在考虑可持续性时，大多数机器制造商都专注于如何修改设备，以处理制造商用于产品包装的环保材料。但作为更大的可持续发展目标的一部分，降低能源消耗和实现碳中和也是这些公司的优先事项。许多CPG、食品和饮料以及制药制造商正在转向原始设备制造商，以帮助创建一个节能的“绿色机器”，以支持他们的企业可持续发展计划。
根据凯捷研究所一份关于可持续运营的报告，在航空航天和国防、汽车、工业和资本品、高科技、消费品、制药和医疗器械制造等行业的960名高管中，91%的人计划到2040年实现100%的可再生电力，87%的人计划实现碳中和。
高露洁是那些致力于到2040年实现净零碳排放的公司之一。去年9月，CPG宣布了一项减少产品包装设施浪费能源的措施。高露洁在使用爱默生的AventicsAF2智能流量气动传感器和支持iiot的软件架构，可实时精确监测压缩空气流量，以识别泄漏，优化气动过程，提高空气流动效率。
通过使用艾默生传感器技术和分析收集的数据，高露洁已经在几条牙膏和牙刷包装生产线上减少了约15%的能源消耗，并预计随着该技术的广泛推广，将节省更多的能源。
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高露洁棕榄全球工程服务副总裁沃伦·普鲁特在一份声明中说:“通过气流监测来节能只是冰山一角。”“通过测试和学习的心态，我们能够在全球范围内推广成功的经验教训，并帮助实现我们的可持续发展目标。”
根据两家公司的说法，鉴于大规模消费品生产严重依赖气动，减少与压缩空气相关的能量不仅有助于可持续发展，还有助于整体设备的健康和可靠性。
作为独立设备或空气准备系统的一部分，艾默生Aventics AF2可在线安装，实时监控压缩空气的使用情况。
事实上，业内专家一致认为，压缩空气、蒸汽和机电系统是造成能源浪费的罪魁祸首。原始设备制造商有潜力通过增加节能电机和驱动器，或增加智能传感器和分析，帮助制造商了解如何降低设备的能源使用，来抵消部分损失。
释放压力
一个常见的问题是:“我从哪里开始?”一个常见的答案是:“从评估哪里可以用最少的努力获得最大的收益开始，”公司的全国产品经理Nathan Hedrick说Endress +豪泽。“通常情况下，我发现一些最大的能源消费者是压缩空气和蒸汽，在这些地方，微小的改变可以节省大量的能源。”
Endress+Hauser生产用于测量和监控流量水平，压力，温度和液体的现场仪器。Endress+Hauser的行业营销组经理马克·托马斯(Mark Thomas)说:“这些工具是过程的眼睛和耳朵，对可持续发展工作很重要，因为它们可以生成可以监测、测量和报告的基线，以了解趋势。”
肖恩·西尔维，产品应用专家福禄克公司电气测试和测量工具的制造商，同意能源评估是很好的第一步。“但在能源领域，没有一项研究可以供工业工厂经理用来为制造设施的‘合理’能源使用设定基准。那么，如何评估当前能源使用的合理比例和浪费比例呢?或者，对于浪费的部分，什么提供了足够高的ROI来解决?这里讨论的投资回报率是由公用事业公司收取的每千瓦时成本。”
福禄克的电能质量和能源分析仪可以排除电能质量问题，并发现浪费能源的成本。同时测量多个参数，并以快速描述整体电源质量健康状况的格式显示。了解能源浪费点是关键。西尔维说:“每个系统和操作都有可能成为可以减轻或补救的浪费点。”“我们的目标是绘制特定设备和工艺的能源使用情况，以查看能源在哪里被浪费，以量化浪费，并根据设备的寿命优先考虑改进或更换，以及哪些修改可以提供最佳的投资回报。”
福禄克的三相电能质量分析仪可以捕捉数百个电源参数。图片由Fluke公司提供。西尔维的“能源效率清单”从能源使用情况开始，然后跟踪能源消耗，以了解能源浪费点。他警告说，制造商不应该试图管理设施消耗的每千瓦，而是将设施分为电力基础设施和关键系统。西尔维解释说:“对基本能源成分的理解使电工能够设置能源记录设备来测量整体消耗水平和质量，然后跟踪能源消耗的时间和原因。”“最大的节能方法是确定用电量达到峰值的时间，与公用事业发票相比评估总体耗电量，并可能重新平衡负载。”
西尔维说，通过对每个主要系统的电量进行记录，并将这些成本与公用事业账单进行对比，以量化消耗发生的地点和时间，公司通常可以通过简单的操作和计划更改来实现节约。
测量更多的输出
除了检查公用事业账单之外，还有其他方法来测量能源使用情况，它首先从连接到设备组件(例如输送机或泵)的电能表收集数据，并将其放入历史记录器中，以维护设备的历史以寻找优化。公司高级产品经理Gimmi Filice表示:“当你使用仪表板长期监控它时，你就有了一个数据集，可以使用分析来提高效率。通用电气数字．
除了历史学家之外，用于调度生产线的制造执行系统(MES)也可以与设施管理软件绑定，以查看不同的生产线何时处于空闲状态并可以关机。菲利斯说，一家大型汽车制造商使用GE Digital的Proficy MES软件，只需查看在晚上特定时段哪些线路没有运行，调暗灯光并关闭高能耗设备，就能节省约15%的能源使用量。
其他客户正在将数字化转型工具提升到另一个水平，比如使用人工智能和数字双胞胎技术来预测设备的性能。
事实证明，数据是能量调整的一个重要方面。然而，查看部分数据可能有助于调整机器或生产线，但不能提供真正优化能源使用所需的整体视图。Endress+Hauser的Hedrick说:“我经常发现，我们自己的仪器仪表具有更多未释放的潜力，用户没有充分利用未使用的数据。”
GE Digital的Cimplicity HMI/SCADA提供了能源消耗的可视化仪表板。图片由GE Digital提供
这就是新型制造业数据捕捉技术发挥作用的地方，比如看到机器，一个将非结构化的植物数据转换为标准化数据基础的平台。
Sight Machine数字转型高级副总裁马特•史密斯(Matt Smith)表示:“制造商应该知道自己生产了多少台设备，使用了多少能源，但他们需要仔细了解这些能源被用在了哪里……这样不仅能达到工厂效率或生产线效率的水平，还能达到资产效率的水平。”
Smith说:“使用Sight Machine进行推荐非常简单。“我们有工具，我们称之为烹饪书，你可以在那里找到你想做的东西的食谱，我们会通过为你做所有的统计称重来告诉你最有效的方法。烹饪书查阅了所有的历史数据，并根据条件，比如湿度、原材料等，用尽可能少的水为你提供最佳的运行条件。”
望向灯塔
在2020年,施耐德电气的肯塔基州列克星敦工厂被世界经济论坛(WEF)认定为“灯塔”，该论坛于2018年与麦肯锡公司一起发起了全球灯塔网络倡议。“灯塔”是指有效利用第四次工业革命(4IR)技术推动数字化转型的公司。因此，这些公司被认为是其他公司效仿的灯塔。
列克星敦工厂的数字能源管理战略利用工业物联网与电表和预测分析的连接，以获取更大的能源消耗粒度，以优化能源成本。该公司已经能够减少26%的能源使用，看到30%的净CO2减少，用水减少20%。随着这一进展，施耐德电气(Schneider Electric)拥有60年历史、生产安全开关和断路器的褐地工厂去年被世界经济论坛(WEF)选为全球仅有的三个被命名为“可持续发展灯塔”的工厂之一。
“这是对我们在列克星敦所做工作的证明，也反映了施耐德更广泛的使命，”施耐德电气EcoStruxure平台总监卢克·德坎(Luke Durcan)说。“多年来，我们一直走在脱碳可持续发展的道路上。”
施耐德电气使用自己的一些技术来了解工厂的实际基础水平，包括PowerLogic电能表、EcoStruxure电力监测专家能源可视化和分析工具，这些工具在控制层引入计量和机器数据，以及Aveva Insight，这是一个云平台，使用人工智能创建可操作的信息，以提高资产可靠性和运营绩效。Aveva能够将企业系统、MES、时间序列和非顺序能源数据集成到单个云平台中进行分析。
在施耐德电气列克星敦智能工厂，工程师和工厂经理使用Aveva软件来查看和优化整个工厂的能源消耗。图片由施耐德电气提供Durcan同意Smith的观点，跟踪资源和能源使用的能力不仅在工厂层面，而且在产品层面，这是非常重要的。例如，列克星敦工厂是一个大批量、低混合的工厂，当你每天都以同样的方式生产产品时，资源管理就很简单了。但这种情况很少发生。“很多事情都在变化，尤其是在批量生产环境中。生产过程发生了变化，生产方法也在变化，因此跟踪资源和能源的能力(不是在工厂层面，而是在产品层面)非常重要。”“你需要将资源与流经工厂的实际产品联系起来。我们不仅要考虑工厂每周或每年都在做什么，还要考虑产品在做什么，以及如何优化它们。”
这意味着不仅要扩大工厂生产的范围，还要扩大供应链的范围。收集所有这些数据可能很困难，但在测量能源使用时，这是一个重要的范式转变。
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每个OEM都可以走绿色道路
可持续发展是我们的首要任务梅特勒-托利多的首席执行官Patrick Kaltenbach。该公司组织了绿色mt计划，将这一优先事项全面扩展，激励员工采纳可持续发展的愿景。
“他教育了我们。我们非常强调绿色方面。因此，在我们的新产品研发中，我们也为此做出了贡献。贡献最大的人将获得某种奖励，”梅特勒-托莱多产品检验公司OEM业务发展经理Alan Zeng解释道。
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曾教授举了一个减少x射线发生器能耗的例子。作为一种检测手段，检测结果是非常可量化的。该公司将穿透该产品最初所需的100瓦功率降低到20瓦，以利用现有技术实现可行的应用。Zeng说，20瓦的x射线发生器产生的热量更少，并指出x射线探测器的新技术可以让探测器发挥五个作用，而不是一个作用来组合图像，从而节省能源。他说:“这并不是我们想象出来的，只是技术是可用的，我们利用它。”
无论是发明新的可持续解决方案，还是通过现代技术研究和应用现有的解决方案，每个公司都可以努力降低碳足迹。
——特约编辑梅丽莎•格里芬补充报道
