Sztuczna Inteligencja (AI) monitoruje produkcję papieru (AI w przemyśle papierniczym)

Produkcja papieru jest procesem wieloetapowym. Jak podaje Wikipedia, nowoczesna produkcja papieru rozpoczęła się w Europie na początku XIX wieku wraz z rozwojem maszyny Fourdrinier (znanej również jako maszyna papiernicza). Urządzenie takie wytwarza ciągłą rolkę papieru. Jak dalej opisuje Wikipedia, nowoczesna papiernia (= fabryka papieru) jest podzielona na kilka sekcji […]. Miazga jest rafinowana i mieszana w wodzie z innymi dodatkami w celu uzyskania zawiesiny (pulpy). Skrzynia wlewowa maszyny papierniczej (Headbox) rozprowadza zawiesinę na ruchomym ciągłym sicie, woda spływa z zawiesiny (grawitacyjnie lub pod próżnią), mokry arkusz papieru przechodzi przez prasy i wysycha (Forming Fabric), a na koniec zwijany jest w duże rolki. Dla tych, którzy nie są do końca zaznajomieni z tym procesem, oto zdjęcie przykładowej maszyny papierniczej:

Źródło zdjęcia: PIV measurements of flow through forming fabrics — Scientific Figure on ResearchGate. Available from: https://www.researchgate.net/figure/Forming-section-of-a-modern-Fourdrinier-paper-machine_fig3_286055124

Tzw. faza odwadniania pochłania najwięcej energii i kapitału. Usuwanie wody na maszynie papierniczej odbywa się w następujących po sobie etapach tj. sekcja prasy, sekcja suszenia itp. Podczas tej fazy obserwuje się naturalne zjawisko zwane „linią mokrą”, czasem „linią suchą” lub ogólnie „linią wodną”.

Jak opisano w amerykańskim patencie o numerze US4500968A, linia mokra jest linią rozgraniczającą między częścią wsadu zanurzoną w wodzie a częścią mającą włókna wystające ponad powierzchnię wody. Patrząc w dół pod ostrym kątem można dostrzec błyszczącą powierzchnię w miejscu, w którym woda wystaje ponad powierzchnię masy papierniczej oraz obszar matowy […], gdzie przez masę przepłynęła wystarczająca ilość wody.

Linia mokra powinna być utrzymywana w określonym obszarze na maszynie papierniczej. Gdy wymknie się spod kontroli, może powodować szkody, które przekładają się na konkretne straty i opóźnienia w produkcji. Dlatego należy podjąć odpowiednie działania zanim linia mokra zbliży się zbytnio do określonych obszarów. Sama jej obecność jest przydatna dla operatora przy optymalizacji ustawień maszyny papierniczej. Jednak operator musi stale kontrolować maszynę wizualnie, ręcznie monitorować ją i odpowiednio dostosowywać ustawienia, aby uniknąć katastrofy.

Firma byteLAKE nawiązała współpracę z liderami branży papierniczej w celu dalszej optymalizacji produktu Cognitive Services i dostosowania go do automatycznego wykrywania linii mokrej. Rozwiązanie przedstawiono na poniższym obrazku.

Wykrywanie „linii mokrej” za pomocą sztucznej inteligencji (computer vision)

Nasz model AI (sztuczna inteligencja) został nauczony wykrywania linii mokrej i zaprojektowany do pracy w czasie rzeczywistym. Opiera swoje działanie o obrazy pozyskane z kamer przemysłowych. Algorytmy AI kontrolują powierzchnię, na której formowany jest materiał i uruchamiają alarm po wykryciu linii mokrej. Oprócz tego algorytmy analizują maszynę papierniczą i otoczenie w celu wykonania pomiarów i oceny położenia linii mokrej jak i jej szerokości. Informacje te są następnie przedstawiane operatorowi maszyny papierniczej, który może odpowiednio zareagować i np. wprowadzić do niej odpowiednie ustawienia.

Z naszych usług Cognitive Services korzystają już pierwsze papiernie. Nasi klienci przemysłowi wykorzystują modele sztucznej inteligencji m.in. przy automatycznym monitorowaniu jakości i przy automatyzacji wielu różnych procesów. Celem tego typu projektów jest przede wszystkim wsparcie personelu naszych klientów w monitorowaniu jakości i ostatecznie zwiększenie ogólnej efektywności procesów produkcyjnych. A w przypadku naszego modelu do detekcji linii mokrej, sztuczna inteligencja znacząco usprawnia proces produkcji papieru i zwiększa jego wydajność.

Dla przemysłu papierniczego monitorowanie i pomiary odległości oparte na sztucznej inteligencji okazały się ważnymi krokami zabezpieczającymi cały proces produkcji papieru. Tak zwana „linia mokra” pojawiająca się na linii produkcyjnej jest zjawiskiem normalnym. Jednak, jak wspomniałem wcześniej, jej zachowanie i rozwój muszą być uważnie monitorowane. Dzięki usługom Cognitive Services od byteLAKE proces tworzenia i przesuwania się linii mokrej może być monitorowany 24/7.

Projekty związane z wdrożeniami naszego detektora linii mokrej były i są dla nas wspaniałym doświadczeniem. Mogę powiedzieć wiele ciepłych słów o bezproblemowej i owocnej współpracy z personelem naszego klienta. Jednak jeśli chodzi o sam przemysł papierniczy, jest on naprawdę pełen niespodzianek. Przed pierwszymi projektami nigdy nie myślałem o wykorzystaniu tam rozwiązań AI. Koniec końców okazało się, że jest to kolejna wspaniała branża, w której AI ma wiele do zaoferowania. Predykcja trendów, rozwiązania z wachlarza Przemysłu 4.0, analityka Big Data, wizja komputerowa to tylko niektóre aspekty, o których chciałbym wspomnieć . Jako zespół byteLAKE jesteśmy dumni z dodania detektora linii mokrej go do naszej oferty AI dla fabryk, powiedział Mariusz Kolanko, współzałożyciel byteLAKE

byteLAKE kontynuuje współpracę z liderami branży w celu rozwijania kolejnych modułów w ramach oferty Cognitive Services. Sztuczna inteligencja ma ogromny potencjał w zakresie automatyzacji produkcji i szybko przynosi wymierne korzyści.

Więcej o byteLAKE

Sztuczna inteligencja dla biznesu. Produkty i usługi.

  • AI: innowacyjna, oparta na sztucznej inteligencji automatyzacja i analityka danych. Rozwiązania z zakresu dynamiki płynów, produkcji, przemysłu 4.0, Big Data, przetwarzania dokumentów, dla restauracji, przemysłu budowlanego, przemysłu chemicznego, rolnictwa, logistyki i nie tylko.
  • HPC: skracanie czasu do uzyskania wyników i dostosowanie złożonych algorytmów do architektur wieloprocesorowych (CPU, GPU i FPGA).

Cognitive Services od byteLAKE

Jest to zbiór modeli sztucznej inteligencji (AI) zaprojektowanych dla potrzeb Przemysłu 4.0. Każdy zaprojektowany i wytrenowany przez nas model sztucznej inteligencji koncentruje się na określonych zadaniach branżowych, zapewniając w ten sposób maksymalną dokładność. Usługi Cognitive Services od byteLAKE koncentrują się głównie na następujących dwóch obszarach:

  • Wspomagana przez sztuczną inteligencję inspekcja wizualna dla efektywnego monitorowania jakości produktów i procesu.
  • Analityka danych Big Data / z czujników IoT (Internet Rzeczy). Mechanizmy oparte na sztucznej inteligencji umożliwiają znalezienie trendów, przewidzenie awarii systemów, odpowiedzi na pytania, takie jak dlaczego coś się dzieje, co prawdopodobnie się wydarzy lub aby znaleźć zbiorowe znaczenie danych pochodzących z wielu źródeł.
Cognitive Services od byteLAKE. Rozwiązania dla Przemysłu 4.0

Kontakt:

https://www.bytelake.com/en/ lub www.bytelake.pl

Telefon: +48 505 322 282, +48 508 091 885

E-mail: mkolanko@byteLAKE.com, mrojek@byteLAKE.com

Zespół Cognitive Services: CognitiveServices@byteLAKE.com

Wersja angielska artykułu: https://marcrojek.medium.com/ai-assisted-real-time-visual-monitoring-for-paper-production-paper-industry-25f5b64b99f4

Seria powiązanych wpisów na blogu (j. angielski): Artificial Intelligence for Industry 4.0 (blog post series) — table of contents.

Co Founder @ byteLAKE | AI & HPC | AI-accelerated CFD, AI for Industry 4.0, Manufacturing, Paper Mills, Restaurants, Document Processing etc.

Get the Medium app

A button that says 'Download on the App Store', and if clicked it will lead you to the iOS App store
A button that says 'Get it on, Google Play', and if clicked it will lead you to the Google Play store