Industry 4.0: Ευφυής διαχείριση δεδομένων ενέργειας για βιώσιμη παραγωγή

Μικρότερη κατανάλωση ενέργειας, μεγαλύτερη αξιοπιστία στην παραγωγή και υψηλότερη προϊοντική ποιότητα: και τα τρία αυτά πλεονεκτήματα είναι αποτέλεσμα εφαρμογής ενός ευφυούς συστήματος διαχείρισης ενέργειας (εν συντομία (iEMDS) στα εργοστάσια παραγωγής του BMW Group.

Το σύστημα βασίζεται σε ευφυείς μετρητές (ρολόγια) ηλεκτρικής ενέργειας που μετρούν συνεχώς την κατανάλωση στις εγκαταστάσεις παραγωγής και στα ρομπότ και εναρμονίζονται με το κεντρικό δίκτυο δεδομένων της εταιρείας. Συνεπώς, μπορούν να ενσωματώνονται άριστα στα υπάρχοντα συστήματα που καταγράφουν την κατανάλωση ενέργειας στις κτιριακές εγκαταστάσεις και τις δομές εφοδιασμού, προσθέτοντας πολύτιμα δεδομένα. Χάρη στους «έξυπνους μετρητές», αναγνωρίζονται έγκαιρα αποκλίσεις που οδηγούν σε υπερβολική κατανάλωση. Επιπλέον, τα δεδομένα βοηθούν στην αποφυγή πιθανών ανωμαλιών, ακόμα και διακοπής λειτουργίας σταθμών παραγωγής ή ρομπότ που υπέστησαν βλάβη, διασφαλίζοντας την απαιτούμενη premium ποιότητα παραγωγής.

Το ευφυές σύστημα διαχείρισης δεδομένων ενέργειας αποτελεί τμήμα της φιλοσοφίας παραγωγής «Industry 4.0» του BMW Group. Την εξέλιξή του υποστήριξε το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης (ΕΤΠΑ).

Πρόσφατα, η ολοκληρωμένη φιλοσοφία του BMW Group ως προς την ευφυή διαχείριση δεδομένων ενέργειας αναγνωρίστηκε με τη διάκριση που του απένειμε το δίκτυο Econique – που εδρεύει στο Βερολίνο - σε διάσκεψη με θέμα τη βιωσιμότητα.

Αυτή τη στιγμή, το BMW Group χρησιμοποιεί το iEDMS στα εργοστάσιά του στις πόλεις Σπάρτανμπουργκ (Νότια Καρολίνα, ΗΠΑ), Λειψία, Ρέγκενσμπουργκ, Μόναχο και Λάντσουτ, ενώ σχεδιάζει να το επεκτείνει και σε άλλες μονάδες του παγκοσμίου δικτύου παραγωγής, που αυτή τη στιγμή απαριθμεί 30 εγκαταστάσεις σε 14 χώρες.

Το BMW Group στοχεύει να μειώσει την ειδική κατανάλωση ενέργειας ανά παραγόμενο όχημα σε ποσοστό τουλάχιστον 45% από τα επίπεδα του 2006 μέχρι το 2020. Μέχρι το 2013, η εταιρεία κατάφερε να μειώσει την κατανάλωση κατά 31%. Η παγκόσμια εξοικονόμηση ενέργειας στην παραγωγή λόγω iEDMS εκτιμάται ότι θα φτάσει το 7% ετησίως. Η ευφυής διαχείριση δεδομένων ενέργειας αποτελεί αναπόσπαστο στοιχείο της στρατηγικής βιωσιμότητας του BMW Group και συμβάλλει σημαντικά στην φιλική προς το περιβάλλον παραγωγή.

Το πιλοτικό πρόγραμμα iEMDS πραγματοποιήθηκε στη γραμμή συναρμολόγησης της BMW X στο εργοστάσιο του Σπάρτανμπουργκ. Μόνο σε αυτή την Αμερικανική Μονάδα παραγωγής, η εξοικονόμηση κόστους ενέργειας από την εφαρμογή iEMDS μπορεί να φτάσει τα 25 εκατομμύρια ευρώ μέσα στην επόμενη δεκαετία, σύμφωνα με εκτιμήσεις ειδικών του BMW Group.

Στο εργοστάσιο του Σπάρτανμπουργκ,πάνω από 80 μηχανήματα παραγωγής και ρομπότ στη γραμμή συναρμολόγησης έχουν εφοδιαστεί με έξυπνους μετρητές από το 2012. Μέσα σε λίγες μόλις εβδομάδες από την τοποθέτηση τους, εξοικονομήθηκε μέχρι το ένα τέταρτο του κόστους ενέργειας σε ειδικά στάδια.

Παράδειγμα: Συγκρίνοντας τρία δυναμόμετρα τυμπάνων εφάμιλλων προδιαγραφών αποδείχτηκε ότι ένα από αυτά απαιτούσε σχεδόν διπλάσιο ηλεκτρισμό ανά δοκιμαζόμενο όχημα σε σχέση με τα άλλα δύο. Αιτία ήταν ένα σφάλμα του προγράμματος στη διαχείριση του χρόνου λειτουργίας του εξαερισμού.

Επιπλέον, η σύγκριση των δεδομένων παραγωγής και κατανάλωσης έδειξε ότι τα  δυναμόμετρα κατανάλωναν ασυνήθιστα υψηλή ποσότητα ενέργειας στα διαλείμματα. Και αυτό επειδή κατά τη διάρκεια των διαλειμμάτων, τα οχήματα παρέμεναν πάνω στα δυναμόμετρα εμποδίζοντας την αυτόματη απενεργοποίησή τους. Σε συνδυασμό με περαιτέρω δράσεις βελτιστοποίησης, η συνεχής παρακολούθηση των τριών μηχανημάτων μέσω iEMDS είχε σαν αποτέλεσμα μία συνολική εξοικονόμηση ενέργειας πάνω από 100.000 κιλοβατώρες την πρώτη χρονιά.

Η ενσωμάτωση της ευφυούς διαχείρισης ενέργειας στο μεγάλο δίκτυο δεδομένων του BMW Group ανοίγει ποικίλες νέες ευκαιρίες. Πρώτον, μία πιθανή βλάβη ρομπότ και μηχανήματος μπορεί να αναγνωρίζεται και να αποτρέπεται. Για παράδειγμα, σε περίπτωση που ένα μηχάνημα χρησιμοποιεί περισσότερη ενέργεια χωρίς αλλαγές στις παραμέτρους παραγωγής, πιθανόν είναι αποτέλεσμα δυσλειτουργίας ή φυσιολογικής φθοράς, που προκαλείται από θέματα όπως υπερβολικά σφιχτό ρουλεμάν που απαιτεί πρόσθετη ισχύ για τη λειτουργία του μηχανήματος. Αν παρατηρείται μείωση της κατανάλωσης ή της τάσης, αυτό μπορεί να οφείλεται σε σφάλμα της διαδικασίας όπως λανθασμένη χρήση υλικού σε ένα μηχάνημα συγκόλλησης. Επιπλέον, η ακριβής γνώση των απαιτήσεων ενέργειας των ατομικών διαδικασιών παραγωγής μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην εξέλιξη της φιλοσοφίας για νέες γενιές ρομπότ ή για προγραμματισμό παροχής ενέργειας σε νέες εγκαταστάσεις του BMW Group όπως στο Araquari (Βραζιλία) ή το San Luis Potosí (Μεξικό).

Τα δεδομένα iEDMS καταγράφονται και αναλύονται στο κεντρικό Τμήμα ΙΤ του BMW Group στο Μόναχο όπου βρίσκεται το μεγάλο δίκτυο δεδομένων. Το μεγαλύτερο ποσοστό δεδομένων παραγωγής είναι πληροφορίες σχετικά με οχήματα όπως προγραμματισμός και αποτελέσματα διάγνωσης από 80 μονάδες ελέγχου. Επιπλέον αυτών, υπάρχουν στοιχεία παραγωγής όπως πληροφορίες σχετικά με το πότε και πού ποιο αυτοκίνητο ολοκληρώθηκε και ποια ήταν η διάρκεια της διαδικασίας.

Industry 4.0 στο BMW Group

Το BMW Group διαθέτει ένα προηγμένο δίκτυο παραγωγής που εξελίσσεται συνεχώς. Μερικές από τις μεθόδους οι οποίες συνοψίζονται υπό τον όρο «Industry 4.0», το θέμα δημόσιας συζήτησης σήμερα, έχουν προηγουμένως λανσαριστεί στο BMW Group ή βρίσκονται σε φάση λανσαρίσματος. Για το BMW Group, Industry 4.0 δεν σημαίνει παραγωγή χωρίς ανθρώπινο δυναμικό και ούτε απαραίτητα αύξηση της αυτοματοποίησης. Σε αυτό το πλαίσιο, το  ζητούμενο είναι η λογική εφαρμογή νέων τεχνολογιών για επαρκή υποστήριξη των εργαζομένων στη παραγωγή και το σχεδιασμό αυτής. Πέρα από την ευφυή διαχείριση δεδομένων, η μέθοδος αυτή περιλαμβάνει επίσης προηγμένα συστήματα ανθρωπο/ρομπότ που μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά τον εργονομικό σχεδιασμό των διαδικασιών. Καθώς ο ψηφιακός και ο υλικός κόσμος συγκλίνουν περισσότερο μεταξύ τους, νέες ευκαιρίες αναφύονται που επιτρέπουν πιο αποδοτική ανθρώπινη συνεργασία στο παγκόσμιο δίκτυο παραγωγής του BMW Group. Κινητά συστήματα υποστήριξης θα βοηθούν αποτελεσματικότερα στους εργαζόμενους του τομέα παραγωγής στο μέλλον. Σε όλες αυτές τις προσπάθειες, η έμφαση δεν δίδεται στην τεχνική βιωσιμότητα αλλά στο ειδικό πλεονέκτημα των τεχνολογιών παραγωγής που φτάνει πραγματικά στον τελικό καταναλωτή.