ความยั่งยืนในภาคอุตสาหกรรมการผลิต: กลยุทธ์เชิงปฏิบัติเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและลดการปล่อยคาร์บอน

เหตุใดความยั่งยืนจึงกลายเป็นลำดับความสำคัญเชิงกลยุทธ์สำหรับผู้ผลิตยุคใหม่

ความยั่งยืนไม่ได้เป็นเพียงโครงการเฉพาะกลุ่มที่ขับเคลื่อนด้วยข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมเพียงอย่างเดียวอีกต่อไป แต่ได้พัฒนาเป็นกลยุทธ์ธุรกิจหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการดำเนินงาน การปฏิบัติตามกฎระเบียบ ความเชื่อมั่นของนักลงทุน ความยืดหยุ่นของห่วงโซ่อุปทาน และความสามารถในการทำกำไรในระยะยาว

จากการวิจัยอุตสาหกรรมล่าสุด องค์กรอุตสาหกรรมชั้นนำมากกว่าครึ่งได้กำหนดเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน ขณะที่หลายแห่งให้คำมั่นว่าจะหันมาใช้พลังงานหมุนเวียนและดำเนินโครงการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกตามหลักวิทยาศาสตร์ คำมั่นเหล่านี้สะท้อนการเปลี่ยนแปลงในภาคการผลิตในวงกว้าง บริษัทต่าง ๆ ตระหนักมากขึ้นว่าผลการดำเนินงานด้านสิ่งแวดล้อมและผลการดำเนินงานด้านปฏิบัติการมีความเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด

อย่างไรก็ตาม การกำหนดเป้าหมายด้านความยั่งยืนมักเป็นส่วนที่ง่ายที่สุดของเส้นทางนี้ ความท้าทายที่แท้จริงอยู่ที่การเปลี่ยนเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อมอันทะเยอทะยานให้เป็นผลลัพธ์ด้านการดำเนินงานที่วัดผลได้

โรงงานผลิตต้องสร้างสมดุลระหว่างปริมาณการผลิต ข้อกำหนดด้านคุณภาพ ความน่าเชื่อถือของสินทรัพย์ ความต้องการด้านกำลังคน ข้อกังวลด้านความมั่นคงปลอดภัยทางไซเบอร์ และข้อจำกัดด้านเงินลงทุน พร้อมกับลดการใช้พลังงานและการปล่อยคาร์บอนไปในเวลาเดียวกัน

ด้วยเหตุนี้ ความยั่งยืนจึงไม่ได้หมายถึงเพียงการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอีกต่อไป แต่ได้กลายเป็นความพยายามอย่างครอบคลุมเพื่อกำจัดความสูญเปล่า เพิ่มประสิทธิภาพ เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของสินทรัพย์ และสร้างการดำเนินงานภาคอุตสาหกรรมที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น

รูปที่ 1. โครงสร้างพื้นฐานอุตสาหกรรมที่มีอายุการใช้งานยาวนานยังคงเป็นหนึ่งในความท้าทายสำคัญที่สุดที่โครงการริเริ่มด้านความยั่งยืนต้องเผชิญ

โครงสร้างพื้นฐานรุ่นเก่ายังคงชะลอความก้าวหน้าด้านความยั่งยืน

หนึ่งในอุปสรรคสำคัญที่สุดต่อความยั่งยืนคือการใช้สินทรัพย์อุตสาหกรรมรุ่นเก่าที่แพร่หลาย

โรงงานผลิตหลายแห่งยังคงใช้งานอุปกรณ์ที่ติดตั้งมาแล้วถึงยี่สิบ สามสิบ หรือแม้กระทั่งห้าสิบปี แม้ระบบเหล่านี้มักยังคงมีความน่าเชื่อถือ แต่ระบบเหล่านี้ได้รับการออกแบบขึ้นมานานก่อนที่มาตรฐานประสิทธิภาพพลังงานสมัยใหม่ โครงการลดการปล่อยคาร์บอน และเทคโนโลยีเพิ่มประสิทธิภาพแบบดิจิทัลจะกลายเป็นเรื่องทั่วไป

องค์กรอุตสาหกรรมแทบไม่มีทางเลือกในการเปลี่ยนโรงงานทั้งหมด โครงการเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่อาจต้องใช้เงินลงทุนหลายล้านดอลลาร์ พร้อมทั้งก่อให้เกิดการหยุดชะงักในการดำเนินงานอย่างมีนัยสำคัญ

ความท้าทายนี้พบได้ทั่วไปเป็นพิเศษในอุตสาหกรรมที่พึ่งพาสินทรัพย์ซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนานอย่างมาก เช่น การผลิตไฟฟ้า น้ำมันและก๊าซ การแปรรูปเคมี การบำบัดน้ำ การผลิตอาหาร และการผลิตในภาคอุตสาหกรรมหนัก

แทนที่จะมุ่งเน้นกลยุทธ์การทดแทนทั้งหมด ผู้ผลิตกลับให้ความสำคัญกับการปรับปรุงสู่ดิจิทัลมากขึ้น

การปรับปรุงระบบดิจิทัลช่วยให้องค์กรเพิ่มประสิทธิภาพโดยยังคงรักษาโครงสร้างพื้นฐานเดิมไว้ได้ ด้วยการผสานรวมระบบอัตโนมัติสมัยใหม่ เซนเซอร์อัจฉริยะ แพลตฟอร์มการวิเคราะห์ขั้นสูง และเทคโนโลยีการจัดการพลังงาน ผู้ผลิตจึงสามารถยกระดับความยั่งยืนได้โดยไม่ต้องสร้างหรือปรับปรุงโรงงานครั้งใหญ่

ตัวอย่างเช่น โรงงานที่ปรับปรุงระบบควบคุมเก่ามักติดตั้ง ระบบ PLC และ PAC สมัยใหม่ ซึ่งให้ความสามารถด้านการวินิจฉัย การมองเห็นกระบวนการ และการตรวจสอบการใช้พลังงานที่ดียิ่งขึ้น

แพลตฟอร์มควบคุมรุ่นเก่ายังสามารถปรับปรุงให้ทันสมัยได้ด้วยเทคโนโลยีจากผู้จัดจำหน่ายระบบอัตโนมัติรายใหญ่ เช่น Allen-Bradley, Siemens, ABB, Schneider Electric, Yokogawa และ Emerson ช่วยให้องค์กรเพิ่มประสิทธิภาพพร้อมยืดอายุการใช้งานสินทรัพย์

ระบบจัดการพลังงานกลายเป็นเครื่องมือสำคัญด้านความยั่งยืน

หลายองค์กรประเมินปริมาณพลังงานที่สูญเปล่าต่ำกว่าความเป็นจริง เพียงเพราะรูปแบบการใช้พลังงานยังมองไม่เห็น

การเรียกเก็บค่าสาธารณูปโภคแบบดั้งเดิมให้ภาพรวมค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในระดับโรงงาน แต่ให้ข้อมูลเชิงลึกเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับสินทรัพย์ กระบวนการ หรือสภาวะการทำงานเฉพาะที่เป็นสาเหตุของการใช้พลังงานเกินความจำเป็น

ระบบจัดการพลังงาน (EMS) แก้ปัญหานี้ด้วยการตรวจสอบและวิเคราะห์การใช้พลังงานทั่วทั้งโรงงานแบบเรียลไทม์

แพลตฟอร์ม EMS สมัยใหม่รวบรวมข้อมูลจาก:

• คอนโทรลเลอร์อุตสาหกรรม
• ศูนย์ควบคุมมอเตอร์
• ชุดขับปรับความถี่
• อุปกรณ์ตรวจสอบการใช้พลังงาน
• ระบบจัดการอาคาร
• อุปกรณ์การผลิต
• โครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายอุตสาหกรรม

การวิเคราะห์ข้อมูลนี้ช่วยให้ผู้ผลิตระบุความไม่มีประสิทธิภาพที่อาจยังคงซ่อนเร้นอยู่ได้

ตัวอย่างเช่น มอเตอร์อาจยังคงทำงานในช่วงที่หยุดการผลิต คอมเพรสเซอร์อาจทำงานนอกช่วงประสิทธิภาพสูงสุด และระบบทำความร้อนและทำความเย็นอาจใช้พลังงานเกินความจำเป็นเนื่องจากกลยุทธ์การควบคุมที่ล้าสมัย

เมื่อมองเห็นความสูญเปล่าเหล่านี้แล้ว การดำเนินการแก้ไขมักช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้ทันที

โรงงานหลายแห่งปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานด้วยเทคโนโลยีระบบขับเคลื่อนอัจฉริยะ เช่น ชุดขับ AC แบบ VFD, ชุดขับ DC และโซลูชันควบคุมการเคลื่อนไหวขั้นสูงที่มีอยู่ใน ระบบขับเคลื่อนและการควบคุมการเคลื่อนไหว

ผู้ผลิตที่ใช้แพลตฟอร์มจาก Danfoss, Lenze, Delta Electronics และ Allen-Bradley PowerFlex มักลดการใช้พลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญผ่านกลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพมอเตอร์

การเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมกระบวนการสร้างผลลัพธ์ด้านความยั่งยืนได้ทันที

โครงการริเริ่มด้านความยั่งยืนจำนวนมากมุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการมักให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วกว่าและคุ้มค่ากว่า

กระบวนการผลิตแทบไม่สามารถทำงานด้วยประสิทธิภาพสูงสุดได้ตลอดอายุการใช้งาน เมื่อเวลาผ่านไป การเปลี่ยนแปลงขั้นตอนการปฏิบัติงาน การสึกหรอของอุปกรณ์ ความแตกต่างของผลิตภัณฑ์ และการปรับเปลี่ยนระบบควบคุม อาจก่อให้เกิดความไม่มีประสิทธิภาพ ซึ่งเพิ่มการใช้พลังงานและการเกิดของเสีย

ระบบควบคุมกระบวนการขั้นสูงจะประเมินสภาวะการผลิตอย่างต่อเนื่องและปรับการทำงานเพื่อรักษาประสิทธิภาพให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมที่สุด

ระบบควบคุมแบบกระจายยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่มีกระบวนการเข้มข้น

ระบบควบคุม DCS สมัยใหม่มอบการมองเห็นข้อมูลแบบรวมศูนย์และความสามารถในการควบคุมขั้นสูง ซึ่งสนับสนุนทั้งประสิทธิภาพการดำเนินงานและเป้าหมายด้านความยั่งยืน

องค์กรที่ใช้งานแพลตฟอร์มต่าง ๆ เช่น Yokogawa CENTUM VP, Emerson DeltaV, Emerson Ovation, Honeywell Experion PKS, Foxboro และ ABB 800xA AC 800M ต่างใช้ประโยชน์จากข้อมูลกระบวนการมากขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานที่ใช้พลังงานสูง

ระบบเหล่านี้ช่วยลดความแปรปรวนของกระบวนการ เพิ่มปริมาณการผลิต ลดการใช้ทรัพยากร และลดการเกิดของเสียให้น้อยที่สุด

การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์สนับสนุนทั้งความน่าเชื่อถือและความยั่งยืน

ความยั่งยืนและความน่าเชื่อถือของสินทรัพย์มีความเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด

อุปกรณ์ที่ทำงานภายใต้สภาวะเสื่อมประสิทธิภาพมักใช้พลังงานมากขึ้น ขณะเดียวกันก็ให้ผลลัพธ์ที่มีคุณภาพต่ำลง ส่วนประกอบต่าง ๆ เช่น แบริ่ง ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ กังหัน มอเตอร์ และชุดเกียร์ มักมีประสิทธิภาพลดลงเป็นเวลานานก่อนที่ความขัดข้องจะปรากฏให้เห็น

เทคโนโลยีการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ช่วยให้องค์กรระบุปัญหาเหล่านี้ได้ก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อการผลิต

ระบบตรวจสอบสภาพสมัยใหม่จะวิเคราะห์สุขภาพของเครื่องจักรอย่างต่อเนื่องผ่าน:

• การตรวจสอบการสั่นสะเทือน
• การตรวจสอบอุณหภูมิ
• การวิเคราะห์สารหล่อลื่น
• การวินิจฉัยมอเตอร์
• การวัดระยะใกล้
• การวิเคราะห์พลวัตของโรเตอร์

ด้วยการระบุความไม่มีประสิทธิภาพตั้งแต่เนิ่น ๆ ผู้ผลิตจะลดการสูญเสียพลังงานพร้อมปรับปรุงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์

แนวทางนี้มีคุณค่าเป็นอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานกับอุปกรณ์หมุน ซึ่งเกี่ยวข้องกับกังหัน เครื่องอัด เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ปั๊ม และเครื่องจักรกระบวนการที่สำคัญ

โรงงานที่ใช้กลยุทธ์การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์มักติดตั้งโซลูชันจากการตรวจสอบเครื่องจักร ซึ่งรวมถึงแพลตฟอร์ม Bently Nevada, Vibro-Meter, epro และ Emerson CSI 6500

ระบบป้องกันขั้นสูง เช่น ระบบ Bently Nevada 3500, ระบบ Bently Nevada 3300 และตัวส่งสัญญาณการสั่นสะเทือนหลากหลายรุ่น ช่วยให้องค์กรเพิ่มประสิทธิภาพสินทรัพย์สูงสุดพร้อมลดกิจกรรมการบำรุงรักษาที่ไม่จำเป็น

เครือข่ายอุตสาหกรรมและการเข้าถึงข้อมูลยังคงเป็นความท้าทายสำคัญด้านความยั่งยืน

แม้องค์กรจะลงทุนในโครงการด้านความยั่งยืน หลายแห่งยังประสบปัญหาในการบรรลุผลลัพธ์ที่วัดได้ เนื่องจากข้อมูลการดำเนินงานยังคงกระจัดกระจายอยู่ในหลายระบบ

ข้อมูลการใช้พลังงานอาจอยู่ในระบบตรวจสอบพลังงาน ข้อมูลการผลิตอาจจัดเก็บอยู่ในแพลตฟอร์มการจัดการกระบวนการผลิต บันทึกการบำรุงรักษามักอยู่ในฐานข้อมูลแยกต่างหาก ขณะที่ตัวชี้วัดด้านสิ่งแวดล้อมถูกรวบรวมผ่านแอปพลิเคชันที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

การขาดการบูรณาการนี้ทำให้ผู้มีอำนาจตัดสินใจไม่สามารถทำความเข้าใจประสิทธิภาพของโรงงานได้อย่างครบถ้วน

ตัวอย่างเช่น การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นอาจเกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของอุปกรณ์ ความไม่มีประสิทธิภาพของกระบวนการ ปริมาณการผลิตที่เพิ่มขึ้น สภาพแวดล้อม หรือพฤติกรรมของผู้ปฏิบัติงาน หากไม่มีการมองเห็นข้อมูลแบบบูรณาการ การระบุสาเหตุที่แท้จริงจะทำได้ยาก

เทคโนโลยีเครือข่ายอุตสาหกรรมช่วยให้ผู้ผลิตเอาชนะอุปสรรคเหล่านี้ได้

โครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารสมัยใหม่ช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างระบบอัตโนมัติ ซอฟต์แวร์องค์กร แพลตฟอร์มจัดการพลังงาน และแอปพลิเคชันวิเคราะห์ข้อมูลบนคลาวด์ได้อย่างราบรื่น

โรงงานที่กำลังปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลของตนหันมาใช้โซลูชันจาก การสื่อสารและเครือข่าย มากขึ้น ซึ่งรวมถึงเทคโนโลยีจาก ProSoft, Weidmüller, Pepperl+Fuchs และ HIMA

เมื่อข้อมูลอุตสาหกรรมเข้าถึงได้ง่ายขึ้น องค์กรต่าง ๆ จะสามารถเชื่อมโยงการใช้พลังงาน ปริมาณการผลิต ประสิทธิภาพของสินทรัพย์ และกิจกรรมการบำรุงรักษาเข้าด้วยกันได้ ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้ช่วยให้โครงการด้านความยั่งยืนก้าวข้ามการคาดเดาและกลายเป็นโครงการที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลอย่างแท้จริง

อินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรและระบบคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมช่วยเพิ่มการมองเห็นด้านความยั่งยืน

ข้อมูลจะสร้างคุณค่าได้ก็ต่อเมื่อผู้ปฏิบัติงาน วิศวกร และผู้จัดการสามารถเข้าถึงและทำความเข้าใจข้อมูลได้อย่างง่ายดาย

ผู้ผลิตจำนวนมากยังคงดำเนินงานในโรงงานที่ข้อมูลการดำเนินงานสำคัญกระจัดกระจายอยู่บนหน้าจอหลายจอ แพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ที่แยกจากกัน และระบบควบคุมที่ไม่เชื่อมต่อกัน

การขาดการมองเห็นข้อมูลนี้มักทำให้การดำเนินการแก้ไขล่าช้าและจำกัดโอกาสในการเพิ่มประสิทธิภาพ

แพลตฟอร์มอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (HMI) และระบบคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมสมัยใหม่ช่วยให้เข้าถึงข้อมูลการดำเนินงานจากศูนย์กลาง ทำให้บุคลากรสามารถระบุความไร้ประสิทธิภาพได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

เครื่องมือแสดงภาพขั้นสูงช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้ได้:

• แนวโน้มการใช้พลังงาน
• ตัวชี้วัดประสิทธิภาพการผลิต
• ตัวชี้วัดสภาพของอุปกรณ์
• ข้อมูลประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม
• ข้อกำหนดด้านการบำรุงรักษา
• อัตราการใช้ประโยชน์จากสินทรัพย์

เมื่อมองเห็นตัวชี้วัดด้านความยั่งยืนในระดับปฏิบัติการ องค์กรต่าง ๆ จะอยู่ในสถานะที่พร้อมยิ่งขึ้นสำหรับการตัดสินใจอย่างมีข้อมูลประกอบ

ผู้ผลิตนำโซลูชันจาก HMI และระบบคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม มาใช้งานมากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งรวมถึงแพลตฟอร์มจาก Siemens SIMATIC HMI, Allen-Bradley PanelView, GE QuickPanel และ Delta DOP Series เพื่อยกระดับการรับรู้สถานการณ์การดำเนินงานและสนับสนุนโครงการด้านความยั่งยืน

การปรับปรุงระบบจ่ายพลังงานให้ทันสมัยช่วยสนับสนุนเป้าหมายการลดการปล่อยคาร์บอน

โครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานมักถูกมองข้ามในการพูดคุยเรื่องความยั่งยืน อย่างไรก็ตาม ระบบจ่ายไฟฟ้าที่ไม่มีประสิทธิภาพอาจมีส่วนทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างมาก

ระบบไฟฟ้ารุ่นเก่าอาจประสบปัญหาคุณภาพไฟฟ้าต่ำ ฮาร์มอนิกมากเกินไป แรงดันไฟฟ้าไม่เสถียร และสถาปัตยกรรมการจ่ายไฟที่ไม่มีประสิทธิภาพ

ปัญหาเหล่านี้เพิ่มต้นทุนการดำเนินงาน ขณะเดียวกันก็ลดประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวม

เทคโนโลยีตรวจสอบระบบไฟฟ้าสมัยใหม่ช่วยให้มองเห็นประสิทธิภาพทางไฟฟ้าได้ทั่วทั้งสถานประกอบการ ด้วยการตรวจสอบคุณภาพไฟฟ้า การสมดุลโหลด และรูปแบบการใช้พลังงานอย่างต่อเนื่อง องค์กรต่าง ๆ จึงสามารถระบุโอกาสในการเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือได้

สถานประกอบการที่ดำเนินโครงการปรับปรุงระบบไฟฟ้าให้ทันสมัยมักเลือกใช้ผลิตภัณฑ์จาก ส่วนประกอบระบบไฟฟ้าและกำลัง ซึ่งรวมถึง:

• แหล่งจ่ายไฟ
• เซอร์กิตเบรกเกอร์
• รีเลย์
• เทอร์มินัลบล็อก

ผู้ผลิตที่ดำเนินงานโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่สำคัญมักพึ่งพาโซลูชันจาก GE Multilin, ABB, Schneider Electric และ Siemens Industrial Power เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือของระบบ

การผลิตอย่างยั่งยืนขึ้นอยู่กับการควบคุมการเคลื่อนไหวอัจฉริยะ

มอเตอร์ไฟฟ้าคิดเป็นสัดส่วนสำคัญของการใช้พลังงานในภาคอุตสาหกรรมทั่วโลก ดังนั้น การเพิ่มประสิทธิภาพมอเตอร์จึงยังคงเป็นหนึ่งในวิธีที่รวดเร็วที่สุดสำหรับผู้ผลิตในการลดการใช้พลังงาน

ระบบมอเตอร์แบบดั้งเดิมมักทำงานที่ความเร็วคงที่โดยไม่คำนึงถึงความต้องการที่แท้จริงของกระบวนการ วิธีนี้ทำให้สิ้นเปลืองพลังงานเป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับปั๊ม พัดลม สายพานลำเลียง และคอมเพรสเซอร์

เทคโนโลยีปรับความเร็วรอบช่วยให้มอเตอร์ทำงานเฉพาะที่ความเร็วซึ่งจำเป็นตามสภาวะการทำงานในขณะนั้น

โซลูชันควบคุมการเคลื่อนไหวสมัยใหม่สามารถปรับประสิทธิภาพแบบไดนามิกตามความต้องการของกระบวนการ ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก

ผู้ผลิตที่ดำเนินโครงการด้านความยั่งยืนมักนำสิ่งต่อไปนี้มาใช้งาน:

• ไดรฟ์ AC แบบปรับความถี่ได้
• ไดรฟ์เซอร์โว
• บอร์ดควบคุมการขับเคลื่อน
• โมดูลกำลัง

เทคโนโลยีชั้นนำจาก ABB Motors & Drives, Siemens Drive Systems, Danfoss VLT Inverters, Delta VFD Series และ Allen-Bradley PowerFlex ยังคงช่วยให้ผู้ผลิตลดการใช้พลังงานในการดำเนินงาน พร้อมเพิ่มความยืดหยุ่นของกระบวนการ

บทบาทของระบบนิรภัยในการดำเนินงานอย่างยั่งยืน

ความยั่งยืนมักเชื่อมโยงกับผลการดำเนินงานด้านสิ่งแวดล้อม แต่ความปลอดภัยในการดำเนินงานก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน

เหตุการณ์ร้ายแรงในภาคอุตสาหกรรมอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม การสูญเสียการผลิต การทำลายอุปกรณ์ และการสูญเสียทรัพยากรจำนวนมาก

ระบบเครื่องมือวัดด้านความปลอดภัยสมัยใหม่ช่วยให้องค์กรลดความเสี่ยงเหล่านี้ พร้อมสนับสนุนเป้าหมายด้านความยั่งยืนในระยะยาว

แพลตฟอร์มนิรภัยขั้นสูงจะตรวจติดตามสภาวะการทำงานที่สำคัญและเริ่มดำเนินการป้องกันก่อนที่สถานการณ์อันตรายจะทวีความรุนแรง

โรงงานที่ดำเนินกระบวนการซึ่งมีความเสี่ยงสูงมักพึ่งพาเทคโนโลยี เช่น Triconex, Honeywell Safety Manager, Yokogawa ProSafe-RS และโซลูชันจากกลุ่มผลิตภัณฑ์ Safety Modules

ด้วยการป้องกันเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์และรักษาเสถียรภาพของกระบวนการ ระบบเหล่านี้จึงมีส่วนโดยตรงต่อทั้งการปกป้องสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืนด้านการดำเนินงาน

รูปที่ 3 การผลิตอย่างยั่งยืนต้องอาศัยการประสานสอดคล้องระหว่างบุคลากร กระบวนการ และเทคโนโลยีทั่วทั้งองค์กร

เหตุใดความยั่งยืนจึงเป็นข้อได้เปรียบทางการแข่งขันในระยะยาว

มีเพียงองค์กรส่วนน้อยเท่านั้นที่ยังคงตั้งคำถามถึงคุณค่าของการลงทุนด้านความยั่งยืน ปัจจุบันผู้ผลิตส่วนใหญ่เข้าใจแล้วว่าโครงการริเริ่มด้านสิ่งแวดล้อมสามารถสร้างประโยชน์ทางธุรกิจที่วัดผลได้ นอกเหนือจากการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ

โดยทั่วไปแล้ว โครงการด้านความยั่งยืนที่ประสบความสำเร็จจะก่อให้เกิด:

• ต้นทุนพลังงานที่ลดลง
• ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่ลดลง
• ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ที่ดีขึ้น
• ประสิทธิภาพการดำเนินงานที่สูงขึ้น
• การลดปริมาณขยะที่เกิดขึ้น
• ความเชื่อมั่นของนักลงทุนที่เพิ่มขึ้น
• ความสัมพันธ์กับลูกค้าที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น
• ความพร้อมด้านกฎระเบียบที่มากขึ้น

ผู้ผลิตที่ประสบความสำเร็จสูงสุดประเมินความยั่งยืนทั้งจากผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) และผลตอบแทนจากคุณค่า (ROV) มุมมองที่กว้างขึ้นนี้ตระหนักว่าความยั่งยืนมีส่วนช่วยเสริมความยืดหยุ่น ความสามารถในการแข่งขัน และความเป็นเลิศด้านการดำเนินงานในระยะยาว

การจัดทำแผนงานด้านความยั่งยืนสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม

หนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้โครงการด้านความยั่งยืนล้มเหลวคือการไม่มีแผนงานการดำเนินการที่มีโครงสร้าง องค์กรหลายแห่งตั้งเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อมไว้อย่างทะเยอทะยาน แต่ประสบปัญหาในการแปลงเป้าหมายเหล่านั้นให้เป็นการดำเนินการที่นำไปปฏิบัติได้จริงโดยบุคลากรในโรงงาน

ผู้ผลิตที่ประสบความสำเร็จมักดำเนินการด้านความยั่งยืนในรูปแบบการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ แทนที่จะมองเป็นโครงการเดียว

ระยะแรกมุ่งเน้นการสร้างการมองเห็น องค์กรรวบรวมข้อมูลพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงาน การใช้ประโยชน์จากสินทรัพย์ การปล่อยมลพิษ ประสิทธิภาพการบำรุงรักษา และประสิทธิภาพของกระบวนการ หากไม่มีการวัดค่าอ้างอิงที่เชื่อถือได้ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะประเมินปริมาณการปรับปรุง

ระยะที่สองมุ่งเน้นการเพิ่มประสิทธิภาพ สินทรัพย์ ระบบควบคุม และกระบวนการผลิตที่มีอยู่จะได้รับการวิเคราะห์เพื่อค้นหาความไม่มีประสิทธิภาพที่สามารถแก้ไขได้โดยไม่ต้องลงทุนด้านเงินทุนจำนวนมาก

ระยะที่สามเกี่ยวข้องกับการปรับปรุงให้ทันสมัย โรงงานเริ่มนำเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติขั้นสูง ระบบควบคุมอัจฉริยะ โปรแกรมบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ และโซลูชันการจัดการพลังงานมาใช้ เพื่อสนับสนุนเป้าหมายความยั่งยืนในระยะยาว

ระยะสุดท้ายมุ่งเน้นการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ความยั่งยืนจะถูกรวมไว้ในการตัดสินใจด้านการดำเนินงานในแต่ละวัน แทนที่จะเป็นเพียงโครงการริเริ่มขององค์กรที่แยกต่างหาก

แนวทางที่มีโครงสร้างนี้ช่วยลดความเสี่ยง พร้อมสร้างการปรับปรุงที่วัดผลได้ตลอดเส้นทางการเปลี่ยนแปลง

การปรับปรุงระบบอัตโนมัติให้ทันสมัยช่วยสนับสนุนความยั่งยืนโดยไม่ต้องเปลี่ยนโรงงานทั้งหมด

ผู้ผลิตหลายรายเข้าใจผิดว่าความยั่งยืนจำเป็นต้องเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานเดิมในสัดส่วนมาก ในความเป็นจริง มักสามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญผ่านความพยายามปรับปรุงให้ทันสมัยแบบมุ่งเป้า

PLC รุ่นเก่า ระบบควบคุมแบบกระจาย ศูนย์ควบคุมสำหรับผู้ปฏิบัติงาน และเครือข่ายการสื่อสารอุตสาหกรรม มักสามารถอัปเกรดได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนสายการผลิตทั้งหมด

ตัวอย่างเช่น โรงงานที่ใช้แพลตฟอร์มระบบอัตโนมัติรุ่นเก่ามักทยอยย้ายไปสู่ระบบสมัยใหม่ เช่น:

• Allen-Bradley ControlLogix
• Allen-Bradley CompactLogix
• Siemens SIMATIC S7
• ระบบ PLC ของ ABB
• GE RX3i และ RX7i PACSystems
• Mitsubishi MELSEC iQ-R Series
• Omron CJ และ CS Series

ระบบควบคุมสมัยใหม่มอบความสามารถด้านการวินิจฉัยที่ดีขึ้น การสื่อสารที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ความสามารถขั้นสูงในการตรวจติดตามพลังงาน และการบูรณาการที่มากขึ้นกับโครงการริเริ่มด้านความยั่งยืนระดับองค์กร

องค์กรต่าง ๆ มักพบว่าการปรับปรุงระบบอัตโนมัติให้ทันสมัยสร้างประโยชน์ด้านความยั่งยืนได้ตั้งแต่เนิ่น ๆ ก่อนที่โครงการเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่จะมีความเป็นไปได้ทางการเงิน

ความสำคัญที่เพิ่มขึ้นของประสิทธิภาพกังหันและอุปกรณ์หมุน

สำหรับโรงงานที่เดินเครื่องสินทรัพย์ผลิตไฟฟ้า คอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่ กังหันก๊าซ กังหันไอน้ำ และอุปกรณ์หมุนที่สำคัญ ผลการดำเนินงานด้านความยั่งยืนขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเครื่องจักรเป็นอย่างมาก

แม้ประสิทธิภาพของกังหันจะลดลงเพียงเล็กน้อย ก็อาจทำให้การใช้เชื้อเพลิงและการปล่อยคาร์บอนเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเวลาผ่านไป

ด้วยเหตุนี้ ระบบตรวจสอบเครื่องจักรขั้นสูงจึงกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของโครงการด้านความยั่งยืนในอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานสูง

เทคโนโลยีการตรวจสอบสมัยใหม่ประเมินอย่างต่อเนื่อง:

• การสั่นสะเทือนของเพลา
• พลวัตของโรเตอร์
• สภาพตลับลูกปืน
• การจัดแนวเชิงกล
• โปรไฟล์อุณหภูมิ
• เสถียรภาพของเครื่องจักร
• ประสิทธิภาพการดำเนินงาน

โรงงานที่รับผิดชอบเครื่องจักรสำคัญมักติดตั้งเทคโนโลยีจากสภาพแวดล้อม การควบคุมกังหันและเครื่องจักร ควบคู่กับระบบป้องกันจาก Woodward, GE Turbine Control, Alstom และ General Electric

เมื่อผสานรวมกับโปรแกรมการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ ระบบเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด พร้อมลดการใช้เชื้อเพลิงและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

รูปที่ 4 เทคโนโลยีการตรวจสอบและระบบอัตโนมัติขั้นสูงช่วยให้โรงงานอุตสาหกรรมเพิ่มประสิทธิภาพ พร้อมสนับสนุนเป้าหมายด้านความยั่งยืน

การผสานรวมพลังงานหมุนเวียนสร้างความท้าทายใหม่ด้านระบบอัตโนมัติ

เมื่อผู้ผลิตเพิ่มการใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน ระบบอัตโนมัติก็มีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ ในการรักษาเสถียรภาพการดำเนินงาน

การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม ระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ และทรัพยากรพลังงานแบบกระจายศูนย์ก่อให้เกิดความผันผวน ซึ่งระบบไฟฟ้าอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมไม่ได้รับการออกแบบมาให้จัดการตั้งแต่แรก

แพลตฟอร์มระบบอัตโนมัติสมัยใหม่ช่วยปรับสมดุลแหล่งพลังงานเหล่านี้ด้วยการตรวจสอบคุณภาพไฟฟ้า จัดการการกระจายโหลด และประสานงานการใช้พลังงานระหว่างระบบต่าง ๆ ของโรงงาน

เทคโนโลยีควบคุมอุตสาหกรรมรองรับ:

• การจัดการระบบกักเก็บพลังงาน
• การปรับสมดุลโหลด
• โปรแกรมตอบสนองต่อความต้องการใช้ไฟฟ้า
• การตรวจสอบคุณภาพไฟฟ้า
• การประสานงานไมโครกริด
• กลยุทธ์การผสานรวมพลังงานหมุนเวียน

เมื่อการนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้เพิ่มขึ้น โซลูชันการจัดการพลังงานขั้นสูงจะมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ ต่อการรักษาทั้งประสิทธิภาพด้านความยั่งยืนและความน่าเชื่อถือในการดำเนินงาน

การวิเคราะห์ข้อมูลอุตสาหกรรมจะกำหนดอนาคตของความยั่งยืน

โครงการริเริ่มด้านความยั่งยืนยุคถัดไปจะขับเคลื่อนด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลและปัญญาประดิษฐ์

โครงการด้านความยั่งยืนแบบดั้งเดิมมักพึ่งพาการรายงานข้อมูลในอดีตและการตรวจสอบเป็นระยะ แม้วิธีการเหล่านี้จะให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ แต่แทบไม่สามารถรองรับการเพิ่มประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ได้

แพลตฟอร์มการวิเคราะห์ขั้นสูงช่วยให้ผู้ผลิตก้าวข้ามการรายงานย้อนหลังไปสู่การตัดสินใจเชิงพยากรณ์

แอปพลิเคชันแมชชีนเลิร์นนิงสามารถระบุความไม่มีประสิทธิภาพที่ซ่อนอยู่ คาดการณ์รูปแบบการใช้พลังงาน แนะนำการปรับปรุงกระบวนการ และตรวจจับปัญหาของอุปกรณ์ก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อการผลิต

ปัญญาประดิษฐ์กำลังถูกนำมาใช้มากขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในด้านต่อไปนี้:

• การใช้พลังงาน
• การจัดตารางการผลิต
• การใช้ประโยชน์จากสินทรัพย์
• การวางแผนบำรุงรักษา
• การดำเนินงานด้านห่วงโซ่อุปทาน
• กลยุทธ์การควบคุมกระบวนการ

ความสามารถเหล่านี้ช่วยให้องค์กรปรับปรุงผลการดำเนินงานด้านความยั่งยืนได้อย่างต่อเนื่อง พร้อมกับรักษาผลิตภาพและความสามารถในการทำกำไรไว้ได้

โรงงานที่ติดตั้งแพลตฟอร์มระบบอัตโนมัติขั้นสูงจาก Beckhoff Automation, B&R Automation, Mitsubishi Electric และ Omron กำลังผสานความสามารถด้านการวิเคราะห์เข้ากับสภาพแวดล้อมการผลิตโดยตรงมากขึ้น

บทสรุป

เส้นทางสู่การผลิตที่ยั่งยืนไม่ได้กำหนดโดยเทคโนโลยีเพียงหนึ่งเดียว การอัปเกรดอุปกรณ์เพียงครั้งเดียว หรือโครงการด้านสิ่งแวดล้อมใดโครงการหนึ่ง แต่เป็นผลลัพธ์จากการตัดสินใจด้านการดำเนินงานนับพันครั้ง ซึ่งร่วมกันยกระดับประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และการใช้ทรัพยากร

ผู้ผลิตต้องเผชิญกับความท้าทายมากมาย ซึ่งรวมถึงโครงสร้างพื้นฐานที่เก่าแก่ งบประมาณที่จำกัด ข้อมูลที่กระจัดกระจาย การต่อต้านภายในองค์กร และข้อกำหนดด้านกฎระเบียบที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีอุตสาหกรรมสมัยใหม่มอบโซลูชันเชิงปฏิบัติที่ช่วยให้องค์กรก้าวข้ามอุปสรรคเหล่านี้ได้

ระบบอัตโนมัติ แพลตฟอร์มจัดการพลังงาน เทคโนโลยีการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ ระบบขับเคลื่อนอัจฉริยะ โครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายอุตสาหกรรม และเครื่องมือวิเคราะห์ขั้นสูง ล้วนมีส่วนช่วยสร้างรูปแบบการดำเนินงานที่ยั่งยืนยิ่งขึ้น

สิ่งสำคัญที่สุดคือ ไม่ควรมองความยั่งยืนว่าเป็นต้นทุน แต่ควรมองว่าเป็นการลงทุนเชิงกลยุทธ์เพื่อความเป็นเลิศในการดำเนินงาน

องค์กรที่สามารถสร้างความสอดคล้องระหว่างความยั่งยืนกับผลิตภาพ ความน่าเชื่อถือ และผลการดำเนินงานทางธุรกิจได้สำเร็จ จะมีความพร้อมมากกว่าในการแข่งขันในตลาดโลกที่มีความต้องการสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง

ผู้ผลิตที่นำการเพิ่มประสิทธิภาพโดยใช้ข้อมูล ระบบอัตโนมัติอัจฉริยะ และการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องมาใช้ในวันนี้ จะก้าวขึ้นเป็นผู้นำอุตสาหกรรมในวันข้างหน้า โดยมีต้นทุนการดำเนินงานลดลง ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง ความยืดหยุ่นที่มากขึ้น และการเติบโตระยะยาวที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น