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★文/顧碩

臺達-中達電通機電事業(yè)部總經(jīng)理陳敏仁

智能制造，是推進工業(yè)4.0的主攻方向，加速制造企業(yè)設備、產線、車間和工廠的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化升級，從根本上變革制造業(yè)生產方式和資源組織模式。同時，在經(jīng)濟下行壓力、人口紅利消失、消費結構升級、新冠疫情沖擊等多種因素推動下，制造企業(yè)加快轉型步伐，工廠正向高效化、智能化、綠色化方向躍遷升級。

量身定制綠色廠務解決方案

創(chuàng)立于1971年的臺達，為全球提供電源管理與散熱解決方案，并在工業(yè)自動化、樓宇自動化、通信電源、數(shù)據(jù)中心基礎設施、電動車充電、可再生能源、儲能與視訊顯示等多項產品方案領域居重要地位，逐步實現(xiàn)智能制造與智慧城市的發(fā)展愿景。近年來，臺達工業(yè)自動化除了繼續(xù)保持在包裝、物流、橡塑等設備行業(yè)上的優(yōu)勢外，還關注鋰電、半導體制造、光伏等行業(yè)的發(fā)展，并為此開發(fā)了多種行業(yè)解決方案。臺達倡導低碳綠色制造，致力幫助客戶打造低碳綠色工廠，并從建設綠色廠務的角度出發(fā)，助力客戶通過廠務的監(jiān)控與管理，降低能源消耗，實現(xiàn)兼顧節(jié)能的高效廠務系統(tǒng)。

廠務系統(tǒng)對于工廠而言并不陌生，它一直是工廠內降低能耗使用構成、實現(xiàn)節(jié)能增效的關鍵要素。而綠色廠務又有什么特點？臺達-中達電通機電事業(yè)部總經(jīng)理陳敏仁認為，綠色廠務就是在增強使用效率與節(jié)能降耗的基礎上，具備更強的低碳、零碳的要素，有助企業(yè)調整節(jié)能結構，提升能源使用效率的廠務系統(tǒng)。

據(jù)了解，綠色廠務是臺達的重點業(yè)務方向，在具體的實施過程中，臺達通過“管理節(jié)能、設備節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能”等模式接續(xù)挖掘節(jié)能潛力；布局能源監(jiān)控點，用智能電表收集各個能耗點的數(shù)據(jù)信息，再以全功能型工業(yè)組態(tài)軟件VTScada進行上位監(jiān)控，實時監(jiān)測工廠內各個設備、各條產線的能源使用情況，讓能源使用可視化，發(fā)現(xiàn)節(jié)能機會點，從而應用變頻器、永磁同步磁阻電機等進行能源改造，結合大數(shù)據(jù)分析、AI及預測性維護等科技進行深度優(yōu)化，讓整體廠務更節(jié)能。

“針對綠色智能工廠的需求，臺達擁有豐富且完整的工業(yè)自動化產品，更有可以滿足設備智能化、設備聯(lián)網(wǎng)、設備物聯(lián)網(wǎng)智能管理、生產制造可視化管理、智能廠務監(jiān)控、能源管理等需求的各種產品、系統(tǒng)、平臺等解決方案。”陳敏仁舉例說明，“對工廠內的生產設備、產線的能源使用情況進行監(jiān)控，讓能源使用可視化，發(fā)現(xiàn)節(jié)能機會點；采用智能電表直觀體現(xiàn)出設備的能源消耗狀況；將臺達的PLC及智能傳感器應用于空調送風機的控制，可以做到實時運算，再通過變頻器對室內正壓穩(wěn)定控制，實現(xiàn)系統(tǒng)層的節(jié)能；使用臺達設備聯(lián)網(wǎng)平臺，則可統(tǒng)一制造現(xiàn)場的各種通訊標準，無縫串聯(lián)OT層與IT層；使用VTScada工業(yè)組態(tài)軟件，可有效監(jiān)控工廠內各種水、氣等能源消耗；臺達DIAMMP制造可視化管理系統(tǒng)則按照不同的需求，讓設備的運作數(shù)據(jù)以不同的內容方式呈現(xiàn)。”

毋庸置疑，綠色發(fā)展已經(jīng)成為國際趨勢，制造業(yè)需把握當今時代科技革命和產業(yè)變革的大方向。然而，推行綠色工廠不能一蹴而就。基于多年的行業(yè)現(xiàn)場實務經(jīng)驗積累，臺達針對不同企業(yè)的行業(yè)特點，可提供不同的診斷模型和評價標準，并通過診斷模型將企業(yè)的問題進行精細化分析，找出關鍵能耗系統(tǒng)及問題點，結合臺達在能源管理及廠務節(jié)能可視化方面的經(jīng)驗，為客戶量身定制解決方案，做到對癥下藥，快速解決客戶痛點。

綠色廠務就是在增強使用效率與節(jié)能降耗的基礎上，具備更強的低碳、零碳的要素，有助企業(yè)調整節(jié)能結構，提升能源使用效率的廠務系統(tǒng)。

自動化技術推動“雙碳”實現(xiàn)

2020年，中國第一次提出“30·60雙碳”目標，當時中國是全球碳排放量最高的國家，如何在短短40年的時間內實現(xiàn)碳中和是各界的焦點。“雙碳”目標，不僅關乎環(huán)境保護、綠色發(fā)展領域，同時也牽動著一系列領域轉型升級。“雙碳”目標為中國經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉型指明了方向。將粗放型、高碳排放型企業(yè)轉型升級為精細型、低碳排放型，堅定不移推動企業(yè)高質量發(fā)展，因此企業(yè)做好碳中和社會責任，是向高質量轉型的契機。

陳敏仁表示，“雙碳”目標的設定本質上是呼吁大家進行節(jié)能，減少二氧化碳排放，鼓勵企業(yè)使用綠色能源，創(chuàng)造更美好的未來。在能源需求越來越大的同時，碳排放還不能增加，這就要求未來制造業(yè)廠辦變得更智能，系統(tǒng)之間信息能快速共享，實現(xiàn)跨系統(tǒng)的控制；能源使用效率更高，減少碳排放，節(jié)省運營成本。這將會帶來更多節(jié)能改造、廠務監(jiān)控智能化、光伏發(fā)電，及儲能、能源管理平臺建置和能源數(shù)據(jù)分析方面等新市場需求。“對于工業(yè)企業(yè)來說，節(jié)能減碳就是要以兼顧生產效率與成本效益方式提高能源使用效率。而工業(yè)自動化技術，在單機設備、產線上通過提高設備的使用效率，客觀提高生產效能，也能直接投入節(jié)能化的產品，降低能源消耗。除此之外，工業(yè)自動化系統(tǒng)還可以實現(xiàn)生產、廠務的監(jiān)控，以及能源的管控等，對生產的制程與管理進行系統(tǒng)性的優(yōu)化，推動節(jié)能向著更深層次、更豐富的目標邁進。”

在陳敏仁看來，實現(xiàn)“雙碳”目標不僅涉及到能源管理，同時也與綠色制造、智能工廠密不可分。臺達致力于整合公司內部資源，從設備節(jié)能、廠務監(jiān)控管理、能源管理、綠電再生能源等多個層面，為客戶提供一站式的咨詢與項目實施，助力客戶實現(xiàn)低碳智慧工廠。

記者了解到，臺達依托自有的能源管理平臺、廠務監(jiān)控平臺、高能效電機、PLC控制器、溫度控制器、智能電表、變頻器等全系列工控產品，開發(fā)相應的節(jié)能應用解決方案，主要應用在工廠的空壓機、空調、冰機、水泵等廠務系統(tǒng)中。陳敏仁具體介紹了幾款產品：

憑借DIAEnergie工業(yè)能源管理系統(tǒng)，與多功能智能電表、以太網(wǎng)交換機以及各種控制設備，構建能源監(jiān)控解決方案，對用電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)特別是高能耗設備進行數(shù)據(jù)采集、對數(shù)據(jù)作系統(tǒng)性分析、發(fā)現(xiàn)異常能耗及節(jié)能空間。通過持續(xù)優(yōu)化設備運轉效率、改善生產流程及制定能源管理策略，達到提高能源使用效率的目的。能源管理軟件以系統(tǒng)化的方法，為企業(yè)對能源消耗結構的分析提供數(shù)據(jù)，最終提高能源管理效率和利用率。

通過臺達永磁同步磁阻電機，提升電機效率，達到節(jié)能的目的。低轉速時，永磁式同步電機效率遠高于傳統(tǒng)感應式電機，為此，臺達開發(fā)具備高效率、輕量化及高功率密度特性的永磁同步磁阻電機MSI系列，電機效率全部優(yōu)于IE4標準，部分型號甚至高達IE5標準，綜合節(jié)能達到5%～10%，不同額定負載下效率差低至0.1%；尺寸更小，節(jié)省安裝空間；噪音相對感應馬達降低5～10dB。

臺達廠務監(jiān)控平臺則可對廠務系統(tǒng)及安全系統(tǒng)進行集中監(jiān)控，實時了解系統(tǒng)運行狀況，排除設備隱患；監(jiān)視設備的運轉狀態(tài)、根據(jù)生產環(huán)境要求智能調整系統(tǒng)參數(shù)，以確保生產正常；智慧提醒，依設備故障的狀況提供解決方法，從而提升廠務人員工作效率；進行故障統(tǒng)計及異常分析，減少設備停機時間；對無塵環(huán)境進行精準控制，確保產品良率等效益。其中，能夠完成數(shù)據(jù)收集、監(jiān)控、分析與管理的監(jiān)控系統(tǒng)尤為重要。VTScada是一款實時直觀，快速靈活的上位機監(jiān)控軟件，能夠在單個服務器上監(jiān)視數(shù)百至數(shù)百萬個I/O，支持連接100多種驅動，提供可靠、靈活且功能豐富的界面，適用于創(chuàng)建高度定制的工業(yè)監(jiān)控和控制應用程序，可應用于任何規(guī)模的系統(tǒng)，滿足跨廠區(qū)、跨國界的實時聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，為客戶提供更加完整的實時監(jiān)控與可視化管理方案。

正如陳敏仁所言，“雙碳”目標的實現(xiàn)在工業(yè)自動化領域會帶來多方面的深遠影響，比如綠色工廠的建設、廠務系統(tǒng)的監(jiān)控、生產的智能化和質量控制等等。正因如此，工業(yè)自動化技術將在工業(yè)轉型升級的大潮中，成為引領和推動工業(yè)發(fā)展的主要力量。

數(shù)字技術賦能綠色化轉型

綠色環(huán)保和安全生產是工廠經(jīng)營發(fā)展的生命線，是保證工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大問題。近年來，在“雙碳”目標引領下，開展智能工廠建設和數(shù)字化轉型的同時，以數(shù)字技術賦能節(jié)能環(huán)保安全技術創(chuàng)新，應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、AI、云計算、大數(shù)據(jù)、5G、邊緣計算等提升工廠能效、排放、污染、安全等管控能力，逐步邁向綠色制造、綠色工廠和綠色廠務，加快制造業(yè)綠色化轉型，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

在綠色化轉型領域，臺達提供了整合OT層與IT層的完整解決方案，并透過AI數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化，控制算法以及DIACloud云數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)能源的智能化管理，優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)能。此外，臺達積極在自有工廠和建筑物中踐行“綠色低碳”的設計理念及節(jié)能方案的導入，并利用自有工廠的方案驗證，積累行業(yè)Know-How，持續(xù)優(yōu)化綠色低碳解決方案。陳敏仁談道：“我們的綠色低碳解決方案應用了包含空調系統(tǒng)的最佳化算法、針對異常分析的專家知識庫，并整合能源基線回歸分析，在給出節(jié)能建議的同時，又可通過能源管理平臺對節(jié)能效果進行驗證確效，讓客戶清楚地知道改造前后的效益對比，以及未來的能源使用狀況。”談到綠色低碳解決方案，陳敏仁已成竹于胸，臺達的方案依托實踐和創(chuàng)新正在成為制造企業(yè)綠色化轉型的助推器。

臺達的云上智慧能源管理方案，將自動化節(jié)能方案與AI數(shù)據(jù)算法相結合，協(xié)助企業(yè)從設備、系統(tǒng)、建筑到制造，實現(xiàn)全方位能源管理和能效提升，為綠色廠務改造開辟新局。陳敏仁告訴記者，這一節(jié)能方案從細致診斷和系統(tǒng)評估開始，依據(jù)企業(yè)能源特點和節(jié)能目標，并借助臺達在自動化節(jié)能領域的經(jīng)驗與解決方案，為客戶實施量身定制的自動化改造方案。在臺達自動化網(wǎng)絡方案的支持下，企業(yè)無需耗費人力建置數(shù)據(jù)中心和IT人力，所有能源數(shù)據(jù)可實時上傳至企業(yè)專屬云端，并建立可視化分析，管理者可通過網(wǎng)絡查看相應權限內的數(shù)據(jù)，進而實施遠程管理。讓AI協(xié)助制定節(jié)能策略，并通過實時信息反饋，及時評估各項調整效果，實現(xiàn)策略持續(xù)迭代，直至抵近最優(yōu)解。臺達的云上智慧能源管理方案已在改造實踐中取得顯著成效，比單純自動化改造節(jié)能效果提升15%，系統(tǒng)整體能效提升達46.7%。

眾所周知，工業(yè)生產對電力等能源消耗影響顯著。堅持“環(huán)保節(jié)能愛地球”的企業(yè)經(jīng)營使命，臺達廠區(qū)始終在為降低能耗、節(jié)能減碳做出努力，“碳”索更多可能。據(jù)悉，臺達自2011年成立跨地區(qū)能源管理委員會，委員會的節(jié)能技術工作小組，歷年來已對公用設施進行多項節(jié)能改善措施，如針對廠內燒結爐、回焊爐、波焊錫爐與崩應（Burn in）生產設備成立生產設備節(jié)能技術工作小組，通過技術工作小組整合內外部顧問節(jié)能實務經(jīng)驗，平行推展到全球主要生產廠區(qū)。

臺達吳江廠區(qū)的綠色低碳成效頗受業(yè)界肯定。近幾年，為了持續(xù)強化、落實廠區(qū)節(jié)能目標，踐行可持續(xù)發(fā)展，吳江廠區(qū)結合臺達自身的電力電子核心技術，不斷提高產品能效的同時，開始在廠區(qū)推行風機水泵的節(jié)能方案，進一步深化節(jié)能減碳。通過應用臺達永磁同步磁阻電機MSI及CP系列變頻器組合，對風機和水泵分別進行了改造。風機設備改造后，年節(jié)電率達10.76%，該方案已被廣泛推廣到東莞廠區(qū)、蕪湖廠區(qū)、郴州廠區(qū)等臺達各廠區(qū)，共計完成1068臺風機節(jié)能改造；聯(lián)軸器水泵改造后，節(jié)電率達5.71%。

作為一家全球化企業(yè)，臺達長期關注氣候變化議題，并持續(xù)接軌國際可持續(xù)發(fā)展倡議，也積極呼應“雙碳”目標政策。臺達自2007年起便積極參與國際氣候行動，推動自身減碳進程與國際接軌。2021年加入全球可再生電力倡議RE100，承諾2030年達成全球網(wǎng)點100%使用可再生電力及碳中和的總目標。臺達全球各廠區(qū)始終致力于打造智能綠色工廠，生產高效節(jié)能產品，并搭建可視化能源管理平臺，實現(xiàn)生產潔凈化、低能耗的智能工廠。面對全球工業(yè)百年未有之變局和新時代的機遇與挑戰(zhàn)，需要自動化企業(yè)不斷推動低碳和零碳能源技術與數(shù)字化、智能化技術雙重突破并緊密結合。臺達將繼續(xù)朝向2050年全球網(wǎng)點達成凈零排放（Net Zero）的目標，推進綠色廠務和零碳工廠建設，邁向可持續(xù)發(fā)展的未來，陳敏仁對此非常篤定。

摘自《自動化博覽》2023年9月刊