【能源管理 EP4】先做好作業優化的節能管理， 以生管與廠務為例

以生管職能為例，如何減少費用

電價在最近幾年調漲過幾次，讓製造業成本持續飆升。問題是電費計價結構很複雜。如圖一所示，電費計價分為基本電費與流動電費，而流動電費再區分夏月跟非夏月，又分為尖峰時間、半尖峰時間與離峰時間。

而不同時段電單價的價差非常巨大，例如夏月尖峰時間的單位價格高達NTD$7以上，而非夏月的離峰時間竟然只有NTD$1.75，高低差距已經不是多少%，而是高達三倍以上。

此外，我們也知道生產不同料號，所需的電力能耗量都是不同的；而同一種料號在不同機台生產不同的製程，所需的電力能耗量也是不同的。透過能源管理系統所蒐集的大量歷史用能（電）數據，我們可以估算出每一種料號在每一類機台，生產各製程的每一個的用能（電）量與碳排放平均數據。

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標準用能量/碳排放量

這很類似標準工時或標準成本的概念，我們可以善用此數據，當成標準用能量/碳排放量來使用，如圖二所示。

有了標準用能（電）量之後，搭配上電費計價結構，就有機會透過生產排程與派工的優化，在如期如質交貨的前提下，盡可能的讓工單的每個料號，都能在電費最划算的時段生產，達到費用最低化，如圖三所示。

用電優化手法

優化手法不一定是削峰填谷，而是得妥協基本電費與流動電費，來優化排程與派工，甚至於動態調整之。當然，優化後的用電度數不一定會降低，碳排放量也可能不會減少，但因為時間電費計價，能夠讓用電費用最低化。這對於因為電價飆漲，造成成本跟著漲的工廠來說，可以適度的紓解成本不斷提高的壓力。

圖一.電費的計算公式（2023/4三段式價格） 

圖二.鼎新的能源管理系統：單位生產用能與碳排放數據（標準用能量）

圖三.以標準用能量優化排程/派工以降低費用

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以廠務/工務職能為例，如何減少費用

廠務的工作是負責操作與管理工廠內廠務（公用）設備，例如水、氣、油、電，以支持產線的機台生產。因此充分供應所需是基本要求。

優化操作，提高廠務設備轉換率

但相同數量的供應，透過能源管理系統的協助是有機會可以優化，例如產生相同壓縮空氣的空壓機所需的能耗可以降低，以減少所需費用。也就是說，透過優化操作控制與參數調整，以提高廠務設備的轉換效率。

這在節能減碳中是很重要的一環，因為廠務設備的電力及能源使用約佔全工廠的30~40%（一般來說）。以單一機台來看，廠務設備多數也屬於重大耗能的用能/電熱點。若能提升轉換效率，所節省的電費與碳排放量將會非常可觀。

變壓器，影響轉換效率關鍵

舉一個研討會中看到的例子。如圖四所示，這家工廠採用高壓供電，在淡季時，工廠生產所需電力負載降低，所以廠務端的三顆變壓器，每一顆的負載都降到40%。問題是變壓器的轉換效率不可能是100%，而且並非固定值。

一般來說，當變壓器的負載率在全載的50~65%的時候，轉換效率最佳。也就是說，處於40%負載的變壓器，其轉換效率並不理想。

若此時廠務人員可以適時的關掉一顆變壓器，改成只用兩顆變壓器提供現場用電的話，這二顆變壓器的負載就會從40%提高到60%，而這正是變壓器轉換效率最高的區間。

此時雖然製造現場真正的用電量並沒有改變，但因為變壓器的轉換效率變好了，所以台電所需要供應的度數自然就變少了，當然電費與碳排放量也就降低了。

IT OT整合，創造高數字價值

很棒，不是嗎？關鍵是，廠務人員就算有這能力，但會做嗎？敢做嗎？以現在工廠的運作模式，多數不會實施，會何呢？因為廠務是無法確保低負載是短期現象、會持續多長的期間。簡單來說，當廠務的OT操作，缺乏管理上IT數據（例如ERP/MES的訂單與工單之排程/派工數據）時，各單位就只能就其所知，見樹不見林的斷鏈式局部優化。而鼎新的能源管理系統，正是透過整合IT OT，創造出更高的數字價值。

圖四.廠務職能：從能源轉換效率下手

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