هوش مصنوعی و اینترنت اشیا در کارخانههای گندلهسازی جهان؛ حرکت عملی صنعت بهسوی Pellet Plant 4.0
در سالهای اخیر، صنعت گندلهسازی جهان وارد مرحلهای تازه از تحول دیجیتال شده است. بهکارگیری هوش مصنوعی و اینترنت اشیا دیگر محدود به آزمایشگاهها یا پروژههای تحقیقاتی نیست، بلکه بهصورت عملیاتی و صنعتی در بسیاری از کارخانههای بزرگ دنیا پیادهسازی شده و نتایج قابل اندازهگیری به همراه داشته است. این رویکرد نوین که با عنوان Pellet Plant 4.0 شناخته میشود، بر افزایش کیفیت، کاهش هزینهها و بهینهسازی مصرف انرژی تمرکز دارد.
یکی از مهمترین حوزههای تحول، کنترل هوشمند کیفیت گندله است. استفاده از بینایی ماشین و الگوریتمهای یادگیری ماشین امکان پایش آنلاین سایز گندله در بازه استاندارد، تشخیص بلادرنگ گندلههای دوقلو و پیشبینی مقاومت فشاری گندله خام و پخته را پیش از خروج از خط تولید فراهم کرده است. این فناوریها به کارخانهها کمک میکنند پیش از بروز انحراف کیفی، اصلاحات لازم را انجام دهند و از تولید محصول نامنطبق جلوگیری شود.
در بخش مصرف مواد افزودنی، مدلهای هوشمند برای بهینهسازی مصرف بنتونیت و سایر بایندرها بهکار گرفته شدهاند. این مدلها با تحلیل همزمان ویژگیهایی مانند سطح نرمی خوراک، رطوبت و دانهبندی، دوز بهینه بایندر را تنظیم میکنند. نتیجه این رویکرد، افزایش عیار آهن، کاهش عناصر نامطلوب و بهبود کیفیت متالورژیکی گندله است؛ دستاوردی که هم از نظر فنی و هم اقتصادی اهمیت بالایی دارد.
کنترل هوشمند تجهیزات گندلهسازی نیز نقش مهمی در کاهش نوسانات کیفی ایفا میکند. تنظیم خودکار زاویه و سرعت دیسک یا درام و همچنین نرخ آبپاشی، از بروز مشکلاتی مانند خیسشدگی بیش از حد یا کمبود رطوبت جلوگیری کرده و یکنواختی گندله خام را افزایش میدهد. این کنترل دقیق، زمینهساز عملکرد پایدارتر در مراحل بعدی فرآیند است.
پایش بلادرنگ رطوبت با استفاده از سنسورهای پیشرفته، یکی دیگر از ارکان Pellet Plant 4.0 بهشمار میرود. اندازهگیری لحظهای رطوبت و اصلاح آن در همان لحظه، باعث کاهش ترکخوردگی و شکست گندلهها در خشککن و افزایش بازده عملیاتی کل خط میشود.
در مرحله پیشگرم و پخت، مدلهای هوش مصنوعی برای تنظیم دما، زمان ماند و پروفایل حرارتی کوره بهکار گرفته شدهاند. این مدلها ضمن کاهش مصرف سوخت، یکنواختی مقاومت فشاری گندله را افزایش داده و نوسانات کیفیت را به حداقل میرسانند. چنین بهینهسازیهایی نقش مستقیمی در کاهش هزینه انرژی و افزایش بهرهوری دارند.
نگهداری و تعمیرات نیز با ورود هوش مصنوعی دچار تحول شده است. پایش مداوم ارتعاش، دما و صدا در تجهیزات حساس مانند فنها، رولرهای کوره و یاتاقانها، امکان پیشبینی خرابیها را فراهم کرده و توقفات ناگهانی خط تولید را بهشدت کاهش داده است. این رویکرد پیشبینانه، هزینههای تعمیراتی و ریسکهای عملیاتی را بهطور محسوسی کاهش میدهد.
در حوزه انرژی، تحلیل هوشمند مصرف گاز، برق و هوا منجر به کاهش انرژی ویژه مصرفی در هر تن گندله شده است. این موضوع علاوه بر کاهش هزینهها، با اهداف کاهش انتشار کربن و پروژههای فولاد سبز نیز همراستاست و اهمیت زیستمحیطی بالایی دارد.
یکی از پیشرفتهترین ابزارهای دیجیتال در گندلهسازی، دوقلوی دیجیتال است. شبیهسازی کامل خط واقعی تولید، امکان آزمون سناریوهای مختلف بدون ریسک تولید را فراهم میکند. تغییر ترکیب خوراک، میزان بایندر یا شرایط حرارتی میتواند ابتدا در محیط دیجیتال بررسی شده و سپس در خط واقعی اجرا شود.
پایش هوشمند زیستمحیطی نیز به بخشی جداییناپذیر از کارخانههای مدرن تبدیل شده است. اندازهگیری آنلاین آلایندهها و تنظیم خودکار تجهیزات کنترل آلودگی، ضمن بهبود عملکرد زیستمحیطی، فرآیند گزارشدهی به نهادهای نظارتی را نیز تسهیل کرده است.
در نهایت، یکپارچهسازی هوش مصنوعی با سیستمهای کنترل و مدیریت تولید، باعث تجمیع دادههای عملیاتی، آزمایشگاهی و تجربیات اپراتورها شده و تصمیمسازی هوشمند را در سطح مدیریت تولید ممکن ساخته است. این یکپارچگی، هسته اصلی حرکت بهسوی Pellet Plant 4.0 محسوب میشود.
در جمعبندی میتوان گفت هوش مصنوعی و اینترنت اشیا در صنعت گندلهسازی از مرحله آزمایش عبور کرده و به ابزاری عملی برای خلق ارزش تبدیل شدهاند. بیشترین دستاورد این فناوریها در کاهش مصرف بنتونیت، افزایش عیار آهن، کاهش انرژی و تثبیت کیفیت محصول دیده میشود. این راهکارها نهتنها در سطح جهانی، بلکه بهصورت مرحلهای و پایلوت، قابلیت پیادهسازی در ایران را نیز دارند و میتوانند نقش مهمی در ارتقای رقابتپذیری صنعت گندلهسازی کشور ایفا کنند.