Przemysł 4.0 i efektywne zarządzanie energią

Omawiając cechy przemysłu 4.0 i efekty cyfrowej transformacji, bardzo często skupiamy się na sprawnie realizowanych procesach, na szybszym przepływie informacji czy większej niezawodności infrastruktury. Nie powinniśmy jednak zapominać, że zachodzące zmiany w fabrykach i zakładach XXI wieku wpłyną również na skuteczne realizowanie idei zrównoważonego rozwoju. Umożliwią lepsze wykorzystanie energii i zarządzanie zasobami, w czym duży udział będą mieć takie rozwiązania jak smart sensory. Oto jak czwarta rewolucja przemysłowa wpłynie na lepsze zarządzanie energią.

Ile energii zużywa przemysł? 

Jak podaje Międzynarodowa Agencja Energetyczna, przemysł odpowiada za 37% globalnego zużycia energii. Jednocześnie nawet do 50% z niej bywa marnowane, m.in. wraz z wymianą ciepła przez maszyny czy podczas procesu przesyłania. Do niedawna możliwości technologiczne pozwalały jedynie na ograniczone działania w tym zakresie. Konkretny krok naprzód jest możliwy dopiero dzięki czwartej rewolucji przemysłowej, która zapewnia dostęp do cennych danych big data i praktyczne możliwości ich wykorzystania w działalności fabryk.

Cyfryzacja i optymalizacja operacyjna, zakładająca wdrożenie smart sensorów, cloud computing, uczenia maszynowego, automatyzacji i sztucznej inteligencji, wpływa na większą efektywność energetyczną przemysłu. Pozwala również oszczędzać cenne zasoby i ograniczyć emisję gazów cieplarnianych. Pozytywne efekty można szybko dostrzec – jak wylicza NYSERDA (New York State Energy Research and Development Authority), inwestycja w nowe, inteligentne technologie i systemy umożliwiające zarządzanie energią w czasie rzeczywistym może przynosić obniżenie kosztów działania przedsiębiorstwa średnio o 15% przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia energii.

Przemysł 4.0 jest smart

Nowoczesne zarządzanie energią w przemyśle oznacza wykorzystanie możliwości technologicznych w ujęciu tak pojedynczej maszyny, jak i linii produkcyjnej czy całej funkcjonującej w danej organizacji infrastruktury. Implementacja bezprzewodowych, mających minimalne potrzeby energetyczne czujników pozwala m.in. dokonywać dokładnych pomiarów, które następnie trafiają do systemów, gdzie są poddawane analizie pod kątem wszelkich odchyleń od normy lub sygnałów mogących wskazywać na wadliwe działanie. Może to sprowadzać się na przykład do monitorowania przepływu prądu w okablowaniu czy na poziomie danego urządzenia z wyliczeniem średniej podawanej co kilkadziesiąt sekund. W ten sposób przemysł 4.0 staje się bardziej efektywny i ekologiczny.

Tego rodzaju zaawansowana diagnostyka, wspierana przez inteligentne systemy, sprawia, że działanie infrastruktury w obiektach przemysłowych jest przejrzyste, a jakość pracy urządzeń nieustannie monitorowana. Tym samym przedsiębiorstwa dają sobie szanse, by zapobiegać problemom technicznym, optymalizować pracę i w czasie rzeczywistym reagować na wszelkie niespodziewane sytuacje. Krótko mówiąc – zyskują dostęp do danych, dzięki którym rośnie ich elastyczność, bo mają pełną kontrolę nad działaniem urządzeń.

Cyfrowy bliźniak i jego znaczenie w organizacji

W tym miejscu warto wspomnieć o cyfrowych bliźniakach, o których pisaliśmy także wcześniej na naszym blogu. Przemysł 4.0 wykorzystuje technologię, by osiągać zauważalne korzyści, także w kontekście zużycia energii. Zebrane dane i dokonane obserwacje umożliwiają zarówno zoptymalizowanie całej infrastruktury przedsiębiorstwa na etapie projektu, jak również zwiększanie efektywności fabryki, kiedy ta aktywnie realizuje już procesy. Digital twin pozwala zrobić praktyczny użytek z wewnętrznej elastyczności organizacji, by jak najbardziej efektywnie wykorzystywać zasoby, także te do tej pory często marnotrawione, w rodzaju ciepła odpadowego. Otwiera też drogę dla skutecznego użycia w większym zakresie alternatywnych źródeł energii, co przekłada się na korzystne zmiany dla całego środowiska.

Cyfrowa przyszłość otwiera nowe możliwości dla przemysłu 4.0, pozwalając modyfikować produkty i usługi czy otwierać nowe źródła przychodów. Wykorzystać jej potencjał nie jest jednak łatwo, wszak przemysłowy internet rzeczy czy integracja zaawansowanych rozwiązań i technologii, wymaga konkretnej wiedzy i doświadczenia. Dlatego tak cenne jest doradztwo cyfrowe oferowane przez zaufanych partnerów, którzy są w stanie zdefiniować punkt startu i wskazać najlepsze kroki pod względem przyszłości danej organizacji i jej produktów. Produkcja przemysłowa XXI wieku bierze pod uwagę pełen cykl rozwoju produktu i stawia na rozwój technologii, które tworząc sieć połączeń, umożliwiają zwiększanie efektywności pracy, wpływają na bezpieczeństwo procesów i pomagają w realizacji nawet z pozoru bardzo skomplikowanych koncepcji.

Internet rzeczy w przemyśle - smart sensor w roli cennego łącznika

Cyfrowa transformacja zakłada wykorzystanie u podstaw przemysłu 4.0 smart sensorów, które stanowią element łączący światy rzeczywisty i cyfrowy. W porównaniu do tradycyjnych sensorów, które zbierały pewne informacje, by następnie mogły one zostać poddane ocenie przez człowieka, smart sensory tworzą rozbudowane sieci, w których dane są analizowane z użyciem zaawansowanych algorytmów. Opracowane oprogramowanie towarzyszące umożliwia działanie autonomiczne - skuteczną analizę zbiorów danych big data i wyciąganie wniosków, które z kolei prowadzą do realizacji zadań przez określone elementy wykonawcze infrastruktury.

Jak może się to przekładać na korzyści dla organizacji? W przypadku wspomnianego na początku efektywnego zarządzania energią, smart sensory zapewniają firmie pełną kontrolę nad infrastrukturą i dostęp do kompletnej informacji dotyczącej działania np. sieci energetycznej czy wykorzystania zasobów przez działające urządzenia. Tym samym umożliwiają skrócenie czasu reakcji, a także wprowadzenie automatyzacji w zakresie działań np. na linii produkcyjnej, co z kolei prowadzi do mniejszej liczby sytuacji, w których konieczna jest interwencja człowieka. Wykorzystywanie inteligentnych czujników i rozwiązań dedykowanych dla przemysłu 4.0 sprawia również, że organizacja może błyskawicznie reagować na zmieniające się potrzeby klientów, dostosowywać procesy do nowych zamówień bez przestojów, a także przeprowadzać modyfikacje czy naprawy w najlepszych momentach i w najkrótszym czasie.

Roboty częścią czwartej rewolucji przemysłowej

Czwarta rewolucja przemysłowa to również smart roboty, których liczba i zakres obowiązków w fabrykach z każdym dniem zauważalnie rośnie. Ich ewolucja oznacza nie tylko bardziej efektywną współpracę z człowiekiem, precyzyjną komunikację M2M (Machine-to-Machine) czy większą wszechstronność. Wiąże się także z inteligentnym zarządzaniem energią, oszczędzaniem jej oraz magazynowaniem z myślą o późniejszym wykorzystaniu. W kontekście energetycznym oznacza to również tworzenie w fabrykach zaawansowanych zamkniętych obiegów, w których kilka połączonych maszyn wykorzystuje jedno źródło energii pochodzącej na przykład z paneli słonecznych.

Benefity dla przemysłu

Przemysł 4.0 robi wydatny użytek z informacji, które pozyskuje dzięki rozlicznym, dedykowanym rozwiązaniom software’owym i sprzętowym. Kombinacja nowych technologii, systemów i procesów zapewnia dostęp do danych na poziomie do tej pory nieznanym w wielu fabrykach i obiektach przemysłowych, a tym samym otwiera nowe sposoby zwiększania wydajności. Istotnym elementem, który zostanie usprawniony w ten sposób, jest efektywność energetyczna.

Jak może przekładać się to na oszczędności? Wyliczenia dokonywane dla amerykańskich firm mówią o realnej wartości - kwotach rzędu 900 000 dolarów rocznie i to tylko przy zwiększeniu efektywności przedsiębiorstw o pięć procent. Zyskując dostęp do szczegółowego monitorowania maszyn i całej infrastruktury w czasie rzeczywistym, za pomocą inteligentnych czujników, fabryki mogą łatwo namierzyć słabo zoptymalizowane punkty i wprowadzić niezbędne zmiany. Wykorzystanie możliwości cyfryzacji umożliwia również szybsze niż kiedykolwiek wcześniej wykrywanie anomalii w działaniu i reagowanie na nieprzewidziane sytuacje w rodzaju szkodliwych dla urządzeń skoków napięcia w sieci.

Przemysł 4.0, robiący użytek z nowych technologii, wpisuje się w nurt zrównoważonego rozwoju, w którym produkcja musi być optymalizowana w taki sposób, by minimalizować negatywny wpływ na środowisko, społeczeństwo i gospodarkę.

Jednym z wyrazów tego rodzaju działań jest zwiększanie efektywności energetycznej organizacji, prowadzące do najlepszego wykorzystania zasobów, jak i niwelowania emisji szkodliwych odpadów czy gazów cieplarnianych. A na tym zyskujemy wszyscy, wszak lepsze funkcjonowanie firm, to korzyści odczuwane przez zwykłych ludzi.

Twórz przyszłość przemysłu 4.0 z GlobalLogic

Interesuje Cię kształtowanie przyszłości, w której ludzie i maszyny blisko współpracują? Pasjonują Cię technologie, robiące użytek z dużych zbiorów danych i kreowanie nowych możliwości maszyn i urządzeń? Dołącz do jednego z naszych zespołów, które regularnie obracają się w świecie nowych technologii i aktywnie uczestniczą w procesie cyfrowych transformacji przedsiębiorstw. Jak wygląda praca w GlobalLogic? Co możemy zaoferować? Wszystkiego dowiesz się z naszej zakładki kariera.