在数字化转型的浪潮中,企业不仅面临着提升运营效率、优化客户体验的挑战,更需积极响应全球可持续发展号召,探索绿色、低碳的生产方式。如何在保障业务高效运行的同时,融入绿色、低碳理念,推动企业向低碳可持续发展模式转型,是众多企业管理者关注的话题。
华润三九医药股份有限公司(简称“华润三九”)是大型国有控股医药上市公司,主要从事医药产品的研发、生产、销售及相关健康服务。作为制药行业的领军企业,华润三九以实际行动响应国家“3060”双碳目标,其在智能制造与绿色可持续发展领域的创新实践,无疑为行业企业树立了新标杆。
华润三九深蓝(智能制造)实验室执行主任包彦宇近期在接受企业网D1net专访时表示:“在智能制造和近零碳工厂的探索中,华润三九不仅通过技术创新实现了节能降本、提质增效,还显著提升了公用辅助系统的保障能力,确保了药品的生产质量。”本文将分享华润三九近零碳工厂建设背后的故事:从战略背景到具体目标,从技术创新到实践成果,再到行之有效的方法论,全面揭示智能制造与绿色发展如何和谐共生,助力行业企业探索绿色转型的新路径。
华润三九深蓝(智能制造)实验室执行主任 包彦宇
近零碳工厂建设的背景与目标
华润三九建设近零碳园区,旨在积极响应国家“3060”双碳目标,实现节能降耗,进一步提升公司整体竞争力。“我们将年能耗超过500万元的制药工厂单元,作为近零碳园区建设的目标对象。这样可以确保我们的工作能够带来显著的节能效果和经济效益。”包彦宇提到。通过实施蓄能、蓄冷、太阳能发电、能耗设备改造等一系列措施,预计每个选定的工厂单元将节省15%至20%的能耗。对于年能耗超过500万元的工厂而言,改造后每年有望节省100万元的成本,使得近零碳园区的建设在经济层面具备高度的可行性。
在“十三五”末期,华润医药集团的万元产值能耗约为450元,而作为其旗下的子公司,华润三九同期的万元产值能耗已控制在196元,显著优于集团平均水平。包彦宇表示,“十四五”期间,华润三九设定了更为明确的节能减排目标,即在现有196万元产值能耗的基础上再降低20%。为实现这一目标,华润三九制定并实施了一系列节能减排行动方案,目前已将万元产值能耗成功降低至165元,为完成“十四五”既定目标打下了良好的基础。同时,华润三九通过升级改造产生的绿色碳资产,可以通过碳交易带来额外的经济收益,实现降本与增收的双重效益。
值得一提的是,近零碳工厂和园区的建设与华润三九的智能制造战略并非孤立存在,而是相辅相成。智能制造工作的开展为近零碳园区的建设带来了诸多便利,例如,华润三九的数据采集工作已完成,大大降低了近零碳园区建设的成本。同时,智能制造所搭建的基础设施和配套人才,也为节能降耗工作提供了有力的支持。
华润三九近零碳工厂的技术创新与具体实践
华润三九近零碳园区建设项目成功打造了企业级精益能源管理平台(简称PMS),该平台深度融合了云计算、大数据、物联网、移动通信以及智能算法等先进技术,并紧密结合华润三九的生产特性。PMS平台基于Docker容器技术和Kubernetes容器编排引擎构建,实现了快速部署、动态扩展、自我修复和滚动升级等功能,打造出一个强大、智能、安全的技术部署架构,为华润三九的精益能源管理提供了坚实可靠的技术支撑。
PMS是一个集数据采集、分析与管理于一体的云平台,旨在提升华润三九现有的精益能源管理水平。该平台能够对公司的日常运行维护和用户耗能行为实施全面有效的管理与监控,通过科学可行的能效改善策略及有效手段,实现全面节能、指导精益生产,并改变公司的精益能源管理模式。
据悉,PMS初期部署在华润电力的云平台上,经过私有化部署和GMP认证,该平台已成为华润三九落实节能降耗工作的核心平台。它不仅实现了能耗数据的实时监测与自动抄表,大大减轻了人工抄表的劳动强度,还通过内置的辅助计算模型和指标体系,为管理层提供精准的能耗分析与改进建议。
具体而言,PMS平台实现了四大核心功能:
一是智能抄表。取代传统的人工抄表方式,PMS平台实现各类能耗数据和能效指标的在线监测、自动采集和存储,并提供灵活多样的查询方式,从而大幅节省了人力成本。这一功能不仅提高了能耗数据的准确性和及时性,还显著减轻了员工抄表的劳动强度,改善了工作环境。
二是辅助计算模型。PMS平台基于多种用能场景建立辅助计算的数学模型,通过计算和分析对单元能耗水平进行实时监控、故障告警和自动化管理。这一功能可以在用能出现问题时,及时提醒工程师和员工,便于他们快速处理问题,从而提升能源管理的响应速度和处理效率。通过辅助计算模型,企业可以更加精准地掌握能源使用状况,优化能源使用策略,从而实现节能降耗的目标。
三是指标体系。PMS平台定义了丰富的能耗相关指标,面向管理层提供了全面的能耗分析工具,可分析所有工厂的能耗水平,并提供每月和全年的能耗水平分析报告。这一功能使得管理层能够及时掌握企业的能耗状况,督促各工厂进行能耗改进。通过指标体系功能,企业可以实现更加精细化的能源管理,推动整体节能降耗目标的实现。
四是碳资产管理功能。PMS平台设有碳资产管理模块,使公司在碳交易市场中能够更加灵活地运作,还可以通过绿碳交易实现额外的经济收益。
除精益能源管理平台外,公辅控制系统同样扮演了重要角色。该系统借助AI技术实现设备的智能控制,并定期优化其能耗水平,旨在不断提升设备效能。此过程包含对设备运作效率的精细调控,通过图形分析能耗与效率曲线,选出最优模型并从云平台下载更新至设备端,以此持续优化设备的最佳运行状态,实现效能的持续提升。
此外,华润三九还充分利用夜间低能耗时段进行蓄冷、储能,这一举措不仅有效降低了能耗成本,还为生产运营提供了更加稳定可靠的能源保障。
通过一系列节能降耗措施,公司成功将技术创新转化为显著的节能降耗成果以及可观的经济效益。运用AI、互联网等先进技术,华润三九对重点能耗设备的运行效率进行了深度优化,不仅提升了单机运行效率,还有效降低了单机能耗。正是凭借持续的努力,华润三九成功在4年内将单个试点工厂的整体能耗降低了16%-17%,并且对实现5年内降低20%能耗的目标充满信心。
以华润三九观澜基地为例,通过分布式光伏、充电桩、新能源路灯、冷站改造等多重手段实现节能减排,该基地已成为深圳市的近零碳示范园区。2023年,该基地成功产生2000吨绿碳,减碳成效显著,不仅为公司自身实现低碳转型奠定了基础,也为制药行业乃至工业制造领域提供了宝贵的实践经验。
一套方法论:支撑PMS推广应用背后的五大变革
在近零碳工厂建设和PMS推广应用的过程中,华润三九实施了一系列变革措施,包括思想变革、管理变革、组织变革、能力变革和方法变革,共同助力节能降耗工作的深入推进,通过全员节能管理和横向协同改进,成功实现从经验式管理向精益能源管理的转变。
首先,思想变革。在PMS推进的前、中、后各个阶段,华润三九组织了多期能源管理研习会,旨在凝聚共识、统一思想,确保全体员工深刻认识到节能管理的重要性。例如,“推进前”学习PMS应用先进经验、明确项目需求;“推进中”及时总结,补足项目短板;“推进后”总结和分享单元PMS平台应用经验,助力单元持续提升能源管理水平。
其次,管理变革。在管理层面,华润三九通过外部学习、内部分享和研讨,确定了项目落地的管理路径和管理工具——即“两图一表一体系”,又称211工程。211工程通过可视化的能源系统图和计量网络图,明确了系统逻辑、可视化计量逻辑以及功能属性,并划分了管理责任人;通过能源管理需求表,帮助各责任区域明确能源管理的目的和需求;通过能源管理层级指标体系,推动多层面节能改善和能源管理数字化转型。
第三,组织变革。华润三九建议已推广PMS的各个单元成立PMS虚拟运营组织,要求每个单元都配备1-2名能源管理工程师,并明确各项职能,以确保总部和单元层面均有人负责能源管理工作,从而保障PMS系统的顺利上线和运营。
第四,能力变革。PMS运营要求专业人才系统掌握PMS系统的结构与功能,并具备能源基础知识。为此,华润三九高度重视能源管理人才队伍的建设,通过定期举办精益能源管理师培训以及现场诊断交流活动,不断提升员工在能源管理方面的专业能力和实践技能,为PMS的长期运营提供人才保障。
第五,方法变革。华润三九以观澜基地为精益能源管理的标杆,深入学习并交流了该基地近几年在精益能源管理实践中所开展的八大核心活动。包括制定明确的能源绩效目标、识别能源改善机会、积极开展能源改善活动、持续跟进能源绩效指标、定期发布能源报告、定期开展能源总结会、进行能源现场检查,以及实施年终能源绩效考核,通过这八大方法有效赋能精益能源管理和企业的数字化转型,从而确保绩效目标的顺利达成。
能源管理策略与实践:从数据驱动到技术创新
包彦宇强调:能源管理涉及多方面策略,排班与算法的结合应用非常关键。通过将排班计划与先进算法相结合,PMS系统能精确指导每个车间和每台设备的开机时间,有效降低能耗峰值和电力容量需求,进而减少费用开支,实现管理节能。
此外,行为节能也是重要一环。在能源管理系统中,设备、车间或生产线的能耗情况均被实时监控,并设有正常能耗曲线及多重报警机制。一旦实际生产情况与过往模式出现偏差,系统会立即发出告警,提示能源工程师及时介入调查并处理,以确保能耗保持在最优水平。
“过去,我们可能更多地依赖于经验和直觉,但现在,我们需要让数据说话。”包彦宇强调,数据是制定节能策略、评估节能效果的重要依据,在决定节能降耗措施之前,要先分析系统的能耗曲线,才能确保决策的科学性和有效性。
包彦宇举例,2022年公司组织总部专家和外部顾问去工厂进行考察和现场辅导,通过深入现场,核查哪些能源计量表已经接入系统,准确性如何,并根据三级能源管理的要求,提出了增加计量表、优化能源管理等方面的建议。
他指出:“上线一个能源管理系统并不能真正节能,甚至可能增加费用和管理成本,唯有实施一系列节能行为才能实现节能目标。”考察结束后,顾问团队详细列出了问题清单,并与工厂相关部门进行了深入沟通和讨论。通过总结会议,这些问题被转化为具体的改进计划,明确了责任部门和落实时间。在此过程中,能源管理工程师不仅负责监督改进计划的执行情况,还积极参与跨部门协作,确保节能措施得到有效实施。
值得一提的是,华润三九在节能实践中还尤为注重技术创新和攻关。例如,针对一台因生产药品品种变更而闲置的节能设备,公司组织技术团队进行深入研究,并成功找到将其应用于新产品生产的方法,预计这一有效举措每年可为公司节省能源成本约200万元。
探索节能减碳技术路径,引领行业绿色转型
建设近零碳工厂和园区在社会效益方面最显著的成效体现在碳排放管理上。欧盟已正式通过“碳边境调节机制”法案,作为全球首个引入“碳关税”概念的法规,它对企业碳管理提出了更高要求,形成了一种制约机制。在碳排放管理方面,华润三九展现出较强的应对能力,可以免受欧美碳关税或相关制约机制的影响。同时,华润三九还致力于探索并实践一条可复制、可推广的节能减碳技术路径,旨在引领并促进整个医药行业的绿色、低碳转型。
包彦宇明确指出,建设近零碳园区并非药厂的核心业务。因此,将节能降耗和近零碳园区的建设任务交给专业的能源管理公司更为明智。这一策略使企业能专注于核心业务,同时借助专业团队的力量实现节能降耗和环保目标,推动企业向绿色、低碳方向转型。通过与华润电力的合作,落实一系列节能降耗措施,华润三九在4年内将单个工厂的整体能耗降低了16%-17%,观澜基地更在2023年产生2000吨绿碳,减碳成效显著。
然而,系统的建设和应用只是起点,后续的持续使用和优化升级更为关键。因此,企业需与能源管理专业团队紧密合作,共同推动系统的持续优化和升级,以实现长期节能降耗目标,为企业可持续发展奠定基础。
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