Energie, twee keuzes: Verminder het of betaal ervoor!

De Verenigde Naties hebben hun 2030 Duurzame Ontwikkelings Doelstellingen om ieders levenskwaliteit te verbeteren; ze variëren van Armoede tot klimaatactie. Deze zaken gaan ons allemaal aan en zijn zinvol.

Ze zijn nog zinvoller als ze ons ook kunnen helpen om onze productiviteit kunnen helpen verbeteren, maar hoe uit zich dat in werkelijkheid?

Een interessant maar relatief onbekend feit over Japan is dat het een cultuur van zelfvoorziening heeft moeten ontwikkelen omdat het geen natuurlijke hulpbronnen heeft.

Dat betekent dat andere energiebronnen moeten worden geïmporteerd en dat is duur, dus energiebesparing is verankerd in elk aspect van het dagelijkse leven. Voor de industrie betekent dit dat Japan een zeer moeilijk land is om om agressief te concurreren op het wereldtoneel, omdat bijna alle grondstoffen, van energie tot arbeid, zo duur zijn.

Dus hoe slagen Japanse bedrijven hier in? In het geval van Mitsubishi Electric zijn energiebesparing en Kaizen (voortdurende verbetering), via het eF@ctory-concept, onderdeel geworden van het DNA. De successen in energiebeheer hebben geleid tot meerdere CDP-prijzen voor Klimaat en Water en zijn de bron van gedrevenheid om haar ervaring en knowhow te delen.

Veel mensen hebben misschien nog nooit gehoord van de "drie R's van duurzaamheid," maar het is net zo belangrijk als Kaizen. De drie R's zijn; " Reduce" het gebruik van onnodige dingen; "Reuse" items waar mogelijk; en "Recycle" wanneer hun nuttige leven voorbij is. Dit wordt op grote schaal beoefend in Japan en Japanse productie.

En in het geval van energie, vooral vanuit een bedrijfs- of fabrieksstandpunt, is het zelfs nog belangrijker. Als je het gebruikt (sic. energie), heb je twee keuzes: Verminder het of betaal ervoor! Het is totaal onvermijdelijk... net als belasting betalen!

Er is één kernconcept dat fundamenteel is voor het veranderen van de perceptie van energiegebruik. Mitsubishi Electric noemt dit EPU; de Energie Per Eenheid geproduceerd. Het is simpelweg de hoeveelheid energie die verbruikt wordt om één product te produceren.

EPU heeft twee krachtige kenmerken; het maakt de directe koppeling mogelijk van de energiekosten aan de fabricageactiviteit; zij is ook variabel/dynamisch. Dat klinkt niet zo belangrijk totdat je een lijnstilstand hebt en de EPU snel begint te stijgen naarmate energie wordt verbruikt maar geen product meer wordt wordt geproduceerd. Het tweede kenmerk is dat het gemakkelijk is om productieprestaties tussen lijnen of zelfs fabrieken te vergelijken, omdat de EPU volledig wordt bepaald door de efficiëntie van de productie, d.w.z. de productiviteit. En daarom gebruikt Mitsubishi Electric het om zichzelf te benchmarken, maar ook om energiebesparende activiteiten te stimuleren.

Doorgaans hebben fabrikanten een zeer duidelijk idee van de materiaalkosten, directe en indirecte arbeidskosten, logistiek, afschrijvingen, enz. met betrekking tot hun productieprocessen. Maar heel zelden weten ze eigenlijk iets dan het totale energieverbruik.

Door het e-F@ctory concept van 'connect everything' toe te passen en te meten wat belangrijk is, zijn klanten in staat om de EPU af te leiden. Het mooie is dat energiemonitoring met terugwerkende kracht kan worden toegepast op elke bestaande site of machine. Modules kunnen rechtstreeks aan bestaande breakers worden toegevoegd of gedistribueerde meetpunten kunnen worden geïnstalleerd zonder de bestaande productie of bekabeling te verstoren - gewoon de juiste CT-modules overklemmen.

Door deze aan te sluiten op lokale meters en controlestations wordt het gemakkelijk om al die gegevens terug te halen naar een centraal beheerspunt. Hoe meer zichtbaarheid van die gegevens, hoe meer veranderingseffecten kunnen worden gecreëerd. Hieronder enkele echte gebruikssituaties.

Voor een product met een lage marge, zoals een circuit breaker, in combinatie met een felle wereldwijde concurrentie, telt elke bespaarde cent.

Zoals reeds werd opgemerkt, zijn de energiekosten in Japan gestegen. Dit werd verergerd door de gevolgen van de aardbeving in Fukushima, waardoor alle kerncentrales in de regio ook werden stilgelegd, wat leidde tot nog duurdere energie en in sommige gebieden extra gebruiksvoorschriften. Dus, wat was de tegenmaatregel?

In het geval van een circuit breaker line, een typisch prijsgevoelig product, wat hebben we geleerd? Ten eerste, dat het energieverbruik verbruik gevisualiseerd moest worden, wat betekende dat energiegegevens van elk onderdeel van het proces moesten worden verzameld. Het resultaat was een zeer duidelijk beeld dat kon worden uitgesplitst van productiehal, naar lijn, naar individuele machine.

Het andere belangrijke aspect was de tijdbasis van de meetfrequentie. Dit was van cruciaal belang om de hoofdoorzaak van problemen te achterhalen. Het zoeken naar de correlatie tussen gebeurtenissen, zelfs op verschillende processen en machines bracht snel aan het licht waar de echte problemen zaten.

Het laatste belangrijke leerpunt was dat technologie helaas nog niet alles oplost. Er moet een sterke betrokkenheid zijn als bedrijf, die doorwerkt tot elke werknemer hetzelfde doel nastreeft en het delen van de gegevens op een brede basis wat iedereen bewust maakt van de omvang van het probleem. Dan is het een kwestie van de eenvoudige stappen doorlopen; Visualiseer het probleem, vind de oorzaak, onderneem actie - het is pure PDCA!

Net als in case 1 was de eerste stap het verzamelen van de gegevens, maar het verzamelen was niet beperkt tot energie alleen. Aanvullende informatie zoals het productie schema, apparatuurgegevens, kwaliteitsgegevens en procesfoutgegevens werden ook verzameld. Het cruciale punt was dat deze gegevens in "real time" werden verzameld. Dat betekende uitgebreide gegevensverwerking aan de lijnzijde, tijdstempeling en filtering, dus Edge Computing was een belangrijk element om dat mogelijk te maken.

Aanvankelijk werd het productiepersoneel overspoeld met gegevens, grafieken en analyses. zo veel dat ze niet konden zien wat er gebeurde. Na het toepassen van EPU technieken konden ze nauwkeurig bepalen wanneer de productie daalde en en de energie piekte, en dat te vergelijken met fout- en kwaliteitsinformatie.

Dit bracht verschillende dingen aan het licht;
- Ze waren de machines te vroeg in de ochtend aan het instellen/opstarten voordat de hoofdproductie begon.
- Ze zagen veelvuldige stops als gevolg van materiaaltekorten.
- Problemen met apparatuur en lange stilstandtijden deden zich voor omdat alle onderhoudsmedewerkers op hetzelfde moment pauzeerden.

Om de niet productieve tijd te minimaliseren tijdens de "omschakeling" voor verschillende producten (wanneer nog steeds energie werd verbruikt maar niets geproduceerd) werd vastgesteld dat een "Change Over" ondersteuningssysteem nodig was. Het doel was de uitvaltijd te verminderen en het aantal vereiste wijzigingen te verminderen, dus moest het fundamenteel worden gekoppeld aan het productieplanningssysteem. Het resultaat was de moeite waard, het energieverbruik werd met 30% verminderd.

Een eenvoudig voorbeeld is wanneer een motorlager droogloopt of beschadigd is en meer wrijving ondervindt en dus meer energie verbruikt. Dus nu kan de verbruikte energie een indicator zijn van de gezondheid van de motor. In dit geval was het echt een motor die een vacuümpomp aandreef die het begaf. Dit kritisch onderdeel van een elektronicaproductielijn had een verwachte levensduur van 3-5 jaar moeten hebben, dus niemand had verwacht dat het een potentiële oorzaak van productieproblemen was.

De oplossing voor dit probleem bereikte een verbeterde OEE door het stroomverbruik van de motor te gebruiken als indicator voor voorspellend onderhoud. Dit was een eenvoudige oplossing zonder extra sensoren - gewoon gebruik maken van de bestaande gegevens.

In dit laatste voorbeeld werden elementen uit de drie vorige gevallen gebruikt naast inspanningen om "menselijk" gedrag te veranderen. Vóór de COVID-crisis kwamen meer dan 10.000 bezoekers per jaar naar Fukuyama Works om te horen hoe het bedrijf erin slaagde de contractpiek met ongeveer 1.700 kW te verminderen - dat staat gelijk aan een kleine zonne-energiecentrale van 3,4 hectare of ongeveer 100 miljoen JPY (laten we dat voor het gemak 1 miljoen euro per jaar noemen... elk jaar). De zo belangrijke EPU daalde van 14,3 JPY/eenheid tot slechts 5,5 JPY/eenheid - dat was een vermindering van 62%.

Om dit op een systematische manier te bereiken is het belangrijk te beginnen met kleine projecten waar de verwachte ROI kan worden gecontroleerd alvorens het werk op te schalen naar grotere projecten. Een ander belangrijk aspect was dat veel activiteiten er gewoon op gericht waren de mensen eraan te herinneren de lichten uit te doen, de temperatuur van de airconditioning met 1 of 2 graden bij te stellen, te controleren op versleten motoren, de onderliggende oorzaken te identificeren, kortom perfecte voorbeelden van de zeer efficiente Kaizen aanpak.

Met zijn ruime ervaring en bewezen staat van dienst helpt ons team van Mitsubishi Electric u de juiste oplossing te vinden.