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    • 工具機(jī)拼減碳 電控改良收效最迅速
    • 380V供電趨勢值得關(guān)注
    • 善用政府/法人資源為淨(jìng)零碳排找路徑
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淨(jìng)零碳排大朝來襲 工具機(jī)產(chǎn)鄴全園備戰(zhàn)

2023/04/29
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工具機(jī)是金屬製造相關(guān)產(chǎn)業(yè)不可或缺的重要設(shè)備,但由于金屬生產(chǎn)、加工製程的耗電量相當(dāng)驚人,導(dǎo)致相關(guān)業(yè)者在碳稅制度上路后,恐將面臨關(guān)稅暴增的挑戰(zhàn)。因此,如何減少工具機(jī)的耗電量,甚至透過製程改良來節(jié)省加工製程的資源消耗量,成為工具機(jī)產(chǎn)業(yè)必須嚴(yán)肅面對的課題。

因此,在本屆臺北國際工具機(jī)展(TIMTOS)期間,工具機(jī)供應(yīng)商無不以節(jié)能減碳做為新產(chǎn)品的主要訴求,為工具機(jī)業(yè)者提供關(guān)鍵零部件與技術(shù)的供應(yīng)商,也紛紛推出能協(xié)助工具機(jī)業(yè)者減少設(shè)備能耗的解決方案。

此外,工具機(jī)製造商本身也是製造業(yè)者,因此,正如同電子產(chǎn)業(yè)正面臨來自政府與客戶的碳足跡審計(jì)壓力,越來越多工具機(jī)廠商也將面臨同樣的挑戰(zhàn),如何做好自身營運(yùn)過程中的碳盤查,進(jìn)而縮減碳足跡,也成為相關(guān)業(yè)者最關(guān)心的議題。

工具機(jī)拼減碳 電控改良收效最迅速

在本屆TIMTOS期間,西門子(Siemens)就以節(jié)約工具機(jī)能耗、提高數(shù)位化程度與導(dǎo)入新科技做為三大主軸,希望能協(xié)助中國臺灣的工具機(jī)製造商與工具機(jī)使用者早一步踏上減碳之路。而為了應(yīng)對近在眼前的碳稅壓力,西門子指出,從工具機(jī)的電控環(huán)節(jié)著手改良,將是收效最迅速的選擇(圖1)。

圖1 數(shù)位化趨勢使得電控系統(tǒng)在工具機(jī)裡扮演的角色更加重要,同時也讓數(shù)位科技得以為提升機(jī)臺能源效率做出更大貢獻(xiàn)

中國臺灣西門子數(shù)位工業(yè)總經(jīng)理駱奎旭(Aditya Ramkrishna)表示,工具機(jī)產(chǎn)業(yè)的數(shù)位與綠色轉(zhuǎn)型迫在眉睫,對工具機(jī)使用者而言,能否提升能源與原物料的使用效率,將攸關(guān)自身的國際競爭力。而工具機(jī)製造商也必須回應(yīng)客戶的需求,提出對應(yīng)的解決方案。中國臺灣西門子數(shù)位工業(yè)擁有專業(yè)協(xié)助產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗(yàn),并且有完整的相關(guān)技術(shù),可以協(xié)助工具機(jī)製造商跟工具機(jī)使用者實(shí)現(xiàn)節(jié)能與製程最佳化,進(jìn)而減少碳足跡的目標(biāo)。

在工具機(jī)製造方面,西門子透過機(jī)臺開發(fā)的三大核心步驟,從設(shè)計(jì)端即可應(yīng)用整合MCD、TIA Portal以及Create MyVirtual Machine完成機(jī)臺全數(shù)位開機(jī)構(gòu)、電控以及軟體開發(fā)。這將使工具機(jī)研發(fā)不再需要經(jīng)過建構(gòu)原型機(jī)的過程,不僅節(jié)省時間跟成本,同時也可以有效減少資源的使用量。

至于在使用者端,透過加工製程數(shù)位雙胞胎有效節(jié)約資源,并透過分析與製程優(yōu)化有效降低能耗,打造新製程。這部分涉及了能源管理與製程控制/監(jiān)控兩種不同的技術(shù)。在能源管理部分,SINUMERIK CTRL-E數(shù)控系統(tǒng)智慧能耗可對個別工具機(jī)組件的能源消耗狀況進(jìn)行分析,讓SINUMERIK控制器能迅速評估機(jī)臺的能源消耗,同時管理機(jī)臺停機(jī)期間的能源消耗情形。而且CTRL-E的資料是開放的,使用者可以很容易地取得資料,再依照自己的需求進(jìn)行二次開發(fā),發(fā)展更進(jìn)階的能源管理應(yīng)用。

至于在製程控制/監(jiān)控方面,則是以適應(yīng)性控制/監(jiān)控(ACM)技術(shù)為基礎(chǔ),對切削製程進(jìn)行即時監(jiān)控跟路徑修正、補(bǔ)償。透過導(dǎo)入這項(xiàng)技術(shù),使用者不僅可以改善加工品質(zhì),且生產(chǎn)效率亦大幅提升。有許多中國臺灣的工具機(jī)使用者在導(dǎo)入ACM技術(shù)后,都獲得了超過10%以上的產(chǎn)能提升成效。這些效果都能轉(zhuǎn)化成碳足跡的削減,協(xié)助使用者應(yīng)對即將到來的碳稅挑戰(zhàn)。

中國臺灣西門子數(shù)位工業(yè)工具機(jī)處協(xié)理譚世斌總結(jié)說,面對即將到來的「碳排有價」時代,工具機(jī)製造商跟使用者都必須設(shè)法進(jìn)一步減少自身的碳足跡。如何設(shè)計(jì)出能源效率更好的工具機(jī),進(jìn)而讓整個製程的資源使用量最佳化,是一個很大的議題。從該公司與客戶合作所累積的經(jīng)驗(yàn)來看,先從工具機(jī)的電控環(huán)節(jié)下手,是收效最快的選擇。藉由在電控環(huán)節(jié)導(dǎo)入新的監(jiān)控、控制技術(shù),工具機(jī)本體與整個加工製程的能耗與資源使用量,便可獲得明顯改善。

380V供電趨勢值得關(guān)注

除了從電控改良著手外,西門子也觀察到,部分中國臺灣廠商的廠內(nèi)電力系統(tǒng),已經(jīng)從220V提高到380V,藉此減少線路損耗。但這個做法會不會成為主流還有待觀察,畢竟廠內(nèi)配電規(guī)格的改變是一項(xiàng)大工程。

其實(shí),同樣的情況已經(jīng)在資料中心上演過。許多云端服務(wù)供應(yīng)商都已經(jīng)將資料中心內(nèi)部的配電升級成48V,以降低線路損耗。金屬加工廠的廠內(nèi)配電從220V提高到380V,也是同樣的概念。只是金屬加工屬于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),這個領(lǐng)域的業(yè)者對改變的接受程度,通常不如IT產(chǎn)業(yè);此外,云端服務(wù)供應(yīng)商多半是資源豐富的國際大廠,中國臺灣金屬加工產(chǎn)業(yè)則是中小企業(yè)林立,有沒有足夠資源執(zhí)行配電系統(tǒng)升級,會是一個很現(xiàn)實(shí)的問題。

善用政府/法人資源為淨(jìng)零碳排找路徑

事實(shí)上,對中國臺灣整體產(chǎn)業(yè)而言,如何為落實(shí)淨(jìng)零碳排找資源,是一個普遍存在的問題。因此,單位如中國臺灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)部工業(yè)局、能源局、行政院環(huán)保署等,都有編列一定的輔導(dǎo)預(yù)算,并與法人機(jī)構(gòu)配合,協(xié)助中小企業(yè)朝淨(jìng)零碳排的目標(biāo)邁進(jìn)。

中國臺灣產(chǎn)業(yè)服務(wù)基金會就是一個長期與政府機(jī)構(gòu)合作,協(xié)助中小企業(yè)落實(shí)節(jié)能、工業(yè)減廢等目標(biāo)的法人單位。該基金會的資深研究員張敬嚴(yán)(圖2)就指出,隨著碳盤查資料申報(bào)的法規(guī)適用范圍開始從大型製造業(yè)往中型企業(yè)擴(kuò)張,不管是哪個產(chǎn)業(yè),未來都將會有更多企業(yè)必須落實(shí)碳盤查。

圖2 中國臺灣產(chǎn)業(yè)服務(wù)基金會資深研究員張敬嚴(yán)指出,企業(yè)不論規(guī)模大小,都必須申報(bào)碳盤查資料,將是必然的趨勢

因此,在中國臺灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)部、環(huán)保署等政府部門的協(xié)助下,近幾年該基金會不僅舉辦過上百場碳盤查講座,讓產(chǎn)業(yè)界知道該如何進(jìn)行碳盤查,同時也實(shí)際輔導(dǎo)過不少業(yè)者進(jìn)行更進(jìn)一步的減碳專案。企業(yè)可以善用這些政府機(jī)關(guān)與法人團(tuán)體提供的資源,來應(yīng)對ESG浪潮所帶來的挑戰(zhàn)。

根據(jù)實(shí)際輔導(dǎo)廠商執(zhí)行減碳專案所累積的經(jīng)驗(yàn),雖然每個個案的狀況有所不同,但製造業(yè)減碳的重點(diǎn)環(huán)節(jié)不外是工廠內(nèi)的空調(diào)、冰水機(jī)、熱泵、空壓設(shè)備這幾類高耗能系統(tǒng)。針對這幾個系統(tǒng)進(jìn)行改善,通常都能得到不錯的節(jié)能效果。

值得一提的是,在實(shí)際輔導(dǎo)個案的過程中,張敬嚴(yán)也發(fā)現(xiàn),有時候舊設(shè)備的能源效率未必不如新設(shè)備。但因?yàn)闀?jì)制度的影響,在汰換設(shè)備時,已折舊攤提完成的舊設(shè)備會被優(yōu)先汰換,反而不利于提升能源效率。因此,在企業(yè)考慮汰換舊設(shè)備之前,最好還是先經(jīng)過完整的評估程序,而不是逕自認(rèn)定舊設(shè)備的能源效率不如新設(shè)備,便予以汰換。

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