System EMS w fabryce: jak automatyczny monitoring zużycia energii obniża koszty produkcji i ułatwia raportowanie ESG?

Im większy i bardziej złożony zakład, tym trudniej zarządzać energią na podstawie zbiorczych danych. Na miesięczne zużycie składają się maszyny, linie technologiczne, sprężarki, chłodzenie, wentylacja, pompy, piece i infrastruktura pomocnicza. Kiedy wszystko trafia do jednej wartości, stosunkowo łatwo zauważyć wzrost kosztu, ale trudniej znaleźć jego źródło.

Tu przydaje się system do zarządzania energią w firmie produkcyjnej, który zbiera dane z infrastruktury pomiarowej i pozwala Ci analizować zużycie w kontekście tego, co dzieje się na hali. Możesz zacząć przypisywać energię do konkretnych obszarów, zmian, maszyn czy procesów i na tej podstawie szukać miejsc, w których pojawiają się niepotrzebne straty.

Rachunek pokazuje skutek, a EMS pomaga znaleźć przyczynę

Wyobraźmy sobie zakład, w którym miesięczne zużycie prądu wzrosło o kilka procent. Sama informacja o wzroście nie może za bardzo pomóc. W tym samym okresie mogła zwiększyć się produkcja, zmienić struktura zleceń albo intensywniej pracowało chłodzenie. Równie dobrze przyczyną może być urządzenie, które zaczęło pobierać więcej energii mimo podobnego obciążenia.

EMS, czyli system zarządzania energią, pozwala zejść niżej i zobaczyć, kiedy oraz w którym miejscu pojawiła się zmiana. Jeżeli infrastruktura pomiarowa jest odpowiednio zaprojektowana, można analizować osobno wybrane linie, maszyny, instalacje albo całe obszary zakładu. Znacznie łatwiej odróżnisz wtedy wzrost wynikający z większej produkcji od zużycia, którego nie da się uzasadnić zmianą wolumenu czy charakterem procesu.

Gdy drobne odchylenia potrafią utrzymywać się tygodniami, możliwość pomiaru może być szczególnie przydatna. Kilka dodatkowych kilowatogodzin w jednej godzinie nie robi większej różnicy, ale jeśli sytuacja powtarza się na każdej zmianie i dotyczy kilku urządzeń, w skali roku różnica może być już wyraźnie widoczna w kosztach.

Nie każda oszczędność zaczyna się od wymiany maszyny

Myśląc o obniżaniu kosztów energii w fabryce, łatwo od razu przeskoczyć do dużych inwestycji, czyli nowych silników, modernizacji linii czy własnych źródeł energii. Tymczasem część oszczędności można znaleźć wcześniej, poprawiając sposób pracy istniejącej infrastruktury.

Zilustrujmy to na przykładzie przestojów. Maszyna nie produkuje, ale nadal pobiera energię. Podobnie może zachowywać się instalacja sprężonego powietrza, wentylacja albo układ chłodzenia pracujący według harmonogramu, który nie odpowiada już aktualnej organizacji produkcji. Bez dokładniejszych danych taki pobór łatwo uznać za normalny koszt działania zakładu.

Automatyczny monitoring pozwala porównywać profile zużycia w różnych porach dnia, podczas pracy i postoju, a także między zmianami. Zespół techniczny może szybciej wychwycić nietypowe zachowanie i sprawdzić jego przyczynę. Po wprowadzeniu korekty da się też wrócić do danych i ocenić, czy zmiana rzeczywiście przyniosła oczekiwany efekt.

Koszt energii nabiera sensu dopiero w kontekście produkcji

Samo zużycie energii nie zawsze pozwala ocenić efektywność zakładu. Jeśli produkcja wzrosła o 20 procent, wyższy pobór prądu nie musi oznaczać pogorszenia wyniku. Dlatego znacznie więcej mówi Ci zestawienie danych energetycznych z informacją o tym, ile i czego w danym czasie wyprodukowano.

W zależności od charakteru zakładu można analizować zużycie przypadające na sztukę, tonę produktu, partię, zlecenie albo godzinę rzeczywistej pracy linii. Takie wskaźniki pozwalają porównywać okresy o różnym wolumenie i szybciej zauważyć sytuację, w której proces staje się bardziej energochłonny mimo podobnego obciążenia.

To jeden z powodów, dla których system EMS do zarządzania energią powinien współgrać z danymi produkcyjnymi. Najciekawsze wnioski pojawiają się wtedy, gdy wiadomo nie tylko, ile energii pobrano, ale również co w tym czasie powstało na linii, jak długo trwała produkcja i z jakim wynikiem pracowały maszyny.

W przedsiębiorstwie produkcyjnym znacznie bardziej użyteczna od samej wartości „120 kWh” będzie informacja pokazująca czy takie zużycie odpowiada standardowi dla konkretnego procesu i poziomu produkcji. Dane energetyczne zaczynają wtedy wspierać decyzje operacyjne.

Dane o energii przydają się nie tylko energetykowi

W dobrze zorganizowanym zakładzie z tych samych danych mogą korzystać różne osoby, ale każda potrzebuje ich w innym ujęciu. Energetyk będzie śledził profile poboru, szczyty i odchylenia. Utrzymanie ruchu może zainteresować zmiana charakterystyki konkretnej maszyny, a kierownik produkcji będzie patrzył przede wszystkim na energochłonność linii oraz jej relację do wykonania planu.

Jeszcze inaczej spojrzy na dane controlling. Jeżeli zużycie można powiązać z produktem albo zleceniem, energia przestaje być wyłącznie kosztem ogólnym rozłożonym na cały zakład. Można dokładniej analizować, jak udział mediów wpływa na koszt wytworzenia poszczególnych grup produktów.

T

Z perspektywy zarządu szczegóły techniczne schodzą na dalszy plan. Ważniejsze stają się trendy, koszty, odchylenia od ustalonych poziomów oraz informacja czy działania podjęte w ostatnim kwartale rzeczywiście poprawiły efektywność energetyczną. Dobry system zarządzania energią powinien więc porządkować informacje tak, aby użytkownik nie musiał przekopywać się przez dziesiątki wykresów, zanim znajdzie coś istotnego.

ESG potrzebuje uporządkowanych danych

Znaczenie monitoringu energii rośnie również wraz z wymaganiami dotyczącymi raportowania zrównoważonego rozwoju. Dane energetyczne są istotnym elementem informacji środowiskowych, a w ESRS E1 pojawiają się m.in. zagadnienia związane ze zużyciem energii i jej miksem. Dla przedsiębiorstwa oznacza to potrzebę utrzymywania danych, które są spójne, uporządkowane i możliwe do odtworzenia dla konkretnego okresu.

W firmach, w których informacje nadal zbiera się z faktur, ręcznych odczytów i kilku niezależnych arkuszy, przygotowanie takiego zestawienia potrafi być czasochłonne. Trzeba połączyć dane z różnych źródeł, sprawdzić zakresy czasowe, wychwycić braki, a następnie zadbać o to, aby kolejne raporty były przygotowywane według tych samych zasad.

Automatyczny monitoring porządkuje ten proces już na etapie zbierania informacji. Dane mogą być gromadzone regularnie i przechowywane w jednolitej strukturze, dzięki czemu łatwiej wykorzystać je później w analizach środowiskowych czy przy obliczeniach związanych ze śladem węglowym. System EMS nie zastępuje procesu raportowania ESG, ale może znacząco uporządkować dane dotyczące energii i mediów.

Najpierw trzeba wiedzieć, po co zbiera się dane

Przy wdrożeniu systemu możesz łatwo wpaść w pułapkę opomiarowania wszystkiego, co tylko da się zmierzyć. Większa liczba punktów pomiarowych nie oznacza jednak automatycznie większej wiedzy. Jeżeli firma nie wie, jakie decyzje chce podejmować na podstawie danych, może skończyć z bardzo rozbudowanym systemem i dashboardami, których później nikt nie wykorzystuje.

Punktem wyjścia jest tutaj wskazanie problemów. W Twoim zakładzie może to być zbyt duże zużycie podczas postoju, w innym brak możliwości przypisania kosztu energii do linii, a jeszcze gdzie indziej potrzeba przygotowania wiarygodnych danych środowiskowych. Dopiero do takich potrzeb warto dobierać punkty pomiarowe, częstotliwość zapisu i sposób prezentacji wyników.

Z tego powodu wdrożenie można prowadzić etapami. Pilotaż na najbardziej energochłonnej linii lub instalacji da Ci możliwość sprawdzenia, jakie informacje są naprawdę przydatne, zanim monitoring obejmie kolejne części fabryki. System rośnie wtedy razem z potrzebami zakładu i łatwiej uniknąć sytuacji, w której firma zbiera dużą ilość danych bez jasnego pomysłu na ich wykorzystanie.

Energia pod kontrolą to więcej niż niższy rachunek

Moment, w którym dane o energii zaczynają być analizowane razem z danymi produkcyjnymi jest szczególnie wartościowy. Wtedy łatwiej będzie Ci ocenić, czy wzrost zużycia jest naturalnym efektem większej produkcji, czy sygnałem, że konkretny proces, linia albo instalacja pracuje mniej efektywnie niż wcześniej.

Dobrze dobrany system do zarządzania energią w firmie produkcyjnej pomaga szybciej wychwytywać takie różnice, sprawdzać efekty działań optymalizacyjnych i dokładniej analizować koszt wytworzenia. Jednocześnie uporządkowane dane energetyczne można wykorzystać w controllingu, analizach środowiskowych i raportowaniu ESG.

Dzięki temu energia przestaje być wyłącznie pozycją na fakturze. Staje się kolejnym obszarem, którym można zarządzać na podstawie konkretnych danych, podobnie jak wydajnością linii, jakością czy czasem pracy maszyn. I właśnie wtedy EMS zaczyna mieć największą wartość biznesową jako narzędzie, które pomaga lepiej rozumieć, gdzie i dlaczego zakład zużywa energię.

Fot. Magnific, Explitia 

Artykuł partnera