Big data and analytics in paper mill maintenance
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2017-10-30
Department
Major/Subject
Energiatekniikka
Mcode
K3007
Degree programme
Energia- ja LVI-tekniikan koulutusohjelma
Language
en
Pages
62
Series
Abstract
The maintenance of the press section rolls compose a significant share of the paper mill’s overall maintenance costs, which is the reason its analyzation has been selected as a main focus of this thesis. This thesis has three objectives. The main objective is to investigate, if the maintenance need of the press section rolls can be noticed or predicted by utilizing the data gathered from the paper mill. The second objective is to analyze the energy saving potential of the paper mill. The third objective is to investigate, if Big data can be exploited, in general, in the paper machine maintenance. The paper machine of the target company generates data to several different systems and databases, whose integration gives Big data character to this thesis. The theoretical part of the thesis introduces the structure of the paper machine. Press section and its rolls are discussed more precise, as they are the main focus of this thesis. Moreover, traditional and more advanced maintenance concepts’ differences, weak-nesses and strengths are compared to each other. This comparison creates an understanding of the significance of the maintenance developing. The exploitation of the data is in a central role in this development, where the maintenance moves from preventive maintenance towards condition-based and predictive maintenance. Thus, the theory of fault diagnostics and prognostics are introduced in the theoretical part of this thesis. The investigation of the press section roll are in key role in this thesis, because the amount of their roll changes. The operation of these rolls are investigated from several perspectives and their influence to other process variables are profoundly analyzed. In addition to that, the energy consumption of paper machine and the possible energy saving potential are analyzed. The energy consumption of different sub processes are analyzed, and the different shifts’ and crews’ effect on the energy consumption are investigated. Moreover, this thesis presents examples of Valmet’s competitors Big data innovations. These are used as a tool to consider the Valmet’s possibilities to utilize Big data in order to develop the paper mill maintenance.Paperikoneen puristinosan telojen kunnossapito muodostaa olennaisen osan koko paperikoneen kunnossapitokustannuksista, minkä takia sen analysointi on valittu tämän diplomityön pääkohteeksi. Tällä diplomityöllä on kolme tavoitetta, päätavoitteena on tutkia voidaanko kohteena olevan paperitehtaan puristinosan telojen kunnossapitotarvetta ennakoida tai ennustaa paperikoneesta saatavan datan avulla. Työn toisena tavoitteena on tutkia mahdollisia energiansäästökohteita koko tehtaan tasolla. Kolmas tavoite on tutkia voidaanko Big dataa ylipäänsä hyödyntää paperikoneen kunnossapidossa. Kohdeyrityksen paperikone tuottaa dataa lukuisiin eri järjestelmiin ja tietokantoihin, joiden yhdisteleminen antaa Big data-luonteen tälle työlle. Työn alussa esitellään paperikoneen rakenne, joista puristinosaa ja sen teloja tarkastellaan tarkemmin, sillä ne ovat tämän työn keskiössä. Teoriaosuudessa käsitellään sekä perinteisten että kehittyneempien kunnossapitokonseptien keskeisiä eroja, heikkouksia ja vahvuuksia. Näiden vertailu luo käsityksen kunnossapidon kehittämisen merkityksestä. Datan hyödyntäminen on keskeisessä osassa tässä kehittämisessä, jossa kunnossapito siirtyy ennakoivasta kunnossapidosta kohti kuntoon perustuvaa ja edelleen ennustavaa kunnossapitoa. Tämän takia käydään läpi dataan perustuvaa laitteen vikaantumisien määrittämisen ja ennustamisen teoriaa. Puristinosan imutelojen tutkiminen on keskeisessä roolissa tässä työssä, sillä niiden vaihtaminen on ollut tiheintä. Niiden toimintaa tutkitaan useasta eri näkökulmasta ja niiden vaikutusta muihin muuttujiin tutkitaan syvällisesti. Tämän lisäksi analysoidaan koko paperitehtaan energiankulutusta ja mahdollisia energiansäästökohteita. Paperikoneen eri osaprosessien energiankulutus analysoidaan ja tutkitaan miten eri työvuorot ja miehistöt vaikuttavat energiankulutukseen. Tämän lisäksi esitetään esimerkkejä Valmetin kilpailijoiden Big data-innovaatioita ja pohditaan niiden kautta Valmetin mahdollisuuksia hyödyntää Big dataa paperikoneen kunnossapidossa.Description
Supervisor
Ahtila, PekkaThesis advisor
Salo, MarkkuKeywords
big data, data-analytiikka, kunnossapito, energiatehokkuus, paperikone, tela