Trasformare i dati in incrementi produttivi lungo l’intera catena del valore della cellulosa e della carta

Pochi settori manifatturieri devono affrontare una complessità operativa paragonabile a quella dell’industria della cellulosa e della carta. Dalle operazioni nel piazzale del legname e dai processi di produzione della cellulosa fino allo sbiancamento, all’essiccazione, alla patinatura, all’avvolgimento e alla spedizione, ogni fase produttiva dipende da variabili rigorosamente controllate che influenzano direttamente la qualità del prodotto, i costi di produzione e l’utilizzo degli asset.

Per decenni, gli stabilimenti si sono affidati a strategie di controllo convenzionali per mantenere la stabilità dei processi. Sebbene questi sistemi abbiano fornito una solida base operativa, le crescenti pressioni del mercato richiedono ora molto di più. I produttori devono contemporaneamente aumentare la produttività, ridurre il consumo energetico, diminuire l’uso di prodotti chimici, migliorare gli indicatori di sostenibilità e mantenere una qualità costante del prodotto.

Di conseguenza, la trasformazione digitale è diventata una priorità strategica in tutto il settore. Tecnologie come l’intelligenza artificiale (AI), le piattaforme dell’Industrial Internet of Things (IIoT), l’analisi avanzata, il machine learning e l’Advanced Process Control (APC) consentono agli stabilimenti di andare oltre l’automazione di base e puntare all’eccellenza operativa basata sui dati.

Molti produttori di cellulosa e carta stanno implementando architetture di automazione integrate che combinano APC, sistemi di gestione della qualità e tecnologie di controllo distribuito. Piattaforme come System 800xA di ABB sono diventate ampiamente adottate perché forniscono un ambiente unificato per la visibilità dei processi, l’ottimizzazione e il processo decisionale operativo. Le organizzazioni che valutano infrastrutture di automazione moderne possono esplorare una gamma più ampia di soluzioni di automazione industriale ABB utilizzate nei processi industriali.

L’opportunità è significativa. Gli studi di settore hanno dimostrato che programmi di digitalizzazione efficaci possono garantire incrementi della produttività dal 5% al 10%, aumenti della resa di diversi punti percentuali e riduzioni misurabili del consumo di energia, fibra, acqua e prodotti chimici. Nelle operazioni su larga scala, anche un piccolo miglioramento percentuale può tradursi in milioni di dollari di risparmi annuali.

Nonostante queste opportunità, molti stabilimenti continuano a confrontarsi con una sfida persistente: l’utilizzo dei dati. Gli impianti moderni generano ogni giorno enormi volumi di informazioni operative, eppure gran parte di questi dati rimane sottoutilizzata. Sensori, azionamenti, analizzatori, sistemi storici, sistemi di qualità, strumenti di laboratorio e applicazioni aziendali producono continuamente informazioni preziose, che spesso restano isolate all’interno di sistemi separati.

La prossima fase della digitalizzazione industriale si concentra sulla trasformazione di queste informazioni inutilizzate in dati analitici fruibili. L’APC si è affermato come una delle tecnologie più efficaci per raggiungere questo obiettivo.

Figura 1. Le moderne attività di produzione di pasta e carta dipendono da tecnologie integrate di rilevamento, controllo e ottimizzazione per migliorare l’efficienza produttiva e la qualità del prodotto.

Perché le strategie di controllo tradizionali non sono più sufficienti

I sistemi di controllo tradizionali sono progettati per mantenere le variabili di processo entro intervalli operativi prestabiliti. Sebbene questo approccio resti essenziale, spesso fatica a gestire le complesse interazioni presenti negli impianti di produzione di pasta e carta su larga scala.

Un cambiamento in un’area del processo influenza spesso molteplici operazioni a valle. Le variazioni della consistenza della pasta possono influire sulle prestazioni del processo di sbianca. I cambiamenti nei livelli di umidità possono influenzare l’efficienza dell’essiccazione. Le fluttuazioni nella qualità delle fibre possono incidere sulle caratteristiche del foglio finito. Gli operatori devono bilanciare costantemente obiettivi in conflitto, rispondendo al contempo alle mutevoli condizioni di produzione.

I loop PID convenzionali sono efficaci per il controllo di singole variabili, ma non sono progettati per ottimizzare simultaneamente decine di vincoli di processo interconnessi.

L’APC supera questa limitazione analizzando in tempo reale le relazioni tra più variabili. Invece di reagire alle deviazioni del processo dopo che si sono verificate, i sistemi APC prevedono le condizioni future e regolano proattivamente i parametri operativi.

Questa capacità predittiva consente alle cartiere di operare più vicino ai limiti prestazionali senza sacrificare la stabilità. Il risultato è una maggiore produttività, un controllo più rigoroso della qualità e una riduzione della variabilità operativa.

In molti impianti, l’APC funge da livello di ottimizzazione al di sopra del sistema di controllo distribuito (DCS). Il DCS continua a eseguire le attività di controllo regolatorio, mentre l’APC valuta continuamente le condizioni del processo e calcola i parametri operativi ottimali.

Mentre le cartiere portano avanti iniziative di trasformazione digitale, il ruolo del sistema di controllo distribuito continua ad ampliarsi. Le moderne piattaforme DCS costituiscono la base per l’APC, l’analisi dei dati, l’integrazione con gli storici e l’ottimizzazione dell’intero impianto. I lettori interessati a comprendere meglio le tecnologie che supportano queste applicazioni possono consultare alcuni esempi di sistemi di controllo distribuito comunemente impiegati negli ambienti di produzione di processo su larga scala.

Come il controllo avanzato dei processi migliora le prestazioni della cartiera

Il controllo avanzato dei processi combina la modellazione dei processi, algoritmi predittivi, tecniche di ottimizzazione e analisi dei dati in tempo reale per migliorare continuamente le prestazioni produttive.

L’obiettivo principale è semplice: massimizzare la redditività mantenendo i vincoli operativi.

Nella pratica, l'APC svolge simultaneamente diverse funzioni critiche.

In primo luogo, stabilizza i processi produttivi. La variabilità di processo è uno dei maggiori costi nascosti nella produzione di pasta e carta. Ogni fluttuazione aumenta la probabilità di deviazioni della qualità, generazione di scarti, rallentamenti della produzione e consumo energetico eccessivo.

In secondo luogo, l'APC coordina più circuiti di controllo che altrimenti opererebbero in modo indipendente. Invece di consentire a ciascun circuito di ottimizzare la propria variabile, l'APC valuta l'intero processo e determina la migliore strategia operativa complessiva.

In terzo luogo, l'APC consente agli impianti di operare più vicino ai limiti di produzione senza aumentare il rischio operativo. Ciò permette alle cartiere di ottenere una produttività aggiuntiva mantenendo margini di qualità accettabili.

In quarto luogo, l'APC migliora l'efficienza delle risorse riducendo al minimo il consumo superfluo di prodotti chimici, vapore, elettricità e acqua.

Queste capacità spiegano perché le implementazioni dell'APC garantiscono spesso un rapido ritorno sull'investimento.

Ad esempio, nei digestori della pasta, l'APC può mantenere condizioni di cottura più costanti nonostante le variazioni nella specie legnosa, nel contenuto di umidità e nelle caratteristiche della materia prima. Questa costanza migliora la qualità della pasta riducendo al contempo il consumo di prodotti chimici.

Nelle operazioni di sbianca, l'APC contribuisce a mantenere i livelli di bianco target riducendo al minimo l'uso di prodotti chimici. Valutando continuamente le condizioni del processo, il sistema individua il punto operativo più efficiente per ogni scenario produttivo.

Nelle operazioni della macchina continua, l'APC contribuisce a migliorare la qualità del foglio, ridurre le rotture, aumentare la conducibilità e ottenere una produzione più costante.

Il ruolo crescente del controllo predittivo basato su modello

Una delle tecnologie APC più efficaci utilizzate nella produzione di pasta e carta è il controllo predittivo basato su modello (MPC).

L'MPC utilizza modelli matematici che rappresentano il comportamento del processo. Questi modelli consentono al sistema di prevedere le condizioni operative future sulla base delle misurazioni correnti e dei disturbi previsti.

Invece di reagire ai cambiamenti dopo che si sono verificati, l'MPC prevede le risposte del processo prima che le deviazioni diventino significative.

Il controllore valuta molteplici possibili azioni di controllo e seleziona la strategia che soddisfa al meglio gli obiettivi di produzione, rispettando al contempo i vincoli operativi.

Questa capacità è particolarmente preziosa nelle applicazioni per l'industria della pasta e della carta, poiché molte variabili critiche comportano ritardi significativi, relazioni non lineari e interazioni complesse.

Gli esempi includono:

• Controllo della temperatura del digestore della pasta
• Ottimizzazione del forno da calce
• Gestione delle prestazioni dell'evaporatore
• Bilanciamento del sistema del vapore
• Gestione della caldaia di recupero
• Controllo dell'umidità della macchina continua
• Ottimizzazione della grammatura
• Gestione del processo di patinatura

A differenza delle strategie di controllo tradizionali, l’MPC valuta l’intero orizzonte di processo anziché reagire soltanto alle variazioni immediate delle misure. Ciò consente agli operatori di anticipare i disturbi e mantenere condizioni operative ottimali per periodi più lunghi.

Molti fornitori leader di soluzioni per l’automazione integrano oggi la tecnologia MPC nelle proprie piattaforme APC, comprese le soluzioni implementate su architetture di automazione di processo ABB, Honeywell, Emerson, Yokogawa e Schneider Electric.

La crescente disponibilità di potenza di calcolo, dati storici, analisi cloud e strumenti di machine learning ha ulteriormente ampliato l’efficacia delle applicazioni MPC in tutto il settore.

Dove l’APC offre il massimo valore negli stabilimenti moderni

Sebbene l’APC possa essere applicato in un intero stabilimento, alcune aree produttive generano costantemente i maggiori rendimenti grazie alla loro complessità, all’elevata intensità energetica e all’impatto sulle operazioni a valle.

Uno degli esempi più citati è il forno da calce. In quanto componente essenziale del ciclo di recupero chimico, i forni da calce consumano quantità considerevoli di energia e influenzano direttamente l’economia complessiva dello stabilimento.

La gestione tradizionale dei forni da calce spesso dipende fortemente dall’esperienza degli operatori. Le variazioni nella qualità del combustibile, le caratteristiche mutevoli dell’alimentazione e le condizioni ambientali fluttuanti possono creare instabilità che influisce sulla qualità del prodotto e sull’efficienza energetica.

L’APC introduce un approccio più sistematico. Monitorando continuamente i profili di temperatura, i livelli di ossigeno, le portate di combustibile e i vincoli di processo, il sistema mantiene condizioni operative stabili riducendo al minimo il consumo energetico.

Diverse applicazioni industriali hanno dimostrato riduzioni significative delle variazioni di temperatura, livelli di ossigeno inferiori e risparmi misurabili di combustibile dopo l’implementazione dell’APC. Questi miglioramenti non solo riducono i costi operativi, ma contribuiscono anche a diminuire le emissioni di gas serra.

Le caldaie di recupero rappresentano un’altra applicazione APC di grande valore. Questi impianti svolgono un ruolo centrale nel recupero chimico e nella generazione di vapore, rendendo affidabilità ed efficienza obiettivi fondamentali.

La gestione di una caldaia di recupero richiede il bilanciamento di numerose variabili interagenti, tra cui la concentrazione dei solidi nel liquor, la distribuzione dell’aria di combustione, gli obiettivi di produzione del vapore, le temperature del forno e i requisiti sulle emissioni.

I sistemi APC valutano continuamente queste relazioni e apportano regolazioni coordinate che migliorano l’efficienza della combustione, mantenendo al contempo condizioni operative sicure. Il risultato è una maggiore produzione di vapore, un recupero energetico migliorato e prestazioni di processo più stabili.

Anche i sistemi di evaporazione traggono notevoli vantaggi dall’ottimizzazione avanzata. Gli evaporatori consumano grandi quantità di vapore e hanno un impatto diretto sul ciclo di recupero.

Attraverso la modellazione predittiva e il controllo coordinato, l’APC contribuisce a massimizzare l’efficienza dell’evaporazione minimizzando al contempo il consumo di vapore. Anche piccoli miglioramenti nelle prestazioni degli evaporatori possono generare sostanziali risparmi energetici annuali per i grandi stabilimenti.

Nelle operazioni delle macchine continue per carta, l’APC si concentra spesso sul controllo dell’umidità, sulla costanza della grammatura, sull’ottimizzazione dell’essiccazione, sulla stabilità del foglio e sul miglioramento della velocità di produzione.

Poiché le macchine continue per carta operano ininterrottamente ad alte velocità, anche minime variazioni di processo possono causare significativi problemi di qualità o perdite di produzione. L’APC contribuisce a ridurre queste variazioni, consentendo agli operatori di mantenere specifiche più rigorose e aumentare al contempo la produttività della macchina.

Figura 2. Motori, azionamenti e sistemi di automazione ad alte prestazioni svolgono un ruolo fondamentale nel mantenere l’efficienza produttiva nei moderni stabilimenti di cellulosa e carta.

Il legame tra APC ed efficienza energetica

L’energia rimane una delle principali voci di costo operativo nella produzione di cellulosa e carta. I sistemi a vapore, le caldaie di recupero, le sezioni di essiccazione, le pompe, i ventilatori, i compressori, i raffinatori e i motori rappresentano complessivamente una quota significativa dei costi totali di produzione.

Storicamente, molti stabilimenti hanno concentrato gli sforzi di riduzione dei consumi energetici sull’ammodernamento delle apparecchiature. Sebbene i miglioramenti hardware rimangano importanti, le tecnologie di ottimizzazione digitale offrono sempre più spesso vantaggi comparabili o superiori senza richiedere ingenti investimenti di capitale.

L’APC contribuisce direttamente all’efficienza energetica riducendo la variabilità del processo.

Quando i processi operano in modo più costante, le apparecchiature dedicano meno tempo a compensare le perturbazioni. Il consumo di vapore diventa più prevedibile. I sistemi di essiccazione operano in condizioni più vicine a quelle ottimali. Le reazioni chimiche procedono in modo più efficiente. È possibile ridurre gli eccessivi margini di sicurezza senza aumentare il rischio operativo.

Ad esempio, le operazioni di essiccazione rappresentano spesso il maggiore consumo energetico all’interno di una macchina continua per carta. Piccole riduzioni nella variabilità dell’umidità possono diminuire significativamente il fabbisogno di vapore, mantenendo al contempo le specifiche del prodotto finito.

Analogamente, l’APC può ottimizzare le operazioni di raffinazione bilanciando l’energia immessa con le caratteristiche desiderate delle fibre. Anziché applicare un’eccessiva quantità di energia di raffinazione, il sistema regola continuamente i parametri operativi per raggiungere gli obiettivi di qualità con il minimo consumo energetico.

Con l’aumentare dell’importanza delle iniziative di sostenibilità, questi miglioramenti dell’efficienza offrono vantaggi sia finanziari sia ambientali. La riduzione dei consumi energetici abbassa i costi operativi e sostiene al contempo gli obiettivi aziendali di decarbonizzazione.

I test automatizzati della carta avvicinano il controllo qualità al tempo reale

La qualità rimane uno dei più importanti elementi di differenziazione competitiva nell’industria della cellulosa e della carta. I clienti si aspettano costanza, indipendentemente dal volume di produzione, dalla velocità della macchina o dalla variabilità delle materie prime.

I metodi tradizionali di analisi di laboratorio hanno fornito a lungo informazioni preziose sulla qualità, ma presentano anche dei limiti. I campioni devono essere raccolti, trasportati, preparati, analizzati e riportati prima di poter attuare azioni correttive.

Questo ritardo crea una distanza tra le condizioni di processo e il feedback sulla qualità.

I sistemi automatizzati per il test della carta contribuiscono a colmare questa lacuna.

Le moderne piattaforme di test possono eseguire un’ampia gamma di misurazioni con un intervento minimo da parte dell’operatore. Proprietà come resistenza alla trazione, resistenza allo scoppio, resistenza alla compressione, spessore, contenuto di umidità, brillantezza, opacità, lisciatura e rigidità possono essere valutate rapidamente e in modo coerente.

I vantaggi vanno ben oltre il risparmio di manodopera.

L’automazione migliora la ripetibilità eliminando molte fonti di variabilità umana. Aumenta inoltre la frequenza dei test, consentendo agli stabilimenti di generare set di dati significativamente più ampi di quanto sarebbe pratico con metodi manuali.

Invece di affidarsi a campioni di laboratorio occasionali, gli operatori hanno accesso a flussi continui di informazioni sulla qualità che supportano decisioni più rapide.

Questa capacità diventa particolarmente potente quando viene integrata con le piattaforme APC.

Le misurazioni della qualità possono essere integrate direttamente negli algoritmi di ottimizzazione, consentendo al sistema di controllo di adattare continuamente le condizioni operative in risposta ai requisiti variabili del prodotto.

Anziché limitarsi a rilevare i problemi di qualità dopo la produzione, il sistema lavora attivamente per prevenirli.

Perché la qualità dei dati è importante quanto il controllo di processo

Il successo di qualsiasi iniziativa APC dipende in larga misura dalla qualità dei dati.

Molti stabilimenti dispongono di migliaia di sensori distribuiti in tutta la struttura. Tuttavia, la sola quantità di sensori non garantisce informazioni utili.

Misurazioni inaccurate, deriva della calibrazione, guasti nelle comunicazioni, lacune nello storico e pratiche incoerenti di raccolta dei dati possono limitare l’efficacia dei programmi di ottimizzazione.

Di conseguenza, i principali progetti di trasformazione digitale iniziano spesso con valutazioni della strumentazione.

Prima di implementare analisi avanzate o applicazioni APC, gli ingegneri valutano lo stato dei sensori, l’infrastruttura di comunicazione, le prestazioni dello storico e le pratiche di gestione dei dati.

Gli aggiornamenti della strumentazione offrono spesso vantaggi sostanziali di per sé. I moderni trasmettitori, analizzatori, sistemi di monitoraggio delle vibrazioni, controlli intelligenti dei motori e dispositivi abilitati all’IIoT migliorano la visibilità sugli asset produttivi critici.

Ad esempio, le tecnologie di monitoraggio delle condizioni possono identificare i problemi delle apparecchiature in fase di sviluppo prima che causino costosi tempi di inattività. I programmi di manutenzione predittiva utilizzano l’analisi delle vibrazioni, il monitoraggio della temperatura e algoritmi di apprendimento automatico per rilevare i primi segnali di deterioramento degli asset.

Queste informazioni completano l’APC garantendo che gli asset produttivi rimangano in grado di eseguire in modo affidabile le strategie di ottimizzazione.

Senza apparecchiature in buone condizioni e misurazioni affidabili, anche la piattaforma di ottimizzazione più sofisticata non può garantire risultati sostenibili.

Collegare Information Technology e Operational Technology

Uno dei cambiamenti più significativi in atto nella produzione di pasta di legno e carta è la convergenza tra Information Technology (IT) e Operational Technology (OT).

Storicamente, i sistemi di produzione e i sistemi aziendali operavano in modo indipendente. Le reti di controllo dei processi si concentravano sul funzionamento delle apparecchiature, mentre le applicazioni aziendali gestivano pianificazione, approvvigionamento, inventario e attività finanziarie.

Oggi, questi ambienti sono sempre più connessi.

Ora i dati di produzione fluiscono dagli strumenti di campo attraverso PLC, PAC, piattaforme DCS, sistemi historian, sistemi di esecuzione della produzione (MES) e ambienti software aziendali. Questa integrazione crea nuove opportunità per la visibilità operativa e l’ottimizzazione aziendale.

I responsabili degli stabilimenti possono valutare le prestazioni della produzione quasi in tempo reale. I team di manutenzione ottengono accesso a informazioni predittive sullo stato degli asset. Il personale della catena di approvvigionamento riceve previsioni di produzione migliori. La dirigenza ottiene una maggiore visibilità sugli indicatori delle prestazioni operative.

Il risultato è un’organizzazione più agile, capace di rispondere più rapidamente alle mutevoli condizioni di mercato.

Tuttavia, questa connettività introduce anche considerazioni relative alla cybersicurezza. Con l’espansione della digitalizzazione, gli stabilimenti devono proteggere i sistemi di controllo critici da minacce informatiche sempre più sofisticate.

La trasformazione digitale di successo richiede quindi una strategia equilibrata che combini efficienza operativa, affidabilità dei sistemi e resilienza alla cybersicurezza.

I sistemi di controllo qualità diventano risorse strategiche per la produzione

Mentre l’APC si concentra sull’ottimizzazione delle prestazioni del processo, i sistemi di controllo qualità (QCS) forniscono la visibilità necessaria per garantire che ogni decisione di ottimizzazione sia conforme alle specifiche del prodotto.

I moderni clienti della carta richiedono tolleranze sempre più ristrette. I produttori di imballaggi, i produttori di carta tissue, i fornitori di carte speciali e i produttori di carta da stampa richiedono tutti caratteristiche del prodotto uniformi in ogni ciclo di produzione.

Soddisfare queste aspettative diventa difficile quando le velocità di produzione superano diverse migliaia di metri al minuto.

È qui che le piattaforme QCS offrono un valore eccezionale.

A differenza dei tradizionali test di laboratorio, le soluzioni QCS monitorano continuamente i parametri critici della qualità durante tutta la produzione. I sensori di scansione attraversano l’intera larghezza del foglio, raccogliendo misurazioni che aiutano gli operatori a identificare le variazioni prima che diventino problemi significativi di qualità.

Le misurazioni principali includono comunemente:

• Grammatura
• Profilo di umidità
• Spessore del foglio
• Grammatura del rivestimento
• Orientamento delle fibre
• Contenuto di ceneri
• Opacità
• Luminosità
• Uniformità del colore

Queste misurazioni forniscono una visione completa delle prestazioni della macchina e della qualità del prodotto. Invece di affidarsi a campioni periodici, gli operatori ottengono una visibilità continua su ogni fase della produzione.

Quando QCS è integrato con APC, diventa ancora più potente.

Le misurazioni della qualità possono influenzare automaticamente le regolazioni del processo, creando un ambiente di ottimizzazione a ciclo chiuso in cui l’efficienza produttiva e la qualità del prodotto vengono gestite simultaneamente.

Questa integrazione riduce la produzione fuori specifica, minimizza i reclami dei clienti, diminuisce la generazione di scarti e migliora la redditività complessiva.

Per gli impianti ad alta capacità che producono migliaia di tonnellate di carta al giorno, anche piccoli miglioramenti nella coerenza della qualità possono generare notevoli ritorni economici.

L’intelligenza artificiale amplia l’ambito dell’ottimizzazione dei processi

Sebbene le tecnologie APC e QCS siano utilizzate con successo da molti anni, i recenti progressi nell’intelligenza artificiale stanno ampliando ciò che gli impianti possono ottenere dai dati operativi.

Gli algoritmi di apprendimento automatico possono identificare schemi difficili da riconoscere per i sistemi di controllo tradizionali o per gli operatori umani.

Analizzando anni di dati storici sulla produzione, le piattaforme di IA possono individuare correlazioni tra la qualità delle materie prime, le condizioni di processo, le prestazioni delle apparecchiature, le variabili ambientali e le caratteristiche del prodotto finale.

Questa capacità supporta una nuova generazione di applicazioni di ottimizzazione.

Ad esempio, i modelli di apprendimento automatico possono prevedere i risultati relativi alla qualità della carta prima del completamento della produzione. Gli operatori ricevono un avviso in anticipo quando le condizioni di processo indicano una maggiore probabilità di deviazioni della qualità.

Anche i team di manutenzione possono trarre vantaggio dall’analisi basata sull’IA.

I guasti alle apparecchiature raramente si verificano senza preavviso. Motori, pompe, riduttori, raffinatori, sistemi per il vuoto e macchinari rotanti generano in genere variazioni misurabili nelle vibrazioni, nella temperatura, nel consumo energetico o nel comportamento del processo prima che si verifichi un guasto.

I sistemi di IA analizzano continuamente questi segnali e identificano condizioni operative anomale che possono indicare problemi in fase di sviluppo nelle apparecchiature.

Questo approccio supporta strategie di manutenzione predittiva che riducono i tempi di fermo non pianificati e migliorano l’utilizzo degli asset.

In molti impianti, i programmi di manutenzione predittiva operano oggi insieme alle iniziative APC nell’ambito di una più ampia strategia di trasformazione digitale.

La combinazione crea un potente quadro operativo in cui i processi vengono continuamente ottimizzati, mentre gli asset critici vengono monitorati senza interruzioni.

Figura 3. Tecnologie digitali come l’IA, l’IIoT, l’analisi dei dati, l’APC e la manutenzione predittiva aiutano i produttori di cellulosa e carta a migliorare la resilienza e le prestazioni operative.

Come le principali piattaforme di automazione supportano l’implementazione dell’APC

L’efficacia dell’APC dipende in larga misura dall’infrastruttura di automazione che lo supporta. Fortunatamente, gli impianti moderni per la produzione di cellulosa e carta hanno accesso a piattaforme di controllo altamente capaci, progettate specificamente per le industrie di processo complesse.

System 800xA di ABB rimane una delle soluzioni più riconosciute del settore e combina controllo di processo, integrazione elettrica, applicazioni APC, funzionalità di historian e gestione degli asset in un ambiente unificato. La capacità della piattaforma di integrare informazioni provenienti da più aree produttive la rende particolarmente adatta alle operazioni su larga scala nel settore della cellulosa e della carta.

Honeywell Experion PKS offre un’altra architettura ampiamente adottata negli impianti ad alta intensità di processo. Il suo approccio integrato al controllo di processo, alla gestione degli allarmi, all’efficacia degli operatori e alla visibilità dell’intero impianto supporta le iniziative di ottimizzazione sia nei sistemi di produzione sia in quelli ausiliari.

Emerson DeltaV continua a svolgere un ruolo significativo nei mulini che ricercano elevati livelli di stabilità del processo e flessibilità operativa. Le sue avanzate capacità di controllo, unite a strumenti estesi di analisi e supporto durante il ciclo di vita, aiutano gli operatori a migliorare le prestazioni mantenendo l’affidabilità del sistema.

Yokogawa CENTUM VP viene spesso scelto per gli impianti che danno priorità alla continuità operativa e alla disponibilità del sistema nel lungo periodo. Il suo design incentrato sul processo supporta applicazioni APC complesse, mantenendo al contempo l’elevata affidabilità attesa negli ambienti di produzione continua.

Indipendentemente dalla scelta del fornitore, le implementazioni APC di successo condividono generalmente diverse caratteristiche comuni: strumentazione affidabile, un’infrastruttura di controllo robusta, modelli di processo accurati, un forte coinvolgimento degli operatori e un monitoraggio continuo delle prestazioni.

La tecnologia da sola raramente garantisce il successo. Risultati sostenibili richiedono impegno organizzativo e sforzi continui di ottimizzazione.

Verso il mulino autonomo

Il concetto di operazioni autonome sta rapidamente attirando l’attenzione in tutto il settore della cellulosa e della carta.

Un mulino autonomo non elimina il coinvolgimento umano. Piuttosto, utilizza tecnologie avanzate di automazione per consentire al personale di concentrarsi su decisioni a maggior valore aggiunto, mentre le attività di ottimizzazione di routine vengono eseguite automaticamente.

In questa visione, l’APC gestisce continuamente la stabilità del processo. Il QCS mantiene la qualità del prodotto. L’IA prevede le condizioni operative future. I sistemi di manutenzione predittiva individuano i rischi per le apparecchiature prima che si verifichino guasti. I gemelli digitali simulano scenari operativi. Gli operatori supervisionano la produzione attraverso piattaforme avanzate di visualizzazione, anziché regolare manualmente singoli anelli di controllo.

Diversi leader del settore hanno già iniziato a implementare elementi di questa strategia.

I modelli di apprendimento automatico supportano la pianificazione della produzione. I sistemi automatizzati di controllo qualità riducono il carico di lavoro dei laboratori. Le applicazioni APC ottimizzano continuamente gli asset ad alta intensità energetica. Le piattaforme di analisi basate sul cloud offrono visibilità operativa a livello aziendale.

Sebbene gli impianti completamente autonomi restino un obiettivo a lungo termine, le tecnologie alla base stanno già generando oggi un valore aziendale misurabile.

La transizione sta avvenendo gradualmente, anziché attraverso un unico progetto di trasformazione. Ogni implementazione APC completata con successo, ogni iniziativa di manutenzione predittiva e ogni applicazione dell’IA avvicinano gli impianti a un modello operativo più autonomo.

Dai dati di processo al vantaggio competitivo

L’industria della cellulosa e della carta è entrata in una nuova era, in cui le prestazioni operative dipendono sempre più dall’efficacia con cui le organizzazioni utilizzano i dati.

Il controllo avanzato dei processi, i sistemi di test automatizzati, i sistemi di controllo qualità, l’intelligenza artificiale e le tecnologie IIoT non sono più concetti sperimentali. Stanno diventando strumenti essenziali per migliorare redditività, sostenibilità e competitività.

Gli impianti che integrano con successo queste tecnologie possono ridurre la variabilità, migliorare la costanza dei prodotti, diminuire il consumo energetico, ottimizzare l’utilizzo delle risorse e aumentare la produttività senza importanti ampliamenti fisici.

Le implementazioni di maggior successo dimostrano che la trasformazione digitale non consiste semplicemente nel raccogliere più informazioni. Il vero valore deriva dalla trasformazione dei dati operativi in informazioni fruibili che migliorano il processo decisionale lungo l’intera catena del valore.

Con l’evolversi delle esigenze produttive, l’APC continuerà a essere una delle tecnologie abilitanti più importanti per aiutare i produttori di cellulosa e carta a colmare il divario tra eccellenza operativa e performance aziendale a lungo termine.