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厂务能源管理可视化 建置更轻松、快速见效
[作者 黃世貴]   2019年07月10日 星期三 浏览人次: [11501]

如火如荼开展的工业4.0驱动着制造业朝向智慧工厂迈进。但实现智慧制造不能只着眼于生产线的优化,更需将辅助生产的部门纳入转型升级,提出相应的配套措施,才能双管齐下发挥运筹帷幄的综效。其中,厂务能源管理就是智慧制造中不可忽视的重要一环。


有数据有真相 对症下药才能真节能

然而,不少制造业对厂务能源管理的认知其实相当浮面且有盲点,以为只要在内部要求员工随手关灯、关电脑、拔插头,或是在用电尖峰期强制停用某些耗电的设施,亦或者全面汰换为节能设备就可以达到节省用电的目的。事实上,这种缺乏具体数据佐证而单靠呼吁员工自律或仅凭管理者自由心证的做法,可能投入了心力或花了大钱却得不到预期的节能效果。


而且,目前许多工厂普通存在的现象不外乎:因为缺乏详实的用电资讯,致使厂内潜藏用电浪费的情况却浑然不觉;有心节能的工厂同样也在资讯贫乏下无法厘清耗电的原因而不知该从何下手;也有工厂虽然有人工手抄的资料,但往往因为人员抄表无法即时同步纪录资料在第一时间发现问题,甚至在帐单出现用电超约需缴罚款时想回溯资料也有所困难,最后沦为例行公事的纪录行为。


用电数据是工厂落实节能的关键第一步!研华以多年推行iFactory智慧工厂的实务经验,提供了厂务能源管理解决方案(Factory Energy Management Solution,FEMS)。透过这套FEMS可将工厂的用电情况予以可视化与透明化,管理者即能清楚了解工厂内电力使用流向,从资料中找出异常能耗与低运转效率之处,并寻找可节能改善的方向,借此消除不必要的虚耗或浪费以降低用电成本,从而进一步规划出合理的能源策略。


只花三分力 轻松建置厂务能源管理

研华的FEMS是套软硬整合的完整解决方案(Solution Ready Package,SRP)。在硬体方面,从底层的数据采集、到中层的资料预处理、再到最上层的战情室集中管理全都囊括在内。 (图1)



图1
图1

在软体方面,用户不仅能直接套用内建的标准公板,也可将数据资料依所需的呈现方式来客制图表;还能按企业的规模选择将系统装设在地端或云端;亦可与第三方系统MES或EPR、或是研华的设备稼动管理方案(OEE)无缝串接;更提供了包括Email、简讯、LINE、Wechat等通知功能,让管理者绝不漏接任何一条警示讯息。 (图2)



图2
图2

这套完成度高达七成的SRP中让系统整合厂商与使用者最便利的就是可视化仪表板(Visualized Dashboard)提供了十多种现成可用的公板。设计者几乎不用花太多心力,只要透过设定就能以趋势分析、图表、数据等型态呈现用电结果,快速地导入厂务能源管理系统,让工厂管理者可以依时间别、部门别或设施类别随时掌握即时用电状况。


其中像是透过「能耗总览」可监视各厂区或办公处的累积用电量,并得知电力消耗是来自于照明、插座、空调、制造、空压或消防设施,在进行各分区差异比较后找出不合理的能耗。



图3
图3

还有透过「能源KPI管理」可将总耗电分摊至各个单位,借此制定节能KPI,以耗能责任制来检视用电合理性,同时也加大鼓励全员节能的力度。 (图4)



图4
图4

在用电与生产整合方面,用户可透过「能耗及成本分析」将产量、产值、电费、工时等与能耗相关的资料汇整分析,借此从能耗的变动中得知生产效率,譬如在相同能耗下产值是否提高了,或是相同能耗下费用是否减少了。 (图5)



图5
图5

而「机台稼动率及能源效率」则是将两者结合后借以监视生产线机台的能耗效率,当出现设备耗损预警时,可提前安排维护检修,降低设备突然故障造成生产线停摆的风险。 (图6)



图6
图6

而除了上述四种常用的标准公板之外,可视化仪表板还提供许多有助于了解工厂用电情况能的公板,像是可查阅能源历史资料的趋势图、可远端监看各地用电状况的能源地图、可查每生产一件或一批产品所消耗的能源用量、照明/空调/空压/消防等各种设施的耗电趋势图等等,设计者都能直接套用并轻松地将用电资讯可视化。


节省一成能源成本 短期就能看见成效

至于硬体部份,研华为大中小型工厂与跨国工厂提供了支援200组电表的轻量版、支援2000组电表的企业版、以及支援无上限的云端平台三种版本的选项。而且,由于研华SRP具有无痛搬移资料的特色,因此当企业欲从轻量版转换至企业版或云端版以扩大厂务能源管理范围时,只需简单执行必要程序就能完成,不用重新来过,实在是相当省时省力。



图7 : FEMS云端服务(右),FEMS企业型伺服器(中),FEMS轻量型伺服器(左)
图7 : FEMS云端服务(右),FEMS企业型伺服器(中),FEMS轻量型伺服器(左)

数据采集方面,研华提供了物联网闸道器ECU-1051与物联网控制器ADAM-3600两种配置选项。透过其所搭载的WISE-PaaS/EdgeLink让两款产品可以连接不同品牌的电表,并将能源数据进行通讯协定转换后再上传给系统主机。另外,受惠于ADAM-3600既能收集电表资料、也能采集机台资讯,所以对需要同时管理能源与设备的用户来说,可谓是一举两得的资料撷取好帮手。



图8 : 适用於厂务设施的物联网闸道器(右),适用於生产设备的物联网控制器(左)
图8 : 适用於厂务设施的物联网闸道器(右),适用於生产设备的物联网控制器(左)

目前已有半导体厂、电子组装厂、玻璃工厂、机械厂、塑化厂利用FEMS SRP在很短的时间内就完成了厂务能源管理的建置,而且也让工厂减少了7%~10%的能耗成本,其中一些过去从未进行能源管理的工厂,其节省的电费更远高于一成以上。


消弭隐形浪费 能源精实管理


图9 : FEMS SRP让工厂可以透过用电资讯可视化,使潜藏的隐形浪费无所遁形,进而有效降低能源成本并提升生产效率。
图9 : FEMS SRP让工厂可以透过用电资讯可视化,使潜藏的隐形浪费无所遁形,进而有效降低能源成本并提升生产效率。

制造业是个高度依赖电力供应来完成生产计划的产业。尽管用电量大,但企业对于工厂内的电力使用情况一知半解的现象,势必会成为智慧制造转型升级的绊脚石。


所幸,研华低度投资的FEMS SRP让工厂可以透过用电资讯可视化,使潜藏的隐形浪费无所遁形,进而有效降低能源成本并提升生产效率。同时,也以软硬体兼具、开放整合架构和易学易用工具等特色让系统整合厂商可以迅速完成专案开发,协助制造业对厂务能源进行精实管理,早日排除转型升级的路障,更顺畅无阻地迈向智慧制造之路。


(本文作者为研华科技工业物联网事业群市场开发经理黄世贵)


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