Data publikacji: Wrzesień 25, 2024
Wpływ inteligentnych czujników na efektywność energetyczną w fabrykach Przemysłu 4.0
Przemysł 4.0, określany również jako czwarta rewolucja przemysłowa, to termin opisujący transformację współczesnego przemysłu poprzez integrację zaawansowanych technologii, takich jak między innymi Internet Rzeczy (IoT), sztuczna inteligencja (AI) i automatyzacja. Jednym z kluczowych aspektów Przemysłu 4.0 jest dążenie do zwiększenia efektywności energetycznej w fabrykach i zakładach produkcyjnych. Inteligentne czujniki odgrywają kluczową rolę w realizacji tego celu, dostarczając niezbędnych danych do optymalizacji zużycia energii.
Inteligentne czujniki – czym są i jak działają?
Inteligentne czujniki to urządzenia wyposażone w mikroprocesor, które mogą zbierać, przetwarzać i przesyłać dane w czasie rzeczywistym, umożliwiając automatyczne zarządzanie procesami produkcyjnymi. W przeciwieństwie do tradycyjnych czujników, inteligentne urządzenia posiadają zdolność do analizy i interpretacji zbieranych informacji, co pozwala na podejmowanie autonomicznych decyzji lub przekazywanie zaleceń operatorom. Szacuje się, że do 2029 roku globalny rynek czujników osiągnie wartość 300,5 mld dolarów (dla porównania, w 2023 roku był wart 179,7 mld dolarów).
Te zaawansowane urządzenia elektroniczne stosowane w przemyśle monitorują między innymi takie parametry, jak temperatura, wilgotność, ciśnienie, przepływ, natężenie prądu, drgania i wiele innych. Zebrane dane są następnie przesyłane do centralnego systemu, gdzie są analizowane i interpretowane. Technologia IoT umożliwia połączenie czujników w zintegrowane sieci, zapewniając kompleksowy obraz tego, co dzieje się w fabryce.
Inteligentne czujniki nie tylko monitorują wydajność maszyn, ale również przyczyniają się do oszczędności energii. Dzięki precyzyjnemu zbieraniu danych i ich analizie, fabryki mogą na bieżąco śledzić zużycie energii i optymalizować swoje działania, co ma bezpośredni wpływ na koszty operacyjne oraz efektywność energetyczną.
Przykłady zastosowań inteligentnych czujników w różnych branżach przemysłowych są liczne. W przemyśle motoryzacyjnym mogą monitorować zużycie energii przez roboty spawalnicze i lakiernicze, optymalizując ich pracę, czy też sygnalizować niepotrzebną aktywność maszyn podczas przestojów produkcyjnych. W przemyśle elektronicznym czujniki wilgotności i temperatury mogą zapewnić optymalne warunki w czystych pomieszczeniach, minimalizując zużycie energii na klimatyzację. Branża spożywcza może wykorzystywać czujniki do precyzyjnej kontroli procesów pasteryzacji i sterylizacji, ograniczając straty energii cieplnej, jak również do kontrolowania urządzeń chłodniczych i dostosowywania ich pracy do bieżących warunków. Szczegółowa analiza przeprowadzona przez EY wykazała, że nawet przy niskim stopniu wdrożenia, firmy przemysłowe są w stanie skorzystać na wprowadzeniu inteligentnych czujników. Szacuje się, że wśród dziewięciu przeanalizowanych branż, jak chociażby motoryzacyjna, chemiczna czy energetyczna, zwiększenie nasycenia czujników sprawi, że marże zysku (EBITDA) wzrosną o 11-34% do 2030 roku.
Korzyści z wdrożenia inteligentnych czujników w fabrykach w kontekście efektywności energetycznej
Inteligentne czujniki przyczyniają się do poprawy efektywności energetycznej w fabrykach Przemysłu 4.0 na wiele sposobów, wśród których można wymienić takie, jak:- Monitorowanie zużycia energii w czasie rzeczywistym – inteligentne czujniki mogą śledzić zużycie energii przez maszyny i systemy w czasie rzeczywistym. Dzięki temu fabryki są w stanie natychmiast reagować na nagłe skoki zużycia energii i identyfikować, które urządzenia działają nieefektywnie. To umożliwia bieżące dostosowywanie parametrów produkcji, co zmniejsza niepotrzebne zużycie energii.
- Automatyzacja optymalizacji procesów – inteligentne czujniki, zbierając dane z maszyn, mogą automatycznie dostosowywać ich pracę do warunków, eliminując nadmierne zużycie energii. Na przykład, gdy maszyna pracuje na niskiej wydajności, system może automatycznie obniżyć jej moc lub czas pracy, zmniejszając zużycie energii bez ingerencji operatora.
- Przewidywanie awarii i konserwacja predykcyjna – czujniki mogą monitorować stan techniczny urządzeń, przewidując momenty, w których maszyny mogą ulec awarii i sugerować optymalny czas serwisowania. Dzięki temu można przeprowadzić konserwację przed wystąpieniem problemów, co zapobiega nieefektywnej pracy urządzeń, która może prowadzić do marnowania energii.
- Lepsze zarządzanie energią w skali całej fabryki – inteligentne systemy mogą integrować dane z różnych czujników w całej fabryce, tworząc pełny obraz zużycia energii na każdym etapie produkcji. Takie podejście pozwala zakładom przemysłowym lepiej planować zużycie energii, optymalizować pracę maszyn oraz wprowadzać procedury, które minimalizują straty.
- Zmniejszenie emisji CO2 – dzięki lepszej efektywności energetycznej, firmy mogą znacząco obniżyć swoje zużycie energii, co bezpośrednio przekłada się na redukcję emisji gazów cieplarnianych. W efekcie, przedsiębiorstwa mogą realizować bardziej zrównoważone strategie rozwoju, co jest korzystne zarówno dla środowiska, jak i ich wizerunku.
Na podstawie danych historycznych i bieżących pomiarów czujniki mogą tworzyć precyzyjne modele prognozujące przyszłe zapotrzebowanie na energię. Dzięki tym prognozom można lepiej planować procesy produkcyjne, unikać szczytów zużycia energii i korzystać z tańszych taryf. Fabryki wyposażone w inteligentne czujniki mogą też aktywnie uczestniczyć w zarządzaniu energią w sieci, na przykład poprzez magazynowanie energii w okresach niskiego zapotrzebowania i oddawanie jej do sieci w okresach szczytowych.
Pragmile: Optymalizacja efektywności energetycznej dzięki czujnikom podczerwieni i obrazowaniu termowizyjnemu
Pragmile opracowało dla klienta z branży nieruchomości komercyjnych narzędzie do rozpoznawania obrazów termicznych, którego celem jest optymalizowanie wykorzystania przestrzeni i efektywności energetycznej w inteligentnych budynkach. Precyzyjne prognozowanie za pomocą platformy opartej na sztucznej inteligencji, która analizuje dane z czujników podczerwieni w czasie rzeczywistym, pozwoliło w znaczący sposób poprawić procesy zarządzania energią w budynkach. Tego typu rozwiązanie z powodzeniem znajdzie również zastosowanie w zakładach przemysłowych. Czujniki podczerwieni mogą znacząco wpływać na efektywność energetyczną w fabrykach Przemysłu 4.0, zwłaszcza w kontekście wykrywania obecności pracowników. Jednym ze sposobów jest wykorzystywanie ich do automatycznego sterowania oświetleniem w pomieszczeniach. Dzięki wykrywaniu obecności osób, światło może być wyłączane w pomieszczeniach, w których nikt się nie znajduje. Mogą również monitorować obecność pracowników w różnych strefach fabryki i dostosowywać działanie systemów grzewczych, wentylacyjnych oraz klimatyzacyjnych do aktualnych potrzeb. Gdy pomieszczenie jest puste, systemy te mogą być automatycznie wyłączane lub dostosowywane. Dzięki czujnikom podczerwieni można też analizować wzorce obecności osób w różnych częściach zakładu przemysłowego.
Mogą również monitorować obecność pracowników w różnych strefach fabryki i dostosowywać działanie systemów grzewczych, wentylacyjnych oraz klimatyzacyjnych do aktualnych potrzeb. Gdy pomieszczenie jest puste, systemy te mogą być automatycznie wyłączane lub dostosowywane. Dzięki czujnikom podczerwieni można też analizować wzorce obecności osób w różnych częściach zakładu przemysłowego. Te dane mogą być wykorzystane do optymalizacji układu przestrzennego, a także zarządzania zasobami i procesami.
Każde ze wspomnianych zastosowań czujników podczerwieni prowadzi do znacznego ograniczenia zużycia energii, co przekłada się na zwiększenie efektywności energetycznej, a co za tym idzie na niższe koszty operacyjne.
Inwestycja we wdrożenie inteligentnych czujników w Przemyśle 4.0
Zastosowanie inteligentnych czujników w fabrykach Przemysłu 4.0 to inwestycja, która przynosi wiele korzyści w zakresie efektywności energetycznej. Dzięki nim można nie tylko zredukować koszty operacyjne związane z energią, co ma bezpośredni wpływ na rentowność przedsiębiorstwa, ale także poprawić niezawodność systemów energetycznych i zwiększyć wydajność produkcji. Długoterminowe korzyści wynikające z ich wdrożenia sprawiają, że są one kluczowym narzędziem w rozwoju nowoczesnego i zrównoważonego przemysłu.
Inteligentne czujniki mają ogromny potencjał do dalszego rozwoju. Nowe technologie, takie jak sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe (ML), mogą jeszcze bardziej zoptymalizować ich działanie, umożliwiając bardziej precyzyjne przewidywanie i automatyzację procesów.
W obliczu rosnących kosztów energii i coraz większej presji na zmniejszanie emisji gazów cieplarnianych, firmy będą musiały coraz mocniej skupić się na efektywności energetycznej, co sprawia, że inteligentne czujniki staną się nieodłącznym elementem każdego nowoczesnego zakładu produkcyjnego. Na rynku dostępne są już takie rozwiązania do zarządzania energią w fabrykach, jak chociażby Energy Cloud Factory™ od Mitsubishi Heavy Industries, które łączy w sobie możliwości IoT, AI i zaawansowanej analityki.
Przedsiębiorstwa, które nie chcą zostać w tyle za konkurencją, powinny jak najszybciej adaptować się do zmieniającego się środowiska technologicznego i wykorzystywać dane generowane przez inteligentne czujniki do podejmowania lepszych decyzji biznesowych.
Jeśli chcesz omówić możliwości najnowocześniejszych rozwiązań z zakresu efektywności energetycznej dostosowanych do potrzeb Twojej firmy, już teraz umów się na niezobowiązującą, bezpłatną konsultację z Marcinem Jabłonowskim – Dyrektorem Zarządzającym i Architektem Rozwiązań AI w Pragmile.
Umów się na bezpłatną konsultację z
naszymi ekspertami AI i technologii
Skorzystaj z najnowszych rozwiązań AI, dopasowanych do potrzeb Twojej firmy. Zarezerwuj konsultację z architektami rozwiązań AI w Pragmile i odkryj nowe możliwości w zarządzaniu energią.
