Tehokkuuden lisääminen tuotantoanalyysin avulla

Sandvik käyttää tekoälyä teräksen tuotantoprosessien parantamiseen, mikä vähentää sekä kustannuksia että ympäristövaikutuksia.

Keväällä 2018 käynnistetty Swedish Metal -tutkimushanke oli Sandvik Materials Technology -liiketoiminta-alueen, Skövden yliopiston ja ruotsalais-suomalaisen teräsyhtiön SSAB:n yhteistyöhanke. Projektiryhmä tekee laajaa tuotantoanalyysityötä tekoälyn (AI), big datan ja koneoppimisen avulla. Tavoitteena on tehokkaampi ja kestävämpi teräksen tuotantoprosessi.

Sandvik keskittyy tuotantodatan analysointiin, jotta sisäisesti kierrätetyn materiaalin sisältöä voidaan kartoittaa paremmin. Tavoitteena on lisätä kierrätysmateriaalin osuutta - ja vähentää tarvetta lisätä neitseellisiä materiaaleja - teräksen tuotannossa.

"Nykytilanteessa emme voi hyödyntää kaikkia kierrätysteräsryhmiä maksimaalisesti, koska meidän on otettava huomioon niiden koostumukseen ja jakautumiseen liittyvä epävarmuus", sanoo Sandvikin raaka-aineiden optimoinnista vastaava Magnus Josefsson.

Akateeminen yhteistyö

Sandvik lähettää suuria määriä tietoja terästehtaan prosessista Skövden yliopiston tutkijoille analysoitavaksi.

"Perusajatuksena on tutkia yhteyttä sen välillä, mitä raaka-aineita annamme sulaan rautaan ja minkälainen teräksen koostumus on tuloksena, mutta käytämme myös sekundäärisiä tietoja, kuten sähkönkäyttöä ja kuonan oksidipitoisuutta. Toivomme, että uusilla algoritmeilla pystytään havaitsemaan metallihäviöt ja materiaalien epäpuhtaudet eri sulanrautaerien välillä ja siten eristämään vaikutukset, jotka johtuvat raaka-aineiden odottamattomasta sisällöstä."

Analyysityön tärkeä tavoite on hienosäätää nykyisiä raaka-aineiden optimointialgoritmeja, joita Sandvik käyttää tuotantoprosessissaan. Tämän odotetaan mahdollistavan raaka-ainekustannusten optimoinnin teräksen laadusta tinkimättä.

"Materiaali, jota tällä hetkellä sulatamme, koostuu noin 45 prosenttisesti sisäisesti kierrätysteräksestä ja jäännöstuotteista sekä 35 prosenttisesti ostetusta romusta", Josefsson sanoo. "Loput ovat puhtaasti metalliseoksia. Odotamme pystyvämme löytämään parempia tapoja kierrätysmateriaalin hyödyntämiseen niin, että metalliseosten osuutta on mahdollista pienentää ilman, että lopputuotteen laatu heikkenee."

Tehokkuuden parantaminen, kiertokulun parantaminen

Hankkeen on määrä jatkua kolme vuotta. Josefsson odottaa, että alustavana tuloksena saadaan selkeä tilannekuva siitä, miten raaka-aineyhdistelmää voidaan parantaa laadun ja tehokkuuden sekä kestävyyden lisäämiseksi.

"Toivon, että analyysimenettely voidaan toteuttaa siten, että sitä voidaan tulevaisuudessa tehdä jatkuvasti", hän sanoo.

"Silloin pystyisimme tunnistamaan kierrätysteräksen lajitteluun liittyvät ongelmat heti niiden ilmaantuessa ja siten toteuttamaan toimenpiteitä ongelmien ehkäisemiseksi." Samaan aikaan, kun pyritään vähentämään lisättävien seosten osuutta, tehdään myös työtä tuotannossa tapahtuvan romutuksen osuuden vähentämiseksi, mikä lisää entisestään tarvetta käyttää käytettävissä oleva kierrätysteräs parhaalla mahdollisella tavalla.

"Vaikka raaka-aineiden säästämiseksi on parempi käyttää kierrätystuotteita kuin ostaa seoksia, optimaalinen skenaario on, ettei materiaalia kierrätetä useita kertoja. Olisi tietysti parempi, jos mahdollisimman suuri osa materiaalista voitaisiin myydä suoraan, joten toinen tärkeä tavoite meille on, miten voimme romuttaa vähemmän materiaalia."

Kestävään kehitykseen keskittyminen on yhtä kuin prosessien optimointi

Tärkeä syy Sandvikin osallistumiselle Swedish Metal -hankkeeseen on tuotantokustannusten alentaminen, joka on seurausta halvempien materiaalien käytöstä ja sähkönkulutuksen vähentämisestä. Se auttaa todennäköisesti myös yritystä saamaan yksityiskohtaisen hallinnan prosesseistaan ja optimoimaan niitä.

"Kilpailukyvyn parantaminen ja erottautuminen kansainvälisistä kilpailijoistamme on tullut yhä tärkeämmäksi", Josefsson sanoo. "Lisäksi suhtaudumme kestävään kehitykseen erittäin vakavasti. Osoittamalla, miten ahkerasti työskentelemme tämän asian parissa, voimme mielestäni lisätä mahdollisuuksiamme houkutella tulevaisuudessa uutta osaamista."