ต้นทุนด้านพลังงานเป็นหนึ่งในค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่สำคัญและควบคุมได้มากที่สุดในสายการผลิตของ IBM ทุกสาย สำหรับเครื่องจักรที่ทำงานสองหรือสามกะต่อวัน ความแตกต่างระหว่างระบบขับเคลื่อนที่มีประสิทธิภาพและไม่มีประสิทธิภาพอาจส่งผลให้ค่าไฟฟ้าแตกต่างกันหลายหมื่นดอลลาร์ต่อปี การทำความเข้าใจว่าพลังงานถูกใช้ไปที่ใดในเครื่องจักรของ IBM เทคโนโลยีขับเคลื่อนสมัยใหม่ช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างไร และขั้นตอนปฏิบัติใดบ้างที่ช่วยลดค่าไฟฟ้าของคุณ เป็นคำถามสำคัญในเชิงพาณิชย์สำหรับผู้ปฏิบัติงานของ IBM ทุกคน
บทความนี้ให้ข้อมูลที่วัดได้ เกณฑ์มาตรฐาน การเปรียบเทียบเทคโนโลยี และขั้นตอนการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงปฏิบัติสำหรับการจัดการพลังงานของเครื่อง IBM กลุ่มเครื่องจักรของ IBM ประกอบด้วยทั้งรุ่นระบบไฮดรอลิกและรุ่นไฟฟ้าล้วน พร้อมข้อมูลประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เผยแพร่แล้ว
รูปที่ 1 — เครื่องจักร IBM รุ่น ZQ80 ระบบเซอร์โวไฮดรอลิก: เทคโนโลยีขับเคลื่อนที่ทันสมัยช่วยลดการใช้พลังงานลง 20 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับระบบไฮดรอลิกแบบเดิม
1. เหตุใดระบบการจัดการพลังงานเครื่องจักรของ IBM จึงมีความสำคัญ
โดยทั่วไปแล้ว ค่าไฟฟ้าเป็นต้นทุนการดำเนินงานที่สูงเป็นอันดับสามในสายการผลิตของ IBM รองจากวัตถุดิบและค่าแรง สำหรับเครื่องจักร IBM ขนาดกลางที่ทำงาน 6,000 ชั่วโมงต่อปี โดยใช้ไฟฟ้าเฉลี่ย 12 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อชั่วโมง ค่าไฟฟ้าต่อปีที่ราคา 0.12 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง จะอยู่ที่ประมาณ 8,600 ดอลลาร์สหรัฐต่อเครื่องต่อปี โรงงานผลิตที่มีเครื่องจักร IBM สี่เครื่องจะใช้จ่ายประมาณ 34,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปีสำหรับค่าไฟฟ้าของเครื่องจักรเพียงอย่างเดียว — ยังไม่รวมอุปกรณ์เสริมอื่นๆ เช่น เครื่องทำความเย็น เครื่องอบแห้ง และคอมเพรสเซอร์
โดยทั่วไปแล้ว การลงทุนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานในเครื่องจักรของ IBM จะมีระยะเวลาคืนทุนสั้น การอัปเกรดเซอร์โวไดรฟ์มักจะคืนทุนภายใน 18 ถึง 36 เดือน และยังช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในสายการผลิตไปพร้อมกันด้วย
2. ส่วนประกอบที่ใช้พลังงาน: พลังงานไปที่ไหน
| ส่วนประกอบ | ส่วนแบ่งของทั้งหมด | กำลังไฟฟ้าทั่วไป (กิโลวัตต์) | โอกาสในการลด |
|---|---|---|---|
| มอเตอร์ชุดกำลังไฮดรอลิก | 40 ถึง 55% | 7 ถึง 18 กิโลวัตต์ | การดัดแปลงเซอร์โวช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้ 20 ถึง 40% |
| แถบทำความร้อนทรงกระบอก | 25 ถึง 35% | 3 ถึง 9 กิโลวัตต์ | ปลอกหุ้มฉนวนถังช่วยประหยัดได้ 8 ถึง 151 ตัน |
| เครื่องทำความเย็นน้ำหล่อเย็น | 10 ถึง 20% | 2 ถึง 6 กิโลวัตต์ | ปรับอุณหภูมิที่ตั้งไว้ของเครื่องทำความเย็นให้เหมาะสม (+2 องศา) |
| เครื่องอัดอากาศ | 5 ถึง 15% | 1 ถึง 4 กิโลวัตต์ (ส่วนแบ่งของ IBM) | ซ่อมแซมรอยรั่วของระบบอัดอากาศ |
| เครื่องอบแห้งแบบถังพัก | 5 ถึง 12% | 1 ถึง 3 กิโลวัตต์ | หุ้มฉนวนตัวเครื่องอบผ้า เลือกเครื่องอบผ้าขนาดที่เหมาะสม |
3. การใช้พลังงานจำแนกตามขนาดและรุ่นของเครื่องจักร
| แบบจำลองเครื่องจักร | แรงยึด | การบริโภคเฉลี่ย | ต่อ 1,000 ขวด (4 กะรัต, 12 ออนซ์) |
|---|---|---|---|
| ZQ40 | 400 กิโลนิวตัน | 5 ถึง 8 กิโลวัตต์ชั่วโมง/ชั่วโมง | 7 ถึง 11 กิโลวัตต์ชั่วโมง |
| ZQ60 | 600 กิโลนิวตัน | 7 ถึง 11 กิโลวัตต์ชั่วโมง/ชั่วโมง | 9 ถึง 14 กิโลวัตต์ชั่วโมง |
| ZQ80 | 800 กิโลนิวตัน | 9 ถึง 14 กิโลวัตต์ชั่วโมง/ชั่วโมง | 11 ถึง 18 กิโลวัตต์ชั่วโมง |
| ZQ110 | 1,100 กิโลนิวตัน | 13 ถึง 20 กิโลวัตต์ชั่วโมง/ชั่วโมง | 15 ถึง 24 กิโลวัตต์ชั่วโมง |
| ZQ135 | 1,350 กิโลนิวตัน | 16 ถึง 25 กิโลวัตต์ชั่วโมง/ชั่วโมง | 18 ถึง 28 กิโลวัตต์ชั่วโมง |
ผลการทดสอบประสิทธิภาพภายใต้ระบบขับเคลื่อนเซอร์โวไฮดรอลิก วัสดุ PP แม่พิมพ์ 4 ช่อง รอบการผลิต 12 วินาที การผลิตต่อเนื่อง
4. ระบบไฮดรอลิกแบบเซอร์โว เทียบกับ ระบบไฮดรอลิกแบบตายตัว เทียบกับ ระบบไฟฟ้าล้วน
ระบบไฮดรอลิกแบบปริมาตรคงที่
มอเตอร์ความเร็วคงที่ขับเคลื่อนปั๊มไฮดรอลิกอย่างต่อเนื่องด้วยกำลังเต็มที่โดยไม่คำนึงถึงความต้องการการไหลจริง พลังงานจะสูญเปล่าในรูปของความร้อนในวาล์วระบายแรงดันระหว่างช่วงเวลาที่แม่พิมพ์เย็นตัวลง
ดัชนีพลังงาน: 1.00 (ค่าพื้นฐาน)
เซอร์โวไฮดรอลิก
มอเตอร์เซอร์โวขับเคลื่อนปั๊มไฮดรอลิกด้วยความเร็วแปรผันตามความต้องการการไหลจริง ในระหว่างการระบายความร้อนของแม่พิมพ์ มอเตอร์จะลดความเร็วลงจนเกือบเป็นศูนย์ ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานของเครื่องจักรโดยรวมได้ 20 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์
ดัชนีพลังงาน: 0.60 ถึง 0.80
ระบบไฟฟ้าล้วน
แทนที่กระบอกไฮดรอลิกทั้งหมดด้วยแอคชูเอเตอร์เซอร์โวไฟฟ้า ไม่ใช้น้ำมันไฮดรอลิก ไม่มีการสูญเสียจากปั๊ม ไม่จำเป็นต้องระบายความร้อนน้ำมัน ประหยัดพลังงานสูงสุด และสภาพแวดล้อมการทำงานสะอาดที่สุด
ดัชนีพลังงาน: 0.45 ถึง 0.65
5. การเลือกใช้วัสดุส่งผลต่อการใช้พลังงานอย่างไร
| วัสดุ | ช่วงอุณหภูมิหลอมเหลว | พลังงานในการอบแห้ง | พลังงานรวมสัมพัทธ์ |
|---|---|---|---|
| LDPE | 160 ถึง 200 องศาเซลเซียส | ระดับต่ำ (อากาศร้อน 60 ถึง 70 องศาเซลเซียส) | ต่ำสุด |
| เอชดีพีอี | 180 ถึง 230 องศาเซลเซียส | ระดับต่ำ (อากาศร้อน อุณหภูมิ 70 ถึง 80 องศาเซลเซียส) | ต่ำ |
| พีพี | 200 ถึง 240 องศาเซลเซียส | อุณหภูมิต่ำถึงปานกลาง (80 ถึง 90 องศาเซลเซียส) | ขนาดกลาง (ระดับพื้นฐาน) |
| พีทีจี | 220 ถึง 250 องศาเซลเซียส | ปานกลาง (65 ถึง 80 องศาเซลเซียส, สารดูดความชื้น) | ระดับปานกลางถึงสูง |
| สัตว์เลี้ยง | 260 ถึง 280 องศาเซลเซียส | ระดับสูง (สารดูดความชื้น, 160 องศาเซลเซียส, 4 ถึง 6 ชั่วโมง) | สูงสุด |
6. เคล็ดลับเชิงปฏิบัติเพื่อลดต้นทุนด้านพลังงานของเครื่อง IBM
ระบบขับเคลื่อน
- อัปเกรดปั๊มไฮดรอลิกแบบตายตัวเป็นปั๊มเซอร์โวไฮดรอลิก (ประหยัดค่าใช้จ่ายได้ 20 ถึง 40%)
- ตรวจสอบว่าวาล์วระบายแรงดันไม่ได้ปล่อยของเหลวออกมาอย่างต่อเนื่อง
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามอเตอร์เซอร์โวมีขนาดเหมาะสม
การให้ความร้อนถัง
- ติดตั้งฉนวนใยเซรามิกหุ้มถัง (ประหยัดได้ 8 ถึง 151 ตัน)
- ลดค่าอุณหภูมิกระบอกสูบลงให้เหลือค่าต่ำสุดของวัสดุ
- ลดอุณหภูมิกระบอกสูบในช่วงเวลาหยุดทำงานตามแผน
ระบบทำความเย็น
- หากคุณภาพของผลิตภัณฑ์เอื้ออำนวย ให้ปรับอุณหภูมิที่ตั้งไว้ของเครื่องทำความเย็นขึ้น 2-3 องศา
- ทำความสะอาดคอยล์คอนเดนเซอร์ของเครื่องทำความเย็นทุกสามเดือน
- ซ่อมแซมจุดรั่วซึมของน้ำหล่อเย็น
อากาศอัด
- ตรวจสอบและซ่อมแซมรอยรั่วของระบบอัดอากาศ
- ลดแรงดันลมเป่าลงให้เหลือน้อยที่สุดเท่าที่จำเป็น
- ติดตั้งเครื่องวัดปริมาณอากาศสำหรับเครื่องจักรแต่ละเครื่อง
7. ผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ในการอัปเกรดเป็นเครื่องจักร IBM ที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โว
ตัวอย่างผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ของการอัปเกรดเซอร์โว — เครื่องจักร IBM ZQ80
| รายการ | ระบบไฮดรอลิกคงที่ | เซอร์โวไฮดรอลิก |
|---|---|---|
| ปริมาณการใช้น้ำเฉลี่ยต่อชั่วโมง | 18 กิโลวัตต์ชั่วโมง | 12 กิโลวัตต์ชั่วโมง |
| ชั่วโมงประจำปี | 6,000 ชั่วโมง | 6,000 ชั่วโมง |
| ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานต่อปี (0.12 ดอลลาร์สหรัฐ/กิโลวัตต์ชั่วโมง) | $12,960 | $8,640 |
| เงินออมประจำปี | — | $4,320 |
| ระยะเวลาคืนทุน (ค่าใช้จ่ายในการอัปเกรด $8,000) | — | ประมาณ 22 เดือน |
ตัวอย่างประกอบเท่านั้น การประหยัดพลังงานที่แท้จริงขึ้นอยู่กับอัตราค่าไฟฟ้า ชั่วโมงการผลิต และขนาดเครื่องจักร
รูปที่ 2 — เครื่องหมาย CE และใบรับรอง ISO: เอกสารพื้นฐานสำหรับการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านพลังงานและความปลอดภัยของเครื่องจักร IBM
8. ใบรับรองและมาตรฐานด้านพลังงานที่ควรพิจารณา
- ใบรับรองประเภทมอเตอร์ IE3 — ยืนยันว่ามอเตอร์ขับเคลื่อนไฮดรอลิกเป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพสูงของสหภาพยุโรป
- เครื่องหมาย CE — มาตรฐานความปลอดภัยขั้นพื้นฐานและประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
- ตัวเลขการใช้พลังงานที่เผยแพร่ — ขอข้อมูลปริมาณการใช้ไฟฟ้า (kWh) ต่อ 1,000 ขวด ภายใต้เงื่อนไขการผลิตที่กำหนด ผู้ผลิตที่น่าเชื่อถือสามารถให้ข้อมูลนี้ได้
- การรับรองสถานประกอบการตามมาตรฐาน ISO 50001 — บ่งชี้ถึงการจัดการพลังงานอย่างเป็นระบบในกระบวนการผลิตเครื่องจักรนั้นเอง
9. คำถามที่พบบ่อย
เครื่อง IBM ใช้ไฟฟ้าเท่าไหร่ต่อชั่วโมง?
เครื่องจักร IBM ระดับกลาง (รุ่น ZQ80, 4 ช่อง, ขวดบรรจุยา PP) ใช้พลังงานประมาณ 8 ถึง 15 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อชั่วโมงในการผลิตอย่างต่อเนื่องด้วยระบบขับเคลื่อนเซอร์โวไฮดรอลิก
การใช้พลังงานต่อขวด 1,000 ขวดคือเท่าไร?
สายการผลิตของ IBM ที่ได้รับการปรับแต่งอย่างดีสำหรับการผลิตขวดบรรจุยา PP ขนาด 30 มล. ด้วยรอบการผลิต 12 วินาที โดยใช้แม่พิมพ์ 4 ช่อง จะใช้พลังงานประมาณ 8 ถึง 14 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อขวด 1,000 ขวด
เครื่องจักร IBM ที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวช่วยประหยัดพลังงานได้มากแค่ไหน?
เครื่องจักร IBM ที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวโดยทั่วไปใช้พลังงานน้อยกว่าเครื่องจักรไฮดรอลิกแบบคงที่ 20 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ การประหยัดพลังงานนี้มาจากการทำงานของมอเตอร์ที่ตอบสนองต่อความต้องการในระหว่างขั้นตอนการระบายความร้อนของแม่พิมพ์
ส่วนประกอบหลักที่ใช้พลังงานมีอะไรบ้าง?
อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานหลัก 4 ส่วน ได้แก่ มอเตอร์ชุดกำลังไฮดรอลิก (40 ถึง 55%), แถบทำความร้อนถัง (25 ถึง 35%), เครื่องทำความเย็นน้ำหล่อเย็น (10 ถึง 20%) และเครื่องอัดอากาศ (5 ถึง 15%) โดยรวมแล้ว อุปกรณ์เหล่านี้ใช้พลังงานมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของการใช้พลังงานทั้งหมดของสายการผลิต IBM
ชนิดของวัสดุมีผลต่อการใช้พลังงานของ IBM หรือไม่?
ใช่แล้ว PET ต้องการอุณหภูมิหลอมเหลวและพลังงานในการอบแห้งสูงที่สุด ทำให้เป็นวัสดุ IBM ที่ใช้พลังงานมากที่สุด LDPE มีอุณหภูมิหลอมเหลวต่ำที่สุดที่ 160 ถึง 200 องศาเซลเซียส ส่วน PP อยู่ในระดับกลาง
ฉันจะลดการใช้พลังงานของเครื่อง IBM ที่มีอยู่ได้อย่างไร?
มาตรการที่มีผลกระทบมากที่สุด ได้แก่ การอัพเกรดเป็นระบบขับเคลื่อนเซอร์โวไฮดรอลิก (ประหยัดได้ 20 ถึง 401 ตัน), การหุ้มฉนวนถังด้วยปลอกใยเซรามิก (ประหยัดได้ 8 ถึง 151 ตัน), การซ่อมแซมรอยรั่วของระบบอัดอากาศ และการปรับอุณหภูมิที่ตั้งไว้ของเครื่องทำความเย็นให้ต่ำที่สุดเท่าที่จำเป็นเพื่อให้ได้คุณภาพของผลิตภัณฑ์
มีใบรับรองอะไรบ้างที่บ่งชี้ว่าเครื่อง IBM นั้นประหยัดพลังงาน?
มองหามาตรฐานประสิทธิภาพมอเตอร์ IE3 บนมอเตอร์ขับเคลื่อนไฮดรอลิก เครื่องหมาย CE และตัวเลขการใช้พลังงานที่เผยแพร่ภายใต้สภาวะการผลิตที่กำหนด การรับรองโรงงานตามมาตรฐาน ISO 50001 เป็นอีกหนึ่งตัวบ่งชี้เพิ่มเติม
รอยเท้าคาร์บอนจากการผลิตขวดของ IBM คืออะไร?
ปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนใหญ่เกิดจากตัวเรซินพลาสติกเองมากกว่าพลังงานจากเครื่องจักร พลังงานจากเครื่องจักรปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าประมาณ 1 ถึง 3 กรัมต่อขวด PP ขนาด 30 มิลลิลิตร การเปลี่ยนไปใช้ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเป็นขั้นตอนลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด
10. บทสรุป
การใช้พลังงานของเครื่องจักร IBM เป็นต้นทุนที่จัดการได้ โดยมีลำดับความสำคัญของโอกาสในการปรับปรุงที่ชัดเจน ได้แก่ การอัพเกรดเซอร์โวไดรฟ์ ฉนวนหุ้มกระบอกสูบ การจัดการอากาศอัด และการเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องทำความเย็น เครื่องจักร IBM ระบบเซอร์โวไฮดรอลิกที่ทันสมัยใช้พลังงานน้อยกว่าเครื่องจักรระบบไฮดรอลิกแบบเดิม 20 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นการประหยัดพลังงานที่คืนทุนได้ภายใน 18 ถึง 36 เดือน และยังช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในสายการผลิตไปพร้อมกันด้วย
สำหรับข้อมูลจำเพาะด้านการใช้พลังงานของเครื่องจักรในกลุ่มผลิตภัณฑ์ของเรา โปรดเยี่ยมชมเว็บไซต์ของเรา แคตตาล็อกเครื่องจักรของ IBMเพื่อหารือเกี่ยวกับตัวเลือกการอัปเกรดเซอร์โวสำหรับเครื่องจักรที่มีอยู่ ติดต่อทีมงานด้านเทคนิคของเรา.
