ProcTwin - Integrierte Modellierung für nachhaltige und optimierte Stahlherstellungsprozesse

Ausgangssituation:

Die Stahlproduktion umfasst mehrere Verarbeitungsschritte – wie Stranggießen, Wiedererwärmen, Warmumformen, Abschrecken und Richten – die zwar separat gesteuert werden, jedoch stark über gemeinsame Parameter miteinander verknüpft sind. Diese Abhängigkeiten erschweren eine durchgängige Optimierung der gesamten Prozesskette, obwohl bekannt ist, dass Prozessoptimierung den CO₂-Fußabdruck erheblich reduzieren kann. Viele kritische Prozessdaten sind nicht direkt messbar, und neue digitale Werkzeuge werden benötigt, um den Übergang zu einer nachhaltigeren Stahlproduktion zu beschleunigen.

Projektziele:

  • Entwicklung einer Demonstrationsplattform, um den optimalen Einsatz mehrerer Verarbeitungsschritte in einer Stahlherstellungskette vorherzusagen und zu visualisieren
  • Ermöglichung einer intelligenten Optimierung von Energieeffizienz und Produktqualität mittels integrierter numerischer Modellierung
  • Anwendung und Validierung der Ansätze in zwei industriellen Use Cases bei Celsa (ES) und SSAB (SE)
  • Verbesserung der Prozesssteuerung und Unterstützung der Bediener über die gesamte Produktionskette hinweg

Innovative Ansätze:

  • Intelligente Kopplung der vernetzten Prozessschritte durch numerische Simulationen, Soft-Sensoren, Prozessdaten und verteiltes maschinelles Lernen

Integrierte numerische Modellierung, die Wechselwirkungen, Abhängigkeiten und Rückkopplungsschleifen zwischen den Prozessstationen abbildet

  • Anpassung physikalisch basierter Modelle jedes Prozessschritts, um kritische, nicht messbare Daten zu generieren
  • Entwicklung neuer Sensoren und sicherer Datenintegrationsmethoden für den zuverlässigen und effizienten Austausch industrieller Daten
  • Verteiltes maschinelles Lernen zur Vorhersage komplexer Prozessketten mit großen Parameterumfängen
  •  Zusammenführung aller Technologien in einer einheitlichen Demonstratorplattform

Nutzen für die Industrie:

  • Verbesserte Energieeffizienz und reduzierte Stillstands- bzw. Leerlaufzeiten
  • Höhere Produktqualität durch bessere Vorhersagen und Abstimmung der einzelnen Prozessschritte
  • Schnellere und effektivere Transformation hin zu einer CO₂-armen und nachhaltigen Stahlproduktion
  • Verbesserte Bedienerunterstützung durch datengestützte Einblicke und Prozessvisualisierung
  • Bessere Nutzung bestehender Anlagen durch optimierte Prozessketten

Fördermittelgeber:

Weitere Informationen:

https://www.estep.eu/clean-steel-partnership/proctwin

https://www.linkedin.com/company/proctwin-project/

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