制造业中的能源监测系统:实用指南

在本文中

能源监测系统有助于制造商了解能源消耗的时间,并将这些读数与相应的生产活动联系起来,从而解释这些读数。. 一个有效的监控方案应结合合适的指标、可靠的时间戳、清晰的资产边界以及输出或运行上下文。仪表盘可以揭示变化;但人们仍需查明原因并决定如何应对。.

一张由人工智能生成的插图,描绘了一个工业仪表盘,背景中可见生产设备。.
由人工智能生成的插图。图中所示并非 Accevo 或其客户的设施。.

工厂中的能源监测系统发挥什么作用

在制造业中,能源监测不仅涵盖电力和用电需求,还包括燃气、蒸汽、压缩空气、冷水或工艺用水等公用能源。计量读数可按厂区、建筑物、区域、生产线、设备或公用能源系统进行分组。该系统可针对指定时间段展示趋势、异常情况及对比分析。.

当读数能与产品、生产订单、设备状态、班次或同期产量相关联时,其参考价值就会更高。例如,用电量的增加可能反映出运行时间延长、产品结构变化、设备闲置,或是单位产品能耗的实际增加。仅凭能耗数据本身无法区分这些原因。.

术语定义各不相同。能源监测软件可能指计量和可视化;而能源管理系统还可能包括组织流程、审查和改进职责。美国能源部的指南中提到 能源管理信息系统 描述了在联邦设施背景下系统的功能及生命周期方面的考虑因素。制造商应将这些理念结合自身公用事业和生产范围加以调整。.

一个说明性的能源监测示意图,展示了公用事业电表、经过验证的带时间戳的数据,以及生产订单、生产线状态、班次和产出信息。.
示意性架构:当将计量读数与生产背景相结合时,其价值会得到提升。.

从决策和计量边界开始

在选择仪表盘之前,请明确该信息应支持的决策。公用事业团队可能需要找出峰值需求;生产部门可能希望按产品或班次统计每单位产品的能耗;维护部门可能需要找出持续存在的压缩空气基荷;而可持续发展或财务团队则可能需要记录在特定边界内的总能耗数据。.

然后将电表与设备和工艺边界进行对应。 确定每台仪表所测量的对象是站点、配电盘、线路、机器还是公用设施支路。记录计量单位、计量间隔、仪表所有者、时区、通信路径以及任何已知的数据缺口。如果多个仪表的测量范围存在重叠或遗漏了某项负载,也应予以记录;否则,用户可能会将同一耗电量计算两次,或将部分数据误认为总数据。.

应选用对系统干扰最小且能可靠解答该问题的数据源。现有的公用事业电表、分表、功率分析仪、控制系统数值或历史数据记录均可提供帮助,具体取决于其精度、覆盖范围和采样频率。在安装或连接之前,应与合格人员确认电气和工艺仪表的适用性。.

将能耗数据与生产背景关联起来

将计量间隔与生产数据保持一致。月度账单无法解释短暂的闲置期,而缺乏订单或状态背景的高频读数则会导致图表中出现大量噪声。时间戳、单位、夏令时变更、时钟漂移以及缺失值都会影响比较结果。.

计算能源强度时,应将能耗除以同一边界和同一时间段内相应商品产出的量。应明确显示产品和效用基准:每件商品的千瓦时、每吨的立方米天然气,或其他适当的指标。在没有记录在案的标准化方法的情况下,应避免比较不同的单位或产品组合。.

制造业的关键绩效指标(KPI)框架也在不断演变。. ISO 22400-2 第1号修正案 在“制造运营管理”系列中新增了能源管理方面的关键绩效指标。已发布的指标仍需针对其计量边界、源数据和负责人进行本地化定义。.

根据软件需要支持的工作内容来选择软件

  • 仪表覆盖范围: 系统能否按照规定的采样间隔和单位,将范围内的计量表和公用设施数据导入系统?
  • 制作背景: 这些读数能否与您现有系统中的订单、产出、班次或设备状态进行关联?
  • 数据质量: 用户能否发现缺失、延迟、重复或不合理的读数,并追溯其来源?
  • 分析: 团队能否将基准值与当前用电量进行对比,并在电表支持的层面上调查异常情况?
  • 工作流程: 一个警报能否导致启动调查、记录处理措施并进行后续评估?
  • 治理: 访问权限、数据保留、计量单元、计算定义以及计量表映射的变更是否得到了清晰的管理?

不要以为名为EMS的平台就必然包含所有计量表连接或生产集成功能。在采购前,请务必核查实际接口、计量范围、计算方法及运营职责。.

能源强度示意图

该图表使用虚构的示例数据,旨在说明为何“每单位产品能耗”比单纯的总能耗更能反映实际情况。这些数据并非来自工厂的实际测量数据。真正的分析需要经过验证的计量读数、与之匹配的生产数量,以及经各方认可的能源边界。.

每单位货物每小时能耗强度(单位:千瓦时)的示意性折线图;所示数值并非工厂实际测量数据。.
仅供说明;在做出运营决策前,请用经过验证的表计读数和有效产出数据替换此处内容。.

在可衡量的小范围内进行推广

  1. 请选择一个公用事业问题和一个运营问题,并指定各自的负责人。.
  2. 检查仪表图、时间戳、单位、间隔以及缺失数据处理方式。.
  3. 将同一时间窗口和边界内的能源与生产记录进行对齐。.
  4. 与运营、工程和能源部门的工作人员一起审查基准数据;在确定原因之前,先解释异常情况。.
  5. 记录一项改进措施,随后对同期数据进行对比分析。.

能源监测系统提供可视化功能和分析支持;它不会自行做出能源管理决策。了解 能源管理体系的定义, Accevo的 能源管理系统软件 以及 工业数据历史数据库概述 以了解相关背景。本系列的下一篇指南将讲解如何计算每单位商品的能耗。.

能源监测系统:常见问题

能源监测与能源管理之间有什么区别?

监测用于收集和呈现能源信息。能源管理除测量和软件外,还可包括目标、职责、审查及改进措施。各组织对这些术语的理解各不相同,因此在比较系统时,应明确其适用范围。.

制造商是否需要在每台机器上都安装一个计量表?

并非总是如此。应从决策、主要负荷以及所需的归因精度入手。一个站点或区域的计量表或许能解答一个问题;而机器层面的负荷分配则需要足够的覆盖范围和数据质量作为支撑。.

能源软件能计算每种产品的能耗吗?

当计量能源与产品产出在可靠的时间段和边界内重合时,系统可计算出经生产量标准化后的指标。针对特定产品的分配可能需要额外的分项计量,或采用有据可查的计算方法。.

EMS 会自动降低能耗吗?

监控可以使变化显而易见,并帮助团队确定调查重点。成本节约取决于经过验证的分析、运营决策和后续衡量;仅靠软件本身并不能证明有所改进。.

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