Bardziej zrównoważona produkcja FMCG dzięki inteligentnemu zarządzaniu energią

Patricia Torres, Industry Marketing Manager Food and Commodities Solutions, OMRON Industrial Automation Europe

Niektórzy kierownicy fabryk uważają, że jeśli coś nie jest zepsute, to nie warto tego naprawiać. Podejście to jest zrozumiałe i w wielu przypadkach słuszne — zwłaszcza jeśli dotyczy procesu, którego prawidłowe wdrożenie zajęło dużo czasu bądź linii lub maszyny, które działają niezawodnie.

W miarę jak producenci produktów szybkozbywalnych dążą do zerowej emisji netto, bierne podejście do automatyzacji fabryk przestaje wystarczać. Zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych z zakresu 1[1] (o rząd wielkości niezbędny do osiągnięcia celów zerowej emisji netto do 2050 r.) będzie wymagać optymalizacji i modyfikacji istniejących zakładów oraz procesów — nawet jeśli działają one doskonale.

W ciągu ostatnich kilku lat wkład w wysiłki naszych klientów na rzecz osiągnięcia neutralności węglowej, poprzez inteligentne zarządzanie energią, stał się zdecydowanie ważniejszy. Oto niektóre ze sposobów, jakimi wspieramy firmy w ich drodze do dekarbonizacji działalności produkcyjnej.

AMR: przemieszczanie wolne od paliw kopalnych

AMR (autonomiczne roboty mobilne) to przyszłość zrównoważonego transportu materiałów w środowiskach produkcyjnych. Są one zasilane akumulatorami, co oznacza, że stanowią wolną od paliw kopalnych alternatywę dla wózków widłowych do transportu skrzyń i palet, a także są wystarczająco inteligentne, aby powrócić do stacji ładowania, gdy zajdzie taka potrzeba. Stanowią również dynamiczny zamiennik dla konwencjonalnych przenośników liniowych i w przeciwieństwie do tradycyjnych pojazdów kierowanych automatycznie (AGV), nie wymagają wprowadzania żadnych modyfikacji w zakładzie, takich jak magnesy podłogowe lub sygnalizatory nawigacyjne.

Koboty paletyzujące umożliwiają tworzenie palet mieszanych

Wraz z rozwojem handlu elektronicznego i trendem w kierunku produkcji o małych wolumenach i dużej różnorodności produktów (HMLV; High Mix Low Volume) palety mieszane stają się coraz bardziej popularne. Wyzwaniem w przypadku palet wieloproduktowych jest optymalizacja różnych wzorów rozmieszczenia w celu lepszego wykorzystania przestrzeni podczas transportu i przechowywania, ponieważ ostatecznie mniejsza liczba palet oznacza niższą emisję dwutlenku węgla na jednostkę. Nie jest to jednak łatwe, albowiem wymaga to złożonego programowania. Firma OMRON sprostała temu wyzwaniu, opracowując nowe rozwiązanie do paletyzacji bazujące na kobotach, które może pomóc producentom i firmom pakującym załadowywać palety mieszane w bardziej wydajny sposób. Paletyzator jest oparty na modułowym sterowniku maszyny OMRON z serii NX1 i jest wyposażony w specjalny blok funkcyjny oraz inteligentny system wizyjny wbudowany w ramię.

Energooszczędne falowniki

Wszystko, co porusza się w fabryce, jest napędzane energią, niezależnie od tego, czy jest to silnik, pompa, napęd, wentylator czy sprężarka. Sprężone powietrze jest jednym z  źródeł największego marnowania energii. Podejmowanie kroków, takich jak stosowanie mniejszych sprężarek do mniejszych potrzeb, instalowanie elektronicznych wariatorów prędkości i systemów odzyskiwania ciepła oraz ograniczanie strat ciśnienia może sprawić, że sprężarki będą bardziej energooszczędne.

W przypadku pomp, optymalizacja sterowania przepływem i wydajności silnika pomoże zwiększyć efektywność energetyczną —  silniki powinny spełniać wymagania IE4. Także wymiana starych falowników na nowsze może mieć ogromny wpływ na efektywność energetyczną urządzeń. Falowniki wyprodukowane 20 lat temu mogą nadal działać, ale nie będą miały możliwości odzyskiwania energii. Technologia ta znacznie rozwinęła się w ostatnich latach.

Inteligentne czujniki i analizy

Redukcję zużycia energii, która jest niezbędna do osiągnięcia ambitnych celów zerowego zużycia energii, rzadko można osiągnąć tylko poprzez wprowadzenie zmian na hali produkcyjnej, gdzie inteligentne strategie wykorzystujące Internet Rzeczy (IoT) i sztuczną inteligencję (SI) odgrywają dużą rolę w analizowaniu danych i identyfikowaniu wydajności. W tym celu firma OMRON opracowała usługę i-BELT, która przekształca dane z linii produkcyjnej w czasie rzeczywistym w istotne rozwiązania na potrzeby wyeliminowania nieefektywności i wdrożenia ulepszeń. Rozwiązania mogą być tak proste, jak dostosowanie ustawień falowników.

Podejście to zostało zademonstrowane w scenariuszu pomieszczenia czystego, w którym energia elektryczna była zużywana bez większego uwzględnienia kosztów. Po zastosowaniu i-BELT do monitorowania powietrza i sytuacji operacyjnych w fabryce przez całą dobę okazało się, że występowały godziny, w których produkcja i jakość nie ulegały zmianie, gdy klimatyzacja była wyłączona.

Rozwiązania detekcyjne punktem wyjścia

Eksperci Omron wielokrotnie spotykają się z prośbą o zidentyfikowanie możliwości optymalizacji zużycia energii, jednak wtedy okazuję się, że klienci nie gromadzą niezbędnych danych. Do zbierania danych potrzebne są czujniki, a stare linie produkcyjne nie zostały zaprojektowane z uwzględnieniem ich — a przynajmniej nie z prawidłowo rozmieszczonymi czujnikami i wystarczająco dokładnymi do inteligentnego monitorowania.

Kilka szybkich poprawek…

Chociaż istnieją pewne obszary produkcji, w których niewielkie zmiany mogą prowadzić do dużych oszczędności, osiągnięcie zerowego zużycia energii netto będzie wymagało fundamentalnych zmian w innych, bardziej złożonych obszarach, takich jak gromadzenie i analiza danych produkcyjnych oraz przepływ towarów w hali produkcyjnej. Innowacyjne nowe technologie odegrają pewną rolę, ale mitem jest, że zakłady produkcyjne muszą być nowe, aby były energooszczędne. Jest wiele rzeczy, które można zrobić, aby istniejące fabryki i linie produkcyjne stały się bardziej zrównoważone.

Make it Sustainable: https://industrial.omron.pl/make-it-sustainable

[1] Zakres 1 obejmuje emisje bezpośrednie powstałe w wyniku spalania paliw w źródłach stacjonarnych bądź mobilnych będących własnością firmy bądź przez nią nadzorowanych, emisji powstałych w wyniku zachodzących procesów technologicznych czy ulatniających się czynników chłodniczych.