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Smart tech relève le défi de la fabrication de l’acier liquide.

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ArcelorMittal

 

Les géants de l’acier Dofasco et Algoma surveillent les liens avec les universités pour tester le potentiel de processus automatisés et de développement de produits

La sidérurgie est une science mais repose toujours sur des opérateurs humains expérimentés aux stades clés de la production.

Mais que se passe-t-il si la technologie «intelligente» remplaçait les tâches manuelles par des capteurs numériques qui mettent systématiquement à jour les informations et révèlent des informations impossibles à détecter avec l’œil ou le cerveau entraîné?

Répondre à la question «et si» est une priorité pour le géant canadien de l’acier, ArcelorMittal Dofasco, qui s’efforce de faire face à la concurrence mondiale. Pour accélérer la recherche de réponses – alors que l’acier canadien est déjà assiégé par les tarifs américains dans une guerre commerciale en plein essor – le fabricant de Hamilton espère unir ses forces avec des start-up, des chercheurs universitaires et même un concurrent, Essar Steel Algoma Inc. promouvoir une nouvelle génération de fabrication.

 Dofasco souhaite améliorer son procédé de métallurgie en poche, une étape clé de la sidérurgie, tandis qu’Algoma envisage le potentiel d’automatiser le développement de produits. Dans les deux cas, les entreprises se tournent vers l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique pour les aider à définir de nouvelles normes d’efficacité, de qualité, d’économies d’énergie et à générer des innovations encore insoupçonnées.

Les projets des sidérurgistes sont le genre de percées révolutionnaires imaginées pour un nouveau fonds de 950 millions de dollars annoncé cette année par le gouvernement fédéral. L’initiative Superclusters pour l’innovation, financée par l’industrie, a identifié la fabrication de pointe comme l’un des cinq «superamas» économiques à stimuler la collaboration entre les petites et grandes entreprises canadiennes, les établissements postsecondaires et les groupes sans but lucratif. Inspiré par les livres de jeu de la Silicon Valley et de l’Allemagne, Ottawa prédit que ces nouvelles relations stimuleront le retard du Canada en matière d’innovation, élargiront l’économie de 50 milliards de dollars au cours de la prochaine décennie et créeront 50 000 emplois.

«Habituellement, nos politiques d’innovation ont dépensé beaucoup d’argent pour soutenir les chercheurs universitaires et collégiaux, et il incombe généralement au chercheur de trouver son partenaire», déclare Jayson Myers, directeur général de Next Generation Manufacturing Canada, un nouveau réseau de les organisations du secteur public ont été créées pour inverser la tendance des fabricants canadiens à faire face à l’innovation, à la compétitivité mondiale et à la croissance. «Ce [arrangement en matière de supercluster] le détourne: l’argent va à l’industrie.»

Avec le financement du gouvernement et la sélection des projets attendus cet automne, M. Myers espère que son organisation pourra distribuer jusqu’à 1 milliard de dollars sur quatre ans (jusqu’à 250 millions de dollars d’Ottawa et le reste promis par l’industrie) pour mobiliser des projets transformationnels. genre proposé par Dofasco et Algoma.

Dofasco, par exemple, étudie la possibilité d’automatiser entièrement son processus de métallurgie en poche – le stade où les opérateurs formés ajoutent manuellement la «sauce secrète» à l’acier liquide avant de le couler dans de nombreuses qualités de plaques d’acier pour la construction, la construction automobile et l’emballage des biens. En supposant un financement par superamas, la société s’appuierait sur la recherche appliquée en acier par des professeurs d’université et exploiterait l’expertise de startups qui construisent déjà des plateformes d’intelligence artificielle pour moderniser les opérations de fabrication.

En cas de succès, l’effort collectif signifierait que les techniciens de Dofasco ne râtaient plus physiquement la surface de l’acier liquide pour éliminer les imperfections et évaluer le moment d’ajouter des alliages et des produits chimiques pour le grade exact d’acier commandé par un client. On espère qu’à l’avenir, les capteurs numériques pourraient déterminer exactement les intrants à ajouter et à quel moment, garantissant une qualité constante à chaque fois et réduisant l’énergie requise pour le processus.

«Ce serait le premier [sidérurgiste] au monde à disposer d’une installation de métallurgie à poche entièrement automatisée», déclare Angela Pappin, vice-présidente de la technologie chez Dofasco, qui espère que le projet se déroulera au cours des quatre prochaines années. «Maintenant, je saurai que lorsque j’ai fabriqué cette cuve [en acier liquide] il y a six mois, cela s’est traduit par ce type de performance chez le client. La machine apprendra de cela et je pourrai alimenter [l'information] ».

Mme Pappin dit que les travailleurs effectuant maintenant les tâches manuelles ne perdraient pas leur emploi, mais seraient déployés dans des capacités différentes pour surveiller le processus de métallurgie. «Nous avons toujours besoin de travailleurs, nous avons toujours besoin de cerveaux et nous devons enseigner au système ce que les travailleurs savent et cela ne s’arrête jamais», dit-elle. « L’acier ne cesse de progresser. »

La technologie la plus récente pour générer des données cohérentes et de haute qualité est également valable pour Algoma, même si le défi, qui consiste à répondre rapidement aux demandes en constante évolution des clients, est différent de celui de Dofasco.

«Traditionnellement, la recherche et le développement d’un produit dans la fabrication de l’acier est un processus lent», explique Pramod Shukla, directeur de l’exploitation d’Algoma, à Sault Ste Marie, en Ontario. produits en acier selon les spécifications du client.

À l’avenir, dit-il, Algoma pourrait appliquer des modèles algorithmiques d’auto-apprentissage pour évaluer plusieurs variables à la fois, au-delà de la capacité de tout technicien expérimenté. En conséquence, le cycle de développement du produit pourrait prendre seulement 15 jours à deux ou trois mois.

«Lorsque vous avez un modèle d’apprentissage automatique, cela nous indiquera exactement le meilleur moyen d’atteindre notre objectif», dit-il. «C’est là que se situe la fabrication intelligente». Il considère également que l’intelligence artificielle pourrait jouer un rôle dans l’exploration de «la capacité cachée de nos actifs [Algoma]», augmentant ainsi la capacité de l’entreprise à répondre rapidement à la demande des clients.

Une caractéristique importante du modèle du superamas est que les entreprises comme Dofasco et Algoma n’ont plus à faire l’innovation. En tant que facilitateur pour les projets de superamas, Next Generation Manufacturing Canada espère attirer des acteurs des secteurs privé et public, grands et petits (y compris certains qui ne se seraient peut-être jamais rencontrés) pour mettre leur expertise collective au service de la modernisation des outils numériques et technologiques. fabrication. Selon les défenseurs du superamas, les petites et moyennes entreprises canadiennes à l’avant-garde de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage automatique pourront ainsi se démarquer.

«Nous ne soutenons pas les fabricants à faire de même (comme avant) pour acquérir des équipements et nous ne soutenons pas les sociétés de technologie uniquement pour les développer», explique M. Myers, de Next Generation. « Nous essayons vraiment de tirer parti des forces de la fabrication et de la technologie. »

Humera Malik, chef de la direction et fondatrice de la jeune entreprise torontoise Canvass Analytics Inc., fait l’éloge de cette approche et attire déjà l’attention du monde entier pour son travail sur le développement de plateformes d’intelligence artificielle pour les opérations industrielles.

«Le superamas permet aux entreprises comme Dofasco de créer un écosystème de partenaires et de fournisseurs pour les aider dans tous les domaines», dit-elle. «Ils ont besoin d’une stratégie numérique, d’une stratégie de transformation des données et ils ont besoin de gens comme nous, où l’IA peut désormais être appliquée à toutes les données.» Son entreprise, membre du superamas de fabrication avancée, explore une relation possible avec Dofasco .

Par ailleurs, des chercheurs du Steel Research Centre de l’Université McMaster, à Hamilton, ont déjà établi une relation avec Dofasco, créant un modèle informatique permettant de prédire les résultats pour le four à métallurgie en poche. En supposant un financement par supercluster, le mode McMaster pourrait devenir un «jumeau numérique» pour le procédé de métallurgie en poche de Dofasco, permettant aux capteurs et aux échantillonneurs robotisés de collecter de grandes quantités de données, d’apprendre fabrication.

«Ceci est basé sur un concept généralement connu sous le nom d’Industrie 4.0, un mot à la mode qui fait référence à l’idée que chacun de vos processus aurait un jumeau d’ordinateur virtuel qui communiquerait avec le processus réel grâce aux informations des capteurs», explique Ken Coley, directeur du centre de recherche sur l’acier de McMaster, dans le département de science et ingénierie des matériaux, et une chaire ArcelorMittal Dofasco en métallurgie des métaux ferreux. «Cela permettrait de prédire ce qui se passera ensuite et les prévisions et les données réelles seraient stockées dans le cloud et disponibles pour une analyse ultérieure… ou même une analyse immédiate».

Mme Pappin et M. Shulka, d’Algoma, de Dofasco, utilisent le même mot «transformationnel» pour décrire le potentiel du superamas de fabrication de pointe.

M. Shukla dit que «la beauté du concept de superamas est qu’il nous rassemble tous et nous donne l’occasion d’innover ensemble et de créer une plate-forme capable d’accélérer le processus d’innovation dans son ensemble».

La source :

https://www.theglobeandmail.com/business/article-smart-tech-takes-on-the-liquid-steel-manufacturing-challenge/

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