Monitoring zużycia energii – CMMS jako element strategii efektywności energetycznej

W ostatnich latach ceny energii stale rosną. Jednocześnie presja na redukcję emisji staje się coraz większa. To sprawia, że monitoring zużycia energii przestaje już być tylko dodatkiem do strategii firmy – to obowiązkowy element działania każdego zakładu. Sama metryka kWh jednak już nie wystarcza. Potrzebna jest wiedza, która maszyna, w którym miejscu i w jakim trybie generuje koszty. To samo dotyczy identyfikacji działań serwisowych i organizacyjnych. Mogą one stanowić niepotrzebne wydatki lub prowadzić do realnych oszczędności. Warto zastosować system CMMS. W połączeniu z pomiarami IoT takie oprogramowanie pozwala dokładnie śledzić zużycie energii na poziomie aktywów i procesów. Jak CMMS wspiera budowanie strategii efektywności energetycznej?

Monitoring energii w zakładzie. Dlaczego warto zadbać o szczegółowość?

W większości zakładów stosuje się jedynie zagregowane raporty, które pokazują sumaryczne zużycie energii. Takie dane jednak często maskują problem. Nawet jeśli fabryka ma stabilne zużycie np. w podsumowaniu miesięcznym, może jednocześnie tracić energię na wielu małych, ukrytych źródłach strat. O czym mowa? To m.in. urządzenia w trybie czuwania, nieszczelności w systemach sprężonego powietrza, nieoptymalne ustawienia czy awarie, np. awarie łożysk zwiększające tarcie. Warto zatem skupić się na tym, jak identyfikować te punkty. Jak to zrobić? Potrzebne są przede wszystkim dokładne, szczegółowe dane. Warto oddzielić np. zużycie energii na konkretnej linii, konkretnej maszynie, a czasem na rozdzielnicy. Im większa granularność danych, tym łatwiej będzie uzyskać pełny obraz zapotrzebowania na energię w zakładzie. To z kolei prowadzi do szybszej identyfikacji strat, a tym samym – do większych oszczędności.

CMMS w systemie zarządzania energią w zakładzie

Jak można wykorzystać CMMS w tym obszarze? To system, który służy jako naturalne ogniwo łączące dane pomiarowe z działaniami operacyjnymi. Oprogramowanie tego rodzaju może także integrować się z systemami EMS (Energy Management System) lub SCADA. Jak to działa? System EMS lub SCADA służy w tym przypadku do zgłaszania odchyleń i zapisywania pomiarów historycznych. CMMS pozwala natomiast przełożyć te sygnały na zadania. System może np. zlecić inspekcję, zaplanować przegląd, zarezerwować części czy zapisać wyniki interwencji. W ten sposób powstaje zamknięta pętla od pomiaru, przez diagnozę i działania naprawcze, aż po weryfikację efektu. Dzięki temu można skutecznie określić rzeczywistą efektywność działań wprowadzonych w celu oszczędności.

Integracja CMMS z IoT i systemami pomiarowymi

Aby móc skutecznie wdrożyć CMMS do zarządzania energią, warto zadbać o odpowiednią integrację. Jak to wygląda w praktyce? Współpraca CMMS z IIoT w tej warstwie polega w głównej mierze na przesyłaniu alarmów i metryk z liczników energii, bramek pomiarowych i kontrolerów PLC. W tym celu stosuje się protokoły przesyłu danych. Zarówno dedykowane dla przemysłu, jak i te bardziej uniwersalne. To m.in. OPC UA, MQTT czy REST API. Z ich użyciem można przekazać wartości np. mocy, energii, współczynnika mocy czy trendów chwilowych.

Następnie CMMS przyjmuje dane i zapisuje informacje w swojej bazie. Co dalej? Na tej podstawie można tworzyć reguły, które pomagają w oszczędnym zarządzaniu energią. Przykładowo: jeśli zużycie w stanie spoczynku przekroczy próg, tworzone jest zlecenie diagnostyczne. Jeśli natomiast moc szczytowa pojawia się poza planem, uruchamiany jest audyt procesu. Dzięki temu alert z CMMS jest nie tylko powiadomieniem. To pierwszy krok do rozwiązania problemu.

Kalkulacja zużycia według poszczególnych aktywów i procesów

Kolejną istotną korzyścią, jaką zapewnia CMMS w kontekście zarządzania energią, jest możliwość mapowania pomiarów do konkretnych aktywów. Liczniki mogą być przypisane np. do konkretnej linii, maszyny czy strefy. Dzięki temu w momencie wykrycia anomalii system wie, których komponentów dotyczy problem i które procedury serwisowe warto zastosować. W szczególności zaleca się wdrożenie przy tym identyfikacji najbardziej energochłonnych komponentów. W większości zakładów będą to sprężarki, pompy obiegowe czy piece. Dla tego typu urządzeń warto utrzymywać dedykowane plany zarządzania energią wraz z pomiarami referencyjnymi.

KPI związane ze zużyciem energii i analiza efektywności CMMS

O co jeszcze warto zadbać w kontekście zarządzania energią? Na pewno warto pamiętać, że żadna strategia nie przyniesie realnych oszczędności, jeśli nie będzie na bieżąco monitorowana i weryfikowana. Z tego względu potrzebny jest sposób na zbieranie i prezentację najważniejszych KPI związanych z energią. Mogą to być:

• zużycie kWh na jednostkę produkcji;
• intensywność energetyczna (zużycie kWh na tonę lub sztukę produktu);
• koszty energii na linii;
• liczba godzin pracy w trybie spoczynku;
• procent pracy w trybie nominalnym;
• liczba zdarzeń zwiększających pobór mocy.

Jak monitorować te wskaźniki? Ponownie z pomocą przychodzi CMMS. Profesjonalne oprogramowanie dla utrzymania ruchu może integrować się z czujnikami IoT i na bieżąco zbierać dane o zużyciu energii. Mierzenie tych metryk w czasie pozwala określić skuteczność działań optymalizacyjnych, a co za tym idzie – zapewnić podstawę do odpowiednich decyzji biznesowych.

Działania naprawcze i optymalizacyjne wspierane przez CMMS

Straty energii często wynikają także z awarii. System CMMS dostarcza wielu narzędzi, które zapewniają lepszą obsługę na tym polu. O czym mowa? Przykładowo oprogramowanie może pomagać w wykrywaniu nieszczelności sprężonego powietrza, kalibrowaniu napędów, identyfikacji awarii łożysk czy optymalizacji uruchamiania linii. Ważne jest przygotowanie i dostosowanie funkcjonalności CMMS. Należy to zrobić tak, by system odpowiadał na realne potrzeby danego przedsiębiorstwa. Odpowiednio skonfigurowany CMMS pozwala planować działania naprawcze, minimalizując wpływ na produkcję, a następnie śledzić zmiany w zużyciu energii.

Predykcyjne zużycie energii i planowanie inwestycji

CMMS może stanowić także wsparcie w prognozowaniu zużycia energii. Jak to działa? Modele predykcyjne mogą wskazać przewidywany wzrost zużycia, który wiąże się np. z pogarszającym się stanem technicznym maszyn. Na tej podstawie można zaplanować prace prewencyjne. Można planować je zanim dojdzie do znacznego wzrostu kosztów. Jest to szczególnie przydatne w przypadku urządzeń o wysokim poborze mocy, gdzie nawet niewielki wzrost oporów mechanicznych przekłada się na zauważalnie większe zapotrzebowanie na energię.

CMMS może ponadto gromadzić dane niezbędne do kalkulacji zwrotu z inwestycji w projekty, które mają na celu optymalizację zużycia energii. Jak przeprowadzić taką analizę? Należy uwzględnić przede wszystkim redukcję kosztów energii po wdrożeniu działań w zestawieniu ze wcześniejszym zużyciem. Do tego trzeba wziąć pod uwagę też koszty prac serwisowych i zakupu komponentów. CMMS służy tutaj przede wszystkim jako wiarygodne źródło danych wejściowych do dalszych kalkulacji.

Jak wdrożyć CMMS w ramach strategii efektywności energetycznej?

Pierwszym krokiem powinna być identyfikacja maszyn, linii lub procesów o największym zapotrzebowaniu na energię. Następnie należy zamontować liczniki i podliczniki tam, gdzie można uzyskać najbardziej wartościowe informacje. Potem do akcji wkracza CMMS. Jak to połączyć? Liczniki powinny być przypisane do aktywów. Warto też ustawić reguły alarmowe dla wartości progowych. Przed ostatecznym wdrożeniem dobrym pomysłem jest przeprowadzenie wstępnego audytu i pilotażu na jednej linii.

Warto przy tym zaznaczyć, że samo wdrożenie to jeszcze nie koniec. Aby uzyskać największą wartość dodaną, należy także na bieżąco mierzyć efekty wprowadzonych działań. Dzięki temu dane mogą skutecznie wspierać decyzje. CMMS będzie w ten sposób realnym wsparciem w zarządzaniu energią.

Monitoring zużycia energii to obecnie nieodzowny element codziennego zarządzania. CMMS, zintegrowany z systemami pomiarowymi i IoT, pozwala przekształcić surowe dane w konkretne działania. Dzięki temu można zidentyfikować źródła strat, priorytetyzować naprawy i mierzyć efekty zmian. Efekt – niższe zużycie energii, mniejsze koszty operacyjne, lepsza pozycja na rynku. Jeśli potrzebujesz praktycznego planu wdrożenia lub chcesz dowiedzieć się więcej o możliwościach naszego systemu CMMS, skontaktuj się ze specjalistami QRmaint.