Zastosowanie Sztucznej Inteligencji w zakładzie przetwórstwa mięsa

Chłodzenie odgrywa kluczową rolę w przemyśle spożywczym, zapewniając zarówno jakość produktu, jak i zgodność z przepisami. Tradycyjne systemy chłodnicze opierające się na stałych nastawach często nie są w stanie dostosować się do zmiennych obciążeń produkcyjnych, co prowadzi do nieefektywności energetycznej. Niniejszy artykuł przedstawia, jak Agrofirma Krekenavos, jedna z największych firm przetwórstwa mięsa w krajach bałtyckich, wdrożyła rozwiązanie DWEEN, oparte na technologii Cyfrowego Bliźniaka wspieranego Sztuczną Inteligencją. Ta technologia automatycznie dostosowuje ciśnienia i temperatury odparowania w oparciu o warunki w czasie rzeczywistym. Po wdrożeniu rozwiązania w 2022 roku Agrofirma Krekenavos osiągnęła imponującą redukcję zużycia energii elektrycznej o 37,3% w ciągu pierwszych miesięcy, podkreślając potencjał systemu do znaczącej poprawy efektywności energetycznej w różnych środowiskach przemysłowych.

Potrzeba inteligentniejszych rozwiązań chłodniczych

Wydajne chłodzenie ma kluczowe znaczenie nie tylko dla zachowania bezpieczeństwa produktów i spełnienia europejskich norm żywnościowych, ale jest również niezbędne do kontrolowania kosztów operacyjnych i minimalizowania wpływu na środowisko. Tradycyjnie w wielu obiektach urządzenia chłodnicze pracują na stałych lub ręcznie regulowanych nastawach, co utrudnia szybkie reagowanie na zmiany wielkości produkcji, wahania temperatury zewnętrznej lub zmiany sezonowe. Takie reaktywne podejście prowadzi do nieoptymalnej wydajności i wyższego zużycia energii elektrycznej.

Sprostanie tym wyzwaniom wymaga inteligentnych rozwiązań sterujących, które wykorzystują dane w czasie rzeczywistym do optymalizacji parametrów chłodzenia. Integrując technologię cyfrowego bliźniaka i sztuczną inteligencję, firmy mogą stale przewidywać potrzeby w zakresie chłodzenia i proaktywnie regulować wartości zadane, maksymalizując wydajność bez poświęcania jakości produktu lub standardów bezpieczeństwa żywności.

Studium przypadku 

Ten artykuł koncentruje się na Agrofirma Krekenavos, jednej z wiodących firm przetwórstwa mięsnego w krajach bałtyckich. W 2022 r. firma rozpoczęła projekt modernizacji swoich układów chłodniczych, aby sprostać rosnącym wymaganiom w zakresie redukcji kosztów, oszczędności energii i zrównoważonego rozwoju.

Kluczowe wyzwania obejmowały wysokie zużycie energii elektrycznej w chłodnictwie, utrzymanie wydajności przy stale zmieniających się obciążeniach produkcyjnych oraz uwzględnienie zmienności sezonowej. Agrofirma Kreken Krekenavos ava dostrzega znaczne różnice we wzorcach produkcji między zimą a latem, co wymaga dynamicznego podejścia do sterowania, które może reagować na te zmiany.

Wprowadzając system cyfrowego bliźniaka DWEEN, firma Agrofirma Krekenavos sprostała tym wyzwaniom. W ciągu zaledwie kilku miesięcy działania system zapewnił około 37,3% oszczędności w zużyciu energii elektrycznej. Sukces ten podkreśla transformacyjny wpływ inteligentnych rozwiązań sterujących chłodnictwem na dużą skalę.

Wewnątrz cyfrowego bliźniaka: architektura i projekt

W ramach rewolucji Przemysłu 4.0 technologia Digital Twin stała się kluczowym czynnikiem umożliwiającym zwiększenie efektywności energetycznej i optymalizację procesów przemysłowych. Wykorzystując analizę danych w czasie rzeczywistym, modelowanie matematyczne, prognozowanie i uczenie maszynowe, nawet prognozę pogody, cyfrowe bliźniaki tworzą precyzyjne wirtualne repliki systemów fizycznych, umożliwiając ciągłą analizę i przewidywanie przyszłych warunków.

Inteligentny Cyfrowy Bliźniak (ICB) rozwija tę koncepcję, nie tylko monitorując i analizując dane systemowe, ale także dynamicznie dostosowując swoje modele i dokonując regulacji sterowania w czasie rzeczywistym. W przeciwieństwie do konwencjonalnych cyfrowych bliźniaków, które zapewniają przede wszystkim wgląd w bieżący stan, ICB przewiduje przyszłe scenariusze i aktywnie optymalizuje parametry sterowania, aby osiągnąć cele operacyjne.

Architektura ICB integruje dane z różnych źródeł, w tym z inteligentnych liczników, systemów SCADA, sterowników PLC i systemów ERP, oferując całościowy wgląd zarówno w stronę zasilania (operacje sprężarek), jak i zapotrzebowania (zużycie chłodu). Centralny koncentrator danych przetwarza dane w czasie rzeczywistym i przesyła zoptymalizowane wartości zadane do systemu sterowania w celu płynnej, ciągłej regulacji. Wdrożenie rozwiązania nie wymaga żadnego dodatkowego sprzętu technologicznego.

Ponadto system jest połączony z pętlą sterowania PID, umożliwiając aktualizację wartości zadanych i współczynników w czasie rzeczywistym, co zapewnia najwyższy poziom wydajności operacyjnej. Zaprojektowana zgodnie z normami ISO 23247 dla cyfrowych bliźniaków w produkcji, architektura rozwiązania jest zgodna z najlepszymi praktykami branżowymi, zapewnia interoperacyjność i niezawodne działanie systemu.

Osiągnięte oszczędności: 37,3% redukcji zużycia energii elektrycznej

Agrofirma Krekenavos monitorowała kilka wskaźników sprawności, przede wszystkim ogólne zużycie energii elektrycznej przez instalację chłodniczą w porównaniu z wielkością produkcji i warunkami otoczenia. W ciągu pierwszych miesięcy działania projekt przyniósł około 37,3% oszczędności energii elektrycznej.

Redukcja ta wynika z ciągłej optymalizacji stopniowania sprężarek, temperatur odparowywania i ciśnień w układzie. Ponieważ regulacje te odbywają się w czasie rzeczywistym, istnieje minimalna potrzeba ręcznej interwencji, co pozwala personelowi zakładu skupić się na zadaniach wyższego poziomu.

Nowe standardy dla branży 

Historia sukcesu Agrofirma Krekenavos pokazuje, że rozwiązanie DWEEN, oparte na sztucznej inteligencji może być przydatne dla każdej branży zależnej od chłodzenia, niezależnie od tego, czy jest to przetwórstwo mięsa, mleczarstwo czy inne sektory produkcji żywności. Dzięki automatycznej optymalizacji parametrów chłodzenia, zakłady mogą znacznie obniżyć koszty energii, zmniejszyć swój wpływ na środowisko i usprawnić operacje.

Poza oszczędnością energii, podejście cyfrowego bliźniaka oferuje głębszy wgląd w zachowanie sprzętu, umożliwiając proaktywną konserwację i szybsze reagowanie na nietypowe sytuacje. W razie potrzeby operatorzy mogą natychmiast powrócić do sterowania ręcznego, zapewniając bezpieczeństwo i ciągłość operacyjną.

W miarę jak rozwiązanie DWEEN zyskuje na popularności w Polsce, coraz więcej producentów będzie w stanie wykorzystać zaawansowane techniki cyfrowego bliźniaka w celu zwiększenia konkurencyjności i osiągnięcia rygorystycznych celów w zakresie zrównoważonego rozwoju. Podróż Agrofirma Krekenavos podkreśla wymierną wartość inteligentnych cyfrowych bliźniaków, ustanawiając nowy standard dla wydajnych, opartych na danych systemów chłodniczych w nowoczesnym przetwórstwie żywności.

Rozwiązanie DWEEN Cold

Rozwiązanie DWEEN Cold steruje układem chłodniczym, zapewniając sprawną pracę wszystkich podłączonych agregatów chłodniczych. Redukcja zużycia energii jest osiągana dzięki ciągłemu monitorowaniu wydajności systemu i zaawansowanej kontroli temperatury i ciśnienia odparowania zgodnie z rzeczywistym zapotrzebowaniem na energię chłodniczą. Wdrożenie rozwiązania nie wymaga żadnego dodatkowego sprzętu technologicznego. Rozwiązanie jest agnostyczne, tzn. jest odpowiednie dla sprzętu technologicznego dowolnego producenta.

Autor DWEEN – Energy Advice, firma rozwoju technologii i doradztwa energetycznego. Nasze rozwiązania cyfrowe pomagają energochłonnym branżom zwiększyć sprawność operacyjną i zrównoważony rozwój.

Energy Advice posiada certyfikaty ISO 27001:2013 i ISO 14001:2015.