Efektywność energetyczna kluczem do sukcesu branży spożywczej
W porównaniu do innych sektorów, fabryki żywności i napojów zazwyczaj nie są energochłonne. Przykładowo, w całościowym koszcie produkcji jogurtu 10% stanowi energia. Problem w tym, że marża na tego typu produktach końcowych jest bardzo niska i może wynosić nawet mniej niż 2%! Oznacza to, że już niewielki wzrost kosztów energii elektrycznej może zniwelować zyski ze sprzedaży.
Istnieje niewiele możliwości, które pomogłyby branży spożywczej uniknąć strat. Istnieje wiele z pozornych opcji, które już na samym etapie planowania są skazana na niepowodzenie. Przykładowo, obniżenie wydatków poprzez kupowanie za granicą spowoduje pojawianie się kosztów transportu i może mieć negatywny wpływ na emisję CO2. Z kolei produkcja w krajach o niskich kosztach importu do Europy będzie mocno utrudniona ze względu na konieczność zapewnienia ciągłości łańcucha chłodniczego, co w połączeniu z transportem również nie pozostanie bez wpływu na emisję gazów cieplarnianych.
– Dlatego, najskuteczniejszym sposobem na przeciwdziałanie wzrostowi kosztów jest zmniejszenie zużycia energii elektrycznej. Jest to najlepsze rozwiązanie z punktu widzenia ROI i perspektywy długoterminowej, ponieważ najtańszy kilowat to ten, którego się nie zużywa! Ta ogólna idea oznacza możliwość produkowania lokalnie, w tej samej skali, lecz przy użyciu mniejszej ilości energii. Aby to osiągnąć, przedsiębiorstwa muszą zdecydować się na modernizacje i inwestycje w transformację cyfrową – twierdzi ekspert Schneider Electric, Tomasz Sierpiński.
Digitalizacja pozwala na monitorowanie zużycia energii na poziomie poszczególnych maszyn, a co za tym idzie lepsze wykorzystanie sprzętu i kontrolowanie efektywności operacyjnej. Producent ma wygodny wgląd w stan i działanie urządzeń, dzięki czemu pracownicy mogą niezmiennie pracować utrzymywać optymalne tempo produkcji. W połączeniu z zapewnieniem najbardziej efektywnego wykorzystanie zasobów, takich jak energia elektryczna i woda, będzie się to przekładać na znaczne oszczędności. Jako przykład może tutaj posłużyć Yili Group, wiodący, chiński producent mleka, który dzięki wdrożeniu kompleksowego systemu zarządzania energią Schneider Electric EcoStruxure, był w stanie obniżyć koszty energii o 5% przy jednoczesnym zwiększeniu przepustowości zakładu o 19%.
Przypadek Yili Group jest szerzej zilustrowany w filmie pod tym linkiem: https://youtu.be/oN1toTsziV0
Zarządzanie energią jako czynnik wyróżniający
Producenci wykorzystują transformację cyfrową do wdrożenia cyfrowych systemów zarządzania energią przede wszystkim w celu poprawy swojej rentowności. Według ustaleń firmy analitycznej McKinsey, wielu producentów traktuje efektywność energetyczną jako kluczowy czynnik wyróżniający je na tle konkurencji.
Istnieje jednak kilka wyzwań, przed którymi stają producenci podczas wprowadzania planów mających na celu poprawę efektywności energetycznej. Często zdarza się, że nie udaje im się wdrożyć w swoich zakładach odpowiednich urządzeń mierzących zużycie energii. Ogranicza to skuteczność już istniejących rozwiązań w zakresie zarządzania energią. Ponadto, na przestrzeni lat, firmy mają tendencję do wprowadzania w swoich zakładach wielu systemów oprogramowania, mających na celu poprawienie różnych aspektów wydajności produkcji. Te liczne implementacje tworzą silosy danych i komplikują ich całościową analizę. Ich rozbicie i agregowanie danych dotyczących energii jest podstawą skutecznego cyfrowego systemu zarządzania energią.
Pierwszym krokiem w drodze do zwiększania efektywności energetycznej jest udokumentowanie profili zużycia energii dla linii produkcyjnych, procesów i urządzeń pracujących w zakładzie. Dzięki temu producenci żywności mogą precyzyjnie monitorować zużycie energii identyfikując potencjalne obszary wymagające poprawy. Skonsolidowany system pomiarowy pozwala operatorom odpowiedzieć na krytyczne pytania, takie jak:
- Jakie było zapotrzebowanie na energię i moc całego zakładu w ciągu ostatnich miesięcy?
- Kiedy występuje szczytowe zapotrzebowanie na obciążenie i zużycie energii?
- Jaki jest koszt energii potrzebnej do wyprodukowania każdej jednostki wytwarzanego towaru?
- Czy istnieje jakaś zauważalna różnica w zużyciu energii przez różne zmiany pracowników?
3 podstawowe funkcje zarządzania energią
W warstwie podstawowej dane dotyczące zużycia energii i dane operacyjne są zbierane z urządzeń sprzętowych, takich jak liczniki energii, sterowniki PLC, DCS, MES lub bazy danych Historian. Następnie, zagregowane dane dotyczące energii i produkcji są synchronizowane, kontekstualizowane z informacjami produkcyjnymi (zamówienia, materiały itp.) i przetwarzane przez platformę zarządzania energią. Proces ten przekształca zebrane informacje w użyteczne spostrzeżenia i odkrywa potencjalne ścieżki poprawy efektywności energetycznej. Stanowi to punkt wyjścia dla procesu PDCA, identyfikując luki w wydajności i w rezultacie redukując koszty energii.
Kompleksowa platforma zarządzania energią pozwala użytkownikom uzyskać wgląd w zużycie energii jako punkt wyjścia procesów zarządzania takich jak PDCA (Plan-Do-Check-Act). Ponadto, pomaga monitorować jakość sieci energetycznej i optymalizować wykorzystanie urządzeń elektrycznych. Korzystając z zarządzania energią, operatorzy mogą zwiększyć niezawodność sprzętu i ograniczyć nieplanowane przestoje dzięki następującym możliwościom, takim jak:
- Praktyczne spostrzeżenia – Połączenie danych, dotyczących energii z danymi operacyjnymi pozwala uzyskać wgląd w zużycie energii w operacjach produkcyjnych.
- Optymalizacja sprzętu elektrycznego – wydłużenie żywotności sprzętu i zmniejszenie liczby awarii spowodowanych przerwami w zasilaniu, zakłóceniami lub występowaniem wyższych harmonicznych, poprzez skorelowanie nietypowych zachowań sprzętu z nietypowymi wzorcami zużycia energii.
- Poprawa niezawodności sieci elektrycznej – Monitorowanie jakości sieci energetycznej w czasie rzeczywistym, generowanie powiadomień i alarmów o nieprawidłowym działaniu zasilania.
Jakość zasilania również ma znaczenie
Również dostępność należytego zasilania stanowi jedno z czynników ryzyka, mających wpływ na jakość produktu. Zakłócenia w jakości energii mogą mieć znaczący wpływ ekonomiczny. Już nieznaczne różnice w zasilaniu mogą zmienić warunki środowiskowe i procesy chemiczne, doprowadzając do utraty całej partii produktu, a w konsekwencji istotnych strat finansowych. W przypadku utraty sterylności, straty mogą być milionowe. Niedobór produktu na rynku może doprowadzić do utraty pozycji i reputacji. Długotrwała lub częsta zmienność mocy może powodować nieprawidłowe działanie lub uszkodzenia sprzętu. Część urządzeń jest wrażliwa na zakłócenia zasilania, co może prowadzić do przegrzania i w rezultacie przyspieszonego zużycia. Niestabilność przepływów energii może powodować 30-40% nieoczekiwanych przestojów i pochłonąć do 4% rocznych obrotów. Problemy z jakością mogą mieć długofalowy wpływ na wartość marki firmy i zaufanie rynku.
Inwestowanie w cyfrowe zarządzanie energią w przemyśle spożywczym może generować duży zwrot z inwestycji dzięki poprawie wydajności, produktywności i zwiększonej dostępności zasobów.
source: Schneider Electric