Phát triển bền vững công nghiệp trong sản xuất: Các chiến lược thiết thực để nâng cao hiệu quả năng lượng và giảm phát thải carbon

Vì sao tính bền vững đã trở thành ưu tiên chiến lược của các nhà sản xuất hiện đại

Tính bền vững không còn là một sáng kiến ngách chỉ được thúc đẩy bởi các mối quan tâm về môi trường. Nó đã trở thành một chiến lược kinh doanh cốt lõi, tác động đến hiệu quả vận hành, việc tuân thủ quy định, niềm tin của nhà đầu tư, khả năng chống chịu của chuỗi cung ứng và khả năng sinh lời dài hạn.

Theo các nghiên cứu ngành gần đây, hơn một nửa số tổ chức công nghiệp hàng đầu đã đặt ra mục tiêu trung hòa carbon, trong khi nhiều tổ chức cam kết áp dụng năng lượng tái tạo và triển khai các chương trình giảm phát thải dựa trên cơ sở khoa học. Những cam kết này phản ánh một sự chuyển dịch rộng hơn trong ngành sản xuất. Các công ty ngày càng nhận ra rằng hiệu quả môi trường và hiệu quả vận hành có mối liên hệ chặt chẽ.

Tuy nhiên, việc đặt ra các mục tiêu phát triển bền vững thường là phần dễ nhất của hành trình. Thách thức thực sự nằm ở việc chuyển hóa các mục tiêu môi trường đầy tham vọng thành kết quả vận hành có thể đo lường.

Các cơ sở sản xuất phải cân bằng sản lượng, yêu cầu chất lượng, độ tin cậy của tài sản, nhu cầu nhân lực, các mối lo ngại về an ninh mạng và những hạn chế về chi phí đầu tư, đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng và phát thải carbon.

Do đó, tính bền vững không còn chỉ đơn giản là giảm tác động đến môi trường. Đây đã trở thành một nỗ lực toàn diện nhằm loại bỏ lãng phí, nâng cao hiệu quả, tối ưu hóa hiệu suất tài sản và xây dựng các hoạt động công nghiệp có khả năng chống chịu tốt hơn.

Hình 1. Hạ tầng công nghiệp cũ vẫn là một trong những thách thức đáng kể nhất đối với các sáng kiến phát triển bền vững.

Hạ tầng cũ tiếp tục làm chậm tiến độ phát triển bền vững

Một trong những rào cản lớn nhất đối với tính bền vững là việc sử dụng rộng rãi các tài sản công nghiệp cũ.

Nhiều cơ sở sản xuất vẫn tiếp tục vận hành các thiết bị được lắp đặt từ hai mươi, ba mươi, thậm chí năm mươi năm trước. Mặc dù các hệ thống này thường vẫn đáng tin cậy, chúng được thiết kế từ rất lâu trước khi các tiêu chuẩn hiện đại về hiệu quả năng lượng, sáng kiến giảm phát thải carbon và công nghệ tối ưu hóa kỹ thuật số trở nên phổ biến.

Các tổ chức công nghiệp hiếm khi có thể thay thế toàn bộ cơ sở. Những dự án thay thế cơ sở hạ tầng quy mô lớn có thể đòi hỏi hàng triệu đô la chi phí đầu tư, đồng thời gây gián đoạn đáng kể cho hoạt động.

Thách thức này đặc biệt phổ biến trong các ngành phụ thuộc nhiều vào tài sản có vòng đời dài, bao gồm phát điện, dầu khí, chế biến hóa chất, xử lý nước, sản xuất thực phẩm và sản xuất công nghiệp nặng.

Thay vì theo đuổi các chiến lược thay thế hoàn toàn, các nhà sản xuất ngày càng tập trung vào hiện đại hóa kỹ thuật số.

Việc cải tạo kỹ thuật số cho phép các tổ chức nâng cao hiệu suất trong khi vẫn bảo toàn cơ sở hạ tầng hiện có. Bằng cách tích hợp các hệ thống tự động hóa hiện đại, cảm biến thông minh, nền tảng phân tích nâng cao và công nghệ quản lý năng lượng, các nhà sản xuất có thể cải thiện tính bền vững mà không cần tái xây dựng cơ sở quy mô lớn.

Ví dụ, các cơ sở nâng cấp hệ thống điều khiển đã cũ thường đưa vào sử dụng các Hệ thống PLC & PAC hiện đại, cung cấp khả năng chẩn đoán nâng cao, khả năng quan sát quy trình và khả năng giám sát năng lượng.

Các nền tảng điều khiển cũ cũng có thể được hiện đại hóa bằng công nghệ từ những nhà cung cấp tự động hóa lớn như Allen-Bradley, Siemens, ABB, Schneider Electric, Yokogawa và Emerson, giúp các tổ chức nâng cao hiệu suất đồng thời kéo dài tuổi thọ tài sản.

Hệ thống quản lý năng lượng đã trở thành công cụ thiết yếu cho phát triển bền vững

Nhiều tổ chức đánh giá thấp lượng năng lượng bị lãng phí chỉ vì các mô hình tiêu thụ vẫn không thể quan sát được.

Hóa đơn tiện ích truyền thống cung cấp cái nhìn tổng quan ở cấp cơ sở về chi phí năng lượng nhưng ít cho biết tài sản, quy trình hoặc điều kiện vận hành cụ thể nào chịu trách nhiệm cho mức tiêu thụ quá mức.

Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) giải quyết vấn đề này bằng cách cung cấp khả năng giám sát và phân tích theo thời gian thực về mức sử dụng năng lượng trên toàn cơ sở.

Các nền tảng EMS hiện đại thu thập thông tin từ:

• Bộ điều khiển công nghiệp
• Trung tâm điều khiển động cơ
• Biến tần
• Thiết bị giám sát điện năng
• Hệ thống quản lý tòa nhà
• Thiết bị sản xuất
• Cơ sở hạ tầng mạng công nghiệp

Bằng cách phân tích dữ liệu này, các nhà sản xuất có thể xác định những điểm kém hiệu quả mà nếu không sẽ vẫn bị che giấu.

Ví dụ, động cơ có thể vẫn tiếp tục chạy khi hoạt động sản xuất tạm dừng. Máy nén có thể vận hành ngoài phạm vi hiệu suất tối ưu. Hệ thống sưởi và làm mát có thể tiêu thụ năng lượng không cần thiết do các chiến lược điều khiển lỗi thời.

Khi những sự kém hiệu quả này trở nên rõ ràng, các biện pháp khắc phục thường tạo ra khoản tiết kiệm ngay lập tức.

Nhiều cơ sở cải thiện hiệu suất năng lượng thông qua các công nghệ truyền động thông minh như Biến tần AC VFD, Bộ truyền động DC và các giải pháp điều khiển chuyển động tiên tiến có trong Truyền động & Điều khiển chuyển động.

Các nhà sản xuất sử dụng nền tảng của Danfoss, Lenze, Delta Electronics và Allen-Bradley PowerFlex thường đạt được mức cắt giảm đáng kể trong tiêu thụ năng lượng thông qua các chiến lược tối ưu hóa động cơ.

Tối ưu hóa điều khiển quy trình mang lại lợi ích bền vững tức thì

Nhiều sáng kiến về tính bền vững tập trung vào việc thay thế thiết bị. Tuy nhiên, tối ưu hóa quy trình thường mang lại kết quả nhanh hơn và tiết kiệm chi phí hơn.

Các quy trình sản xuất hiếm khi vận hành với hiệu suất tối đa trong suốt vòng đời. Theo thời gian, những thay đổi trong quy trình vận hành, sự hao mòn thiết bị, biến động sản phẩm và các sửa đổi hệ thống điều khiển có thể gây ra những điểm kém hiệu quả, làm tăng mức tiêu thụ năng lượng và phát sinh chất thải.

Các hệ thống điều khiển quy trình tiên tiến liên tục đánh giá điều kiện sản xuất và thực hiện điều chỉnh để duy trì hiệu suất tối ưu.

Hệ thống điều khiển phân tán vẫn đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp có quy trình chuyên sâu.

Các hệ thống điều khiển DCS hiện đại cung cấp khả năng giám sát tập trung và điều khiển nâng cao, hỗ trợ cả mục tiêu hiệu suất vận hành lẫn tính bền vững.

Các tổ chức vận hành những nền tảng như Yokogawa CENTUM VP, Emerson DeltaV, Emerson Ovation, Honeywell Experion PKS, Foxboro và ABB 800xA AC 800M ngày càng tận dụng dữ liệu quy trình để tối ưu hóa các hoạt động tiêu thụ nhiều năng lượng.

Các hệ thống này giúp giảm biến động quy trình, cải thiện sản lượng, giảm mức tiêu thụ tài nguyên và hạn chế phát sinh chất thải.

Bảo trì dự đoán hỗ trợ cả độ tin cậy và tính bền vững

Tính bền vững và độ tin cậy của tài sản có mối liên hệ chặt chẽ.

Thiết bị vận hành trong điều kiện suy giảm thường tiêu thụ nhiều năng lượng hơn nhưng tạo ra sản phẩm đầu ra chất lượng thấp hơn. Các linh kiện như vòng bi, máy bơm, máy nén, tua-bin, động cơ và hộp số thường bị suy giảm hiệu suất từ lâu trước khi sự cố trở nên rõ ràng.

Công nghệ bảo trì dự đoán cho phép các tổ chức xác định những vấn đề này trước khi chúng ảnh hưởng đến sản xuất.

Các hệ thống giám sát tình trạng hiện đại liên tục phân tích tình trạng máy móc thông qua:

• Giám sát độ rung
• Giám sát nhiệt độ
• Phân tích bôi trơn
• Chẩn đoán động cơ
• Đo độ gần
• Phân tích động lực học rôto

Bằng cách xác định sớm những điểm kém hiệu quả, các nhà sản xuất giảm lãng phí năng lượng đồng thời cải thiện độ tin cậy của thiết bị.

Phương pháp này đặc biệt có giá trị trong các ứng dụng thiết bị quay liên quan đến tua-bin, máy nén, máy phát điện, máy bơm và máy móc quy trình quan trọng.

Các cơ sở triển khai chiến lược bảo trì dự đoán thường sử dụng các giải pháp từ Giám sát máy móc, bao gồm các nền tảng Bently Nevada, Vibro-Meter, epro và Emerson CSI 6500.

Các hệ thống bảo vệ tiên tiến như Hệ thống Bently Nevada 3500, Hệ thống Bently Nevada 3300 và nhiều loại bộ truyền rung giúp các tổ chức tối đa hóa hiệu quả tài sản đồng thời giảm các hoạt động bảo trì không cần thiết.

Mạng công nghiệp và khả năng truy cập dữ liệu vẫn là những thách thức lớn đối với phát triển bền vững

Ngay cả khi đầu tư vào các chương trình phát triển bền vững, nhiều tổ chức vẫn gặp khó khăn trong việc đạt được kết quả có thể đo lường vì dữ liệu vận hành vẫn bị phân mảnh trên nhiều hệ thống.

Dữ liệu tiêu thụ năng lượng có thể nằm trong các hệ thống giám sát điện năng. Thông tin sản xuất có thể được lưu trữ trong các nền tảng điều hành sản xuất. Hồ sơ bảo trì thường tồn tại trong các cơ sở dữ liệu riêng biệt, trong khi các chỉ số môi trường được thu thập thông qua những ứng dụng hoàn toàn khác.

Sự thiếu tích hợp này khiến những người ra quyết định khó có được cái nhìn toàn diện về hiệu suất của cơ sở.

Ví dụ, mức tiêu thụ năng lượng tăng có thể liên quan đến tình trạng xuống cấp của thiết bị, sự kém hiệu quả của quy trình, sản lượng tăng, điều kiện môi trường hoặc hành vi của người vận hành. Nếu thiếu khả năng giám sát tích hợp, việc xác định nguyên nhân thực sự trở nên khó khăn.

Công nghệ mạng công nghiệp đang giúp các nhà sản xuất vượt qua những rào cản này.

Cơ sở hạ tầng truyền thông hiện đại cho phép trao đổi dữ liệu liền mạch giữa các hệ thống tự động hóa, phần mềm doanh nghiệp, nền tảng quản lý năng lượng và các ứng dụng phân tích đám mây.

Các cơ sở đang hiện đại hóa hạ tầng kỹ thuật số ngày càng triển khai các giải pháp từ Truyền thông & Kết nối mạng, bao gồm các công nghệ từ ProSoft, Weidmüller, Pepperl+Fuchs và HIMA.

Khi dữ liệu công nghiệp trở nên dễ tiếp cận hơn, các tổ chức có khả năng đối chiếu mức tiêu thụ năng lượng, sản lượng, hiệu suất tài sản và hoạt động bảo trì. Những thông tin chuyên sâu này giúp các sáng kiến phát triển bền vững vượt ra ngoài những giả định và trở nên thực sự dựa trên dữ liệu.

Giao diện Người-Máy và Máy tính Công nghiệp Cải thiện Khả năng Hiển thị về Phát triển Bền vững

Dữ liệu chỉ tạo ra giá trị khi người vận hành, kỹ sư và quản lý có thể dễ dàng truy cập và hiểu được dữ liệu đó.

Nhiều nhà sản xuất vẫn đang vận hành các cơ sở trong đó thông tin vận hành quan trọng bị phân tán trên nhiều màn hình, các nền tảng phần mềm riêng biệt và những hệ thống điều khiển không kết nối với nhau.

Việc thiếu khả năng hiển thị này thường làm trì hoãn các hành động khắc phục và hạn chế cơ hội tối ưu hóa.

Các nền tảng Giao diện Người-Máy (HMI) hiện đại và hệ thống máy tính công nghiệp cung cấp quyền truy cập tập trung vào thông tin vận hành, giúp nhân sự nhanh chóng xác định tình trạng kém hiệu quả hơn.

Các công cụ trực quan hóa nâng cao cho phép người vận hành giám sát:

• Xu hướng tiêu thụ năng lượng
• Các chỉ số hiệu suất sản xuất
• Các chỉ số tình trạng thiết bị
• Dữ liệu về hiệu quả môi trường
• Yêu cầu bảo trì
• Tỷ lệ sử dụng tài sản

Khi các chỉ số phát triển bền vững trở nên rõ ràng ở cấp độ vận hành, các tổ chức sẽ có vị thế tốt hơn để đưa ra quyết định sáng suốt.

Các nhà sản xuất ngày càng triển khai các giải pháp từ HMI & Máy tính công nghiệp, bao gồm các nền tảng từ Siemens SIMATIC HMI, Allen-Bradley PanelView, GE QuickPanel và Delta DOP Series để nâng cao khả năng nhận biết tình trạng vận hành và hỗ trợ các sáng kiến phát triển bền vững.

Hiện đại hóa hệ thống phân phối điện hỗ trợ các mục tiêu giảm phát thải carbon

Cơ sở hạ tầng điện thường bị bỏ qua trong các cuộc thảo luận về phát triển bền vững. Tuy nhiên, các hệ thống phân phối điện kém hiệu quả có thể góp phần đáng kể vào tổn thất năng lượng.

Các hệ thống điện cũ có thể gặp chất lượng điện kém, sóng hài quá mức, điện áp không ổn định và kiến trúc phân phối kém hiệu quả.

Những vấn đề này làm tăng chi phí vận hành đồng thời làm giảm hiệu quả năng lượng tổng thể.

Các công nghệ giám sát điện hiện đại cung cấp khả năng quan sát hiệu suất điện trong toàn bộ cơ sở. Bằng cách liên tục theo dõi chất lượng điện, cân bằng tải và mô hình tiêu thụ, các tổ chức có thể xác định cơ hội cải thiện hiệu suất và độ tin cậy.

Các cơ sở theo đuổi sáng kiến hiện đại hóa hệ thống điện thường triển khai các sản phẩm từ Linh kiện nguồn và điện, bao gồm:

• Bộ nguồn
• Aptomat
• Rơ-le
• Cầu đấu

Các nhà sản xuất vận hành cơ sở hạ tầng điện quan trọng thường dựa vào các giải pháp từ GE Multilin, ABB, Schneider Electric và Siemens Industrial Power để cải thiện hiệu suất điện và độ tin cậy của hệ thống.

Sản xuất bền vững phụ thuộc vào điều khiển chuyển động thông minh

Động cơ điện chiếm một tỷ lệ đáng kể trong mức tiêu thụ năng lượng công nghiệp trên toàn thế giới. Do đó, nâng cao hiệu suất động cơ vẫn là một trong những cách nhanh nhất để các nhà sản xuất giảm mức sử dụng năng lượng.

Các hệ thống động cơ truyền thống thường hoạt động ở tốc độ cố định bất kể yêu cầu thực tế của quy trình. Cách tiếp cận này gây lãng phí đáng kể năng lượng, đặc biệt trong các ứng dụng sử dụng máy bơm, quạt, băng tải và máy nén.

Công nghệ điều chỉnh tốc độ cho phép động cơ chỉ hoạt động ở tốc độ cần thiết theo điều kiện vận hành hiện tại.

Các giải pháp điều khiển chuyển động hiện đại có thể tự động điều chỉnh hiệu suất dựa trên nhu cầu của quy trình, qua đó giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng.

Các nhà sản xuất triển khai chương trình phát triển bền vững thường sử dụng:

• Bộ truyền động AC biến tần
• Bộ truyền động servo
• Bo mạch điều khiển
• Mô-đun công suất

Các công nghệ hàng đầu từ ABB Motors & Drives, Siemens Drive Systems, Danfoss VLT Inverters, Delta VFD Series và Allen-Bradley PowerFlex tiếp tục giúp các nhà sản xuất giảm mức tiêu thụ năng lượng trong vận hành, đồng thời nâng cao tính linh hoạt của quy trình.

Vai trò của các hệ thống an toàn trong vận hành bền vững

Tính bền vững thường gắn liền với hiệu quả môi trường, nhưng an toàn vận hành cũng đóng vai trò quan trọng không kém.

Các sự cố công nghiệp nghiêm trọng có thể gây tổn hại môi trường, tổn thất sản xuất, phá hủy thiết bị và lãng phí đáng kể tài nguyên.

Các hệ thống thiết bị đo an toàn hiện đại giúp tổ chức giảm những rủi ro này, đồng thời hỗ trợ các mục tiêu phát triển bền vững dài hạn.

Các nền tảng an toàn tiên tiến giám sát những điều kiện vận hành quan trọng và khởi động các biện pháp bảo vệ trước khi tình huống nguy hiểm leo thang.

Các cơ sở vận hành những quy trình có rủi ro cao thường dựa vào các công nghệ như Triconex, Honeywell Safety Manager, Yokogawa ProSafe-RS và các giải pháp thuộc danh mục Safety Modules.

Bằng cách ngăn ngừa sự cố và duy trì tính ổn định của quy trình, các hệ thống này trực tiếp góp phần bảo vệ môi trường và duy trì hoạt động bền vững.

Hình 3. Sản xuất bền vững đòi hỏi sự đồng bộ giữa con người, quy trình và công nghệ trong toàn tổ chức.

Vì sao tính bền vững là lợi thế cạnh tranh dài hạn

Chỉ một tỷ lệ nhỏ các tổ chức vẫn còn nghi ngờ về giá trị của các khoản đầu tư vào tính bền vững. Hiện nay, hầu hết các nhà sản xuất đều hiểu rằng các sáng kiến môi trường có thể tạo ra những lợi ích kinh doanh có thể đo lường được, vượt xa việc tuân thủ quy định.

Các chương trình phát triển bền vững thành công thường mang lại:

• Giảm chi phí năng lượng
• Giảm chi phí bảo trì
• Cải thiện độ tin cậy của thiết bị
• Nâng cao hiệu quả vận hành
• Giảm phát sinh chất thải
• Cải thiện niềm tin của nhà đầu tư
• Quan hệ khách hàng bền chặt hơn
• Tăng cường khả năng sẵn sàng tuân thủ quy định

Các nhà sản xuất thành công nhất đánh giá tính bền vững dựa trên cả Lợi tức đầu tư (ROI) và Lợi tức giá trị (ROV). Góc nhìn rộng hơn này thừa nhận rằng tính bền vững góp phần nâng cao khả năng chống chịu, năng lực cạnh tranh và sự xuất sắc trong vận hành về lâu dài.

Xây dựng lộ trình phát triển bền vững cho các cơ sở công nghiệp

Một trong những lý do phổ biến nhất khiến các chương trình phát triển bền vững thất bại là thiếu lộ trình triển khai có cấu trúc. Nhiều tổ chức đặt ra các mục tiêu môi trường đầy tham vọng nhưng gặp khó khăn trong việc chuyển những mục tiêu đó thành các hành động thực tế mà nhân viên nhà máy có thể thực hiện.

Các nhà sản xuất thành công thường tiếp cận phát triển bền vững như một quá trình chuyển đổi theo từng giai đoạn thay vì một dự án đơn lẻ.

Giai đoạn đầu tiên tập trung vào việc thiết lập khả năng quan sát. Các tổ chức thu thập dữ liệu cơ sở liên quan đến mức tiêu thụ năng lượng, mức độ sử dụng tài sản, lượng phát thải, hiệu quả bảo trì và hiệu suất quy trình. Nếu không có các phép đo cơ sở đáng tin cậy, gần như không thể định lượng mức độ cải thiện.

Giai đoạn thứ hai tập trung vào tối ưu hóa. Tài sản hiện có, hệ thống điều khiển và quy trình sản xuất được phân tích để xác định những điểm kém hiệu quả có thể khắc phục mà không cần đầu tư vốn lớn.

Giai đoạn thứ ba là hiện đại hóa. Các cơ sở bắt đầu triển khai công nghệ tự động hóa tiên tiến, hệ thống điều khiển thông minh, chương trình bảo trì dự đoán và giải pháp quản lý năng lượng nhằm hỗ trợ các mục tiêu phát triển bền vững dài hạn.

Giai đoạn cuối tập trung vào cải tiến liên tục. Phát triển bền vững trở thành một phần không thể tách rời trong việc ra quyết định vận hành hằng ngày, thay vì tồn tại như một sáng kiến doanh nghiệp độc lập.

Cách tiếp cận có cấu trúc này giảm thiểu rủi ro đồng thời tạo ra những cải thiện có thể đo lường được trong suốt quá trình chuyển đổi.

Hiện đại hóa hệ thống tự động hóa hỗ trợ phát triển bền vững mà không cần thay thế toàn bộ cơ sở

Nhiều nhà sản xuất lầm tưởng rằng phát triển bền vững đòi hỏi phải thay thế phần lớn hạ tầng hiện có. Trên thực tế, có thể đạt được những cải thiện đáng kể thông qua các nỗ lực hiện đại hóa có trọng điểm.

PLC cũ, hệ thống điều khiển phân tán, giao diện vận hành và mạng truyền thông công nghiệp thường có thể được nâng cấp mà không cần thay thế toàn bộ dây chuyền sản xuất.

Ví dụ, các cơ sở vận hành những nền tảng tự động hóa cũ thường chuyển đổi dần sang các hệ thống hiện đại như:

• Allen-Bradley ControlLogix
• Allen-Bradley CompactLogix
• Siemens SIMATIC S7
• Các hệ thống PLC ABB
• PACSystems GE RX3i và RX7i
• Dòng Mitsubishi MELSEC iQ-R
• Dòng Omron CJ và CS

Các hệ thống điều khiển hiện đại cung cấp khả năng chẩn đoán nâng cao, giao tiếp được cải thiện, khả năng giám sát năng lượng tiên tiến và mức độ tích hợp cao hơn với các sáng kiến phát triển bền vững cấp doanh nghiệp.

Các tổ chức thường nhận thấy rằng hiện đại hóa hệ thống tự động hóa mang lại lợi ích về phát triển bền vững từ rất lâu trước khi các dự án thay thế hạ tầng quy mô lớn trở nên khả thi về mặt tài chính.

Tầm quan trọng ngày càng tăng của hiệu suất tua-bin và thiết bị quay

Đối với các cơ sở vận hành tài sản phát điện, máy nén lớn, tua-bin khí, tua-bin hơi và thiết bị quay trọng yếu, hiệu quả vận hành của máy móc có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả phát triển bền vững.

Ngay cả những mức suy giảm nhỏ về hiệu suất tua-bin cũng có thể dẫn đến mức tăng đáng kể trong tiêu thụ nhiên liệu và phát thải carbon theo thời gian.

Do đó, các hệ thống giám sát máy móc tiên tiến đã trở thành những thành phần thiết yếu của các chương trình phát triển bền vững trong những ngành tiêu thụ nhiều năng lượng.

Các công nghệ giám sát hiện đại liên tục đánh giá:

• Độ rung của trục
• Động lực học rôto
• Tình trạng ổ trục
• Độ căn chỉnh cơ khí
• Biểu đồ nhiệt độ
• Độ ổn định của máy móc
• Hiệu quả vận hành

Các cơ sở chịu trách nhiệm vận hành máy móc quan trọng thường triển khai công nghệ từ các môi trường Điều khiển tua-bin & máy móc cùng với các hệ thống bảo vệ từ Woodward, GE Turbine Control, Alstom và General Electric.

Khi được tích hợp với các chương trình bảo trì dự đoán, những hệ thống này giúp tối đa hóa hiệu quả, đồng thời giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Hình 4. Công nghệ giám sát và tự động hóa tiên tiến giúp các cơ sở công nghiệp nâng cao hiệu quả đồng thời hỗ trợ các mục tiêu phát triển bền vững.

Tích hợp năng lượng tái tạo tạo ra những thách thức mới cho tự động hóa

Khi các nhà sản xuất tăng cường sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, hệ thống tự động hóa đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc duy trì sự ổn định vận hành.

Điện mặt trời, năng lượng gió, hệ thống lưu trữ pin và các nguồn năng lượng phân tán tạo ra sự biến động mà các hệ thống điện công nghiệp truyền thống ban đầu không được thiết kế để xử lý.

Các nền tảng tự động hóa hiện đại giúp cân bằng những nguồn năng lượng này bằng cách giám sát chất lượng điện năng, quản lý phân bổ phụ tải và điều phối mức tiêu thụ năng lượng trên nhiều hệ thống trong cơ sở.

Công nghệ điều khiển công nghiệp hỗ trợ:

• Quản lý lưu trữ năng lượng
• Cân bằng phụ tải
• Chương trình đáp ứng nhu cầu
• Giám sát chất lượng điện năng
• Điều phối lưới điện siêu nhỏ
• Chiến lược tích hợp năng lượng tái tạo

Khi việc áp dụng năng lượng tái tạo gia tăng, các giải pháp quản lý điện năng tiên tiến sẽ ngày càng trở nên quan trọng để duy trì cả hiệu quả phát triển bền vững lẫn độ tin cậy trong vận hành.

Phân tích dữ liệu công nghiệp sẽ định hình tương lai của phát triển bền vững

Thế hệ sáng kiến phát triển bền vững tiếp theo sẽ được thúc đẩy bởi phân tích dữ liệu và trí tuệ nhân tạo.

Các chương trình bền vững truyền thống thường dựa vào báo cáo lịch sử và các cuộc kiểm toán định kỳ. Mặc dù những phương pháp này cung cấp thông tin hữu ích, chúng hiếm khi cho phép tối ưu hóa theo thời gian thực.

Các nền tảng phân tích nâng cao cho phép các nhà sản xuất vượt ra ngoài việc báo cáo hồi cứu và chuyển sang ra quyết định dự đoán.

Các ứng dụng học máy có thể xác định những điểm kém hiệu quả tiềm ẩn, dự đoán mô hình tiêu thụ năng lượng, đề xuất cải tiến quy trình và phát hiện vấn đề của thiết bị trước khi chúng ảnh hưởng đến sản xuất.

Trí tuệ nhân tạo ngày càng được sử dụng để tối ưu hóa:

• Mức tiêu thụ năng lượng
• Lập lịch sản xuất
• Mức độ khai thác tài sản
• Lập kế hoạch bảo trì
• Hoạt động chuỗi cung ứng
• Các chiến lược điều khiển quy trình

Những khả năng này cho phép các tổ chức liên tục cải thiện hiệu quả hoạt động bền vững trong khi vẫn duy trì năng suất và lợi nhuận.

Các cơ sở triển khai những nền tảng tự động hóa nâng cao từ Beckhoff Automation, B&R Automation, Mitsubishi Electric và Omron đang ngày càng tích hợp trực tiếp các khả năng phân tích vào môi trường sản xuất.

Kết luận

Con đường hướng tới sản xuất bền vững không được định hình bởi một công nghệ, một lần nâng cấp thiết bị hay một sáng kiến môi trường duy nhất. Đó là kết quả của hàng nghìn quyết định vận hành cùng nhau cải thiện hiệu quả, độ tin cậy và việc sử dụng tài nguyên.

Các nhà sản xuất phải đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm hạ tầng cũ kỹ, ngân sách hạn chế, dữ liệu phân mảnh, sự kháng cự trong tổ chức và các yêu cầu pháp lý ngày càng tăng. Tuy nhiên, công nghệ công nghiệp hiện đại cung cấp những giải pháp thiết thực giúp các tổ chức vượt qua những rào cản này.

Các hệ thống tự động hóa, nền tảng quản lý năng lượng, công nghệ bảo trì dự đoán, bộ truyền động thông minh, hạ tầng mạng công nghiệp và công cụ phân tích nâng cao đều góp phần tạo nên một mô hình vận hành bền vững hơn.

Quan trọng nhất, không nên xem tính bền vững là một khoản chi phí. Cần xem đó là một khoản đầu tư chiến lược vào sự xuất sắc trong vận hành.

Các tổ chức thành công trong việc gắn kết tính bền vững với năng suất, độ tin cậy và hiệu quả kinh doanh sẽ có vị thế tốt hơn để cạnh tranh trong thị trường toàn cầu ngày càng khắt khe.

Các nhà sản xuất áp dụng tối ưu hóa dựa trên dữ liệu, tự động hóa thông minh và cải tiến liên tục hôm nay sẽ trở thành những doanh nghiệp dẫn đầu ngành vào ngày mai, đạt được chi phí vận hành thấp hơn, giảm tác động đến môi trường, khả năng chống chịu cao hơn và tăng trưởng dài hạn mạnh mẽ hơn.