专家视点 | 将能源写进物料清单
2014-05-29 罗克韦尔自动化
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注：以下译文的英文原文出自 INDUSTRIAL TECHNOLOGY 上的文章 “THINKING ABOUT ENERGY AS PART OF YOUR BILL OF MATERIALS”
大多数制造商都能够牢牢地控制材料和人力成本，然而，如果不能掌握关键的能耗数据，将无法确定生产每个产品的真正成本。我们将与罗克韦尔自动化的业务负责人 Jonathan Smith 共同探讨“能源智能”。
随着能源成本不断上涨以及人们对降低碳排放量的重视，可持续性已成为英国各领域制造公司所关注的重要问题。近年来，碳基能源（煤、石油和天然气）的价格持续上涨，而谈到能源供应，不管怎样，英国经济很大程度上仍依靠碳基能源。
当然，也可以选择用可再生能源来代替碳基能源，但价格更为昂贵。核能在英国的能源结构中扮演着怎样的角色目前尚不明确，但可以肯定的是，核能要想成为国家电网的主要能源，还有许多年的路要走。而且尽管一直以来人们认为页岩气能够应对未来的能源需求，但是我们能够真正利用它的潜能，也得是十年以后。
在此期间，英国经济很可能仍主要依赖碳基能源。能源价格已然很高，而当下由于经济衰退，全球能源需求呈现出合理的平稳态势。随着全球经济逐渐复苏，能源需求量将不断增长，价格也将水涨船高。
英国将要面临的另一个问题是能源的可用性。过去，我们的天然气供应几乎能够自给自足。而现如今，英国已成为净进口国，能源储备不足必然会导致供应链出现问题。而且，由于英国并未进行洁净煤技术投资，传统的燃煤电站正纷纷停工。上述所有问题都会危及能源安全。
提到能源安全，我们往往会认为那是国家法规中相当模糊的相关条款，但不难预见到各制造企业未来都将受到能源安全问题的直接冲击，正如英国天然气电力市场办公室 (OFGEM) 向政府提交的“发电能力评估”报告中所述。过去，英国国家电网产能富余量达 12-15%，我们一直都认为理所当然，而如今正逐渐下降到 4-5%，这大大加剧了限电甚至是停电的风险。面对这种局面，您的生产是否能够灵活应对，相应地提高或降低产量？如果供电商某天通知您需要停工数小时，您是否能够从容应对？如果您不能从容应对但又希望保证能源供应，那么您将面临能源价格大幅上涨的问题。
因此将降低能耗视为可持续性议题的一部分非常有意义。降低能耗可以降低成本，有助于保证能源供应，而且可以降低碳排放量从而践行低碳承诺。但是，掌握准确的能源使用情况是降低能源成本的前提，这需要具有一定水平的可视性，而这正是许多公司所缺乏的。
“很多时候，谈到能源指标时，我们很大程度上会通过监视整个工厂的总能耗来进行衡量，”罗克韦尔自动化业务负责人 Jonathan Smith 评论道。“而采用这种方式只能了解每周的能耗。最佳情况下，您可能会了解到半小时指标并开始看到波动情况，但您仍然无法深入了解工厂的实际能源使用情况。”
将能源视为原料
Smith 认为，将能源视为原材料与其它原材料同等对待必将带来重大变化。如果不这样做，我们就无法管理能源使用情况。“将能源纳入物料清单后，便能够对整个生产过程中的能源情况进行跟踪，从而优化能源使用并尽可能减少浪费，”他说道。
首先，对整个工厂的总能耗执行一些更全面的监视，然后可以延伸到工厂车间的关键区域，例如各生产线。之后，可以进一步监视各生产线中的各种机器，通过查看电机、加热器、接触器和变频器等各机器元件，可以将可视性提升到更高的水平。
上述所有监视过程可为您提供大量简单易懂的记录数据，不过也有许多方法可以将这些数据汇总并生成趋势和报告、突出显示异常情况、以及绘制能源使用情况图。虽然这些信息都非常有用，但凭借这些信息，仍然无法真正掌握生产中的能源使用情况。
“当我们考虑生产成本时，能够监视每个产品的成本是很有用的，”Smith 说道。“对于大多数原料，监视它们的成本相当容易。而对于能源，我们往往只能获得统计数据：我们可以了解生产例如 5000 个产品所耗费的电能，然后我们可以计算出每个产品的平均成本。但这一数据并不能反映实际情况。某天生产某种产品的成本是多少，与另一天生产同一产品的成本相比如何？如果这两天的成本不同，原因是什么？统计分析并不能回答这些问题。”
罗克韦尔自动化的解决方案是一套集成的“利于实现智能的”软件产品，FactoryTalk 套件。其中的核心软产品是 EnergyMetrix 和 VantagePoint Energy。这些软件包可以将能源数据与组织或生产模型的实际背景结合起来，提供更利于制造商制定相关决策的相关信息，从而使用户从能源数据中获取真正的价值。
用户可利用基于 Web 的系统进行现场或远程监视，对数据流进行捕捉、归档、报告和分析，并将其与工厂中的不同资源相关联，从而实现对能源使用情况的监视和优化。而且如果与碳排放量监视相关联，您还能充分利用返利、能源优惠政策、非高峰采购计划以及其它节省成本的措施。
“当您通过工具将能源视为原材料后，您便能够查看能源与物料清单中其它项的关系，从而了解能源对每个产品的成本有何影响，”Smith 解释道。“例如，您可以将能源与采购过程相关联，以了解不同供应商的原料对生产成本的影响。某供应商的原料可能比竞争对手便宜 5%，但这种成本优势可能会被更高的处理成本所抵消。又或者，您可能会发现某些批次的材料湿度比其它批次高，这也会增加处理成本。您可以了解到这些信息，因此您能够与供应商探讨如何解决。”
很显然，能源成本将继续上涨，人们对能源安全的关注度会越来越高，而降低碳排放量仍会对各领域的生产操作带来更大压力。因此，能源智能必将成为各种性能指标中的关键性能指标，因为只有真正了解工厂内的能源使用情况，才能加以优化从而降低成本。
