Koszty energii to jeden z największych wydatków, którymi można zarządzać na hali produkcyjnej
Możesz monitorować i kontrolować zużycie energii w swoim zakładzie. Znaczenie tych działań stale rośnie, ponieważ zużycie energii w przemyśle zwiększa się po osiągnięciu historycznego minimum w 2010 roku, według badań dotyczących zużycia energii w amerykańskim sektorze produkcyjnym.
Jednak wraz ze wzrostem wymagań produkcyjnych i wahaniami cen energii większość zakładów nadal nie potrafi dokładnie śledzić ani raportować zużycia energii przez poszczególne linie, maszyny czy procesy. To poważna luka, która utrudnia optymalizację procesów, ograniczanie strat energii oraz szybkie reagowanie na nieprawidłowości, zanim zostaną one zauważone dopiero na miesięcznym rachunku za energię.
Jeśli Twój zespół operacyjny ma trudności z ustaleniem, gdzie i dlaczego energia jest zużywana, nie jesteś wyjątkiem. Problem ten występuje powszechnie w przemyśle, ponieważ dane energetyczne są zamknięte w niekompatybilnych systemach, co utrudnia lub wręcz uniemożliwia ich analizę. Nowa generacja rozwiązań typu edge-to-cloud zaczyna jednak uwalniać te dane i czynić je użytecznymi.
Dzisiejsze silosy danych energetycznych powstawały przez dziesięciolecia
Większość zakładów produkcyjnych nie była projektowana jako w pełni zintegrowane środowiska. Były one rozbudowywane warstwowo przez wiele lat, wraz z instalacją urządzeń i systemów pochodzących od różnych dostawców i z różnych epok technologicznych. Każda warstwa wykorzystuje własne protokoły komunikacyjne i przechowuje dane w odmiennych formatach.
Efektem jest sytuacja znana większości producentów: stos systemów, które nie potrafią się ze sobą komunikować. Są one zarządzane przez różne zespoły, korzystają z różnych konwencji nazewniczych i opierają się na niestandardowych integracjach, które łatwo ulegają awarii po wprowadzeniu zmian.
W rezultacie dane energetyczne nie trafiają do osób, które powinny na ich podstawie podejmować działania. Odpowiedź na pozornie proste pytanie: „Ile kosztuje dziś eksploatacja Linii 3?” wymaga połączenia danych z licznika energii, sterownika PLC zarządzającego linią, harmonogramu produkcji z systemu MES oraz taryf energetycznych dostawcy energii.
Ponieważ dane te nie znajdują się w jednym miejscu i nie są zapisane w jednolitej strukturze, ich zebranie zajmuje wiele godzin, a czasem nawet dłużej. Gdy analiza zużycia energii jest już gotowa, jest często za późno na reakcję – skutki dla produkcji są już odczuwalne.
Koszty fragmentacji danych energetycznych
W efekcie producenci najczęściej wskazują trzy główne problemy operacyjne utrudniające wykorzystanie danych energetycznych.
1. Niespójne pomiary między urządzeniami, liniami i zakładami
Gdy każde urządzenie stosuje inne nazewnictwo i format danych, ten sam wskaźnik KPI może dawać różne wyniki w zależności od miejsca obliczeń.
Przykładowo wskaźnik „kWh na wyprodukowaną część” może w jednym zakładzie uwzględniać zużycie energii przez instalację sprężonego powietrza, a w innym nie. Bez wspólnego modelu określającego, który licznik mierzy które urządzenie, linię i produkt, porównywanie efektywności energetycznej staje się niewiarygodne.
Dopóki dane energetyczne nie zostaną ustandaryzowane, każda wartość będzie wymagała oczyszczenia i odpowiedniego kontekstu, zanim będzie można wykorzystać ją do analiz lub benchmarkingu.
2. Praca z danymi jest ręczna i nie skaluje się
Większość zakładów, które wdrożyły jakiekolwiek raportowanie zużycia energii, osiągnęła to dzięki ręcznej integracji danych. Inżynier eksportuje dane z portalu producenta liczników, dopasowuje znaczniki czasu do danych z systemu MES, a następnie analizuje wszystko w Excelu.
Jeśli takie raporty przygotowuje się kilka razy w roku, proces może być jeszcze akceptowalny. Jednak staje się on wąskim gardłem, gdy potrzebne jest cotygodniowe monitorowanie lub gdy kierownik zakładu chce wiedzieć, dlaczego zużycie energii gwałtownie wzrosło o 3:00 nad ranem.
Aby nadążyć za potrzebami biznesu, raportowanie zużycia energii powinno działać automatycznie i w sposób ciągły, tak aby dane były dostępne zawsze wtedy, gdy są potrzebne.
3. Nowe platformy wymagają większego nadzoru zamiast go ograniczać
Platformy obiecujące pełną widoczność często wprowadzają kolejny system wymagający utrzymania.
Wiele zespołów OT nie dysponuje zasobami do zarządzania środowiskami chmurowymi. Gdy zakład wdraża nową platformę analityczną, zadania związane z integracją systemów, modelowaniem zasobów, definiowaniem KPI i utrzymaniem połączeń spadają na osoby, które już są zajęte utrzymaniem produkcji.
W efekcie brakuje czasu na budowę i utrzymanie złożonych rozwiązań chmurowych.
Zespoły powinny mieć możliwość szybkiego wdrażania platform, ich bezproblemowej eksploatacji oraz samodzielnego korzystania z danych przez osoby najbliżej procesu produkcyjnego.
Rozwiązanie zwiększające możliwości analizy zużycia energii
Aby rozwiązać problem ograniczonej widoczności danych energetycznych, firmy Belden i Edge2Web wspólnie opracowały rozwiązanie oparte na AWS IoT SiteWise.
Rozwiązanie oferuje intuicyjne, gotowe do użycia pulpity nawigacyjne oraz analizy wspierane przez sztuczną inteligencję. Wszystko działa w chmurowej platformie typu no-code, którą można wdrożyć w ciągu kilku dni.
Dzięki temu menedżerowie otrzymują w czasie rzeczywistym odpowiedzi na pytania dotyczące zużycia energii, efektywności produkcji i wskaźników zrównoważonego rozwoju – bez potrzeby angażowania wyspecjalizowanego zespołu analityków danych.
Jak działa rozwiązanie Belden + Edge2Web?
Rozwiązanie składa się z dwóch zintegrowanych elementów tworzących kompletny, chmurowy ekosystem inteligencji energetycznej.
1. Belden CloudRail – dane OT na brzegu sieci
Belden CloudRail umożliwia podłączenie ponad 30 000 typów czujników przemysłowych, liczników energii oraz urządzeń korzystających z OPC UA przy użyciu podejścia plug-and-play.
Pozyskiwanie danych, ich normalizacja i kontekstualizacja odbywają się automatycznie, dzięki czemu powstają uporządkowane dane gotowe do analizy. Następnie są one bezpiecznie przesyłane do AWS IoT SiteWise.
2. Edge2Web Power Tools – analityka i AI
Edge2Web Power Tools (EPT) zapewnia analizy zużycia energii wspierane przez AI oraz wizualizacje prezentujące zużycie energii i koszty według urządzeń, linii produkcyjnych, zakładów, partii produkcyjnych i wielu innych kryteriów.
Niestandardowe KPI, pulpity oraz karty wyników można tworzyć bez programowania. Podsumowania generowane przez AI, alerty i cyfrowe instrukcje działania oparte na AWS pozwalają operatorom szybciej reagować bez konieczności posiadania kompetencji analitycznych.
Wpływ inteligencji energetycznej na całą organizację
Wraz z rozwojem organizacji – od pilotażu w jednym zakładzie po wdrożenia globalne obejmujące wiele lokalizacji – rozwiązanie skaluje się wraz z potrzebami przedsiębiorstwa. Co więcej, jego wartość rośnie wraz z liczbą podłączonych urządzeń i zakładów.
Przykładowo system monitorowania zużycia energii na poziomie linii wdrożony w jednej fabryce można łatwo powielić w 20 kolejnych lokalizacjach bez konieczności przebudowy warstwy danych.
Takie podejście umożliwia również porównywanie ręcznych pomiarów i wyliczeń z rzeczywistymi kosztami energii widocznymi na rachunkach miesięcznych lub rocznych.
Korzyści dla poszczególnych grup:
- Prezesi i liderzy operacyjni zyskują jedno, wiarygodne źródło informacji o efektywności energetycznej wszystkich zakładów. Spójne KPI umożliwiają rzetelne porównania i raportowanie emisji.
- Dyrektorzy finansowi (CFO) i analitycy finansowi mogą skuteczniej monitorować i zarządzać kosztami energii na potrzeby audytów i rozliczeń podatkowych.
- Dyrektorzy IT (CIO) i specjaliści ds. cyberbezpieczeństwa (CSO) nie muszą utrzymywać licznych niestandardowych integracji dla różnych zespołów i mogą skupić się na bardziej strategicznych zadaniach.
- Specjaliści ds. BHP i środowiska (EHS) uzyskują stały dostęp do uporządkowanych danych energetycznych powiązanych z produkcją. Raportowanie zużycia energii może być automatycznie wykorzystywane w raportach zgodności, audytach ESG i raportach zrównoważonego rozwoju.
- Kierownicy produkcji i zakładów mają dostęp do analiz zużycia energii na poziomie linii i maszyn w czasie rzeczywistym oraz otrzymują alerty o nieprawidłowościach wraz z informacjami o ich prawdopodobnych przyczynach.
Gotowy, aby zamienić dane energetyczne w przewagę konkurencyjną?
Kompleksowe rozwiązania komunikacyjne Belden, wzbogacone o współpracę z liderami branży i zaufanymi dostawcami technologii, zapewniają producentom infrastrukturę niezbędną do przekształcenia surowych danych produkcyjnych w wartościowe informacje wspierające efektywność, oszczędności i rozwój.
Niezależnie od tego, czy zakład dopiero rozpoczyna swoją drogę w obszarze monitorowania energii, czy też potrzebuje skalować analitykę na poziomie globalnym, rozwiązanie Belden + Edge2Web oferuje praktyczną ścieżkę do osiągnięcia tych celów.