압출공정
압출공정
제조 공정에서 품질 변수를 예측하기 위한 알고리즘
프로젝트 목표 DOWNLOAD CASE STUDY
건물 난방에 사용되는 에너지를 줄이기 위해 건물용 단열재에 대한 수요가 증가해 왔습니다. 이러한 단열재로는 폴리스티렌(XPS)과 같은 압출 폴리머로 만든 단열 패널이 사용됩니다. 단열 보드는 발포제로 이산화탄소를 사용하며 압출 공정을 통해 발포됩니다. 생산된 보드는 폐쇄된 작은 셀로 구성되어 기계적 강도와 열전도도 면에서 장점을 가지고 있습니다.
그러나 압출 공정상의 변동으로 인해 단열 보드 생산품 사이에는 상당히 차이가 있을 수 있으며 원하는 기계적 특성이나 단열 특성을 얻을 수 없습니다. 따라서 원하는 품질이 나오는지 측정함으로써 압출 공정을 상시적으로 모니터링해야 합니다. 생산된 단열 보드의 기계적 강도와 전도도가 측정되어야 하는데, 현재는 주로 생산 라인에서 샘플을 채취한 후 실험실에서의 시험을 통해 품질 변수를 결정하게 됩니다.
재료가 굳히는 과정은 품질 변수에 상당한 영향을 미치기 때문에 실험실에서의 시험은 시료 채취 이후 일정 시간이 경과한 후에만 이루어질 수 있습니다. 따라서 실험실 테스트에서 생산 공정이 문제가 있는 것으로 나타나면 그동안 생산된 전체 배치를 폐기해야 할 수도 있습니다.
Knowtion은 BMBF 연구 그룹의 구성원으로서 중요한 품질 변수를 예측할 수 있는 제품 속성들을 직접 측정하여 생산 손실이 일어날 것인지를 보다 빠르고 정확하게 검출하고자 했습니다. 이러한 방법을 이용하여 검출 정확도를 향상시키고 불량품을 찾아내는데 필요한 시간을 단축하여 스크랩 발생량을 감소시켰습니다.
압출기의 작동 상태를 모니터링하고 내부의 오류를 감지하기 위해 기계에 직접 센서를 부착하여 압력, 온도, 재료 흐름을 측정합니다. 또한, 음향 센서, 유전체 센서, 열전도도 센서를 생산 라인에 배치하여 새로 발포된 단열 보드의 재료 특성을 측정합니다.
절차 및 해결방안
이 프로젝트를 진행하기 위해 특별하게 개발된 압출기 모델을 사용하여 예상 작업 방식과의 편차를 감지하고, 압출기 모델에는 기계에 직접 부착된 센서가 제공하는 압력, 온도, 재료 흐름에 대한 센서 값을 사용합니다.
유전체 센서와 음향 센서의 측정값을 바탕으로 밀도, 압축 강도, 압축 강성과 같은 제품의 기계적 특성을 예측합니다.
예측된 재료 특성과 센서에서 측정된 열전도도를 바탕으로 열전도도 예측.
결과 및 이점
