Accueil Usines et Technologies Optimisation Nos usines sont-elles sur le pilote automatique? Absolument pas !

Nos usines sont-elles sur le pilote automatique? Absolument pas !

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Lorsque vous entrez dans une salle de contrôle moderne d'une usine de pâtes et papiers, vous pourriez avoir l'impression que le processus est sur le pilote automatique avec des opérateurs confortablement installés pour superviser le processus à travers une myriade d'écrans vidéo, ajustant peut-être ici et là un réglage de boucle de contrôle ou encore allumant ou éteignant quelque chose à l'aide d'une commande à distance. Idyllique et futuriste, n'est-ce pas ? C'est souvent le cas lorsque les choses se déroulent à merveille, c'est alors que la feuille rompt, qu'un tissu de machine disparait, que quelque chose change inopinément et que les opérateurs doivent se démener pour revenir à un état de stabilité relative.

Dans les processus de fabrication de pâtes et papiers, indépendamment du degré d'automatisation, les choses s'usent, deviennent instables ou cassent de temps à autres, voici la dure réalité. Toute notion de processus automatique doit être immédiatement oubliée lorsque ces bouleversements surviennent.

Ces instabilités de production, ces interruptions ou pannes ont pour résultat une baisse de productivité et parfois des temps d'arrêt coûteux. La sécurité des travailleurs peut aussi être compromise. Toutefois, il ya des signes encourageants montrant que certaines solutions peuvent être trouvées dans les systèmes automatisés modernes qui ont mis au grand jour des informations vitales sur le processus, l'état des machines et la qualité de la production, permettant une vision plus transparente du personnel d'usine. Les problèmes sont maintenant résolus à l'aide des nouvelles capacités des systèmes SCD (Systèmes de Collecte de Données) ou SCQ (Systèmes de Contrôles de Qualité).

Visualisation du problème

En intégrant beaucoup plus de fonctions de mesures, d'analyse, de diagnostic et de visualisation de problème, il est désormais possible de déterminer l'origine d'un problème et avec l'aide des compétences interprétatives de l'humain, il est possible d'empêcher qu'il se produise à nouveau. Dans certains cas, en regardant les signes avant-coureurs d'instabilité ou de défaillance imminente, les usines peuvent se préparer à des mesures correctives nécessaires, étouffant ainsi le problème dans l'œuf et garantissant alors une haute efficacité du processus.

Certaines fonctionnalités de diagnostic et visualisation de problème ont été ajoutées tout récemment. Plutôt que de fonctionner comme l'équivalent numérique des commandes pneumatiques et des opérations manuelles qu'ils ont remplacé il y a plusieurs années de cela, les systèmes SCD et SCQ ont évolué pour devenir beaucoup plus utile pour les opérateurs, les ingénieurs de procédés et le personnel d'entretien en tant qu'équipe. L'époque où les usines de pâtes et papiers conservaient consciencieusement des rapports de production rarement utilisés et amassant la poussière est maintenant révolue. Aujourd'hui l'information est active, visible et se développe au fil des discussions.

Le processus de visualisation de problème a fait ses débuts dans les années 1990 avec l'intégration des anciens contrôles de type « PLC » des machines ainsi qu'avec les verrouillages de systèmes SCD. En affichant les fonctions logiques qui auparavant étaient cachées, les causes d'arrêt et de problèmes de démarrage peuvent être diagnostiquées et traitées rapidement, permettant ainsi au processus de se mettre en branle plus vite. Plus récemment, la surveillance de l'état des machines a été ajoutée aux capacités de diagnostic des SCD, permettant aux opérateurs de voir si une composante ou un palier particulier de la machine vibre trop ou montre des signes d'usure. Et ces informations sont affichées sur le même écran qui est utilisé pour contrôler le processus. Les opérateurs n'ont pas besoin de connaître les détails complexes de l'analyse de vibrations ; ils ont uniquement besoin de voir que quelque chose ne tourne pas rond et demander à un technicien d'entretien de vérifier le degré de gravité du problème, afin de savoir si cela doit être réparé immédiatement ou si cela peut attendre au prochain arrêt des machines. Certains problèmes comme des points d'échauffement sur les rouleaux de polymères nécessitent une attention immédiate.

Analyse intégrée

Cette intégration dans un système SCD de la surveillance de la condition vient à un moment où les services de maintenance et de production dans les usines de pâtes et papiers développent des programmes visant à coordonner leurs efforts en planification d'entretien et entretien préventif, afin de s'assurer que les objectifs de production sont respectés et que l'entretien est centré sur des besoins bien définis. La fonction d'analyse intégrée de la condition dans un SCD servira donc à promouvoir ces programmes coopératifs de planification de la maintenance et de la production, ainsi qu'à aider le personnel de l'usine à viser une disponibilité maximale du processus, et des coûts d'opérations rentables.

Au lieu d'être dans un coin de la salle de contrôle ou dans l'atelier d'entretien, les écrans de surveillance des conditions sont au beau milieu de l'action et immédiatement vus par les opérateurs. Dans un article intitulé «Operators in Maintenance" M. Christer Idhammar de chez Idcon Inc souligne l'importance d'impliquer l'opérateur dans un programme d'entretien préventif efficace. L'auteur explique, "le fait d'inclure les opérateurs dans l'entretien essentiel de l'équipement, y compris au cours des inspections d'entretien préventif, est l'une des initiatives d'amélioration de la fiabilité et de la maintenance qui peut donner le plus grand retour sur l'investissement. L'investissement est faible et les résultats en termes de fiabilité accrue et de baisse de coûts d'entretien peuvent être considérables. Pourtant, très peu d'usines de pâtes et papiers peuvent affirmer que leurs opérateurs sont largement impliqués dans ces activités." Les choses sont peut-être différentes maintenant.

Cette analyse intégrée dans le système SCD s'applique aussi aux valves et aux appareils de terrain. Avec cet outil, la performance des valves peut être suivie de près, et les problèmes imminents ainsi que leurs solutions peuvent être signalés. La maintenance peut être alors planifiée de façon proactive, avant que la stabilité du processus ou la durée de sa disponibilité soit affectée. Le coût de l'entretien est réduit puisque effectué uniquement lorsque nécessaire.

Un travail de détective

À l'aide d'analyses spectrales poussées, les systèmes SCQ analysent la variabilité de la qualité de produit mesurée en ligne pour la comparer à l'instabilité du processus. Dans de nombreux cas, ce travail de détective effectué par les ingénieurs d'usine peut conduire à une meilleure qualité et efficacité du processus. Dans l'usine à pâte, où de nombreuses instabilités sont liées aux matières premières et aux flux d'instabilité de processus, la logique floue est utilisée pour déduire les sources communes des problèmes de processus ainsi que les mesures correctives basées sur l'expérience. Un opérateur expérimenté dans une usine finlandaise a déclaré que les indicateurs de bons ou mauvais tassage de copeaux dans les colonnes ainsi que d'autres indicateurs de performance permettent d'aider l'équipe de production à élaborer de nouvelles stratégies d'exploitation, permettant d'améliorer constamment leur fonctionnement.

Il ya beaucoup de nouveaux outils de diagnostic SCD qui peuvent aider les opérateurs, les techniciens d'entretien et les ingénieurs à détecter et résoudre les problèmes. Beaucoup de ces outils sont disponibles sur les ordinateurs de bureau qui permettent une analyse à distance plus détaillée - loin de l'agitation et du bruit de la salle de contrôle. En fait, les ingénieurs papetiers et les gestionnaires de production peuvent suivre l'état du processus de chez eux par le biais d'une connexion Internet.

Mais les problèmes de fabrication de papier ou de pâte sont plus souvent résolus par un effort d'équipe, ce qui implique des réunions et des discussions - prévues ou impromptues, là où l'action se passe et où l'information de diagnostic est facilement accessible. Le meilleur endroit est souvent dans la salle de contrôle.

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Beaucoup d'outils de diagnostic de processus et de machines sont disponibles sur les ordinateurs de bureau qui permettent une analyse plus détaillée, plutôt que dans l'agitation et le bruit de la salle de contrôle. En fait, les ingénieurs papetiers et les gestionnaires de production peuvent suivre l'état du processus de chez eux par le biais d'une connexion Internet.

Stora Enso a pris en compte l'importance de cette collaboration en résolution de problèmes lorsqu'ils ont conçu la salle de contrôle pour la ligne de production PM11 de l'usine suédoise de Kvarnsveden. Cette salle de contrôle se veut un point central de réunion où les employés d'usine de divers départements et les fournisseurs peuvent se réunir et examiner les données en temps réel afin de résoudre les problèmes qui surviennent. La nécessité de ce point de rencontre est loin d'être unique à cette usine. En fait, toutes les usines devraient penser à la façon dont leurs réunions sont organisées et à la manière dont les données et les diagnostics de systèmes automatisés pourraient être - et devraient être - un élément central du processus de résolution de problème.

Si un jour les systèmes automatisés deviennent assez intelligents pour résoudre les problèmes automatiquement, alors les usines pourraient être vraiment sur le pilote automatique. Mais espérons que ce jour soit bien loin. La résolution de problèmes est ce qui nous donne le plus de défis et maintient notre vitalité. Une implication constante dans le processus est primordiale.

 


Mark-Wiliamson
Mark Williamson, Ingénieur journaliste

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