Lønnsom matematikk

  • ikt

Den nystartede trondhjemsbedriften Cybernetica har satt seg høye mål. De ønsker å lede utviklingen av avanserte, matematikkbaserte modeller for å optimalisere prosessindustrien. Slike modellbaserte verktøy kan bidra til å øke effektiviteten i prosessene, redusere utslippene, gi bedre produktkvalitet og øke sikkerheten.

De ansatte, som også er bedriftens hovedeiere, består av fire forskere fra Sintef elektronikk og kybernetikks avdeling for reguleringsteknikk, og to forskere fra Statoils forskningssenter i Trondheim. Professor Bjarne Foss ved NTNUs institutt for Teknisk kybernetikk har også vært sentral i oppstarten, og jobber deltid for selskapet.

Administrerende direktør i Cybernetica, Peter Singstad, forteller at etableringen av bedriften har skjedd i et godt samspill med Sintef: – Mye av den kompetansen vi baserer oss på, ble utviklet ved Sintef, og forskningsstiftelsen deltar som eier av en aksjepost.

Fysikalske modeller

Cyberneticas forretningsidé er modellbasert styring av prosesser. Det er de ikke alene om, men det er svært få som gjør det slik som Cybernetica. – Vårt utgangspunkt er å lage en matematisk modell av en prosess, og bruke den for å styre prosessen optimalt, sier Singstad. Modellene bygges opp av ikkelineære differensiallikninger, som er godt egnet til å modellere fysikalske prosesser, som nesten alltid er ikkelineære.

– Vi bruker modellen til å forutse forløpet i prosessen og styrer de ulike pådragene slik at vi får et best mulig resultat. Modellen henter kontinuerlig data, slik som temperatur, trykk og mengder fra den virkelige prosessen, og bruker dem til å holde datamodellene kontinuerlig oppdatert.

Cybernetica jobber stort sett med kompliserte, fysikalske prosesser. Utfordringen er å konstruere en nøyaktig, matematisk basert modell av reaksjonene i prosessen. Det forutsetter inngående kjennskap til prosessen. Derfor har selskapet egen prosessekspertise i tillegg til den oppdragsgivernes eksperter og prosessdata bidrar med.

Ny teknologi

Flere store aktører befinner seg på dette området allerede, men de jobber stort sett med teknologi som har sine røtter tilbake til 1970- og 80-tallet. I raffineringsindustrien er denne teknologien utbredt, og den baserer seg på å bruke sensormålinger som basis for å lage en modell. Slike målinger brukes til å lage en lineær såkalt black-box modell som brukes i styringen.

Store deler av prosessindustrien, slik som metallurgisk industri som plastindustri, har prosesser, gjerne batchprosesser, som er ikkelineære av natur. Da er det ikke hensikts messig å bruke lineære black-box modeller i prosesstyringen.

Måten Cybernetica løser problemet på, er en relativt ny metode. Så vidt de vet, finnes det bare ett annet selskap i verden som jobber med slik teknologi, selv om mange store industribedrifter har egne forskningsprosjekter på dette området.

Payback

Cybernetica har fått flere kunder i prosessindustrien, blant andre Borealis, Eramet og Hydro Polymers. For Hydro Polymers arbeider de med å optimalisere fremstillingen av PVC. Hydro har to reaktorer som fremstiller S-PVC i en batch-prosess. Ved å optimalisere kjøringen av hver enkelt batch, regner de med å kunne spare noen minutter på hver kjøring. Hvis Cybernetica lykkes i det, vil de kunne spare Hydro for minst seks millioner kroner per år, noe som betaler tilbake prosjektet på to-tre måneder.

Cybernetica har også oppdrag for Kongsberg Simrad, som er en stor leverandør av utstyr for dynamisk posisjonering av skip. Her har bedriften vært sentral i utviklingen av en ny generasjon dynpos-system som går under betegnelsen GreenDP. Dynamisk posisjonering av skip og store rigger er svært energikrevende. Ved å lage en modell av båten og de krefter som virker på den, regner Cybernetica med å kunne spare opptil 20 prosent av energien.

– Vi har hatt lønnsom drift fra første dag, og har lagt en plan for gradvis videreutvikling av bedriften. Om fire år tar vi sikte på å være rundt 15 ansatte sier Singstad.