View Project

Norwegian AI Directory

Redusert energiforbruk i silisiumproduksjon ved hjelp av styring basert på maskinlæring og digital tvilling


Description:

Silisium produseres i store smelteovner med inntil 45 MW elektrisk last, ved reduksjon av kvarts med karbonkilder ved prosesstemperaturer over 2000C. Produksjon av silisium forbruker store mengder energi, typisk 11-12 MWh/tonn silisium, og dette varierer med hvor godt ovnen produserer. I en smelteovn er det bare tilførselen av elektrisk energi og råmaterialer som er styrt automatisk. På grunn av de høye prosesstemperturene er det ingen direkte målinger av indre tilstander i ovnen. Styringen av de kjemiske prosessene er manuell og basert på hvordan driftspersonellet vurderer prosesstilstanden basert på deres observasjoner og erfaring. Det er i dag relativt store variasjoner i produksjonen over tid, og forskjellen i silisiumutbytte mellom gode og dårlige perioder kan være opp til 10%. Prosjektet ønsker å utvikle et adaptivt beslutningsstøttesystem for prosessoperatører og -ingeniører som vil gi diagnose av ulike ovnstilstander og anbefalinger for hvilke aksjoner som bør gjøres eller hvilke settpunkter som bør endres for at ovnen igjen skal kunne opereres ved optimale betingelser. En riktig diagnose av ovnstilstanden er en forutsetning for å kunne stabilisere driften på et høyere produksjonsnivå og derved redusert energiforbruk. Målet er en reduksjon i energiforbruket på 5%. Beslutningsstøttesystemet vil anvende metoder for kunstig intelligens, maskinlæring og digital tvilling for å riktig diagnose av ovnstilstand og velge riktig aksjon basert på diagnosen. Prosjektet har ikke som målsetning å «lukke reguleringssystemene» fullstendig, og prosessoperatører og -ingeniører vil fortsatt være de som bestemmer tiltak så som valg av settpunkter for elektrisk styring og endring av råvaremiks. Systemet vil presentere sin diagnose og gi anbefaling vedrørende hvilke tiltak som bør gjennomføres. I Smart Furnace prosjektet er Elkem ASA prosjekteier og industriell partner og SINTEF Digital og Cybernetica AS er forskningspartnere, og det gjennomføres i perioden 2019-21.


Project leader: Aasgeir Valderhaug

Started: 2019

Ends: 2022

Category: Næringsliv

Sector: Næringsliv

Budget: 8500000

Institution: ELKEM ASA TECHNOLOGY KRISTIANSAND

Address: Kristiansand