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美丽中国与发展中国并行的工业之道――搭建绿色工厂,构建生态制造

发布日期:2013-09-24 10:16

  近日"生态文明贵阳国际论坛"刚刚落幕,但是生态文明如何建立还是得落在地上,而不是谈在嘴上。在从农业文明向工业文明过渡的20、21世纪,物质发展与生态和谐逐渐背离,从而也产生了'开宝马喝污水'的怪圈。国内外已先前走过工业化过程的发达国家正在走向生态与物质发展和谐的绿色制造,中国也在生态环境恶化到无法容忍时开始了淘汰落后产能,进行产业升级转型之举……这一切皆指向生态文明的重建,其基础正在于绿色工厂的打造,支撑绿色工厂建设的正是越来越走向智能控制的节能、环保的先进工业自动化搭建的制造系统。


绿色工厂,意味着节能、环保、循环利用及可持续发展等一系列关乎人、自然、环境、社会和谐发展的命题。工业自动化技术从不在幕前,却是无处不在当前这个社会发展的基础架构上,以自动化创新科技为主的绿色制造决定了人们的现代生活方式。当然我们理想的现代生活方式是什么?面朝大海,春暖花开。缔造如此美好生活,每一个自动化技术开发商及产品制造商,在这个过程中能够付出哪些能量?


第9期"高端视点"栏目推出"搭建绿色工厂,构建生态制造"主题,特别邀请了来自自动化业内的高端品牌企业施耐德电气工业事业部MES业务发展经理薛斌先生、贝加莱工业自动化(上海)有限公司市场部经理宋华振先生和台达机电事业群业务处副总经理刘佳容先生,就相关问题从自动化角度共同探讨了绿色工业的发展出路。懂得分享是一种智慧,懂得倾听是一种学习与修为。只要您对此有话说,请积极参与,亮出观点,启迪智慧,共促发展!


 圆桌观点


(中国工业经济联合会会长)李毅中:


工业领域是节能减排,实现绿色发展、低碳发展的主要阵地。


(前联合国副秘书长)沙祖康:


发展中国家一致认为,推动绿色经济,必须加强国际合作,发达国家应该提供资源,并转让技术。绿色经济不是口号,而是行动。在推动绿色经济方面,政府是主导,企业家再有本事,没有政策也是徒劳。必须推动政府制定合适的政策,提供良好的政策环境。企业是主体,有了政策,企业的融资、技术转让等问题就能迎刃而解。


(科技部原副部长)刘燕华:


绿色发展是中国的内在需求。目前在中国除了空气污染之外,水污染、土壤污染现象也是层出不穷。究其原因,根源在于中国目前的发展出现了能源病、城市病、结构病和体制机制病。


(着名财经评论员)叶檀:


政府环保控制与市场交易手段相结合,建立正确的激励机制,才能让所有的企业因逐利而环保,因环保而久远。内在的激励方法好于对含糊的补贴机制,补贴机制是交易制度未建立前的应急之举。


企业论道


"生态"一词意味着人与自然的和谐,那么生态制造也即是可持续发展的绿色制造,从自动化产业的角度,在您看来可持续发展的绿色制造,其主要内涵是什么?


施耐德电气工业事业部MES业务发展经理  薛斌:


工业制造经历了机器、流水线和自动化的规模生产的三个时代,现在进入了生态制造时代,其内涵是实现经济可持续、资源可持续和环境可持续的绿色制造竞争,如何在制造执行过程中通过以精益为指导、以信息化为平台、以自动化为手段,综合考虑环境影响和资源利用效率,并实现具有竞争优势的制造成本,成为未来十年可持续发展的绿色制造的关键。


施耐德电气工业事业部MES业务发展经理  薛斌


 贝加莱工业自动化(上海)有限公司市场部经理  宋华振:


对于自动化而言,它包含四个层级的问题:


首先是能够测量,需要合适的电力、蒸汽、压缩空气的测量系统,这就是我们说的能观能控系统的前提-能够观测。


其次是能源监控,能够对整个能源的消耗过程进行流程、趋势的监控,数据能够被纳入到统一架构里进行全流程和工艺的分析,为能源优化提供数据基础。


第三个问题在于控制,如何提高能源的效率,这就包括了工艺节能,例如:变频器技术、共直流母线技术。


第四个问题在于能源的管理-如何面向整个生产全局来对能源的消耗进行优化?


贝加莱工业自动化(上海)有限公司市场部经理  宋华振


台达机电事业群业务处副总经理  刘佳容:


"绿色制造"其本质就是"清洁生产",范畴包含绿色设计、绿色材料、绿色制程技术(制程改良、节能减废等)、绿色产品/服务及废弃物回收处理等,也就是指整个产品生命周期都需要以减少环境冲击的角度进行考虑。


具体到自动化领域,台达倡导的"创变新未来"。环境在不断变化,社会需求也在不断变化,而顺应变化、研发出适合变革需要的产品与解决方案,对企业发展来说异常重要。企业要能前瞻性的预见未来需求发展趋势,以创新和变革来规划产品和技术,最后达成:效率更高、节约资源,保护环境、精简便捷,让大家可持续地享受更好的生活。


台达机电事业群业务处副总经理  刘佳容


 从当前国内外的先进自动化技术搭建绿色工厂案例的努力来看,当前的技术与理念推出有PROFIENERGY、能源管理等,你认为搭建绿色工厂,自动化行业还可以做哪些事情?作为一家自动化厂商,在绿色工厂这方面,有哪些创新型或调整性的解决方案、技术等成功案例可以与我们分享?


 施耐德电气工业事业部MES业务发展经理  薛斌:


建设绿色工厂自动化行业大有可为,有许多事情可以做。围绕实现,从功能需求角度看,自动化行业需要不仅仅提供测量、控制以及生产操作执行,而是要延伸到生产制造执行、价值流管理各个方面,包括产能利用、质量控制、能效管理以及资产绩效等;从信息化角度看,需要从提供过程数据到进一步提供统计信息和管理信息,并且保障数出同源,缩短简化信息获取的流程;从服务需求角度看,需要从提供项目管理、系统设计和工程实施到进一步提供如帮助客户制定绿色工厂的生产战略目标方针,咨询战略实施的生产运行管理模式,和培训指导系统落地、行为模式转变以及精益的变革管理。基于以上这些需求,施耐德电气提供以绿色制造为目标、以精益管理为核心的PlantStruxure?整体系统解决方案,通过内置的PDCA、DMAIC方法论以及经典管理统计工具、安全的网络架构和易于搭建的系统功能,驱动绿色制造的经济可持续、资源可持续和环境可持续。


 贝加莱工业自动化(上海)有限公司市场部经理  宋华振:


B&R在2012年推出全新的APROL EnMon系统,它就是一个我们称之为"Out of Box"-开箱即用的能源管理方案,它将软件和硬件集成,它有几个重要的特点:


1.工程量极小,它完全基于现今的IT技术而设计,采用开放的软件架构,用户可以在类似Excel的"电子表格"里设置自己需要监控的能源测量点,然后下载程序到现场控制器,运行即可。


2.独立于原有系统-它可以与原有系统独立运行,不会影响原有的DCS控制部分,仅仅升级能源系统即可。


3.功能完整,包括趋势分析、报表、对比分析、报警等,能够对整个工厂的能源进行管理和优化。


  台达机电事业群业务处副总经理  刘佳容:


搭建绿色工厂,自动化行业可做的事情很多。经过多年在绿色制造方面身体力行的努力,台达主要体现在三个方面--绿色营运、绿色生产和绿色产品及服务。


1)绿色营运


自2010年起,台达以ISO50001能源管理系统为蓝本,在全球主要营运据点逐步建构能源管理程序,并于2011年成立跨区域能源管理委员会,通过PDCA(计划-执行-检查-行动)管理机制,使能源管理整合为日常营运的一部分。其中,中国东莞厂区于2011年7月成为全球第一家通过ISO50001国际标准(IS)版本符合性评估的电源及元器件的电子公司;泰国厂区也于2011年9月通过ISO50001符合性评估,为泰国第一家通过此能源管理标准之公司。


为落实营运据点日常能源管理工作,我们从2011年起,于中国大陆、泰国及台湾的主要营运据点,持续导入台达自行研发并与数字电表相结合之能源管理信息系统(iDEMS),通过系统提供实时监控与分析功能,协助各厂区能源管理小组找出节能减碳机会点。2011~2012年中国地区已有87%营运据点完成系统导入。


同时,为使全球各营运据点相互交流节能技术,我们也于2011年成立节能技术工作小组,结合内外部专家顾问与各厂区节能小组之实务经验,筛选投资回收期较短、节能成效佳的节能案例,汇整建立节能最佳实务作法(Best Practice)数据库,并将各厂区优良节能减碳作法横向推展到所有厂区。


2011~2012年,各主要营运据点持续以空调排风系统、空压系统、注塑机、照明系统、崩应(Burn-in)能源回收、制程改善及其他等七大节能主题,实施各项节能减碳措施。其中,2012年实施的节能方案,每年约可带来21,390千度的省电效益,以及减少排放温室气体约16,310吨二氧化碳当量。


2)绿色生产


台达各主要营运据点除节能改善外,更于制程优化、流程简化、治工具优化、物流改善以及自动化改善等项目持续推行绿色生产措施,并结合六标准偏差项目,积极精进制程研发与创新。2011~2012年绿色生产效益统计如下:


*绿色生产效益为换算推行改善措施后节省人力之工时、工资以及相关营运成本。


同时,台达工厂在电、水、焊锡等资源回收与可再生应用方面也卓有成效:


如电力回收,AC马达、电源供应器、变频器及UPS等电源产品的测试过程往往耗费大量电力并产生额外热能,各主要营运据点采用台达自行开发的能源回收系统及利用太阳能逆变器将DC转AC的功能特性,有效将电力回收再利用,并可降低对工作区域空调系统的热负载。2012年主要营运据点测试回收电力约56,825千度电力,约可减少47,160吨温室气体的排放。


同时,台达主要营运据点设有焊锡回收装置,以往作业流程为收集各锡槽的溢出焊锡,再集中回收处理,目前部份厂区改进为立即回收使用。2012年约回收53.6吨焊锡。


水资源也会回收再利用。制程冷却水、雨水、送风机冷凝水及逆渗透(RO)系统排水是水资源回收再利用的主要来源。以天津厂为例,2012年回收制程冷却水约5,500吨;另以桃园研发中心为例,2012年回收再利用雨水、送风机冷凝水及RO排水达5,766吨(厕所冲洗3,302吨、植物浇灌2,464吨等)。


3)绿色产品及服务


台达所有产品均符合国际安规标准或国际环保规范,并依出货区域产品环保法规要求(如欧盟RoHS指令、欧盟WEEE指令、中国电子信息产品污染控制管理办法等),于产品或包装上标示符合性等相关信息。


台达不断提高电源产品的转换效率,并成为全球电源及可再生能源整合方案的领导者。目前台达产品转换效率都已达90%以上,其中先进通信电源效率超过97%、太阳能逆变器效率高达98.5%。我们坚信,发展环保节能产品,对台达的业务成长与环境保护的实践均具有正面帮助。调查显示,在2010-2012年间,台达大陆、台湾、泰国地区出货的电源供应器、直流风扇、不间断电源系统、变频器、太阳能电池等高效节能产品与解决方案,可协助用户节省高达93亿度电,相当于减少500万吨的二氧化碳排放。


在能源、材料、人力成本等生产要素价格不断高企的前提下,客户需要既高效又要节省成本,然而从产品设计、生产到污染处理等整个流程,对于制造客户与自动化厂商来说,在绿色工厂系统搭建与生态制造之间都面临着哪些困境?您认为该如何协调?


施耐德电气工业事业部MES业务发展经理  薛斌:


实现生态制造和搭建绿色工厂系统,人是关键。如何定义绿色工厂中生产组织模式以及生产组织中人的目标及任务成为首要问题。实现制造流程工序间的扁平化管理是生产高效、成本优化和可持续的基础,实现自动化和信息化组织一体化管理是系统搭建整体规划和分步实施的前提。


 贝加莱工业自动化(上海)有限公司市场部经理  宋华振:


生态制造与绿色工厂的确存在很多问题,但是,我感觉"技术创新"是最大的难题,最为有效的绿色制造一定是通过工艺的创新来实现的,并且,绿色工厂也是一个综合问题,包括了技术创新、管理创新、运营模式的创新,这些都需要改变当前的思路,需要以"全局解决方案"而不是局部解决问题的方式来看待。


正如"短板理论"所昭示给我们的--系统的性能取决于最短那块板,而不是最强的那块。例如最近在北京发生的事情:污水处理厂把淤泥倾倒到郊区的农田里了--从水厂角度来看,水厂的确解决了污水问题,可是其解决方法的结果又为农田带来相当多重金属、化学浓度很高的淤泥。这个结果反映出问题只在局部解决了而没有在全局解决。


如果单从企业局部看问题,那就是解决好当前和长远的利益问题,通过有计划的技术创新与升级来提升企业的能耗问题,但是如果这些巨大的投入影响了企业的竞争力--这也是为何在绿色制造方面的投入不足的最重要原因,则需要政府在资金、部门协同方面做出全局的协调。


可以说全球制造企业都在面临着绿色工厂与生态制造的要求,在中国当前的制造业现状,国家层面也在积极推动实体制造业发展,提出转型升级,淘汰落后产能、创新产业等举措,由此,您认为国内绿色工厂系统的搭建为自动化制造商提供了哪些市场机会?对于这个市场容量的最大释放期限,您是如何认识的?


  施耐德电气工业事业部MES业务发展经理  薛斌:


随着制造业的结构调整、转型升级、淘汰落后产能和产业创新,绿色工厂系统搭建为自动化制造商提供了现场改造、控制系统升级以及运营决策支持信息平台建设等市场机会。


这个市场容量的最大释放期限大致是十五年时间,从项目资金投入的角度出发:首先是以中央调度监控为阶段目标完成必要的包括计量数据采集、控制系统和完善网络等现场改造,初步搭建绿色工厂信息化平台,实现中央调度监控、统计过程和结果的可视化;接下来是完善运营管理决策支持,实现原因追溯、知识管理和持续改进。


贝加莱工业自动化(上海)有限公司市场部经理  宋华振:


绿色工厂必须与企业的实际利益相结合才能焕发最大的动力,这的确需要政府的政策鼓励与支持,但是,绿色与企业的赢利天生也并非就是矛盾的,比如:通过工艺的创新在降低能耗成本同时也会带来更为环保的工厂生产,就实而论,这才是真正的动力。因此,绿色工厂生态制造在未来会更为快速发展。


不断发展的自动化、IT技术、管理创新为企业的生态制造带来了现实的利益,因此,其市场释放期限应该是无限的。


自动化与绿色工厂相辅相成,自动化使得绿色工厂变得更为可行而高效,才使得绿色工厂能够快速发展,而绿色工厂的发展需求也在不断刺激更为先进的技术研发。技术是没有极限的,就目前而言,对于自动化技术发展的几个重要方面在于传感器,能源管理系统,工艺节能设备如变频器、共直流母线的驱动技术等。


 您认为当前的绿色工厂搭建市场,主要分布在哪些重点行业?作为一家自动化企业,将如何开拓深耕这个行业市场?


施耐德电气工业事业部MES业务发展经理  薛斌:


需要搭建绿色工厂的重点行业具备高成本、高消耗和高污染的特征,同时具有充分市场化的特点,例如钢铁、有色、化工、建材、能源、制药、汽车和装备制造等行业。围绕节能增效自动化现场改造、电气系统升级和绿色制造信息平台建设,作为全球能效管理专家施耐德电气成立了相关的行业大客户销售团队,行业顾问团队以及系统执行团队和现场服务团队,以服务本地化、缩短客户响应时间提高客户满意度,以PlantStruxure?整体系统解决方案帮助我们的客户实现最低总拥有成本、模块化快速搭建的生态制造。


贝加莱工业自动化(上海)有限公司市场部经理  宋华振:


就贝加莱所面向的市场而言,仍然是以工厂为主,在汽车工业、食品、饮料、医药这些大型生产企业里。当前国内这些行业市场已经进化为完全竞争的市场,因此,成本压力更大,对于能源管理与优化的需求更为迫切。


APROL EnMon因为是基于Open Automation架构而设计,因此,也非常灵活,可以实现针对行业应用的定制化,这就需要与不同行业的合作伙伴来为客户提供直接的服务,贝加莱不直接参与项目的实施,而由合作伙伴来根据自己的需求来实现。


台达机电事业群业务处副总经理  刘佳容:


绿色制造是21世纪全球制造技术的发展方向,不论是新建工厂还是旧工厂的节能改造,其市场潜力都很巨大,特别如冶金、石化、市政建设、橡塑、纺机、电子制造、建筑等高能耗、高污染类制造企业,都应尽早开展节能改造。


台达拥有20多年服务国内工业用户的丰富经验,并拥有齐全丰富的产品线,在绿色制造方面不仅身体力行,也在各行业拥有众多成功应用,目前已经成为国内企业节能改造的主要供应商之一。近年来,台达主要通过以下三方面拓展行业市场:


一是,加大各类节能减排、高速高精的通用型新产品研发力度,利用不断涌现的新的控制技术,研发性能更加出色、更加贴近终端用户需求的通用产品,以领先全球的产品和服务,帮助用户赢得市场先机。


例如,台达APF2000系列有源电力滤波器可有效改善供电质量,提高设备利用率和寿命,节能降耗;SVG有源无功补偿器可替代传统无功补偿柜和无源滤波器,可解决滤波补偿问题,大幅提升电力品质,具有显着节能降耗效果。


二是,发挥台达多年来在服务国内各行业工业用户丰富经验和技术积淀,以行业需求为导向,针对不同行业用户的特殊需求做细做深,提供符合行业节能、降耗需求的行业专用型产品和系统解决方案,让用户事半功倍,轻松步入绿色制造。


例如,台达专为注塑机行业开发的VFD-VJ系列油电伺服系统能精确控制整个注塑过程所需的压力与流量,消除高压节流的能源损耗,达到节能省电的效果,比变量泵油压系统省电40%,比传统定量泵油压系统省电60%,同时降低系统油温,是一举数得的最佳系统,最高节能率达70%,平均节能率30%以上。


三是,在项目市场方面,台达专门成立了项目事业单位,并且在过去三年中开展不少有影响力的项目,在化工、冶金、轨道交通、建筑节能、工厂综合节能等领域屡有突破。特别是获得LEED黄金级认证的绿建筑--台达桃园研发中心,全面整合台达建筑能源管理解决方案,相较同规模的传统建办公筑,一年节电高达53%,节水可达75%。这已经作为经典案例推广给了国内用户,相信会对国内的绿工厂有所帮助。


 编辑寄语


走过近两个世纪的工业制造发展,曾经给资源、环保与生存带来巨大的挑战与灾难,但是那些工业发达国家到现在并没有变得越来越坏,而是越来越好。同样,我们在严重的环保诟病中生发"美丽中国"的誓言,在相对落后的经济竞争中生发"发展中国"的目标,这二者同时构成了新一届政府提出的"中国梦"的内容。美丽与发展二者并不矛盾,也非不可兼得,在越来越发达的工业科技和政府借鉴、反思下的支持,政策支持与充分市场化运作,绿色工厂搭建的生态制造必会给予我们一个干净舒心的未来。


我们无法回避中国是一个经济与科技正处于发展中的落后国家,在国际经济竞争中,常常以巨大物质与资金投入换以微薄利润的"薄利多销"式竞争,仍然被发达国家冠以"倾销"或国际环保标准建立"绿色壁垒"的桎梏,在被动中跟随着西方发达国家标准进行着中国绿色工厂的搭建与制造。带着些许盲目,有人放弃了某些市场,有人离开了某些行业,只有少数实力派企业坚持着梦想,投入绿色工厂生态制造。另一方面,先进的自动化科技将工厂制造带入了一个更加高效节能的福地,品质与价格的市场竞争倒逼着企业持续增加自动化软硬件的投入。由此来看,主要由自动化技术发展引领的高效节能的绿色工厂生态制造,在竞争与效益的需求下将成为未来制造业发展的重要方向。在此同时我们不能乐观的看待中国的工业制造整体上在走向绿色节能的发展道路,据另一份数据显示中小企业占中国企业总数的99%以上,创造了中国国内生产总值60%以上的份额,正是这一部分中小企业在低端制造市场以高投入微赢利持续供应着国内低端消费市场,每一个中小型企业及作坊式生产的背后带来的是最大的资源浪费与环境污染,但是在收益与投入之间,他们多数不考虑先进自动化设备的引进。谁来管理、约束并帮助引导这个群体来进行绿色制造的转型升级?相关政府部门不仅需要认真履新职责,更需要为这个群体提供融资贷款与绿色补贴,使之在有利于利益与发展的思考下积极转型升级,才能为整体的经济竞争与民生生存质量的提高切实发力。


正如本期栏目嘉宾B&R市场部经理宋华振所言,绿色工厂生态制造是一个全局的概念,需要从最薄弱的环节入手解决。市场的自我安排与政府的政策支持、补贴,一样都不能少,二者的有机结合,积极作为,美丽中国与发展中国为主基调的中国梦必然会并行奔驰在发展的康庄大道上!