大型铸造厂能耗管理标兵


2011年5月,弗里德里希•威廉铸铁有限公司(FWH)联手其生产管理软件合作伙伴PSI Metals率先参与最佳生产方式项目,并从BMU“环境创新项目”处获得共计29万欧元的资金资助,从而将基于-IT的制造执行系统(MES)带到了德国。

作者:CarenMöhrke/市场服务部

不 断高企的能源价格以及德国放弃核能加速能源结构调整的政策引发了源源不断的争论。这一切使得工业行业,特别是那些高能耗的工厂,不断寻找良方优化其能耗水平。德国联邦环境、自然保护与核安全部(BMU)发起了一个项目,旨在宣扬“最佳生产”方式。BMU希望通过这一项目,为大型铸造厂树立节能标兵;在德国举国推行“绿色IT先锋”行动的背景下,引领节能新风尚。

2011年5月,弗里德里希•威廉铸铁有限公司(FWH)联手其生产管理软件合作伙伴PSI Metals率先参与最佳生产方式项目,并从BMU“环境创新项目”处获得共计29万欧元的资金资助,从而将基于-IT的制造执行系统(MES)带到了德国。该系统对高能效进行了定义,并致力于实现这一目标。

“据预测,我们将超额实现能效目标。这是个满意的结果,令人欣慰。”Georg Stierle博士 – FWH商业管理主任信心满满的说道。FWH最初志在实现每年150万千瓦时(包括6万立方米天然气/年,见图表1)的节能目标,即相当于每年减排850吨二氧化碳气体。“看样子,我们将突破预期10%的生产增长目标”,Stierle博士补充道。

自2012年7月起,FWH的所有铸造生产设备都纳入了PSI Metal的生产控制系统。该项目在促进能耗结构平衡、提高生产力和缩短交付周期方面取得了不少佳绩。此外,随着原材料/材料利用效率的不断优化,为设备保养和维修所进行的能源采购活动也变得更为灵活。

FWH为Georgsmarienhütte旗下企业,客户来源于普通电力工程行业、机械工程行业、重型发动机行业、矿产及钢铁行业,以及风能行业。FWH作为一家传统大型铸铁厂,其产品重量在8-160吨之间。基于对实际值进行的早期分析,PSI Metal提出了制造执行系统和车间数据控制这一概念,并在FWH推行了13个月。位于马格德堡的弗朗霍夫工厂运作与自动化研究所,为熔化程序提出了能源优化的建议。通过该项目,能耗因素作为相关控制参数,首次被引入到制造执行系统中。

过去,大型铸铁工厂的工作流程很少会被组织起来集中运作。相反,它们历来被认为是相互独立的步骤,主要通过工头及各个独立部门凭借各自的经验和技能进行控制。此类铸铁工厂面临的问题都是由于起重机及铸造次序瓶颈问题而引发的。在工厂内外部因素的影响下,这些工作流程极易被耽误。整个生产链条相当不透明,工人经常白白等待在闲置的机器旁,从而造成了巨大的资源浪费。彼时,优化能效几乎就是不可能完成的任务。

为了解决此等问题,PSI Metal为能源消耗测量系统开发了更多的标准模块,建立了新型界面。这一概念被证明为行之有效的策略。

“项目的中间结果已经证实,我们行进在正确的方向”,FWH 的技术常务董事Reiner Eschen先生介绍道。“不断改良的同步流程对能源效率和生产力都带来了直接的积极影响”。

在PSI Metal的帮助下,FWH现在可以基于能耗情况,针对每周的铸造计划制定相应的能耗计划及控制计划。所有的上游程序(制模及型芯制造)及下游步骤(排空、铸件清理、处理、检查、派遣)都能有计划有序地组织和协调起来。

FWH还建立了计划和控制部门,确保计划的准确性。控制程序的一个重要环节是对车间数据的收集。收集妥当的车间数据将会被反馈给生产部门的新终端。该程序不但能告知员工每天各自的工作安排,还能注明所涉环节的先后顺序。制造执行系统将会对每个任务及故障所耗时间进行分析,从而制定出后续计划,并及时发现瓶颈或故障,具有早期警告系统的功能。该系统将会对持续收集的数据进行永久性分析,并可提供实时岗位成本数据。该方法能够不断优化工作流程和产品。

该系统将会对铸件清理车间 –生产链上的最后一个环节– 率先进行重组。这是由于该车间涉及到许多领域的工作步骤,与起重机和空间的可用性关系密切。最初开展的项目将会为执行后续项目的其它部门提供许多经验值及建议以供参考。

FWH安装的新系统在测试阶段,就取得了缩短个人产品交货期的骄人成效。FWH为风能行业铸造的大型机在弃用旧流程转而采用新系统后,也取得了平均交货时间缩短20%的佳绩。

资金资助计划

最佳生产方式项目属于德国“绿色IT先锋”行动,获得BMU环境创新项目“IT也环保”的资金资助。自1979年以来,BMU环境创新项目已经为很多不会给环境造成负担、采用新兴创新技术的示范项目提供了资金资助。BMU会根据一定的条件对项目进行甄选。参选项目需要证实其能够为相应领域带来重大的技术革新,此等革新能够运用于类似的流程和系统。BMU环境创新项目是连接环保工程领域研发成果及成果运用和市场渗透的重要桥梁。迄今为止,该项目已经为铸造领域40个创新项目提供了共计4200万欧元的资金资助。

此处展示的镁处理过程,采用浸入式杓子及活塞,充分利用杓子在前一个工作环节尚存的剩余热量,对能源进行优化利用。    ■

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