Aproveitando Gêmeos Digitais em Papel e Celulose:Aumente a Eficiência e a Manutenção Preditiva

Gêmeos Digitais em Celulose e Papel:Aumentando a Eficiência dos Processos e a Manutenção Preditiva

À medida que os dados impulsionam o mundo a um ritmo acelerado, já não é uma opção para o setor da pasta e do papel evitar a transformação digital. Agora é mais necessário do que nunca aumentar a eficiência, desperdiçar menos e reduzir o tempo em que os ativos ficam ociosos. Neste ponto, a fábrica de celulose digital dupla é apresentada, não como uma frase que todo mundo diz, mas como uma ferramenta que realmente transforma as coisas. Desde a otimização do processo na produção de celulose e papel até a prevenção de problemas por meio da manutenção preditiva em uma fábrica de papel, os gêmeos digitais estão possibilitando mudanças onde antes isso não era possível devido às convenções do setor.

Compreendendo a revolução dos gêmeos digitais em celulose e papel

O que significa o termo “gémeo digital”? Dessa forma, o sistema espelha o processo real, obtém dados em tempo real e ajuda a simular, prever e otimizar o trabalho de equipamentos, processos ou toda uma linha de produtos. Ao usar uma fábrica de celulose digital dupla, a indústria de celulose e papel pode ver como as máquinas escolhidas operam, como todas as matérias-primas se movem e compreender os processos químicos em funcionamento. Ele permite novas opções no gerenciamento automatizado da fábrica de papel e na organização mais inteligente de recursos.

Os gêmeos digitais na Indústria 4.0 para celulose e papel existem como parte de um sistema completo que faz uso de IA, Internet das Coisas, computação em nuvem e análise de borda. A Indústria 4.0 em papel e celulose não é mais futurista; está acontecendo agora. A convergência dessas tecnologias permite que uma fábrica espere e evite paradas, utilize otimização rápida e eficaz em tempo real na produção e evite rapidamente quaisquer problemas de qualidade.

Otimização de processos por meio de gêmeos digitais

Os trabalhos de otimização de processos de celulose e papel já acontecem há algum tempo. As fábricas sempre se esforçaram para melhorar suas produções e ao mesmo tempo economizar energia. Ao mesmo tempo, a quantidade de controle e precisão que os modelos de processos digitais gêmeos oferecem é verdadeiramente inovadora.

Pense em realizar testes para avaliar a mudança na qualidade dos cavacos de madeira antes que eles entrem no digestor. Ou descobrir o efeito de mudanças suaves na pressão do vapor no tempo de secagem e na quantidade de energia utilizada.

Esta tecnologia está pronta para uso no presente e pode tornar as operações das fábricas de celulose mais eficientes com a ajuda de um gêmeo digital.

Além disso, os gêmeos digitais permitem que as empresas realizem simulações de novas configurações e experimentos com produtos químicos. Como resultado, é necessário menos tempo para experimentar na linha de produção e fica mais fácil introduzir novas atualizações. Como as margens de lucro são baixas no mercado actual, este benefício é especialmente importante.

Manutenção Preditiva e Redução do Tempo de Inatividade

No passado, os produtores de celulose e papel vivenciaram muitas surpresas que levaram a paralisações de fábricas. Visto que digestores, refinadores e caldeiras operam em condições adversas, eles tendem a apresentar falhas não planejadas. Neste ponto, as soluções de manutenção preditiva para fábricas de papel apoiadas por gêmeos digitais podem ter um grande efeito.

A simulação virtual de fábrica de celulose para manutenção preditiva permite que os operadores da planta acompanhem vibrações, aumentos repentinos de temperatura e vários indicadores de integridade das máquinas em tempo real. Eles usam informações históricas para encontrar sinais precoces de algo fora do comum no desempenho em tempo real. Antes que um rolamento danificado provoque uma falha completa, o sistema envia um alerta para a equipe, planeja um tempo de reparo e impede a ocorrência de paradas dispendiosas.

Através de gêmeos digitais nas fábricas de papel, as empresas evitam reparos repentinos, garantem resultados de qualidade e cumprem as promessas feitas aos seus clientes. Esta é uma forma prática de usar gêmeos digitais para reduzir o tempo de inatividade nas fábricas de papel, garantindo que as máquinas funcionem por mais tempo, de forma mais suave e com menos interrupções.

Eficiência da caldeira de recuperação:uma questão candente

Uma caldeira de recuperação é muito importante e desafiadora em qualquer fábrica de celulose digital dupla. Tem um impacto na produção de energia, nos produtos químicos aí recolhidos e na forma como a fábrica funciona de forma sustentável. Sabe-se que estas caldeiras são complicadas e qualquer alteração acarreta riscos.

Assim, descobrir como o gêmeo digital melhora a eficiência da caldeira de recuperação é um ponto chave. A solução está nas simulações imediatas e nos comentários dos tutores. Isso significa que eles trazem calor, coletam fuligem e permitem que os gases sejam liberados pelas chaminés. Ajuda os engenheiros a ajustar a combustão, diminuir as emissões e fazer com que a caldeira funcione por mais tempo, sem a necessidade de tocar em suas peças.

Foi comprovado recentemente que a aplicação da modelagem digital de processos duplos pode reduzir a perda de calor em 5% e reduzir as emissões de NOx em mais de 10%.

Esses números elevados resultam na economia de muita energia e na proteção do meio ambiente a cada ano.

Integração de sistemas de controle inteligentes para inteligência de ponta a ponta

No fundo, os sistemas de controle inteligentes da indústria de celulose fazem uma grande diferença. Eles coletam informações de sensores espalhados pela fábrica e depois as transferem para o gêmeo digital para automação.

Nesse caso, quando o fluxo precisa ser mais lento a jusante, a velocidade certa para a polpação é selecionada pelo sistema automatizado. A inteligência completa garante que todo o processo da madeira até o papel esteja alinhado do início ao fim. Administrar uma fábrica de papel por conta própria por meio da automação agora está se tornando uma configuração diária. É uma exibição real das operações autônomas da fábrica de papel, onde a tecnologia funciona em conjunto com a supervisão humana.

Para uma melhor compreensão, pense nas seguintes diferenças.
 Parâmetro  Moinho Tradicional  Moinho Digital Twin-Enabled  Visibilidade do Processo  Baixo  Alto - Tempo Real  Resposta ao tempo de inatividade  Reativo  Preditivo e Proativo  Ciclo de Inovação  Lento  Ágil e Contínuo  Eficiência Energética  Variável  Otimizado por Simulação
Adoção da indústria e insights de mercado

Estudos mostram que as soluções de fábricas de celulose gêmeas digitais deverão aumentar a uma taxa de crescimento anual de mais de 25% até 2030. A principal razão para isso é que na América do Norte e na Escandinávia, as regras são favoráveis ao progresso e os altos custos operacionais exigem operações eficientes.

Os principais membros da indústria de celulose e papel estão gastando muito em modelos digitais de fábricas de celulose para fins de manutenção preditiva nas fábricas de papel. Empresas como Valmet, Voith e ABB projetaram soluções de gêmeos digitais de escopo completo para fábricas de celulose, usando soluções de hardware e software.

Na verdade, as fábricas que utilizam a modelação digital de processos duplos podem reduzir os seus gastos com manutenção em 20% e ver as suas taxas de produção aumentarem em 15%, em média. Isto significa melhorar as operações da nossa empresa, não apenas utilizando a tecnologia mais recente.

Exemplo do mundo real:sucesso da fábrica escandinava

Agora gostaria de considerar uma situação comum da vida real. Uma das maiores fábricas de celulose operada por um produtor de celulose escandinavo começou a usar a tecnologia digital twin. A principal preocupação era gerenciar o digestor, estudar a caldeira de recuperação com simulações e fazer manutenção preditiva.

Quando sistemas de controle inteligentes foram implementados em toda a fábrica, a empresa obteve automaticamente um melhor controle sobre a digestão, o que levou a um aumento de 8% no rendimento.

Com a tecnologia digital twin foi possível otimizar o sopro de fuligem, o que fez com que a caldeira de recuperação utilizasse 12% menos energia. Ao aplicarem gémeos digitais, as fábricas de papel diminuíram os tempos de inatividade das suas máquinas, evitaram manutenções desnecessárias em 40% e pouparam cerca de 2,5 milhões de euros por ano.

Olhar para o futuro:o caminho para a autonomia

O próximo objetivo importante é ter operações de fábrica de papel totalmente autônomas que dependam de gêmeos digitais em constante evolução. Através da aprendizagem automática, estes sistemas irão melhorar constantemente, ajustando-se a todas as mudanças nas matérias-primas, clima ou necessidades dos mercados.

No futuro, as máquinas utilizarão processos de circuito fechado com gêmeos digitais que oferecem previsões e orientam o equipamento sobre o que fazer. Se a computação de ponta e o 5G forem adicionados, será possível responder em apenas milissegundos. Como resultado, as fábricas de papel são capazes de lidar da melhor forma com as operações, apesar das mudanças no mundo ao seu redor.

A sustentabilidade pode ser alterada para melhor com a ajuda dos gêmeos digitais. Quando as fábricas monitorizam as emissões de carbono e a utilização de água, podem satisfazer as regras ambientais sem afectar a sua produtividade. Essa abordagem ajuda as empresas a obter lucros sem prejudicar o meio ambiente tanto quanto essas operações costumam fazer.

Conclusão:um futuro inteligente, sustentável e escalável

Em suma, o uso da tecnologia digital twin é necessário para que as fábricas de celulose prosperem e sobrevivam nos dias de hoje. Com os gêmeos digitais sendo usados ​​para otimizar os processos da fábrica de papel, realizar manutenção preditiva e promover operações autônomas, o futuro da indústria está mudando.

Devido à vinculação da modelagem de processos gêmeos digitais com controles inteligentes e feedback de dados, as fábricas agora se concentram em soluções para possíveis problemas futuros. Sistemas críticos como as caldeiras de recuperação beneficiam principalmente dos gémeos digitais, que ilustram como fazem com que as caldeiras de recuperação funcionem de forma mais eficiente e segura, de acordo com as regras.

O interesse crescente da Indústria 4.0 em pasta e papel significa que as primeiras organizações a adotar estas tecnologias estão a atingir novos níveis de sucesso fiscal, eficiência e criatividade.

Fazer simulação virtual de fábrica de celulose será tão importante quanto as máquinas reais para o planejamento de manutenção.

Resumindo, usar gêmeos digitais para reduzir o tempo de inatividade nas fábricas de papel é apenas o primeiro passo. Os avanços na tecnologia significarão fábricas totalmente digitais, autônomas e ecologicamente corretas, sem problemas de adaptação a tudo o que surgir.