ケーススタディ | 産業分析/鉱業/FACTORYTALK ANALYTICS

国際的な大手セメント会社

ロックウェル･オートメーションのセメント用ソリューションでプロセスの安定性と製品の品質を向上。

Concrete plant at sunset, Cement Industry

課題: 効率と生産性の最大化

国際的なセメント会社の子会社である同社は、米国東部でトップクラスのセメント･建材メーカです。

この子会社は、セメント工場、生コン工場、コンクリートブロック工場、採石場、輸入･鉄道ターミナル、フライアッシュ製造施設などを運営しています。2020年には、同社の売上高は5億ドルを超えました。

同社は、多くの大手メーカと同様に、品質の向上、プロセスの中断の最小化、運用コストとエネルギーコストの削減により、効率と生産量の最大化を常に目指しています。同社は、既存の技術インフラを活用しながら、これらの目標を達成するためのAPC (高度なプロセス制御)システムを求めていました。

White exterior of an industrial concrete factory complex, Cement Industry

同社は、APCが提供するシステムやサービスを徹底的に検討した結果、エネルギーコストを削減しながら生産性を向上させるために、ロックウェル･オートメーションを採用しました。ロックウェル･オートメーションは、ValueFirst®プログラムを通じて、プロジェクトの導入前に投資効果(ROI)を評価･保証するための段階的なプロジェクトアプローチをこの大手セメントメーカに提供しました。同社は、本社のセメント施設にある2つのセメントミルでこのプログラムを開始しました。

ソリューション: ロックウェル･オートメーションのクローズドループ制御による品質向上とエネルギー使用量の削減

ロックウェル･オートメーションと大手セメントメーカは、密接に協力して、ロックウェル･オートメーションのFactoryTalk® Analytics™とクローズドループ、多変数予測制御最適化機能を2つの仕上げ工場(#10と#11)に導入しました。このプロジェクトの具体的な目標は、エネルギー使用量の削減、生産量の増加、セメントの偏差の減少による製品品質の向上でした。フィニッシュミル#11は標準的なボールミルで、タイプI/IIのセメントを毎時約90トン生産することができます。フィニッシュミル#10は、プレグラインド用のローラープレスを備えたボールミルで、タイプI/IIのセメントを毎時約130トン生産することができます。ロックウェル･オートメーションのセメントソリューションは、ロックウェル･オートメーションのエンジニアリングが持つ産業分析の専門知識を活用して、エキスパート･システム･ベースのツールキットのような既存の技術に比べて、価値を生み出すまでの時間を短縮し、メンテナンスコストを抑えて価値を持続させることができました。ロックウェル･オートメーションのセメントソリューションは、定常状態の最適化とモデル予測制御を組み合わせて、プロセスのセットポイントとトランジションを管理できる高度なプロセス制御ソリューションを提供します。このソフトウェアソリューションは、複雑なプロセス(セメント工場など)の動的なモデルに基づいており、従来の静的なエキスパート･システム･ソリューションに比べて、より堅牢なリアルタイム制御と最適化を実現しています。

「ロックウェル･オートメーションのValueFirstプログラムは、私たちのビジネスの成功に対する会社の献身的な姿勢を強調しています。ロックウェル･オートメーションのValueFirstプログラムは、当社のビジネスを成功させるための同社の取り組みを示すものです。私たちは、この技術が結果をもたらすことを確信してこの関係を結びましたが、彼らはその保証を実現してくれました。」
- プロセスエンジニア

FactoryTalk Analyticsクローズドループ制御ソリューションでは，主要なプロセスパラメータを「操作変数」、「制御変数」、「外乱変数」の3つのカテゴリに分類しています。制御変数とは、通常、製品の主要な評価指標を指します。操作変数とは、独立して調整可能なプロセスパラメータで、生産速度やセパレータ速度などの制御される変数に影響を与えるものです。最後に、外乱変数とは、制御される変数に影響を与えるが、通常は独立して調整できないプロセスパラメータのことです。このソリューションの予測機能により、工場の担当者は、外部からの重大なプロセスの乱れや、通常の製品の移行を考慮して、工場のパフォーマンスを予測することができます。セメント･ミル･アプリケーションは、将来の動作、プロセスの相互依存性、および実際のパフォーマンスの内部モデルに基づいて、予測を継続的に更新します。

結果: 少ない電力で高い生産性と品質を実現

主なメリット

• 2台のミルでスループットが
4.8%と5.7%向上
• フィニッシュミルの生産量が5%増加
• セメント生産量1トン当たり3.5KWhの
電力消費量を削減
• ミルモータの総電力について
4%の電力消費量を削減
• わずか4ヶ月で全体的な製品品質の向上と製品のばらつきの低減を達成

本社工場では、FactoryTalk Analyticsのソリューションにより、エネルギー使用量の削減、スループットの向上、製品品質の改善を実現しました。このプロジェクトは、エネルギー使用量を3.5KW/トン減少させ、1時間当たり3～4トンの生産量を増加させるという予測を達成したばかりか、それを上回りました。また、セメントの標準偏差が130から80に減少(38%減)したことも報告されました。これらの定量的な効果に加えて、このソリューションにより、工場のオペレータはミッションクリティカルなプロセス問題により多くの注意を払い、生産効率を向上させ、最終的な利益に影響を与えることができました。

Decrease in standard deviation in cement, cement industry, table with graph

公開 2021年7月26日

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