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Fabrication de plus avec moins

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À mesure que la commande pour l'efficacité énergétique augmente, les fabricants automatiques contrôlent chaque processus d'ouvrier

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L'industrie des véhicules à moteur est un utilisateur massif d'énergie. Seule l'industrie des USA consomme 800 trillion de Btus par an, selon des évaluations par le ministère de l'énergie d'USA (DAINE). Dans son utilisation d'énergie de `évaluant dans la caisse des véhicules à moteur Study', de chaîne d'approvisionnements la DAINE a déclaré que 12% d'énergie des véhicules à moteur de fabrication est consommé par OEMs pendant l'assemblée, alors que 88% de consommation d'énergie se produit dans la chaîne d'approvisionnements. Développer des processus plus de rendement optimum est donc extrèmement important car les coûts énergetiques continuent à monter.

« L'énergie de conservation par des processus, des technologies, et des produits plus efficaces est la manière la plus rapide à l'utilisation d'énergie inférieure à la fabrication des véhicules à moteur à court terme, » a dit la DAINE. « Tandis que beaucoup d'installations industrielles aujourd'hui sont modernisées et relativement efficace, les occasions significatives demeurent pour réduire la demande énergétique par l'intermédiaire de l'innovation et de la recherche et développement. »

On le comprend bien que de l'énergie est perdue pendant le processus de fabrication par la chaleur résiduelle et les pièces rejetées qui ont besoin retraiter, mais regarder étroitement les étapes principales de la production des véhicules à moteur indique un certain nombre de secteurs où l'efficacité énergétique peut être améliorée. Un bon exemple est des matériaux et traitement composant. La soudure, par exemple, peut être augmentée pour réduire la consommation d'énergie et pour améliorer des volumes de production.

Les systèmes sont maintenant disponibles pour rassembler et analyser des données sur la consommation d'énergie réelle et donc comment des processus de fabrication peuvent être améliorés pour fournir l'épargne. Par exemple, les machines de commande numérique par ordinateur de Bosch Rexroth incluent le logiciel de surveillance qui donne la visibilité sur l'utilisation d'énergie, et ces données introduisent également dans les applications futées de conception qui peuvent influencer comment des processus de fabrication sont évolués.

Bernd Enser, le vice-président, des véhicules à moteur global, à la compagnie d'électronique Sanmina dit : « La commande pour l'amélioration de l'efficacité énergétique s'est développée exacte à travers le secteur des véhicules à moteur et également aux fournisseurs descendant. Les procédés de grande énergie de consommation ont besoin parfois de changement spectaculaire aussi bien que l'évolution continue. Un exemple de ceci dans la chaîne d'approvisionnements des véhicules à moteur se situe dans la fabrication composante de semi-conducteur. »

Enser continue : « Les équipements de fabrication de production de semi-conducteur sont les consommateurs de grande énergie. Compagnies dans cette industrie investie dans le nouvel équipement, équipements consolidés et mise en application un audit d'énergie annuel ainsi qu'un programme de surveillance et de réduction. Elles commettent aux buts annuels comme industrie et font des plans pour réduire sans interruption la consommation d'énergie pour atteindre ces buts. »

Ce qui est clair à tous les fabricants des véhicules à moteur est que leurs équipements doivent radicalement changer s'ils sont de devenir plus de rendement optimum. Un certain nombre de technologies se développent pour livrer l'usine de smart de `qui peut comprendre le déroulement des opérations courant et modifier ses processus de fabrication pour réaliser de grandes économies d'énergie.

Se concentrer sur des paintshops

Le paintshop est responsable des émissions les plus élevées des composés organiques volatils (COV) et du CO2, et de consommer 50% de l'énergie utilisée à une usine des véhicules à moteur typique. Le paintshop a donc été le centre de beaucoup d'attention quand l'efficacité énergétique et la production sont considérées en association.

Certains des équipements les plus avancés de paintshop aujourd'hui ont été développés par Dürr. La compagnie a une initiative du `Eco+Paintshop par lequel tous les systèmes et produits « soient combinés dans un concept holistique et soutenable qui se concentre uniformément sur l'efficacité dans toutes les sections du procédé de peinture ». Un porte-parole pour Dürr explique les avantages de son équipement d'EcoDryScrubber : « Cette technologie, qui rend le recyclage d'air dans la cabine de peinture possible, réduit la consommation d'énergie annuelle d'un paintshop entièrement automatisé de jusqu'à 16m KWH. En même temps, les émissions de CO2 sont réduites par jusqu'à 5.200 tonnes. »

EcoDryScrubber, qui comporte dans plus de 70 lignes de peinture dans le monde entier, réduit la consommation d'énergie dans la cabine de peinture de jusqu'à 60% et emploie la poudre de pierre à chaux pour séparer la survaporisation ; le contraire aux systèmes humides conventionnels de séparation, aucun cambouis de peinture est produit. Quand la poudre de pierre à chaux atteint un degré défini de saturation, elle est remplacée automatiquement et peut être réutilisée dans des moulins de ciment. Ce niveau de l'intégration de système et de processus est adopté bien à travers l'industrie des véhicules à moteur.

L'approche holistique de Dürr a été augmentée pour inclure le C.A. d'Eco+Speed et d'EcoSmart. L'ancien est basé à condition que pour des niveaux élevés d'efficacité énergétique, la production doive être intégrée pour inclure des sous-systèmes, avec la dernières entrée et circulation d'air de contrôle. En outre, l'énergie de `sur demande ' est possible pour commander les volumes de l'air frais et d'échappement dépendants du nombre de carrosseries dans le four. Le résultat est un flux d'air processus-optimisé et a ainsi réduit la consommation d'énergie pendant des temps ou les fluctuations de coupure dans l'utilisation de capacité.

Innovation de processus

Dans un rapport récent dans la durabilité, la société du R-U des fabricants de moteur et les commerçants (SMMT) ont décrit comment un véhicule-fabricant aborde le besoin croissant des processus d'être beaucoup plus de rendement optimum. En 2013, Toyota a identifié la réutilisation du liquide réfrigérant de usinage de rebut des copeaux en aluminium afin de réduire des incidences sur l'environnement. L'OEM a donc mis en application un système supplémentaire de filtration pour récupérer et renvoyer le liquide réfrigérant de rebut directement aux lignes de usinage de bloc et de tête de moteur.

Selon le SMMT : « En conséquence, la consommation de liquide réfrigérant a été réduite de 38%, abaissant l'eau de maquillage de liquide réfrigérant par 5.5% et le volume de traitement des eaux résiduaires de 11%. » Toyota a également réalisé une réduction des coûts en matières premières premières et coûts de traitement de 15%. « D'entretien d'autres initiatives semblables de l'équipe l'accomplissement et sont identifiés par Toyota eco-kaizen des récompenses et présenté aux pairs et aux directeurs de compagnie, » a dit le SMMT.

C'est juste un exemple d'où une compagnie a identifié un drain clair d'énergie et a développé un nouveau processus pour le combattre. Comprenant le rôle que l'énergie joue dans chaque primaire et le sous-processus est critique pour tous les fabricants des véhicules à moteur d'aujourd'hui, non seulement pour atteindre l'efficacité à long terme de production mais pour rester concurrentiel. Avec la production globale la continuation pour augmenter, développant ces systèmes de rendement optimum est un impératif commercial qu'aucun fabricant ne peut ignorer.

Mike Lomax, tête de la gestion des projets chez Bosch Rexroth, dit : Les « utilisateurs doivent comprendre que le plus bas prix de titre d'une machine peut ne pas être la solution la plus rentable à long terme. L'énergie requise pour produire chaque composant peut être plus haute avec un OEM que des autres. Ceci ne peut pas simplement être calculé en regardant la puissance installée de la machine dans le kilowatt, être multiplié par le temps de fonctionnement et être divisé par la cadence de fabrication, car les petits changements au processus peuvent nettement réduire l'utilisation d'énergie par composant. »

Todd Montpas, des véhicules à moteur et bandent le directeur de développement du marché, automation de Rockwell commente : « Quand les OEM commencent à développer leurs processus standard, l'énergie est toujours l'un des critères de conception. Ils incluent de divers facteurs dans leurs calculs comprenant les moteurs de rendement optimum, la puissance de donnée-centre et l'utilisation d'énergie. Ce sont toute la partie des considérations de processus de conception maintenant, et ces conscience et surveillance accrues est une amélioration il y a de dix ans. »

Les concepts et l'application pratique de l'industrie 4.0 influencent également le développement des processus de fabrication de rendement optimum, car Enser de Sanmina explique : Les « changements de l'équipement de production fournissent des concepts de l'industrie 4.0, tels que les dispositifs économiseurs d'énergie et les interfaces de M2M, permettant à des ingénieurs de production de concevoir les processus de fabrication qui sont beaucoup plus flexibles. Ceci permet à la gestion des machines dans des groupes de faisceau d'optimiser l'efficacité énergétique. Il permet également à des sous-sections des machines d'être placées dans le mode 'attente', réarrangement des programmes de fabrication pour optimiser l'efficacité énergétique globale et la conception complète de processus de fabrication pour tirer profit de nouvelles possibilités d'équipement. »

Il conclut : « Aujourd'hui, le processus de fabrication machine le foyer pas simplement sur la sortie, la qualité et la répétabilité mais également sur l'efficacité énergétique. »

Fabrication dynamique

les systèmes Cyber-physiques (cps) permettent à des processus de fabrication d'être optimisés au cas par cas à travers le réseau entier de valeur. D'ailleurs, plutôt qu'exigeant une interruption, des systèmes peuvent être sans interruption optimisés pendant la production en termes de leur consommation de ressource et d'énergie ou réduire leurs émissions.

Dans l'environnement de fabrication, cps comporte les machines, les systèmes futés de stockage et les installations productives capables de façon autonome d'échanger l'information, de déclencher des actions et de se commander indépendamment. Ceci facilite des améliorations fondamentales aux processus industriels impliqués à la fabrication, la technologie, la chaîne d'approvisionnements d'utilisation matérielle et et la gestion de cycle de vie.

Les « magasins de presse ont toujours été les utilisateurs significatifs d'énergie au sein des usines des véhicules à moteur, » dit Stuart Moran, directeur commercial des véhicules à moteur BRITANNIQUE de secteur, industrie de Siemens. « Les moteurs de rendement optimum de Siemens ont combiné avec la ligne du dernier cri simulation de presse et les éléments mécaniques optimisés peuvent créer jusqu'à une goutte de 40% dans la consommation d'énergie globale des lignes. D'ailleurs, augmentations d'efficacité de production jusqu'à 20%.

« Épargne intelligente de promesses de logiciel de planification et d'automation la future jusqu'à de 50% en lissant les mouvements des robots de fabrication dans le bodyshop et l'assemblée. »

Dans son évaluation de rôle l'efficacité énergétique joue dans l'industrie des véhicules à moteur des USA, la DAINE conclue : « L'efficacité énergétique de intégration dans la conception de processus et de véhicule est une priorité. Il y a de diverses manières que des processus pourraient être condensés ou remodelés pour enlever des inefficacités. À l'embout avant, quand des véhicules sont conçus, des considérations d'énergie-efficacité pourraient mieux être intégrées dans des méthodes de conception. Quelques concepts de construction qui pourraient être considérés incluent la consolidation des pièces et les composants, la conception pour la réutilisation et le rétablissement des pièces et/ou des matériaux, l'utilisation des formes du filet, et les véhicules qui exigent de peu d'étapes de processus de fabriquer. »

Ainsi lequel du futur ? Mary Burgoon, le directeur de développement du marché, la production soutenable, la production d'électricité et la gestion de l'énergie, automation de Rockwell prévoit : « Pendant la décennie suivante, pressions des prix forcera des compagnies à conduire des inefficacités hors de leurs activités afin de rester concurrentiel. Pour rester concurrentiel, rien ne peut être isolé plus ; une entreprise reliée sera cruciale pour la croissance d'affaires.

« Ce type d'environnement peut permettre à des compagnies de corréler l'électricité, la vapeur, l'eau, etc. et de montrer le retour sur l'énergie au bénéfice de produit - où des choses le plus efficacement sont faites avec la conversion la plus élevée. Cette connectivité fait des données de rassemblement et de surveillance plus faciles, et donne aux compagnies des véhicules à moteur un regard plus clair dans leur processus et manières de fabrication de contrôler mieux l'utilisation d'énergie. »

L'adoption de la gestion de cycle de vie du produit (PLM) a atteint un niveau de la maturité qui fournit maintenant de vrais avantages. D'un point de vue de production, de cet arrangement détaillé de chaque processus de fabrication et de la pièce que les jeux d'énergie permet à l'industrie manufacturière des véhicules à moteur d'évoluer constamment ses processus.

En fait, PLM est sur le point de se déplacer à un niveau entièrement nouveau de grâce d'intégration et de perspicacité à l'Internet des choses (IoT) qui réussiront à pénétrer son chaque processus de machine à travers l'usine. L'énergie devient alors un composant qui peut être contrôlé avec la commande précise. Les usines de smart de `du futur seront des environnements liquides qui changent pour satisfaire la demande et pour contrôler par conséquent efficacement leur consommation d'énergie.

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