Wie konnte ArcelorMittal, ein international führendes Unternehmen in der Stahlindustrie, dank künstlicher Intelligenz Energieeinsparungen ...
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Erfolgsgeschichte
Wie konnte ArcelorMittal,
ein international
führendes Unternehmen
in der Stahlindustrie, dank
künstlicher Intelligenz
Energieeinsparungen
erzielen?
ArcelorMittal Erfolgsgeschichte Das Unternehmen ArcelorMittal Der weltweit führende Stahlkonzern ArcelorMittal mit einer Produktion von 96 Millionen Tonnen im Jahr 2018 beschäftigt rund 209.000 Mitarbeiter in mehr als 60 Ländern und verfügt weltweit über rund 100 Werke. Der Umsatz von ArcelorMittal betrug 2019 fast 64 Milliarden Euro. Am Standort Belval in Luxemburg befindet sich ein integriertes Werk von ArcelorMittal mit drei Werkstätten: ein Elektrostahlwerk, ein Walzwerk zur Herstellung von Trägern und Winkelprofilen und ein zweites Walzwerk zur Herstellung von Spundwänden (große Stahlstäbe zur Aufnahme von Erde oder Wasser zur Herstellung von Kaimauern, Deichen, Tiefgaragen, Tunneln, Brücken oder Straßen). Die Herausforderung bei ArcelorMittal Mit einem Verbrauch von ca. 600 GWh Strom und 800 GWh Gas ist der Standort Belval besonders energieintensiv. Die größten Gasverbraucher sind die beiden Balkenöfen zur Wiederaufheizung des Stahls vor dem Walzen (jeweils ca. 300 GWh). Die von ArcelorMittal Belval herangetragene Herausforderung bestand darin, den Mehrwert des Einsatzes von digitalen Werkzeugen und künstlicher Intelligenz zu testen. Ziel war es die energiebezogene Leistung des Ofens einer der beiden Walzwerke zu verbessern, der 5 Millionen Euro Gas pro Jahr verbraucht. Die energiebezogene Leistung des Ofens wird von einem engagierten Energiemanager genau überwacht, der von Experten für den Betrieb von Glühöfen innerhalb von ArcelorMittal unterstützt wird. Unter den Herausforderungen des Konzerns sind Führung, Modernisierung des Produktionswerkzeugs, Kontrolle des CO2-Fußabdrucks und Nachhaltigkeit die wichtigsten strategischen Ausrichtungen: Jede Art von Verbesserungsmöglichkeit (z. B. Verfahren der Industrie 4.0) werden berücksichtigt. In dem Bestreben, die Energieeffizienz zu optimieren, beschloss ArcelorMittal Belval dann dieses spezielle Projekt im Jahr 2018 zu starten.
ArcelorMittal Erfolgsgeschichte
Das Treffen mit Energiency
ArcelorMittal war auf der Suche nach einer Technologie:
- die einfach zu bedienen ist für Produktionsabteilungen, Wartungspersonal oder für
Arbeiter im Feld.
- die es ihnen ermöglichen würde ihre Daten zu analysieren, um die Auswirkungen ihrer
Maßnahmen auf die Energieeinsparung zu messen und entsprechende Empfehlungen zu
erhalten.
- deren Investition sich in weniger als 2 Jahren rentiert.
Der Energielieferant des Standorts Belval, SOTEL, hatte Energiency als die Software für
industrielle energiebezogene Leistung identifiziert und im Jahr 2018 den Kontakt hergestellt.
Die implementierte Methoden
Phase 1: Energiency beginnt mit der Untersuchung des Energieeinsparpotenzials basierend
auf historischen Daten. ArcelorMittal und Energiency verarbeiteten gemeinsam mehr als 1600
Datenströme aus dem Ofen, mit einer zeitlichen Auflösung von einer Sekunde über ein Jahr ("Big
Data"-Projekt).
Phase 2: Energiency entwickelt ein machine-learning Modell des Gasverbrauchs, das auf
verschiedenen Produktionsparametern (verwendetes Material, Layout, Typ, Länge usw.) basiert.
Das Modell erreicht eine Genauigkeit von 98%. Der von Energiency angekündigte potenzielle
Gewinn beträgt 2 % Gewinn pro Jahr bei einem Verbrauch von 5 Mio. €/a; d. h. 100.000 €
pro Jahr an Einsparungen.
3Phase 3: Nachdem die Verantwortlichen für Wartung und Technik vom Modell überzeugt sind,
geben Sie das “Go”, das Energiency-Modell in Produktion zu nehmen und ArcelorMittal bei der
Berechnung von KPIs und der Identifizierung von Einflussfaktoren bzgl. der Energieperformanz zu
begleiten. Zu den wichtigsten Ergebnissen, die durch Energiency bei der Produktion in den ersten
beiden Jahren erzielt wurden, gehören:- Jahr 1: Die Identifizierung eines betrieblichen Problems
mit der Ablagerung einer Zunderschicht im Ofen, die vorgeschlagenen Parameteränderungen des
Ofenbetriebs und die Erreichung vermiedener Abschaltungen.- Jahr 2: Verbesserung und
Neulernen des Modells zur Erkennung der ersten Energiesparmaßnahmen (3 %).
4Phase 4: Zusammenarbeit an neuen Data-Science Studien zur Identifikation neuer
Quellen für Energieeinsparungen.ArcelorMittal Erfolgsgeschichte
Beachtliche Ergebnisse in weniger als 2 Jahren
Nach mehreren Iterationen von Anpassungen und Aktualisierungen des Modells, um stets neue
Einflussparameter zu berücksichtigen, wurden reale Energieeinsparungen erzielt: Der Standort
ArcelorMittal Belval hat seit der Unterstützung durch Energiency mehr als 3 % seiner
Energiekosten eingespart und damit das ursprüngliche Ziel übertroffen.Das bedeutet :
- eine Einsparung von 150.000 Euro der jährlichen Energiekosten,
- eine Einsparung von 9 GWh des jährlichen Energieverbrauchs.
Darüber hinaus war eine der Voraussetzungen für die Implementierung eines 4.0-Werkzeugs,
dass die Technologie von den Produktionsmitarbeitern angenommen wird. Die künstliche
Intelligenz von Energiency ermöglichte dem Team von ArcelorMittal Energy eine bessere
technische Zusammenarbeit und einen besseren Dialog mit den Produktions- und
Wartungsteams.
Außerdem bieten die Anwendung und die Studien eine neue Sichtweise auf die Analysen, die zu
Effizienzpraktiken gemacht werden können, sowie einen echten Wissensaustausch mit anderen
Standorten der Gruppe.
Das Team von Energiency ist sehr dynamisch und passt sich perfekt an unsere Anfragen
an. Sie führen für uns statistische Studien durch die wir intern nicht umsetzen können, weil
bei uns diese Kompetenzen fehlen. Die Teams von ArcelorMittal haben vollstes Vertrauen
wenn man sich die konkreten Maßnahmen und Gewinne ansieht, die wir dank der Studien
und der Software erzielt haben. Wenn ich mit Energiency arbeite, habe ich nicht den
Eindruck, dass es einen Unterschied zwischen uns gibt. Die Qualität der Arbeit ist wirklich
ausgezeichnet..
Souad Mejri, Umwelt- und Energieingenieurin am ArcelorMittal-Standort Belval.ArcelorMittal Erfolgsgeschichte
Alltägliche Unterstützung
Tägliche Berichte mit KI-Ergebnissen werden von der Energiency-Anwendung automatisch an
das Betriebspersonal von ArcelorMittal (Produktion, Wartung, Energie) gesendet, um
Leistungsindikatoren und Empfehlungen für die täglich, wöchentlich und monatlich
durchzuführenden Arbeiten zu liefern.
Über die Anwendung können die Teams von ArcelorMittal in Zusammenarbeit mit Energiency
auch eventuelle Betriebsprobleme des Ofens im Falle einer Abweichung der
energiebezogenen Leistung schneller sichtbar machen.
Bei den Treffen der Energiency-Data-Scientists und den Energiemanagern werden neue
Arbeitsbereiche und die Optimierung des Verbrauchs besprochen. Das KI-Modell wird
regelmäßig aktualisiert, so dass neue Einstellungen für die Ofenparameter entdeckt werden
können..
Die nächsten Schritte
Am Standort Belval möchte ArcelorMittal weiter vorankommen, indem es durch die
Weiterentwicklung des Modells nach neuen Energieeinsparungen sucht. Darüber hinaus
möchte die Gruppe das Projekt auf andere Standorte ausweiten.
Ich bin zuversichtlich, dass mit der künstlichen Intelligenz und den Studien von Energiency
neue Ideen entstehen werden, die uns noch energieeffizienter machen. Wir haben den Aspekt
der Wärmebilanz noch nicht berücksichtigt, den wir in unsere Zusammenarbeit mit
Energiency integrieren wollen, insbesondere an unseren anderen Industriestandorten.
Souad Mejri, Umwelt- und Energieingenieurin am ArcelorMittal-Standort BelvallArcelorMittal Erfolgsgeschichte
Fazit
Das Beispiel von ArcelorMittal beweist, dass durch die Suche nach Energieeinsparpotenzialen
erhebliche Budgeteinsparungen erzielt werden können. Für ArcelorMittal hat sich die Investition
in weniger als sechs Monaten amortisiert, dank der engen und regelmäßigen Zusammenarbeit
zwischen den Teams und den Modellanpassungen, die während der Partnerschaft vorgenommen
wurden.
Durch die Analyse historischer Daten haben Sie uns geholfen, die Ofenbeschickung zu verbessern.
Ihre Diagramme zeigen deutlich einen signifikanten Gewinn von mehr als 3 % im Vergleich zu
unserer traditionellen Beladungsmethode.”
Souad Mejri, Umwelt- und Energieingenieurin am ArcelorMittal-Standort Belvalflorian.schaefer@energiency.com
+49 151 517 29 405
@energiency
energiency.com/de
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