Stages en eindwerken

Transcriptie

1 Positiebepaling via GPS van de locomotieven op het terrein van ArcelorMittal Gent en grafische verwerking van deze gegevens (08_0013) Eén derde van de afgewerkte producten bij ArcelorMittal Gent wordt per spoor vervoerd. Het deel dat per schip ons bedrijf verlaat (ook één derde) wordt ook per spoor van de afwerkingshallen naar de laadhaven gebracht. Dit intensieve spoorvervoer op een zeer compacte oppervlakte, vergt een doorgedreven optimalisering en automatisering. We onderzoeken de mogelijkheid om onze treinstellen met hun inhoud betrouwbaar te lokaliseren en dat visueel weer te geven in een centrale controlezaal. Kleverdetectie in de continugieterij (08_0017) Vloeibaar staal wordt uitgegoten in een koperen gietvorm. Die wordt sterk gekoeld, waardoor het staal stolt aan de zijkanten van de gietvorm. De streng wordt uit de gietvorm geëvacueerd via de onderzijde. Sporadisch kleeft de streng aan de wand. De gestolde huid scheurt open en de vloeibare kern loopt in de machine. Dat leidt tot aanzienlijke schade aan de machine en tot productieverlies. Het doel van dit eindwerk is om een nieuw algoritme voor kleverdetectie te ontwikkelen. Daarvoor bestaat al een simulatieomgeving, waarin de klevers van de laatste 5 jaar beschikbaar zijn. Het nieuwe detectiealgoritme kan dus in eerste instantie offline getest worden. Als deze testen succesvol blijken, kan het algoritme ingebouwd worden in de real time-omgeving en gebruikt worden voor de bescherming van de machine. Daarbij moet je er rekening mee houden dat in een industriële omgeving, de meetsignalen niet steeds betrouwbaar zijn. Als student kan je zelf kiezen welke technieken van patroonherkenning of signaalverwerking je gebruikt. Je opdracht start met de analyse van de sterke en de zwakke punten van het huidige kleverdetectiealgoritme. Modellering sleet in een hoogoven (008_0019) De kroes van een hoogoven is een vitaal onderdeel van de installatie en de staat ervan moet goed opgevolgd worden. Dat doen we met temperatuurmetingen in de kroes van de hoogoven. Uitgaande van de opgemeten temperaturen kunnen we een schatting maken van de staat van de kroes. We optimaliseren een sleetprofiel zo dat de opgemeten temperaturen en de berekende temperaturen overeenkomen. Het werk bestaat erin een bestaand model te verbeteren door te werken aan het optimalisatiealgoritme en door het model te tunen. Je einddoel is de ontwikkeling en implementatie van een effectief algoritme voor dit probleem. Om te beginnen, kan je je verdiepen in literatuur over knapsack-problemen en assignatievraagstukken. 1

2 Beeldherkenning op inspectiebeelden van de kantgesneden staalplaat (08_0023) In de koudwalserij zijn twee productielijnen uitgerust met een inspectiesysteem dat camerabeelden capteert van de zijkanten van de kantgesneden plaat. Momenteel worden de beelden hoofdzakelijk gebruikt als visuele controle door de operator en zijn er al een aantal elementaire controles/regels ingebouwd die de operator ondersteunen bij de controle. Jouw opdracht bestaat erin na te gaan in hoeverre dit systeem kan worden uitgebreid met beeldherkenningsalgoritmen om specifieke fouten automatisch te herkennen. Deze informatie zou dan kunnen worden gebruikt om de rollen te blokkeren voor verdere verwerking of de instellingen van de kantschaar aan te passen of te controleren. Een bijkomende uitdaging in dit project is de materiaalafhankelijkheid te onderzoeken en de meest optimale opstelling van camera s en belichting te bepalen. Je zal ook moeten nagaan of de gebruikte hardware moet worden aangepast of vervangen. Berekening van het stromingsgedrag van rookgassen van aan de convertormond tot het einde van de schouw (broekstuk) (08_0027) Door de stroming exact te bepalen, beogen we een dubbel doel: enerzijds willen we de gasstroom kennen zodat we bij een hoge ruwijzerinzet de primaire ontstoffing kunnen verbeteren; anderzijds zal de berekening ons ook in staat stellen om het onderhoud van de schouwpanelen te verbeteren (sommige slijten sneller dan andere). Alles gebeurt in nauw overleg tussen onderhouds en procesingenieurs, aangevuld met waarnemingen op de vloer (input van operatoren en analyse van beeld en datamateriaal). Je kan dit eindwerk voorbereiden door eerst stage te lopen bij ons, zodat je de volledige installatie kan leren kennen en al de nodige data kan verzamelen. Studie en programmering van de debietberekening van drukvalapparaten (08_0039) Bij ArcelorMittal Gent worden er heel wat drukvalapparaten gebruikt (zoals venturi s, diafragma s ) om een drukval te genereren over heel wat fluïda. De specificaties van het drukvalapparaat worden bepaald door het debiet dat erdoor moet gaan of de drukval die erover moet ontstaan. Je opdracht bestaat erin om het bestaande, verouderde programma te vervangen door een nieuw. Het programma moet ons in staat stellen om het debiet, de drukval en de diameter van het drukvalapparaat te berekenen voor verschillende fluïda en soorten drukvalapparaten en verschillende omstandigheden (debiet, temp, druk, vochtigheid). Daarbij wordt gebruik gemaakt van ISO-normen en VDI-normen. In een eerste stap moet, uitgaande van gekende fysische parameters (samenstelling medium, temperatuur en eventuele vochtigheid), de analyse van het medium gebeuren. In een volgende module van het programma zullen die gegevens worden gebuikt om de gewenste parameters van het drukvalapparaat te bepalen. In functie van de nodige tijd kunnen hier dus meerdere apparaattypes aan bod komen. Het eindwerk bestaat dus deels uit een fysische studie, deels uit een technisch onderzoek van de bestaande oplossingen en moet uiteindelijk leiden tot een werkende toepassing. 2

3 Ovens van de warmwalserij: draagruiter voor plakken (06_0020) In de hefbalkovens worden stalen plakken opgewarmd tot de gewenste walstemperatuur. Plakken worden in de ovens getransporteerd via hefbalken. Het materiaal van de draagruiters in de ovens moet verbeterd worden, om de standtijd te verhogen en energieverliezen en materiaalmerken te verminderen. De bedoeling is niet alleen het materiaal (nu UMCO 50) te verbeteren, maar ook de vormgeving van de ruiter. Dat houdt in dat je de lasbaarheid na recuperatie (hersmelten) van het materiaal nagaat, en onderzoek verricht naar de structuur van het materiaal, de vervorming onder drukbelasting bij hoge temperaturen, oxidatieweerstand, weerstand tegen thermische schokken, fysische en mechanische eigenschappen, de invloed van een Hot Isostatic Pressing (HIP)- behandeling. Tot slot stel je een werkanalyse op voor de productie van het materiaal (constructiewijze door poedermetallurgie). Optimalisatie classificatietools automatische oppervlakinspectiesystemen (07_0011) In de koudwalserij zijn er verschillende automatische oppervlakinspectiesystemen in dienst. Voor elke gedetecteerde fout worden er ongeveer een honderdtal parameters berekend die gebruikt worden om fouten te classificeren. De classificatoren zijn gebaseerd op foutbibliotheken die een paar duizend foutbeelden bevatten. Het doel is om een aantal tools te ontwikkelen die de classificatie van deze systemen kan verbeteren en die de opbouw van de classificatoren op een automatische, vlotte wijze mogelijk maakt. Onderzoek naar emissiebeperking in de cokesfabriek (08_0033) De cokesfabriek produceert Nm³ cokesgas per uur in de cokesovens. In de zone nevenproducten wordt dat cokesgas gereinigd. De cokesovens en diverse stoomketels worden gestookt met cokesgas. De emissiewaarden van NO x en CO 2 benaderen de vereiste limieten. Opdracht: 1. Fundamenteel onderzoek naar het ontstaan van deze emissies 2. Een overzicht maken van de mogelijke verbeteringsacties / projecten 3. Het uitwerken van een haalbaarheidsstudie voor één project. Middenbandregeling in de koudwalserij (08_0046) In de koudwalserij komen er op elke productielijn een aantal stuurrollen voor. Een stuurrol zorgt ervoor dat de plaat in het midden van de lijn ligt. De sturing gebeurt door stand-alone systemen zoals FIVE/EMG. De bedoeling van dit eindwerk is het analyseren en simuleren van het gedrag van een stuurrol op de plaat. In beitslijn 2 willen we op termijn de regelingen integreren in bestaande PLC s. De haalbaarheid ervan moet worden onderzocht. Karakterisatie van walsentextuur in functie van ruwheidsoverdracht tijdens het walsproces (07_0014) Ruwheid is een belangrijke productkarakteristiek voor vlakke staalplaat. De klanten eisen steeds nauwere toleranties. We hebben vastgesteld dat de ruwheidswaarde van de walsen onvoldoende informatie geeft over de ruwheidsoverdracht tijdens het walsen. Het is de bedoeling om op basis van 3D-metingen parameters af te leiden en te ontwikkelen die een betere voorspelling kunnen doen van de ruwheidsoverdracht bij het walsen. Dat moet een aanzet geven tot de ontwikkeling van nieuwe walstexturen die leiden tot een stabielere plaatruwheid. 3

4 Ontwikkeling van een intranetsite voor de energiecel (08_0054) Je ontwikkelt en vult (gedeeltelijk) een onderhoudsvriendelijke en eenvoudige intranetsite in voor de energiecel. Je verzamelt relevante info, selecteert de informatie die op de website moet en kan komen, formuleert voorstellen rond hoe de informatie gebracht wordt en werkt typerapporteringen uit. We zijn hiervoor op zoek naar een energieke stagiair met een gezonde kennis van html, Excel en het bouwen van websites. Ontwikkelen van een optimale strategie voor om verdelers in de continugieterij te ledigen (09_0003) Bij het einde van het gieten van staal in de verdeler willen we die verdeler zo ver mogelijk leeg maken. Dat gebeurt door tegen een zo hoog mogelijk tempo te gieten, zonder het risico te lopen slak mee te gieten in de gietvormen. De slak wordt meegezogen met het staal door de vorming van een wervel boven de dompeldoorloop. Doel van het eindwerk is om een curve op te stellen die in functie van het staalgewicht in de verdeler of de resterende staalhoogte in de verdeler het maximale gietdebiet van de gietlijn definieert waarmee slakgieten vermeden wordt. Je moet de curve opstellen aan de hand van een numerische simulatie van de 2-fasenstroming staal-slak en vortexvorming rond de stopper. De curve die je bekomt uit de numerische resultaten moet je ook testen op een watermodelstudie van de configuratie verdeler - stopper - dompeldoorloop. Detectie van mechanische defecten op geautomatiseerde loopkranen (09_007) Het loopkranenpark van ArcelorMittal Gent bestaat voorlopig uit een zestal geautomatiseerde rolbruggen, maar dat aantal zal in de toekomst alleen maar toenemen. Het ontbreken van een kraanman blijkt niet zonder risico. Zo worden lagerbreuken, asbreuken, defecten in reductiekasten en andere defecten aan de mechanismen, pas later opgemerkt. Gevolg: de gevolgschade is groter, depannage en stilstandsduur van de installatie zijn langer. Dit eindwerk omvat: een literatuurstudie, onderzoek van bestaande sensoriek, verzamelen van datasheets onderzoek naar mogelijkheden op rolbruggen, testen van bepaalde opstellingen op onze kranen het formuleren van een praktisch werkbare, bedrijfszekere en betrouwbare detectie. Het doel is het detectiesysteem nadien toe te passen op al onze geautomatiseerde loopbruggen. 4

5 Optimalisatievraagstuk bij de belading van wagons (09_008) In de stroomafwaartse installaties van ArcelorMittal Gent worden rollen plaatstaal gewalst, gegloeid, bekleed, enz. In het magazijn voor verzending worden de rollen finaal met as horizontaal gestapeld in verschillende hallen. De rollen worden uiteindelijk verzonden naar de klant via spoor- of vrachtwagentransport. Bij spoortransport is het van belang de wagons maximaal te beladen en intussen alle restricties te respecteren. Bij dit assignatieprobleem zal ook de originele ligging van de rol een belangrijke rol spelen, aangezien die een grote invloed kan hebben op de tijd die de kraan nodig heeft om de wagons te laden (kraanbelasting). De fundamentele onderzoeksvraag bestaat erin de optimale belading van de wagons te definiëren, met andere woorden: welke rollen plaatsen we best op welke plaats? Het onderwerp van de thesis bestaat erin een algemene en effectieve heuristiek te ontwikkelen die beslist welke rollen waar geplaatst worden. Er komen hierbij verschillende aspecten aan bod: de volgorde van de rollen kan van belang zijn, bepaalde rollen worden beter bij elkaar geplaatst, andere niet, de bestemmingen kunnen gelimiteerd zijn qua dimensies, het aantal rolmanipulaties nodig voor het verplaatsen van de rollen naar hun rolbestemmingen speelt een rol... Het thesisonderwerp sluit aan bij een voorgaande thesis waarbij reeds een bepaalde zoekstrategie werd onderzocht, in combinatie met een parallelle rekentechniek om de rekenkracht te maximaliseren. Er werd hierbij gebruik gemaakt van ILOG, een up-to-date C++-bibliotheek gericht op optimalisatie en constraint programming. We verwachten van je dat je je kunt inwerken en je een duidelijk beeld kunt vormen van de problematiek. Gezien de moeilijkheidsgraad wordt het gekozen onderwerp best gekoppeld aan een stage bij ArcelorMittal Gent. Tijdens die periode kan je al kennismaken met het thesisonderwerp en met het gebruik van ILOG. Ontwikkeling van een industriële tool om de vlakheid na het koudwalsen te voorspellen (09_0028) De vlakheid van de staalplaat is een zeer belangrijke factor voor onze klanten, onder meer door de hogere nauwkeurigheid van de verwerkingsmachines en het gebruik van de plaat voor zichtbare onderdelen. Daarom is het nodig om de vlakheid doorheen de processen beter te begrijpen en te controleren. De uiteindelijke vlakheid van de plaat wordt door een veelheid van parameters bepaald. In dit eindwerk ligt de focus op de evolutie van de vlakheid doorheen de tandem. De inkomende vlakheid van de warmwalserij verandert doorheen de walstuigen. Enkele belangrijke invloedsfactoren die hierin meespelen, zijn elastische vervorming van de werk- en steunwalsen, bollering van de walsen, mogelijkheid tot buiging van de werkwalsen en koeling. Deze en nog vele andere procesparameters bepalen het vlakheidsprofiel aan de uitgang. Dit vlakheidsprofiel wordt aan de uitgang ook opgemeten en kan bijgevolg dienen als validatie voor het ontwikkelde model. 5

6 Karakterisatie van de kantmesinstellingen in functie van proces- en productparameters voor de verschillende materiaalsoorten (09_0029) Om een goede kwaliteit van de kant van de staalplaat te bekomen, wordt de plaat in de beitserij kantgesneden. De kantschaar bestaat uit twee ronde, draaiende messen, die zo een smalle boord van de plaat verwijderen. Het uitzicht van de kantsnede is afhankelijk van tal van factoren en met het kantsnijproces is nog weinig voeling. De richtlijn voor het snijproces is algemeen gekend als één derde snijden, twee derde afbreken. In de praktijk zien we vaak andere verhoudingen. Daarom moeten we onderzoeken hoe sneden evolueren met de kantmesinstellingen, de proces- en productparameters. De studie kan gebeuren met behulp van KASIS. KASIS toont op regelmatige tijdstippen foto s en scans van de kantsnede. Door die te vergelijken met de instellingen, product- en procesparameters, kan je nagaan wat de optimale parameters zijn voor elke materiaalsoort. Ontwerp van een 'stuk uit mes'-detectie met behulp van (akoestische) trillingssignalen (09_0030) Om een goede kwaliteit van de kant van een staalplaat te bekomen, wordt de plaat in de beitserij kantgesneden. De kantschaar bestaat uit twee ronde, draaiende messen, die zo een smalle boord van de plaat verwijderen. Één van de kwaliteitsfouten die optreedt bij de kantschaar, is stuk uit mes. Dat wil zeggen dat er langs de snijkant een stukje uit het kantsnijmes is. Dat veroorzaakt een uitstulping aan de rand van de plaat, wat ongewenst is. Het vroegtijdig detecteren van dit stuk uit mes moet afkeuringen voorkomen. Operatoren merken vaak grote stukken uit mes op door de hevige trillingen die daarmee gepaard gaan. Voor kleinere stukken is dat minder voelbaar. Gezien de vele oorzaken van trillingen op een draaiende lijn, moeten de specifieke trillingen veroorzaakt door stuk uit mes gefiltreerd worden. Akoestische determinatie van de kleefgraad van de rol tijdens het afwikkelen op het hardingswalstuig (09_0031) Tijdens het (stapel)gloeiproces bestaat de kans dat de verschillende windingen van de rol aan elkaar gelast worden via microlasjes. Dit fenomeen noemen we "kleven". Het is een gevolg van verschillende procesparameters die het kleven kunnen beïnvloeden, zoals het plaatprofiel, te hoge opwikkeltrek aan de tandem, te lage ruwheid op de tandem, de gloeicurve, de opwarm- en afkoelsnelheid, de plaats in de gloeioven, de diameter van de rol Tijdens het afwikkelen van de rol in de volgende productiestap (het hardingswalstuig of skinpass), kan dat kleefmerken opleveren. Het is een fout die ontstaat doordat de plaat als het ware losgerukt wordt en kreukt met een blijvende vervorming in het plastische gebied als gevolg. De aanwezigheid van die fout is moeilijk voorspelbaar en wordt nu gedetecteerd door de skinpassoperator die zelf interpreteert wat hij ziet en hoort. Het lostrekken van deze gekleefde zones op de plaat geeft immers een typisch geluid. Het doel van dit project is om via akoestische metingen te trachten objectieve parameters af te leiden als objectieve waarneming van deze kwaliteitsfout. Je moet daarbij ook rekening houden met alle invloedsfactoren zoals het omgevingsgeluid, de snelheid van afwikkelen, materiaalparameters en kleefgraad. 6

7 Optimalisatie magazijn hoogovens en opvolging voorraden vuurvast materiaal en verbruiksmaterialen (09_0032) Verder bouwend op een reeds uitgevoerde stage/thesis kan je: 1. Een korte stage lopen waarbij je inzicht verwerft in onze installatie, de risico s en de organisatie van het magazijn; 2. In je eindwerk de problemen blootleggen, analyseren, verbeteringen en oplossingen voorstellen. Je kan de inrichting van het magazijn verbeteren waar nodig. Daarnaast kan je verliezen achterhalen, analyseren en oplossen de globale in en uitstroom bekijken en goede opvolgingssystemen bedenken indien mogelijk de voorraad in het magazijn beperken voorstellen doen om de orde en netheid te verbeteren praktische en goedkope oplossingen aanbrengen en eventueel uitvoeren in overleg een opvolgings en controlesysteem opstellen voor de voorraden vuurvast materiaal. Maken van een computermodel om een efficiëntere gaskoeling te realiseren (09_0034) De cokesfabriek produceert Nm³ cokesgas per uur in de cokesovens. In de zone nevenproducten wordt het cokesgas gekoeld en gereinigd. Er worden 3 voorkoelers gebruikt om de gastemperatuur van 90 naar 19 C af te koelen. De warmte wordt via 2 systemen afgevoerd, 25 luchtkoelers en 7 atmosferische koelers. Opdracht: 1. Fundamenteel onderzoek naar de efficiëntie van de koelsystemen. 2. Bepalen van de ideale reinigingstijdstippen en -methodes (TOC) voor een optimale warmteoverdracht in de verschillende koelsystemen. 3. Het maken van een computermodel dat de meest energievriendelijke manier van de gaskoeling berekent door een optimaal gebruik van lucht- en atmosferische koelers. Het model moet de dispatcher adviseren om lucht- of atmosferische koelers bij- of af te schakelen en andere parameters bij te sturen. In de toekomst wordt het koelsysteem uitgerust met extra chillers, om in de zomerperiode een temperatuur van 19 te garanderen. Momenteel kan in de zomer een minimumtemperatuur van ca 23 à 24 C worden gehaald, wat een minder goede gaskwaliteit oplevert. Het model moet zodanig worden opgesteld dat het eenvoudig kan worden aangepast aan de toekomstige situatie. 7

8 Opstellen van een handleiding voor een enkelvoudige graaf-/werpmachine (2010_0001) Je stelt een gedetailleerde, technische maar vooral gebruiksvriendelijke handleiding op van een enkelvoudige graaf- of werpmachine aan de hand van beschikbare achtergrondinformatie, bestaande (technische) documenten, gesprekken met gebruikers, eigen ervaring enzovoort. De handleiding kan geïllustreerd worden met foto's, schema's en dergelijke meer. Opstellen van een handleiding voor een samengestelde graaf-/werpmachine (2010_0002) Je stelt een gedetailleerde, technische maar vooral gebruiksvriendelijke handleiding op van een samengestelde graaf en werpmachine aan de hand van beschikbare achtergrondinformatie, bestaande (technische) documenten, gesprekken met gebruikers, eigen ervaring enzovoort. De handleiding kan geïllustreerd worden met foto's, schema's en dergelijke meer. Optimaal werkpunt van de Supply Chain (010_0003) Het onderwerp van dit eindwerk is de logistieke ketting of Supply Chain van ArcelorMittal Gent. De productieplanning, die een onderdeel is van de afdeling klantenrelaties, doet de aansturing van dit logistieke proces. De doelstelling is de klant een maximale service te leveren tegen een optimale kost. Met service bedoelen we de tijdige levering van de gevraagde hoeveelheid juiste staalproducten. De kost bestaat hier uit logistieke-, productie- en voorraadkosten. Het optimale werkpunt is het evenwicht tussen de volgende factoren: 1. Tijdige levering aan de klant 2. Lage voorraden: halfafgewerkte en afgewerkte producten vertegenwoordigen een geïmmobiliseerd kapitaal dat we zo laag mogelijk willen houden 3. De productie en logistieke kosten: dat zijn de kosten van de middelen die we aanwenden om het materiaal te produceren tegen een bepaald tijdstip. Door de productiekost te verhogen, kunnen we de voorraden laag houden en een goede service leveren. Deze drie factoren zijn niet onafhankelijk van elkaar en de opgave bestaat erin om een juist evenwicht te vinden waarbij de doelstellingen gehaald worden. Daarom kan je in het kader van je eindwerk: de Supply Chain van AMG in kaart brengen en de problematiek beschrijven. een literatuurstudie doen naar gelijkaardige situaties en mogelijke oplossingen voor het optimalisatievraagstuk formuleren en evalueren. 8