应用1:减少能源消耗——生产间歇的汽车车身装配线

2020年07月19日 387 本文共687字,预计阅读时间2分钟

当今,能源利用效率已经成为制造业生产过程中必须考虑的因素。为了满足这一需求,在生产间歇中随时关闭那些不工作的部分以减少能源消耗,就成为一种必须具备的能力。工业 4.0 将更大程度地利用现有条件实现这一能力,以保证它能够融入到生产设施从计划到运行的整个过程。

如今,许多生产线或者它们的一部分,因生产间歇、周末或者轮班而没有从事生产的时候仍然持续地运行,并消耗大量的能源。例如,使用激光焊接技术的汽车车身装配线在生产间歇时所消耗的能源占据了其全部能源消耗总量的 12%。这些生产线每周工作 5 天,实行 3 班倒。虽然这些复杂的机器在周末并不生产, 但它们仍然保持工作状态以便周末结束后迅速投入生产。

在生产间歇 90% 的能源消耗来自于以下设备: 机器人( 20%-30%),通风设备( 35%-100%) 和激光源及其冷却系统(0-50%)。

发挥能源效率潜力的措施:

未来,机器人即便在很短的生产间歇也可以关闭,而在比较长的时间段,他们将保持一种被称为“网络唤醒模式”4的待命状态;通风设备将可以控制速度以满足不同需求;至于激光源则需要全新的系统以适应节能需求。

综上,这些措施将可以减少总能源消耗的12%(从45,000kWh/w 到接近 40,000kWh/w),加上生产间歇节能 90%。这些使得能源利用更为有效的措施应该在 CPS 设计的最初阶段就加以考虑。

潜在的收益:

整合了可以控制部分设备开关的汽车车身生产线,将改善能源利用效率。同时,升级现有生产设备带来的成本/风险率也不高,这条道路必将成为一项技术标准,所有工业 4.0 计划中主导供应商生产的新型机械设备都将遵照此标准,从而将使改善能源利用效率最终达成。