“Energía, Medio Ambiente e Industria 4.0”

CO2 Smart Tech Cloud Solutions

La Industria 4.0 con el soporte de la empresa tecnológica: el caso de CO2 Smart Tech

Santiago de Compostela, 10 de abril de 2018

© CO2 Smart Tech

Industria 4.0

Paso a paso

La importancia de medir

Combinando todos los datos

Industria 4.0

Industria 1.0

Industria 2.0

Industria 3.0

Industria 4.0

Mecanización, vapor…

Producción en cadena, líneas de ensamblaje, electricidad

Automatización, Informática y electrónica

Automatización, Big data, cloud, computing, IOT,

1784 1870 1969 HOY

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Industria 4.0

Nuevo concepto surgido en Alemania en el año 2012

- Necesidad de recuperar la competitividad perdida en las 2 últimas décadas.

- Aumento de la productividad.

- Reducción de costes operativos.

- Aprovechar la Oportunidad que plantean las necesidades de los clientes

- Productos personalizados

- Disponibilidad inmediata

Esto es posible gracias a la capacidad de interconexión que ofrece INTERNET, y las nuevas tecnologías.

- Ya existentes pero con capacidad creciente (Big Data, Cloud computing…)

- En fase de desarrollo (Impresión 3D, Robots colaborativos.)

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¿Qué aporta la tecnología a la Industria 4.0?

- Equipos económicamente accesibles a todos los tipos de consumidores.

Industria 4.0

- Multiplicidad de sensores/medidores.

- Facilidad de instalación.

- Facilidad de acceso a los datos.

Posibilidad de una monitorización integral de la industria.

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Monitorización integral de la industria

- No considerar sólo energía, también otros recursos (agua, aire comprimido, vapor, …)

- Incluir parámetros directos de proceso (presión, caudal, temperaturas, …)

- Considerar parámetros externos: cond. ambiente, usos, …

- Referenciarse a: producciones, horas trabajadas, ...

Un sistema de gestión energética debe permitir registrar y analizar todos los aspectos relevantes relacionados con el consumo de

recursos, es decir, Integral.

Industria 4.0

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Complejidad: Equipos y sistemas de diferentes fabricantes y tecnologías

Un sistema de gestión energética integral útil a la industria debe ser multi-fabricante, escalable, integrable con diversos sistemas,

multi-usuario, multi-centro.

Inconexo: Cada sistema controla su proceso sin relación con el resto

Roles: Múltiples roles con necesidades distintas, pero todos ellos relacionados con los costes y consumos energéticos

Cambiante: Las instalaciones cambian con los años: ampliaciones, modificaciones, reducciones, sustituciones

Varias plantas: Comparación entre centros y aprendizaje trasladable

Monitorización integral de la industria

Industria 4.0

Paso a Paso

Reducción de Consumos y Costes Energéticos

Inversión Nula ( o casi)

Inversión Baja

Inversión Medio-Alta

- Optimización de la contratación

- Medir y analizar

- Modernizar / Renovar Equipamiento

- Buenas Prácticas

- Optimizar instalaciones existentes

- Priorizar inversiones (coste-beneficio)

Fase

1

Fase

2

Fase

3

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¿Cómo implantar un proyecto de Monitorización y Gestión Energética?

Paso a Paso

1 - Definir el objetivo que se persigue con el sistema

Discriminar por usos, por áreas, por línea de producción, por producto, … o controlar solo una parte del proceso

Qué suministros se desea controlar: electricidad, agua, gas, …

Qué variables son las mas relevantes en relación al consumo: tª, horas de trabajo, volumen de producción, condiciones exteriores…

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¿Cómo implantar un proyecto de Monitorización y Gestión Energética?

Paso a Paso

2. Infraestructura existente en la planta

Redes de comunicaciones disponibles

Existen equipos de medida, sensores, autómatas o sistemas de control, bases de datos, archivos, servicios web…

3. Modelo de gestión

Dispongo de al menos una persona adecuada internamente o preciso apoyo de gestor energético externo

Es preciso que los reportes se ajusten a un modelo determinado o es suficiente la información estándar

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Ya disponemos de información para elaborar el presupuesto, pero …

1- El importe del proyecto está fuera de nuestra capacidad económica

“no cegarse con medirlo todo, importante empezar por discriminar los grandes consumos y los parámetros mas relevantes.

Los éxitos iniciales, permitirán demostrar lo importante que es gestionar el consumo y permitirán liberar fondos para seguir desarrollando el proyecto en etapas”.

Paso a Paso

3- Los datos están fuera de nuestro control, residen fuera de nuestra instalación

“hoy muchos mas datos de los que creemos están fuera de nuestros centros de trabajo: dantos bancarios, personales, redes sociales …. Los datos energéticos sueltos dicen poco, lo relevante está en el know-how del proceso y producto”

2- No tenemos la persona adecuada en la organización

“el mercado de servicios energéticos se ha profesionalizado, y hay ingenierías y gestores energéticos que pueden prestar un gran servicio de apoyo y orientación, apoyando a la dirección y formando al personal interno. Además disponen de información y experiencia transversal que puede aportar mucho valor a la compañía”

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A medir

“No se puede mejorar lo que no se controla;

No se puede controlar lo que no se mide;

No se puede medir, lo que no se define”

W. Edwars Deming

1900-1993

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¿En qué ayuda medir?

Autoconocimiento (quién/dónde, qué, cuanto, cuando, cómo, por qué).

Toma de decisiones informadas con objetividad.

Mantenimiento preventivo.

Identificar tendencias y adelantarse a los problemas.

Trazabilidad (histórico): Comparativa períodos, equipos, turnos, …

Identificar mejores prácticas.

Evaluar resultados de cambios aplicados y adoptar conclusiones.

Crear sistemas de aviso (alarmas).

Distribuir la información según los roles de los interesados (informes).

A medir

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Autoconocimiento – CUÁNDO (1/2)

A primera hora de la mañana, antes de las 8.00h (P3 para 3.1), la potencia cuarto-horaria alcanza 270 kW; el resto del día, el valor máximo no supera 190 kW.

Esa punta de demanda de 80 kW al realizarse antes de las 8.00h : un ahorro de >4.000 €/año por potencia contratada y un consumo “extra” (120 kW x 1/4h) x 250 d/año = 7.500 kwh/año (<700 €/año)

Balance: ahorro superior a 3.300 €/año

A medir

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Autoconocimiento – CUÁNDO (2/2)

A diferencia del caso anterior, en este caso la gestión de la demanda de la parte de la instalación identificada por la “línea roja” tiene una importancia relativa menor. La demanda máxima de la instalación se produce en otras horas del día y es provocada por otros sistemas presentes en la instalación. En este caso no tiene sentido adelantar el horario para evitar una punta a primera hora.

A medir

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Autoconocimiento – CUÁNTO

FECHA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

12/07/2014 12 10 9 10 11 9 9 47 67 38 38 40

13/07/2014 42 39 34 39 43 42 41 33 41 41 45 45

TOTAL HORAS 54 49 43 49 54 51 50 80 108 79 83 85

FECHA 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

12/07/2014 45 45 46 47 48 48 41 41 40 41 43 44

13/07/2014 47 47 48 50 50 46 44 44 44 45 44 43

TOTAL HORAS 92 92 94 97 98 94 85 85 84 86 87 87

A medir

Autoconocimiento – CÓMO (1/2)

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A medir

Autoconocimiento – CÓMO (2/2)

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A medir

Autoconocimiento – QUIÉN / DÓNDE

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¿Qué coste energético tiene cada equipo o proceso o producto que fabricamos?

A medir

Adopción de estrategias de mantenimiento

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Ensuciamiento de filtros en climatizador-deshumectador.

La tendencia combinada con una alarma sirve para indicar “necesidad de cambio de filtros” sin recurrir a sensores de presión diferencial más caros en cuanto a inversión y mantenimiento, o recurrir a cambiar por rutina periódica los filtros (coste de mantenimiento). Los filtros se ensucian a ritmos distintos en invierno/verano, según las horas de funcionamiento, …

A medir

Información sobre dimensionamiento

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• Dimensionamiento, horas en marcha, % de carga

Índices técnicos de una máquina.

La tabla de datos corresponde a una enfriadora con 4 compresores de 160 kWe que usa gas R-22 con mas de 15 años de antigüedad y de eficiencia mas reducida que las modernas. ¿Por cuál máquina la reemplazo? ¿Qué nivel de seguridad es razonable? ¿Y sin datos?

A medir

Identificación de averías o anticipación de problemas (1/4)

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Problema en control de condensación de enfriadora.

La resolución de la información a nivel de 1 minuto enmascara el problema (no digamos si la resolución es 5 minutos o 15 minutos o 1 hora).

A medir

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• ¿Puede ayudarnos a diagnosticar averías o anticipar problemas técnicos?

Problema en control de condensación de enfriadora.

El gráfico muestra en un intervalo de 10 minutos la potencia demandada por una enfriadora. En total realiza 13 ciclos completos. En cada ciclo, inferior a 1 minuto, el consumo pasa de 66 kW a 96 kW, y vuelve a 66 kW. Diagnostico: problema en control de condensación.

Identificación de averías o anticipación de problemas (2/4)

A medir

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• Problemas en los sistemas de control

Problema de detección de puesta en servicio de bombas de circulación.

Este es un problema detectado en un grupo de 2 bombas de circulación redundantes. El sistema de control ponía en servicio durante unos segundos las 2 bombas y posteriormente paraba la que por programación ese día no le correspondía estar en marcha. Esta instalación tenía frecuentes averías en las bombas y el arranque es el momento mas crítico.

Identificación de averías o anticipación de problemas (3/4)

A medir

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•¿Es útil para realizar asistencia remota?

Avería en bateria de condensadores.

Se detecta a partir de un momento un desequilibrio de corrientes en la generación de la bateria de condensadores. De modo remoto se dio asistencia para la detección de los botes averiados gracias a las prestaciones de la herramienta de actualizar la información a nivel de segundos.

Identificación de averías o anticipación de problemas (4/4)

A medir

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• ¿Puede ayudarnos a detectar errores humanos u omisiones para mejorar los procesos?

Avería en un ventilador: rompen las correas.

El operario de mantenimiento escribió el parte de ronda diaria que el ventilador estaba Ok. La realidad es que estuvo casi 4 semanas con las correas rotas. No tenían programada la alarma para este evento por eso hubo demora en la detección del fallo.

Identificación de errores humanos

A medir

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Combinando

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Combinando

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Combinando

Comparar tecnologías

Identificar mejores prácticas

Ratios de eficiencia

Transformación de gastos fijos en variables

MUCHAS GRACIAS

www.co2st.es

Gustavo Amann CO2 Smart Tech