Efficacité énergétique dans le secteur manufacturier

Selon une enquête de l'Institut Fraunhofer pour la recherche sur les systèmes et l'innovation (ISI), un peu moins de la moitié du secteur manufacturier voit un potentiel d'économie d'énergie de plus de 10 % dans l'environnement de production. Le secteur public a également pris des mesures pour motiver les entreprises manufacturières à économiser l'énergie. Le cadre pour cela est un système de gestion de l'énergie selon la norme DIN EN ISO 50001.

Les économies d'énergie sont payantes

Les coûts de l'énergie ont considérablement augmenté ces dernières années. Les ménages privés ne sont pas les seuls à en ressentir les effets. Les prix de l'électricité pour l'industrie, par exemple, ont plus que doublé depuis 2000. De plus, l'énergie est un facteur d'image déterminant. Les questions liées directement ou indirectement à l'énergie font de plus en plus souvent l'actualité, comme la marée noire dans le golfe du Mexique ou la catastrophe nucléaire de Fukushima. Les consommateurs finaux sont donc de plus en plus conscients des questions de protection de l'environnement et du climat. Les entreprises deviennent donc actives dans la réduction des coûts grâce aux économies d'énergie et à la création d'une image positive auprès de leurs clients.

La consommation d'énergie mise à l'épreuve

À l'avenir, les entreprises de production devront compter avec des augmentations de coûts supplémentaires. En Allemagne, par exemple, la loi sur les énergies renouvelables (EEG) oblige les gestionnaires de réseau à alimenter de préférence le réseau avec de l'électricité plus coûteuse provenant d'énergies renouvelables. Afin de fournir aux fournisseurs d'électricité un moyen de compensation, la taxe EEG a été introduite, sur la base de laquelle ils peuvent répercuter les coûts sur le consommateur. Jusqu'à présent, il y a eu des concessions pour l'industrie de production. À partir de 2013, elles seront toutefois liées à l'existence d'un système de gestion de l'énergie conforme à la norme DIN EN ISO 50001, tout comme les avantages fiscaux prévus par la loi sur la taxation de l'énergie. Les entreprises seront donc pratiquement obligées d'économiser activement l'énergie.

La norme DIN EN ISO 50001 montre la voie

Un système de gestion de l'énergie est destiné à aider les entreprises à réduire systématiquement et durablement leur consommation d'énergie. La norme DIN EN ISO 50001 a remplacé la norme DIN EN 16001 et décrit les exigences d'un système moderne de gestion de l'énergie conçu conformément aux exigences légales.

La norme DIN EN ISO 50001 décrit une boucle de contrôle selon le principe "Plan- Do-Check-Act". Après la définition de la politique énergétique de l'entreprise et la planification associée (Plan), la mise en œuvre a lieu dans les opérations en cours (Do). Les contrôles continus avec analyses et audits (Check) mènent d'abord à la certification, qui est ensuite revue chaque année. Les mesures de correction et d'amélioration résultant de l'audit doivent être mises en œuvre (Loi). Cette phase est suivie par la phase de planification - la boucle de contrôle redevient effective et un processus d'amélioration continue (PAC) est mis en place dans l'entreprise.

Soutien par le MES

Afin de mettre en œuvre la boucle de contrôle dans la pratique avec un effort raisonnable, un soutien efficace des systèmes informatiques est nécessaire. Les systèmes d'exécution de la fabrication (MES) constituent une plate-forme idéale, car ils enregistrent les informations et les données de base nécessaires au gaspillage d'énergie et les mettent à disposition. 

Transparence et potentiel

peuvent pondre. "D'après notre expérience, nous savons que les entreprises ont aujourd'hui beaucoup plus de possibilités d'économiser systématiquement l'énergie. La condition technique est fournie par un SEM : il crée également la transparence nécessaire du point de vue énergétique et montre le potentiel", souligne Rainer Deisenroth, directeur commercial et membre du conseil d'administration de la société informatique MPDV Mikrolab GmbH, basée à Mosbach. Pour réaliser des économies, il faut d'abord disposer des bonnes informations, comme la consommation électrique exacte des machines. Dans la plupart des cas, seules des données sommaires sont disponibles. On manque d'informations détaillées permettant d'analyser spécifiquement le comportement de consommation et de réduire réellement la consommation.

De nombreuses fonctions du système MES contribuent déjà indirectement à la réduction des coûts énergétiques. Par exemple, une planification détaillée optimisée permet d'économiser l'énergie dans la production. Les machines ne fonctionnent pas inutilement en veille et la consommation d'énergie sans productivité est évitée. De même, la production peut être coordonnée pour utiliser des quotas énergétiques favorables, et les coûts supplémentaires dus au dépassement des seuils sont évités. Une réduction des déchets permet de diminuer la consommation d'énergie en diminuant les reprises. La réduction des temps d'inactivité et de passage contribue également aux économies d'énergie : Les frais généraux diminuent, notamment pour le chauffage et l'éclairage.

Aide à la collecte et à l'analyse des données

Les systèmes MES tels que le MES HYDRA de MPDV Mikrolab GmbH se caractérisent par leurs diverses capacités d'acquisition et d'analyse de données. Si ces capacités sont également appliquées au thème de l'énergie, l'acquisition de données énergétiques avec le MES peut constituer la base d'un système de gestion de l'énergie selon la norme DIN EN ISO 50001. Le SEM doit permettre l'enregistrement automatique et manuel de la consommation d'énergie : Les données des compteurs, par exemple la consommation électrique des systèmes, sont transmises directement au système ou - si cela prend trop de temps techniquement - saisies manuellement par un employé à l'aide de plans de relevé préconfigurés.

Les données enregistrées doivent être affichées rapidement et analysées individuellement afin de pouvoir réagir rapidement dans des situations problématiques telles que les pics de charge. Un aperçu des performances et de la consommation est utile ici, qui permet de visualiser toutes les données énergétiques pertinentes en un coup d'œil. Il est également utile de disposer d'une carte des compteurs afin que leurs positions respectives dans les départements, les salles ou les usines de l

Consommation d'énergie des machines

pour garder une vue d'ensemble. Dans MES HYDRA, par exemple, le "parc de machines graphiques" est disponible à cet effet (Fig. 1). Cette fonction indique immédiatement si et, le cas échéant, quel département ou hall présente une consommation d'énergie particulièrement élevée, et des mesures peuvent être lancées de manière ciblée. Par exemple, les responsables peuvent décider de produire sur une autre machine à plus faible consommation d'énergie comme alternative à une machine à forte consommation, ou au moins d'utiliser un outil différent.

Localiser précisément les déchets

De cette façon, les gaspilleurs d'énergie peuvent être identifiés à l'aide d'un MES. Cela implique également de ne pas utiliser uniquement la consommation d'énergie pure comme critère d'évaluation, mais d'autres chiffres clés tels que la consommation d'énergie par unité, qui permettent de mieux caractériser le comportement des machines et des systèmes. Dans ce domaine, les SEM présentent des avantages évidents par rapport aux systèmes de gestion de l'énergie purs : Ils peuvent visualiser les données qui sont enregistrées de toute façon, comme les quantités, les lots de matériaux ou les valeurs de processus, en corrélation avec la consommation d'énergie et ainsi rendre reconnaissable l'influence de tous les paramètres de production.

Un principe connu de la surveillance des processus ou de l'assurance qualité peut également être appliqué à la gestion de l'énergie. Les données enregistrées ne sont pas seulement visualisées sous forme de valeurs sommées, mais leur progression temporelle est également indiquée. Si des limites d'intervention ou de tolérance appropriées sont également définies, les valeurs de puissance actuelles peuvent être contrôlées en permanence pour vérifier le respect des limites. En visualisant les progressions, les tendances deviennent claires et les responsables peuvent réagir très rapidement - en principe même avant qu'une situation problématique ne se présente. Par exemple, les machines en veille ou les consommateurs périphériques tels que les systèmes de climatisation peuvent être éteints à court terme en cas de pic de charge.

Se rapprocher de la production

Grâce aux solutions MES, les employés responsables de l'atelier peuvent prendre les bonnes décisions en temps utile pour éliminer le gaspillage d'énergie et ainsi produire de manière plus rentable.

Avec le module de gestion de l'énergie (EMG) de sa solution HYDRA MES, MPDV Mikrolab GmbH propose un outil innovant qui permet aux entreprises de fabrication de répondre à toutes les exigences posées à un système moderne de gestion de l'énergie. HYDRA- EMG a été conçu avec le soutien du Fraunhofer Institute for Process and Automation Technology (IPA). Il soutient la boucle de contrôle selon la norme DIN EN ISO 50001 et aide les entreprises de fabrication à se conformer aux exigences légales.