneinsparungen. Durch die geringere Varianz kann der Sollwert und der Mittelwert „Weißer Fertigstoff“ um einige Zehntelpunkte reduziert und der Gesamtbleichmitteleinsatz auf allen Stufen optimal verteilt werden. Dadurch kann zusätzlich zur Entlastung der Betreibermannschaft auch ein wesentlicher wirtschaftlicher Erfolg nachgewiesen werden und der reduzierte Bleichmittelverbrauch ergibt einen positiven Effekt auf die Umweltbelastung.

Projektziele/Erfolge reduzierter Chemikalienverbrauch > 10%,
Weiße Varianzreduktion > 35%
   
Umsetzungszeitraum 6 Monate 
   
Amortisation < 8 Monate 

 

Effizienzsteigerung Refiner

eTMP kümmert sich um einen kostenoptimalen Refinerbetrieb. Prozessmodelle für jede Refinerstufe kümmern sich um ein lokales Optimum. Fehlende Onlinemessungen in Bezug auf Qualität werden in Form von Softsensoren abgebildet. Die Lastverschiebung und dadurch erzielte Energieeinsparung wird durch ein übergeordnetes Optimierungsmodul erledigt. Energieeffizientere Anlagenteile können dadurch viel besser ausgenutzt werden. Rechenzyklen im Minutentakt erlauben eine ständige Anpassung der notwendigen Sollwerte. Darüber hinaus kann der tägliche Forecast der Energiepreise in der Produktion berücksichtigt werden. Intelligente Optimierungsalgorithmen nutzen Tankniveaus gekonnt aus, um die Refineranlagen mit den günstigsten Energiekosten zu betreiben.

Projektziele/Erfolge

Einsparung elektrischer Energie > 5%
Varianzreduktion Qualität (shives) > 25%

   
Umsetzungszeitraum 10 Monate 
   
Amortisation < 6 Monate 

 

Reduzierte Trocknungsenergie

Trocknungsprozesse in der Papierindustrie brauchen ca. 70% des gesamten Energiebedarfes. Grund genug, um in die Reduktion des Dampfverbrauches zu investieren. eDRY erledigt das ohne das Eingreifen ihrer Bedienmannschaft. Mit hybriden Prozessmodellen (empirisch und physikalisch) wird der Trocknungsprozess mit allen notwendigen Nebenprozessen abgebildet und ermöglicht dadurch eine virtuelle Abbildung der realen Papiermaschine. Ein Closed Loop-Betrieb mit der realen Papiermaschine ermöglicht die Optimierung des Dampfverbrauches in der Trockengruppe. Der Schlüssel zum Erfolg ist dabei der errechnete Trockengehalt nach der Pressenpartie.
Unter Berücksichtigung der ePM-Lösung kann in Summe eine wesentliche Dampfverbrauchsreduktion erfolgen, ohne dass man die Qualitätslimits verletzt.

Projektziele/Erfolge

reduzierter Dampfverbrauch > 6%

   
Umsetzungszeitraum 10 Monate 
   
Amortisation < 6 Monate 

 

OPTIMIERUNG DES DAMPFNETZWERKES

Die Steuerung eines Dampfnetzwerkes ist eine komplexe Aufgabe. Die Abrisse auf der Papiermaschine und die Heizsequenzen in der Kocherei sind erhebliche Störungen für das Dampfaufbereitungssystem. Der Druck im Netz wird zusammen mit der Kesselleistung derzeit mehr oder weniger manuell gesteuert.
Die Kombination von physikalischer Simulation mit fortschrittlichen Optimierungsstrategien ist das einzige Werkzeug, um diese komplexe Steuerungsaufgabe bei allen möglichen Betriebsbedingungen einschließlich Prozessstörungen effizient zu lösen. Der Simulator kümmert sich um alle relevanten Dampfnetzgeräte. Die Steuerungsstrategie wird mit dem Offline-Simulator geprüft und abgestimmt. Der unbekannte Dampfverbrauch in der Fabrik wird durch einen zufälligen Dampfstrom in der Nähe der Frequenzänderungen des realen Dampfes simuliert.
Das automationX eNET-System verwendet alle verfügbaren Equipments, wie Dampfspeicher, Speisewassertank, Kondensator, CFBB-Kessel usw. um den Dampfdruck zu stabilisieren. Die Effizienz der Regelungsstrategie wird offline durch simulierte Unterbrechungen, Heizdampfsequenz in der Kocherei und zufällige Änderungen im Dampfstrom getestet, um den nicht gemessenen Dampfverbrauch in der Fabrik zu simulieren. Das Steuersystem verwendet prädiktive Dampfströmungsinformationen aus der Kocherei und verfügbare geplante Produktionsinformationen.
Dies ermöglicht es, das Dampfnetz signifikant zu stabilisieren, den Dampfverlust zu reduzieren (Abblasen) und die Stromerzeugung zu erhöhen. Der eNET-Simulator / Controller wird über die automationX-Steuerungssoftware an das vorhandene Leitsystem angeschlossen. Im geschlossenen Regelkreis prognostiziert es den Dampfverbrauch im Dampfnetz 30 - 60 Minuten im Voraus und rechnet optimale Remote-Sollwerte um das Dampfnetz gemäß den vorgegebenen Zielen zu stabilisieren. Der Simulator wird alle 10 Sekunden mit der aktuellen Situation in der Fabrik synchronisiert. Darüber hinaus bietet das System dem Bediener ein einzigartiges Werkzeug zur Beobachtung und Steuerung des Dampfnetzes, da nicht gemessene Prozesswerte berechnet werden und auf dem Bedienerbildschirm angezeigt werden können.

Projektziele/Erfolge

Reduktion Verwendung Backup-Boiler > 50%
Reduktion Blow off Ventil > 50%

   
Umsetzungszeitraum 10 Monate 
   
Amortisation < 6 Monate   

 

Sappi

ePM | ePULP | eMPC

LEIPA

eDIP

Norske Skog

ePM

Stora Enso

eTMP | ePM | eDIP | eDRY

Steinbeis

ePM | eDIP | ePO

Borealis

eOTS

SCA

eMPC-Wirbelschichtkessel

GAWtechnology

ePO-Streichfarbenoptimierung

Holmen Paper

eDIP

Smurfit Kappa

ePM

Heinzel Pulp

eMPC

Biodiesel International | BDI

eMPC

MPREIS

aXBaMA