制造自动化

特性操作和管理
流程优化能持续吗?

制造商为了遵守环境标准和法规花费了大量资金,但投资回报往往很少,甚至没有回报。但通过一个综合的方法来减少浪费,他们可以走向绿色,提高他们的底线


照片:dusanpetkovic /盖蒂图片社

伦敦,安大略的亲属竞技场采用了一种叫做冷却塔的机制,它可以除去由冻结冰面的冷却器产生的热量。具有讽刺意味的是,热能被输送到室外,而额外的能量则被用来加热竞技场的其他部分。

安大略省埃尔米拉(Elmira)的总裁布鲁斯•泰勒(Bruce Taylor)表示:“就像其他体育场一样,他们实际上是在通过运行冷却塔来转移热量后花钱来消除热量。”的咨询Enviro-Stewards。“然后他们用天然气为竞技场的其他地方供暖。”

在一个操作的一个区域拒绝热量而在另一个区域支付热量的做法不仅是竞技场的标准做法,而且是所有类型的设施,包括工厂。事实上,造成这种浪费的“竖井思维”是如此根深蒂固,以至于很少有人质疑。

伦敦金融城(City of London)的企业能源经理亚当•特里拉(Adam Trela)表示:“几十年来,娱乐中心冰厂的设计、建造和运营方面的创新或多或少处于停滞状态。”伦敦金融城运营着许多冰场。“在最好的情况下,变化是最小的增量,并导致边际效率的提高。”

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为了改变这一切,该市正在与环保组织合作。特里拉说:“为了支持该市的《气候紧急状态宣言》,我们正在制定一个进程,促进一种全面的方法,对侧重于气候恢复力、资源保护和改善财政绩效的举措进行全面评估和实施。”

enviro - steward对Kinsmen Arena的早期研究结果表明,即使在一年中最冷的月份,现有的制冷系统产生和排出的热量也比整个建筑需要的热量多。与升级到更高效的供暖系统相比,捕获这些热量将产生更大的环境和经济影响。

打破筒仓

正如竞技场的例子所显示的,交叉筒仓——在这种情况下,即制冷功能和建筑供暖功能——可能是环境项目的关键,从而节省足够的资金,产生强大的回报。enviro - steward在Molson啤酒厂使用了完全相同的原理,在那里,用于冷却啤酒桶的冷却器产生的热量现在被回收用于蒸发二氧化碳以使啤酒碳化的设备中。

评估这些机会需要一个全面的评估,不仅要跨越组织边界,而且要全面考虑能源、热量、水、毒性以及固体和液体废物。这标志着与最常用的描述方法截然不同。

有时候,会涉及到不同的工程学科。例如,envio - stewards曾被召入一家汽车溶剂回收厂,因为该公司担心一个巨大的排气风扇消耗的电量,该风扇排出蒸馏过程中产生的有毒气体。

如果在汽车溶剂回收厂安装一个空气对空气的热交换器,以回收失去的热量,将净赚60%。

评估表明,安装一个效率更高的风扇电机只会带来边际的能源节省,而在排气点安装一个空气对空气的热交换器,以回收损失的热量,将净省60%。

然而,真正的回报是考虑到毒性,这表明令人讨厌的烟雾来自一个油箱。因此,容器已经被密封,烟雾被蒸馏成溶剂,现在出售,和风扇已经被完全消除。

通常,一个领域的缺陷预示着另一个领域的问题。安大略省圣雅可布Know Energy公司总裁斯蒂芬•迪克森说:“我经常对人们说,‘给我看看你们最不可靠的泵。’”“我经常发现,他们让它变得不可靠的做法,也让它变得低效。”迪克森说,一个典型的原因是,节流使泵远离它的效率点,这使它更容易发生故障。

相反,特定的改进往往有更广泛的好处,有时人们并不知道。迪克森说:“如果你做了一个好的能源项目,你就能直接或间接地节省能源,提高设备的可靠性,提高安全性、空气质量和生产率。”

翻转的范式

面对改善其气候足迹的需要,许多组织抓住了太阳能电池板、热泵或水处理厂等亮闪闪的东西。迪克森解释说,我们需要的是一种系统方法,从评估浪费开始,然后是生产过程的效率,最后是替代能源的可行性。

“这是一个端到端的观点——浪费、效率、供应,”迪克森说,“如果你按照这个顺序来做,它也会在经济上可行,因为最快的回报将是节省你不需要使用的能源。同样地,当你根本无法使用现有技术时,投资新技术也毫无意义。”

当需要进行涉及能源、固体废物或毒性等单一参数的强制性评估时,采购经理将采取最低报价,而不考虑更全面方法的潜在长期效益。

当不列颠哥伦比亚省奥利弗镇告诉杰克逊-特里格斯酒厂必须开始处理自己的废水时,泰勒采取了类似的方法。enviro - steward不是简单地测量废物并设计一个处理工厂来容纳它,而是首先评估为什么会有废物存在。

通过研究技术和程序因素,该研究发现,例如,当葡萄酒在工厂内运输时,大量葡萄酒会流失,而且每次更换垫式过滤器时,有70升葡萄酒会被冲入下水道。

泰勒说:“在我们设计污水处理厂之前,我们把废水量减少了一半,把葡萄酒流失到废水中的量减少了三分之二。”这样一来,处理厂的规模和成本就减少了一半,而且还需要运送更多的葡萄酒。

envio - steward也以类似的方式与主要食品制造商合作,特别是枫叶食品,它成为第一家实现碳中和并提高盈利能力的主要食品制造商。

迷人的人

改变一个过程以使其更有效也可能会干扰它,根据Dixon的说法,最常见的错误之一是没有与最了解这些过程的人进行交流。

他说:“你要么让人们参与进来,利用他们的精力和权力,利用他们的创造力和承诺来做什么,要么让他们退出,你就得付出代价。”其结果是,系统通常会被不参与、不理解和不信任它们的员工所取代,有时是出于很好的理由。

在冶炼这样的复杂操作中,协作方法是绝对必要的。Dixon说道:“那些坐在游戏控制台前运行着熔炼炉的人非常专注,他们知道该怎么做。“作为一个精力充沛的人,我对那个过程和那个熔炉的复杂性永远没有足够的了解。因此,如果这个人参与进来,我可以为他提供正确的能量信息,那就会在效率方面发生神奇的变化。”

让员工参与进来以确保流程得到持续维护也很重要。“如果你要决定如何进行适当的改进,流程必须是可持续的,”安大略省基奇纳的高性能解决方案公司(High Performance Solutions)退休联合创始人戴维·霍格(David Hogg)说。“如果不是,就很难正确地确定真正的废物来自哪里。”

组织障碍

根据Taylor的说法,尽管可持续制造的整体方法是常识,但许多组织不愿意在这需要的评估水平上投资。因此,当需要进行涉及能源、固体废物或毒性等单一参数的强制性评估时,采购经理将采取最低报价,而不考虑更全面方法的潜在长期效益。

然而,致力于卓越运营的制造商可能会有不同的想法。例如,制造业的精益方法从端到端的角度来看待浪费,并让所有员工参与跨职能的团队合作,以消除所有类型的浪费——材料、能源、运输、延误和人力。

遵循这条道路的组织更有可能欣赏可持续发展的整体方法。他们的利润也远高于同行。

因此,当制造商面临日益激烈的全球竞争时,大幅减少碳足迹可能仅仅成为一场反对浪费的无情战争的副产品。Hogg说:“那些看起来很成功的公司,是那些已经在一段时间内排除了所有可能的废物的公司。”

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雅各布·斯托勒(Jacob Stoller)是一名记者和作家,撰写有关精益、信息技术和金融的文章。

这篇文章发表在2021年3月/ 4月问题制造自动化