Que vaut la commande avancée et l'optimisation en temps réel? - Estimation des bénéfices et application aux circuits de broyage et de flottation

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Le but d’une usine de production est de faire du profit par la vente de son produit. Plusieurs facteurs en font un défi de taille: variations des taux d’intérêts et des prix de produits de base et de l’énergie, compétition féroce, réglementation environnementale sévère, etc. Un outil pour aider les usines est la commande automatique avancée. De nos jours, ces usines ont accès à des systèmes de contrôle et à des logiciels commerciaux qui permettent l’implantation de diverses commandes avancées. La décision de la mise en place ou l’amélioration de ces systèmes de contrôle repose avant tout sur une analyse de profitabilité. Cependant, contrairement aux technologies de commande avancée qui se sont grandement développées dans les dernières décades, les techniques d’estimation des bénéfices économiques résultant de la commande avancée ont peu évoluées.En 2008, Bauer & Craig et Wei & Craig ont publié les résultats de sondages détaillés sur les techniques d’évaluation des bénéfiques de la commande avancée. Certaines parties s’adressaient à tous les secteurs industriels alors que d’autres se concentraient sur les pratiques utilisées pour les circuits de broyage. Pour 50% des répondants, une analyse économique est indispensable avant l’implantation d’une commande avancée. Dans le cas des circuits de broyage, la méthode la plus utilisée (à 86%) est simplement la comparaison avec des projets similaires antérieurs. Plus de 60% des répondants aimeraient posséder un outil standard pour évaluer les performances économiques de la commande prédictive ainsi qu’une table qui permettrait d’obtenir rapidement un estimé des bénéfices économiques engendrés par l’implantation d’une commande avancée. Plus de la moitié des répondants aimeraient une mesure en ligne des bénéfices produits par la combinaison de la commande avancée de l’optimisation en temps réel. Plus de 60% des répondants se contentent de régulateurs PID pour le contrôle des circuits de broyage. Ceci est en contraste avec l’industrie de production continue en général où plus des deux tiers des répondants utilisent de façon régulière ou fréquente la commande prédictive. Finalement, il apparaît qu’il existe une confusion sur relations entre les variables mesurées sur un circuit de broyage et leur valeur monétaire.L’objectif est de développer une procédure et des algorithmes qui permettront d’évaluer les bénéfices économiques que générerait l’ajout (ou la modification) d’une stratégie de commande avancée et d’optimisation en temps réel. L’évaluation économique pourra se faire avant leur mise en place mais également en ligne suite à leur implantation. La validation se fera à partir de simulations phénoménologiques de circuits de broyage et de flottation, des procédés avec lesquels nous avons une longue expérience. Afin de confirmer la possibilité d’implantation, les simulations seront exécutées dans un environnement informatique industriel. Plusieurs méthodes seront génériques avec des applications possibles dans divers domaines. Toutefois, pour le cas particulier des circuits de broyage et de flottation, une table sera mise au point pour rapidement donner aux ingénieurs un estimé des bénéfices selon leur situation actuelle (configuration de leurs procédés, capteurs disponibles, stratégie de commande utilisée, etc.) et ce qu’ils envisagent mettre en place. Plusieurs facteurs devront être pris en compte : coût de fonctionnement, contraintes d’opération, pénalités pour les produits hors normes, différentes approches de commande, etc.Le programme proposé vise à combler des besoins clairement énoncés par l’industrie. Les outils qui seront développés sont souhaités par les ingénieurs travaillant en production. Les résultats prévus auront rapidement des retombées pratiques et économiques.