能源消耗管理

作为一名运营经理、控制工程师或机器操作员，衡量你的标准总是你削减成本的能力。为了最大限度地提高吞吐量和减少浪费，您已经做了几乎所有可能的省钱工作。在所有事情都被压缩得尽可能紧的情况下，你还能求助于哪里来帮助提高盈利能力?

虽然能源使用有可能成为节约成本的新领域，但它是制造业中最难以捉摸和最难管理的成本之一。传统上，工业能源消耗被单一地视为经商不可避免的成本。但事实是，管理能源实际上是一个三维挑战:更少、更便宜、更理想。

虽然一些能源用于设施操作，如加热、冷却和建筑物照明，但进入工厂的大部分能源用于驱动机械，将原材料转化为中间产品，产生蒸汽或促进生产。通过行为和程序的改变，您实际上可以使用更少的能源，例如，通过使用更高效的设备，在您的过程中重复利用废热，或安排生产以尽量减少能源密集型转换程序。你也可以通过管理能源使用的地点、方式和时间来使用更便宜的能源，以便在最便宜的时候利用它，比如在非高峰时段。

最后，您可以优化能源使用，以最便宜、最有利可图的方式实现生产目标，同时平衡制造过程中固有的许多变量。这个维度最终将对财务绩效产生最大的影响，因为您可以积极地管理能源，将其作为整个生产方程式的众多输入之一。这是如何。

绿色蓝图方法

这里列出的能源管理的七个支柱可以单独使用，也可以同时使用，将你的能源管理战略转变为一个整体的战略计划。它是一个蓝图——或者我们称之为绿色蓝图——用于使用您现有的自动化和电力控制资产开始更有效地节约能源，并更明智地进行投资。

支柱1:设施监测。在你开始管理你的能源消耗之前，你必须了解你的能源使用和质量模式。很有可能你已经在某种程度上测量了你的能量消耗。为了扩展这些知识，对您的生产设施进行评估可以帮助您确定节能工作的范围，定义关键指标，并帮助您获得必要的资源，以便全面了解整个设施的能源使用情况。

您还可以监控设施的计量基础设施，以收集与设备使用和环境条件相关的所有能源(水、空气、天然气、电力、蒸汽或其他资源)的数据。然后，这些数据可以在能源历史软件程序中进行记录和时间标记，以确定趋势、差异和改进基准。

有了这个全局视图，您就可以确定并进行操作更改，以帮助降低能源消耗和成本。这些措施可能包括在设施接近使用高峰时减少负荷或降低功率水平。在设施监测级别收集的信息还可以帮助您了解和管理电能质量问题，例如电压跌落或谐波，这些问题可能会损坏设备并导致电网上的功率因数问题。因此，您可以更好地保护您的设备，并避免招致公用事业公司可能收取纠正功率因数问题的罚款。

评估和监测使用情况应该是一项持续的工作，以便确定诸如季节如何影响生产变量以及以前实施的改进是否按计划继续执行等变量。

支柱2:生产监控。要了解工厂地板能耗，请与您的自动化解决方案提供商合作，确定机器和生产线上有用的数据收集点，并对您的信息系统进行编程以存储和分析该数据。一旦系统到位，您就可以将工厂消耗数据与设施消耗数据分开，并更清楚地了解制造过程与数据中心和暖通空调等运营功能消耗的公司总体能源消耗的确切比例。

通过更清楚地了解工厂层面的能源消耗，您可以修改设备效率计算，将能源效率作为设备整体性能指标的一部分，并优化产出与成本的性能曲线。消费数据也可以应用于传统的精益六西格玛工具来优化操作。例如，一家北美包装公司使用工厂地板能耗数据和传统的价值流映射数据来重新排序生产操作并降低能源成本。通过将能源密集型作业移出需求窗口，并为正在进行的工作储存低成本能源，该公司在一年内节省了6.6万美元。

支柱3:在生产BOM上捕获能量。一旦在信息系统中存储和分析了制造能耗数据，您就可以开始清楚地看到能源在各种历史事件(如特定产品周期或批次)中的使用趋势。你不再需要猜测未来类似生产的能耗是多少;实际上你可以提前开始计划。这样，您就转移到了能源管理体系结构的一个新支柱，在这个支柱中，能源需求被包括在资源规划和调度决策中，就像原材料被视为物料清单(BOM)中的一个元素一样。

根据经验，将能源消耗需求与生产BOM联系起来，可以帮助您做出前瞻性的生产决策，并以一种将产生更大回报的方式更好地管理能源投资。例如，通过了解某些批次需要更多的能量，您可以将这些批次移出峰值窗口。此外，单位层面的能源消耗信息成为贵公司可持续发展报告机制的宝贵输入。

支柱4:建模。一旦您知道运行特定的生产周期需要多少能源，您就可以利用生产模拟软件工具输入变量，例如峰值和非峰值能源成本、原材料成本、劳动力和预计排放，并预先测试“假设”场景，以查看生产产出和成本将如何因修改而变化。

在这个支柱中，您可以优化所有生产资产，并预测最经济的方式来制造您的产品，使用能源作为变量之一。您还可以预测生产调度的完整顺序，以优化整体生产。

支柱5:控制。随着工厂车间的所有制造应用程序和自动化解决方案生成数据，能源管理架构的下一个支柱是将所有数据集驱动到一个通用的自动化解决方案中，该解决方案可以识别、建模、可视化和呈现控制选项，或自动控制生产变化。虽然这可能超出了您日常任务的范围，但建模功能将自动实现决策，而无需您进行不必要的干预。这些决策可以扩展过去简单的工厂车间生产变量，包括您不能直接度量的其他变量，例如最后一刻的人员变更或关键客户在短时间内发出的紧急订单。

支柱6 & 7:回应和记分。一旦您对工厂内的能源管理活动充满信心，您的公司就可以将外部市场和监管影响作为其总体能源管理战略的一部分。然后，就有可能将观点转移到设施之外，并开始关注如何根据市场波动和监管要求改变能源消耗，做出明智的经济决策。

作者信息

Phil Kaufman是电力和能源管理产品的业务经理;玛西娅·沃克是罗克韦尔自动化可持续生产项目经理。

绿色白皮书

在题为《工业能源优化:管理能源消耗以提高盈利能力》的白皮书中，详细介绍了七支柱绿色蓝图方法，该白皮书可在罗克韦尔自动化网站上免费下载:www.rockwellautomation.com/solutions/sustainability/。

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