芯耀
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工具機是金屬製造相關產業(yè)不可或缺的重要設備，但由于金屬生產、加工製程的耗電量相當驚人，導致相關業(yè)者在碳稅制度上路后，恐將面臨關稅暴增的挑戰(zhàn)。因此，如何減少工具機的耗電量，甚至透過製程改良來節(jié)省加工製程的資源消耗量，成為工具機產業(yè)必須嚴肅面對的課題。
因此，在本屆臺北國際工具機展(TIMTOS)期間，工具機供應商無不以節(jié)能減碳做為新產品的主要訴求，為工具機業(yè)者提供關鍵零部件與技術的供應商，也紛紛推出能協助工具機業(yè)者減少設備能耗的解決方案。
此外，工具機製造商本身也是製造業(yè)者，因此，正如同電子產業(yè)正面臨來自政府與客戶的碳足跡審計壓力，越來越多工具機廠商也將面臨同樣的挑戰(zhàn)，如何做好自身營運過程中的碳盤查，進而縮減碳足跡，也成為相關業(yè)者最關心的議題。
工具機拼減碳 電控改良收效最迅速
在本屆TIMTOS期間，西門子(Siemens)就以節(jié)約工具機能耗、提高數位化程度與導入新科技做為三大主軸，希望能協助中國臺灣的工具機製造商與工具機使用者早一步踏上減碳之路。而為了應對近在眼前的碳稅壓力，西門子指出，從工具機的電控環(huán)節(jié)著手改良，將是收效最迅速的選擇(圖1)。
圖1 數位化趨勢使得電控系統在工具機裡扮演的角色更加重要，同時也讓數位科技得以為提升機臺能源效率做出更大貢獻
中國臺灣西門子數位工業(yè)總經理駱奎旭(Aditya Ramkrishna)表示，工具機產業(yè)的數位與綠色轉型迫在眉睫，對工具機使用者而言，能否提升能源與原物料的使用效率，將攸關自身的國際競爭力。而工具機製造商也必須回應客戶的需求，提出對應的解決方案。中國臺灣西門子數位工業(yè)擁有專業(yè)協助產業(yè)轉型的經驗，并且有完整的相關技術，可以協助工具機製造商跟工具機使用者實現節(jié)能與製程最佳化，進而減少碳足跡的目標。
在工具機製造方面，西門子透過機臺開發(fā)的三大核心步驟，從設計端即可應用整合MCD、TIA Portal以及Create MyVirtual Machine完成機臺全數位開機構、電控以及軟體開發(fā)。這將使工具機研發(fā)不再需要經過建構原型機的過程，不僅節(jié)省時間跟成本，同時也可以有效減少資源的使用量。
至于在使用者端，透過加工製程數位雙胞胎有效節(jié)約資源，并透過分析與製程優(yōu)化有效降低能耗，打造新製程。這部分涉及了能源管理與製程控制/監(jiān)控兩種不同的技術。在能源管理部分，SINUMERIK CTRL-E數控系統智慧能耗可對個別工具機組件的能源消耗狀況進行分析，讓SINUMERIK控制器能迅速評估機臺的能源消耗，同時管理機臺停機期間的能源消耗情形。而且CTRL-E的資料是開放的，使用者可以很容易地取得資料，再依照自己的需求進行二次開發(fā)，發(fā)展更進階的能源管理應用。
至于在製程控制/監(jiān)控方面，則是以適應性控制/監(jiān)控(ACM)技術為基礎，對切削製程進行即時監(jiān)控跟路徑修正、補償。透過導入這項技術，使用者不僅可以改善加工品質，且生產效率亦大幅提升。有許多中國臺灣的工具機使用者在導入ACM技術后，都獲得了超過10%以上的產能提升成效。這些效果都能轉化成碳足跡的削減，協助使用者應對即將到來的碳稅挑戰(zhàn)。
中國臺灣西門子數位工業(yè)工具機處協理譚世斌總結說，面對即將到來的「碳排有價」時代，工具機製造商跟使用者都必須設法進一步減少自身的碳足跡。如何設計出能源效率更好的工具機，進而讓整個製程的資源使用量最佳化，是一個很大的議題。從該公司與客戶合作所累積的經驗來看，先從工具機的電控環(huán)節(jié)下手，是收效最快的選擇。藉由在電控環(huán)節(jié)導入新的監(jiān)控、控制技術，工具機本體與整個加工製程的能耗與資源使用量，便可獲得明顯改善。
380V供電趨勢值得關注
除了從電控改良著手外，西門子也觀察到，部分中國臺灣廠商的廠內電力系統，已經從220V提高到380V，藉此減少線路損耗。但這個做法會不會成為主流還有待觀察，畢竟廠內配電規(guī)格的改變是一項大工程。
其實，同樣的情況已經在資料中心上演過。許多云端服務供應商都已經將資料中心內部的配電升級成48V，以降低線路損耗。金屬加工廠的廠內配電從220V提高到380V，也是同樣的概念。只是金屬加工屬于傳統產業(yè)，這個領域的業(yè)者對改變的接受程度，通常不如IT產業(yè)；此外，云端服務供應商多半是資源豐富的國際大廠，中國臺灣金屬加工產業(yè)則是中小企業(yè)林立，有沒有足夠資源執(zhí)行配電系統升級，會是一個很現實的問題。
善用政府/法人資源為淨零碳排找路徑
事實上，對中國臺灣整體產業(yè)而言，如何為落實淨零碳排找資源，是一個普遍存在的問題。因此，單位如中國臺灣地區(qū)經濟部工業(yè)局、能源局、行政院環(huán)保署等，都有編列一定的輔導預算，并與法人機構配合，協助中小企業(yè)朝淨零碳排的目標邁進。
中國臺灣產業(yè)服務基金會就是一個長期與政府機構合作，協助中小企業(yè)落實節(jié)能、工業(yè)減廢等目標的法人單位。該基金會的資深研究員張敬嚴(圖2)就指出，隨著碳盤查資料申報的法規(guī)適用范圍開始從大型製造業(yè)往中型企業(yè)擴張，不管是哪個產業(yè)，未來都將會有更多企業(yè)必須落實碳盤查。
圖2 中國臺灣產業(yè)服務基金會資深研究員張敬嚴指出，企業(yè)不論規(guī)模大小，都必須申報碳盤查資料，將是必然的趨勢
因此，在中國臺灣地區(qū)經濟部、環(huán)保署等政府部門的協助下，近幾年該基金會不僅舉辦過上百場碳盤查講座，讓產業(yè)界知道該如何進行碳盤查，同時也實際輔導過不少業(yè)者進行更進一步的減碳專案。企業(yè)可以善用這些政府機關與法人團體提供的資源，來應對ESG浪潮所帶來的挑戰(zhàn)。
根據實際輔導廠商執(zhí)行減碳專案所累積的經驗，雖然每個個案的狀況有所不同，但製造業(yè)減碳的重點環(huán)節(jié)不外是工廠內的空調、冰水機、熱泵、空壓設備這幾類高耗能系統。針對這幾個系統進行改善，通常都能得到不錯的節(jié)能效果。
值得一提的是，在實際輔導個案的過程中，張敬嚴也發(fā)現，有時候舊設備的能源效率未必不如新設備。但因為會計制度的影響，在汰換設備時，已折舊攤提完成的舊設備會被優(yōu)先汰換，反而不利于提升能源效率。因此，在企業(yè)考慮汰換舊設備之前，最好還是先經過完整的評估程序，而不是逕自認定舊設備的能源效率不如新設備，便予以汰換。
