Według Niemieckiego Federalnego Urzędu Statystycznego zużycie energii przez przemysł do produkcji towarów w latach 1995-2019 prawie się nie zmieniło. W 2019 roku wyniosło ono 3 874 petadżuli. Oznacza to, że utrzymuje się na tym samym poziomie co w latach poprzednich. W Niemczech planuje się zmniejszyć zużycie energii pierwotnej o połowę do roku 2050, a przemysł będzie aktywnie zaangażowany w redukcję. Oznacza to że dążnie do poprawy efektywności energetycznej przedsiębiorstwa wkracza na nowy poziom.
Zrównoważony rozwój w przemyśle nie jest już opcją
Obecnie wiele przedsiębiorstw zastanawia się, jak mogą poprawić swoją efektywność energetyczną i w jaki sposób prowadzić szczegółowy przegląd zużycia energii oraz systematyczny monitoring, jakie są oszczędności wynikające z redukcji zużycia energii.
Bez ogólnej strategii dotyczącej nowych systemów zarządzania energią w produkcji, prawie niemożliwe jest prowadzenie zmian w firmach i napędzanie globalnych i zunifikowanych inicjatyw. Tylko dedykowany zespół ds. energii wspierany przez całą organizację może opracować strategię, przeprowadzić audyt energetyczny i ustanowić plan efektywności energetycznej w celu wdrożenia działań na rzecz efektywności energetycznej. Nasze podejście do realizacji projektów może pomóc przedsiębiorstwom uniknąć nadmiernych kosztów, pomimo wzrostu cen energii.
5 kroków do poprawy efektywności energetycznej
1. Zmierz zużycie mediów (energia, woda, para, sprężone powietrze i inne)
W produkcji kluczową rolę odgrywa przejrzystość, ponieważ niemożliwe jest zoptymalizowanie czegoś, co nie jest widoczne. Dzięki przejrzystości można zwiększyć świadomość oraz budować wiedzę, co pozwala na podejmowanie świadomych decyzji opartych na danych i spostrzeżeniach.
Dobra wizualizacja stanowi podstawę centralnego źródła danych, umożliwia zdefiniowanie konkretnych projektów oszczędzania energii. Bez tego kroku szansa na sukces w zakresie większej efektywności energetycznej znacznie spada.
Widok na energię 360°
W dzisiejszych skomplikowanych procesach produkcyjnych, dane z liczników energii elektrycznej nie są wystarczające. Konieczne jest sensowne skorelowanie danych pomiarowych z innymi informacjami, takimi jak dane z planowania produkcji, zakładu produkcyjnego czy procesu produkcyjnego.
Tylko takie podejście pozwala na uzyskanie pełnego obrazu i może pomóc w optymalizacji obszarów, w których odnotowuje się największe zużycie energii w zakładach produkcyjnych.
Nasza rekomendacja
Aby poprawić efektywność energetyczną, niezbędne jest posiadanie rozwiązania takiego jak platforma IIoT, która stanowi centralne źródło danych. Platforma zbiera informacje z różnych źródeł, umieszcza je w odpowiednim kontekście i umożliwia ich przetworzenie na użyteczne projekty i procesy produkcyjne.
Korzystając z naszego bogatego doświadczenia w tej dziedzinie, opracowaliśmy aplikację Energy Advisor dla przemysłu – pierwszy krok na drodze do zrozumienia i zmniejszenia zużycia energii w przemyśle. Efektywne wykorzystanie energii i poprawa efektywności energetycznej to klucz do sukcesu.
2. Identyfikuj obszary o największym zużyciu energii (tzw. SEU)
Polega to na określeniu głównych odbiorników (SEU) i oznaczeniu ich zdolności konsumpcyjnych. Ważne jest, aby zarejestrować 80% mocy wyjściowej systemu. Można to zrobić poprzez prostą analizę danych, ponieważ SEU są zazwyczaj znane w firmie.
Wiedza dostępna w firmie jest poparta liczbami, a dowód jest dostarczany audytorowi, osobie kontaktowej lub klientowi.
Nasza rekomendacja
Nie wszystkie jednostki SEU mogą być zoptymalizowane jednocześnie. Zidentyfikuj 5 głównych jednostek SEU jako pierwszy krok i wdróż tam możliwe projekty oszczędzania energii.
Definicja SEU powinna odnosić się do fizycznych maszyn i zakładów, a nie do działów firm lub lokalizacji – w przeciwnym razie zwiększasz złożoność bez dodawania wartości. Agregacja danych do miejsca lub działu może być wykonana przez platformę IIoT w zależności od potrzeb.
3. Definiuj najistotniejsze parametry wpływające na zużycie energii i innych mediów
Krytyczne parametry pracy to przede wszystkim te czynniki, którymi można aktywnie zarządzać podczas eksploatacji. Ścisła korelacja jest określana za pomocą analizy regresji. Te krytyczne parametry operacyjne należy zdefiniować, a następnie uwzględnić w kluczowych danych liczbowych i w zarządzaniu operacyjnym. Parametry te są dalej analizowane w analizie regresji i korelowane z dalszymi danymi.
Wyniki analizy regresji, które uwzględniają parametry eksploatacyjne, powinny być dokładnie przebadane pod kątem ich możliwości oszczędnościowych i symulowane z uwzględnieniem przyszłego zużycia. Istnieją różne czynniki, które mogą mieć zróżnicowany wpływ na potencjał oszczędności danego SEU.
Nasza rekomendacja
Ważne jest zdefiniowanie krytycznych parametrów pracy. Są to parametry, na które mogą mieć wpływ Twoi pracownicy, takie jak temperatura czy prędkość. Nie chodzi tu o parametry, na które nie można wpływać, takie jak temperatura zewnętrzna czy wilgotność. Jeśli jednak te parametry odgrywają rolę, systemy muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby można było je monitorować i kontrolować (np. enkapsulacja).
Utwórz listę dla analizowanego zakładu i wypisz parametry, które mogą na niego wpływać. Analityk danych może następnie przeszukać bazę danych w poszukiwaniu korelacji i dostarczyć szybkie wyniki. Priorytetyzacja parametrów wpływających nie odbywa się na tym etapie.
4. Wykorzystaj regresję liniową i inne techniki analizy – przewiduj zużycie i koszty na podstawie pozostałych zmiennych
Metoda analizy regresją liniową jest procedurą pozwalającą znaleźć opis zmiennej y jako funkcji liniowej innych zmiennych (minimum jednej – x) t.j. y=f(x). Regresja liniowa służyć więc może do opisania zależności oczekiwanej zmiennej y od zmiennych do niej liniowo niezależnych. Dzięki temu możemy rozpoznać z którymi parametrami koreluje przewidywana zmienna, a nawet ekstrapolując zbiór przewidzieć wartości, a więc przyszłe wyniki.
Podstawowym modelem realizującym metodę regresji liniowej jest szukanie prostej o najmniejszych odchyłkach względem rzeczywistych pomiarów (tak dodatnich jak ujemnych). Jest to jednak sposób dla opisywanych punktów wnoszący duże uproszczenie, ponieważ trudno wyniki rzeczywistych pomiarów przybliżyć na wykresie, z wystarczającą dokładnością, linią prostą.
W systemach kontroli zużycia energii metoda regresji liniowej przydatna jest do wybrania wartości niezależnych liniowo ale wpływających na kluczowe parametry konsumpcji energii (najczęściej przeliczonej na jednostkę produkcji). W ten sposób można zawęzić zbiór istotnych do monitorowania zmiennych takich jak przykładowo temperatura czy ciśnienie, które mają wpływ na zużycie energii wybranego odbiornika.
Określenie niezbędnego zarządzania operacyjnego
Energooszczędne zarządzanie operacyjne musi być prowadzone dla każdego istotnego komponentu systemu odbiornika. Takie zarządzanie operacyjne może być na przykład zakotwiczone w instrukcji pracy lub opisie funkcjonalnym. To zarządzanie operacyjne musi być koordynowane z odpowiedzialnymi kierownikami zmiany lub zakładu.
Operatorzy mając istotny wpływ na zużycie energii
Osoby, które wykonują swoją pracę na hali produkcyjnej są zazwyczaj również czynnikiem wpływającym na zużycie energii. Dlatego należy im uświadomić, jakie są ich zadania, aby utrzymać zużycie energii na jak najniższym poziomie. Należy opisać konkretne zadania i rozwiązania dla nich (np. jeśli zostanie przekroczona wcześniej określona wartość graniczna, należy zastosować środek X).
Nasza rekomendacja
W każdym projekcie można wyróżnić trzy kluczowe elementy: proces, ludzi i technologię. Choć wszystkie one są ważne, to najistotniejszym, a zarazem najbardziej wymagającym czynnikiem są ludzie. Ważne jest, aby motywować ich, pomóc im zrozumieć sens zmiany i umieć wprowadzać nowe procesy. Nawet najlepsze rozwiązanie nie przyniesie pozytywnych efektów, jeśli interfejs użytkownika nie będzie odpowiedni. Dla poprawy efektywoności energetycznej, jak i dla wielu innych korzyści, zawsze warto postawić ludzi, w tym wszystkich zainteresowanych danym zagadnieniem, w centrum projektu.
5. Realizuj wybrane projekty
Wypracowanie poprawy efektywności energetyczej
Każda okazja do poprawy musi być widoczna i udokumentowana. Analiza regresji może być wykorzystana do uszeregowania konkretnych projektów według prognozy i przewidywania potencjalnych oszczędności. Jeśli to wszystko zostanie osadzone w kontekście koniecznych inwestycji i harmonogramu, wówczas bardzo szybko można ustalić priorytety.
W najlepszym przypadku ulepszenia te mogą być również wprowadzone do bazy danych OIK. Jeśli propozycja ulepszenia zostanie zatwierdzona, zostanie włączona do wyznaczonego katalogu środków dla tego istotnego konsumenta. Ważne jest, aby decyzje te były podejmowane w sposób przejrzysty, a pomysłodawca otrzymał odpowiednie informacje zwrotne.
Określenie potrzeb szkoleniowych
Zmiany w zakładach muszą być wyjaśnione operatorom w sposób zrozumiały. Dlatego też wcześniej opracowane kroki należy zapisać w planie szkoleniowym, który służy jako szkolenie dla odpowiednich osób w danym obszarze.
Ustanowienie sprawozdawczości projektowej
Oszczędności energii i planowane operacje muszą być przełożone na projekty. Dział produkcji koncentruje się na projektach, a nie na oszczędnościach energii. Dlatego ważne jest, aby przenieść projekty do narzędzia do zarządzania projektami oraz śledzić i organizować tam działania. Jednocześnie rzeczywiste oszczędności energii z poszczególnych projektów muszą być widoczne dla menedżera energii. Tak więc integracja narzędzia do zarządzania projektami z analizą danych jest kluczowa.
Nasza rekomendacja
Można użyć analizy regresji do znalezienia konkretnych, szczegółowych i skutecznych rozwiązań dla projektów związanych z oszczędzaniem energii. Zintegrowane narzędzie do zarządzania projektem jest najlepszym sposobem na zaplanowanie i śledzenie działań oraz określenie rzeczywistych oszczędności energii uzyskanych po „naciśnięciu przycisku”. Z tymi narzędziami jesteś przygotowany na przyszłość.
Wnioski
Powodów do skupienia się na oszczędności energii może być wiele:
- potrzeba zwiększenia konkurencyjności na wymagającym rynku,
- potrzeba zgodności i wymagania związane z raportowaniem,
- chęć pozytywnego wpływu na środowisko lub wymogi prawne.
Niezależnie od tego, który z nich jest dla Ciebie najważniejszy, kluczowe jest dobre podejście i wybór odpowiednich inicjatyw, najlepszych obszarów i narzędzi pod kątem zużycia enegii.Wprowadzenie nowych rozwiązań technologicznych może znacząco przyczynić się do poprawy efektywności energetycznej.