5.8 资源效率

2020年07月26日 310 本文共1327字,预计阅读时间4分钟

制造业的性质意味着,它是由迄今为止在工业化国家最大的原材料消费者。与私营部门一起,它也是能源和电力的主要消费者。除了成本高昂,这种局面导致对环境和供应安全风险,而这种风险需要通过法规使其最小化。因此,工业界正进行重大努力, 以减少其对能源和资源的消费,或寻找替代资源。然而,如果有任何成功的机会,这些努力将需要持续多年。最终,这将涉及在生产过程以及机器和设备的设计上发生变化,因为这是唯一的材料和能源消耗可受到影响的地方。其出发点是制造企业所使用的资源量,包括在公司本身和整个价值网络的其余部分。这三类资源以及如何使用它们作如下区分:

1、原材料,添加剂,经营供应品及所有不同种类的能源载体, 包括从一种能量类型转换成另一种类型;

2、人力资源,即人类劳动力;

3、财务资源,即所需的投资和运营成本。

在如何使用这些资源方面,可把重点放在给定资源数量,来实现最大化的输出,或在使用尽可能低的资源数量下达到一个给定输出。在第一个方案中,强调的是计算资源的生产率,而在第二个方案中,重点是计算资源的效率。一系列指标现在可用来进行这些测量(生命周期评估,碳排放量5等)。

挑战

总体而言,工业 4.0 作为一个整体,需要研究如何减少在工业生产过程中能源消耗的办法并加以实施,以及在生产过程中所使用的机械和设备的能源消耗。联合联邦教育与研究部(BMBF) 和德国工程联合会(VDMA)“效率工厂”(Effizienzfabrik)6倡议的成果,可以作为这方面的典范。在实施高效的制造工艺时, 重要的是不仅要考虑基本功能,还要考虑在动态条件下过程的稳定性,如频繁停止和启动,预防缺陷产品(这种产品是对材料和能源的浪费)。

因此,有必要考虑生产效率,以防止不稳定过程导致质量问题,而因为需要将产品进行维修或完全重造,可用性也需要加以考虑。制造设备可能出现故障(所以重要的是要建立备用冗余, 以减少失败的风险),资源有可能供不应需,存货水平可能不符合需求(半成品和成品)。

工业 4.0 的关键挑战之一将是证明,基于在工程设计、制造、生产控制、内部物流、采购及分销物流等过程中使用资源的总量, 在 CPS 和相关的基础设施中投入额外的资源可以产生足够的机会以实现资源生产率和效率的收益。

工业 4.0 提供了契机,在逐案基础之上优化资源生产率和效率的总体目标。

建议采取的行动

工业4.0 工作组建议,应通过工业 4.0 平台建立一个工作组, 专门处理资源生产率和效率问题。工作小组的职权范围应包括以下任务:

  • 采用和发展 BMBF/ VDMA“效率工厂”倡议的成果。
  • 在源于生产率或可用性问题所规避的替代过程中,于制造环境里提高的资源生产率和效率方面,示范资源节约。
  • 计算和评估部署 CPS 和相关基础设施所需额外资源和所产生的节约潜力之间的平衡。当它涉及到在现代化生产线,或建立新的和所需的自动化设备的类型方面做出决定时,也要考虑不同类型的资源。这些评估应考虑行业或部门的问题,价值网络是区域还是全球范围的问题。
  • 考虑用来评估资源生产率和效率,和当前的项目和倡议生态友好性的各种指标和 KPI(关键绩效指标)也是必要的。开发决策支持的 KPI 如绿色生产指数,连同采取透明且面向资源的投资决策所需的尤其是工业自动化领域的基本数据,也应被考虑进来。