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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。
