Energiebeheer voor de duurzame fabriek

Fabrikanten zetten in op digitalisering om een nieuw niveau van slimme productie te bereiken. Digitalisering levert meer en betere gegevens op. De sleutel tot het verbeteren van de operationele efficiëntie om een groot aantal voordelen te behalen zijn: hoge beschikbaarheid, maximaal gebruik van de fabriek en real-time beheer van de supply chain. Even belangrijk is dat digitalisering fabrikanten in staat stelt het energieverbruik op de korte termijn te traceren en te verlagen, terwijl het leidt tot meer duurzaamheid in het algemeen en de gewenste triple zero van de productie.

Om het energieverbruik en de duurzaamheid te verbeteren is een diepgaand inzicht in de bedrijfsoperaties nodig. Als je het kunt meten, kun je het optimaliseren. In zijn rol als vicepresident industriële machines bij Siemens Digital Industries constanteert Garg dat er drie stappen zijn voor een effectieve implementatie van digitalisering:

1. IT/OT-fusie voor bruikbare inzichten – de eerste stap is het verzamelen van waardevolle, bruikbare gegevens die door de operationele technologie (OT) van de fabriek worden gegenereerd. Het doel is voldoende informatie te verzamelen om bruikbare inzichten te verkrijgen. De gegevens worden verzameld via een breed scala aan fysieke sensortechnologieën, waaronder PLC’s (Programmable Logic Controllers), sensoren en meters, IoT-apparaten, enz. Vervolgens wordt IT gebruikt om digitale gegevens uit OT op te halen, op te slaan, te verwerken, te analyseren en een actie aan te bevelen. Het is essentieel om belangrijke indicatoren zoals de CO2-Voetafdruk, prestaties en winstgevendheid in een vroeg stadium te identificeren, zodat de juiste gegevens worden verzameld en geanalyseerd.

Buiten de fabrieksmuren is het essentieel om een duidelijk inzicht te hebben in het ecosysteem van leveranciers. Dit biedt niet alleen inzicht in de kosten, tijdschema’s en mogelijke verstoringen, maar maakt het ook mogelijk de CO2-uitstoot en het gebruik van hulpbronnen in de waardeketen te meten. Een verbonden industrieel ecosysteem, van leveranciers en distributeurs tot energieproducenten, is nodig om nieuwe mogelijkheden voor samenwerking en duurzame groei te identificeren.

2. Closed-loop productie voor voortdurende verbetering – wanneer alle relevante gegevens voortdurend beschikbaar zijn, is het mogelijk een geïntegreerde feedback-loop te creëren. Deze kan worden gebruikt om de kosten, tijd en kwaliteit van het fabricageproces voortdurend aan te scherpen en tegelijkertijd het energieverbruik te minimaliseren. Kortom, de afstemming van het geplande product met het gebouwde en gebruikte product in een continue iteratief proces. Engineeringteams kunnen tijdig feedback over de productie krijgen om problemen sneller op te lossen en te zorgen voor een optimale productie die leidt tot het uiteindelijke doel van nul uitvaltijd. Tegelijkertijd kunnen de activiteiten voortdurend worden verfijnd met het oog op het meest efficiënte energieverbruik. Hiervoor moeten energie- en productiegegevens worden gekoppeld om het energieverbruik van specifieke machines en de energieproductiviteit van de hele fabriek nauwkeurig af te stemmen op duurzame industriële innovatie.

3. Closed-loop kwaliteit voor maximale duurzaamheid – nu de productie voortdurend wordt verbeterd, is het mogelijk om de optimale productkwaliteit na te streven met duurzaamheidsdoelstellingen op lange termijn, zoals nul afval. Closed-loop kwaliteit zorgt voor een volledig zicht op de kwaliteitsgerelateerde gegevens. Hierdoor wordt toegezien op de kwaliteit vanaf de planning tot de levering van het afgewerkte product. Organisaties die closed-loop kwaliteitsprocessen invoeren, bereiken een norm van productconformiteit van 99%, met een meerderheid tussen de 97% en 100%. Dat betekent bijna nul afval zonder afbreuk te doen aan productprestaties of duurzaamheid.

Digital twin 

Deze drie-stappen-aanpak voor digitalisering ondersteunt, eenmaal uitgevoerd, een alomvattende digital twin van de productieomgeving. Dit is een cruciale game-changer voor fabrikanten die zich op de toekomst voorbereiden. De digital twin is een virtuele, digitale replica van de fysieke objecten van een hele machine of het hele productiesysteem of de hele werkvloer in een digitale omgeving.

De samenkomst van IT en OT levert continue real-time gegevens om de nauwkeurigheid van de uitgebreide digitale versie van de fabriek in de tijd te vergroten. Dit betekent dat terwijl de fabriek werkt, de digital twin een fysiek nauwkeurige simulatie biedt die de virtuele en fysieke wereld combineert.

De uitgebreide digital twin vormt de basis voor het verbeteren van de activiteiten via simulatie met behulp van het digitale model. Dit omvat het optimaliseren van operaties, het voorspellen van onderhoud, het mogelijk maken van efficiëntere inbedrijfstelling, betere omschakelingen en snellere veranderingen in de productielijn.

Bovendien kan de digital twin worden gebruikt om op basis van waarheidsgetrouwe gegevens de energie-efficiëntie van de individuele machines, de gehele productielijn en zelfs de verplaatsing van materialen in de fabriek te simuleren en te verbeteren. Het resultaat is een lager energieverbruik zonder in te boeten aan kwaliteit of productiedoelstellingen. 

Energie-efficiëntie 

Digitalisering is de beste manier om vandaag het energieverbruik bij de productie te verlagen en tegelijkertijd duurzaamheidsdoelstellingen op lange termijn na te streven. Het onmiddellijke resultaat is een lager energieverbruik dankzij de verhoogde machine-efficiëntie en het naderen van het doel van triple zero. Na verloop van tijd worden de echte vruchten geplukt. De digital twin voor het optimaliseren van activiteiten en productkwaliteit, gecombineerd met een robuust verbonden industrieel ecosysteem, zal leiden tot een duurzame toekomst.