Cómo impulsar la rentabilidad integrando gestión energética y automatización de procesos

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Tradicionalmente, la gestión de la energía eléctrica y la automatización de procesos se solían diseñar y operar de forma independiente durante el ciclo de vida de una fábrica. Sin embargo, la presión por reducir los costes CAPEX y OPEX está impulsando su integración. La transformación digital es la herramienta que lo hace posible.

Ésta nos permite contar con una visión integral de la gestión del rendimiento de los activos y con una gestión energética completa, en toda la cadena de valor, impactando en todo el ciclo de vida de la fábrica.

Además, integrar la gestión energética y la automatización aporta claros beneficios. En primer lugar, permite maximizar el capital y la eficiencia de procesos a través de la innovación mitigando el riesgo de la inversión. Por otro lado, aumenta la vida útil y el rendimiento de los equipos ya que estos trabajan en un entorno seguro que reduce el tiempo de parada, aumentando la sostenibilidad y los costes energéticos de entre el 2 y el 5%.

Por último, maximiza la producción, el rendimiento y la eficiencia a través de una vista panorámica de las operaciones y habilita una toma de decisiones multifuncional en toda la cadena de suministro, lo que se traduce en una mejora de la rentabilidad de hasta el 3%.

En este artículo, se desgranan ocho estrategias que permiten a la Industria aprovechar la integración entre energía y automatización.

Estrategias para la integración de la gestión de la energía y la automatización de los procesos

Las 8 estrategias que permitirán al sector industrial aprovechar al máximo la integración de la gestión de la energía y la automatización de los procesos son:

  • Estrategia 1. Diseño unificado, ejecución de proyectos y gestión de la información de los equipos: la ingeniería unificada proporciona una integración completa de diseño conceptual, FEED y diseño detallado en un entorno que gestiona toda la simulación e ingeniería de procesos desde un único centro de datos con flujo de información bidireccional, proporcionando herramientas de diseño 3D multidisciplinares y personalizables que ayudan a construir las plantas de proceso. Por otro lado, se utiliza un gemelo digital de equipos de planta durante todo su ciclo de vida. Este madura a través de etapas de estudios FEED, diseño detallado, construcción y operaciones en curso, incluyendo información de equipos para procesos de fabricación industrial, sistemas de energía y equipos. El resultado: menor tiempo de entrega del proyecto, mejora de la eficiencia del diseño y reducción de los costes de construcción. Además, es posible automatizar la gestión de cambios, la colaboración multidisciplinar y la creación de documentos de proyectos para reducir los errores de diseño, los costes de instrumentación, control y sistemas eléctricos y asegurar el cumplimiento de los cronogramas.
  • Estrategia 2. Energía y procesos de optimización del sistema: plantea una optimización del sistema de automatización y energía que alinea el equipo con las demandas de energía previstas, incluyendo arranques, paradas, situaciones anormales y escenarios de descarga rápida. Asimismo, apoya las sinergias entre los sistemas de distribución eléctrica y de automatización de procesos, siendo la clave para conseguirlo el compromiso temprano con nuestros expertos de Schneider Electric y el uso de herramientas de modelado de simulación eléctrica y de procesos de AVEVA. Hacer coincidir el consumo de energía con sistemas de energía más eficientes permite reducir el CAPEX de la infraestructura eléctrica y de automatización hasta un 20%; acelerar el diseño, el arranque y la puesta en marcha del proyecto, y reducir las emisiones, el OPEX y los costes de mantenimiento a través de unas operaciones más eficientes.
  • Estrategia 3. Simulación y aprendizaje unificados a través del ciclo de vida de los equipos: basándose en el gemelo digital de equipos de la primera estrategia, la simulación unificada predice la potencia, el proceso y el rendimiento comercial proporcionando un modelo de comportamiento continuamente actualizado apto para ser aplicado durante toda la vida de la planta. El mencionado gemelo digital “vivo” posee capacidades predictivas fiables sobre una amplia gama de parámetros de diseño y operación. Este enfoque elimina la necesidad de reconstruir modelos, ya que el utilizado en la fase de diseño se utiliza durante la puesta en marcha funcionando como una plataforma unificada; permite formar a los operarios; evaluar el rendimiento de la unidad comparándola con el modelo; supervisar la operación de los equipos y optimizarlos en tiempo real. Todo ello incrementa la eficiencia energética y de los procesos, mejorando el rendimiento comercial, la fiabilidad del proceso y la sostenibilidad.
  • Estrategia 4. Ejecución unificada del proyecto EI&C: el socio principal de automatización y electricidad (MAEP) unifica los sistemas de control de gestión de la energía, distribución eléctrica y automatización de procesos trabajando en estrecha colaboración con la empresa de EPC. Esto simplifica el proceso y permite una mejor coordinación e integración de sistemas y reduce el riesgo, especialmente durante la puesta en marcha de la planta. Este enfoque permite lograr una reducción general de CAPEX del 20% y una mejora de la programación de hasta un 25%.
  • Estrategia 5. Sistemas de energía y procesos unificados: combina las capacidades del sistema de control distribuido (DCS), el sistema instrumentado de seguridad (SIS) y el sistema de control y gestión eléctrica (EMCS) en una única arquitectura de control, proporcionando una visibilidad completa del sistema eléctrico. Esta arquitectura alerta a los operadores de condiciones que puedan comprometer la red eléctrica antes de que se inicie un proceso, identifica cómo el sistema de control de gestión eléctrica con descarga rápida (iFLS) afectará un proceso y permite a los operarios de proceso evitar acciones que puedan sobrecargar o disparar innecesariamente los sistemas eléctricos. Además, facilita el análisis de fallos, disparos y paradas a través de una base de datos común con análisis de secuencia de eventos. Todo ello acaba redundando en la reducción del espacio de armarios y cableado; la racionalización de las estaciones de control de campo, las pasarelas y los servidores redundantes; unas pruebas, puestas en marcha y resolución de problemas más rápidas; mejoras en la eficiencia de las operaciones y el mantenimiento; un incremento del tiempo de actividad y menos costes.
  • Estrategia 6. Gestión integrada del rendimiento de los equipos: a partir de datos de proceso y energía, el sistema de gestión de quipos integrado proporciona una vista de las operaciones centrada en los equipos que permite a ingenieros y operarios de mantenimiento colaborar y analizar problemas que abarquen diversos tipos de máquinas. Además, los datos se integran en una única plataforma que permite aprovechar las capacidades analíticas y de machine learning para extraer relaciones importantes que, de otro modo, pasarían desapercibidas. Por otro lado, la supervisión de condiciones y el análisis predictivo basados en la nube pueden incluir información de equipos en varios sistemas, disciplinas y en todas las clases de equipos, incluida una combinación de acciones de mantenimiento planificadas y predictivas basadas en el modelo de riesgo de los equipos. Y la gestión de la seguridad operativa digitaliza la ejecución de los trabajos de inspección, mantenimiento y modificación para mejorar la seguridad de las operaciones de la planta y el cumplimiento de las normas de seguridad pertinentes. Esto incluye funciones como la automatización de los procesos manuales de elaboración de permisos de trabajo y la automatización del flujo de trabajo de mantenimiento. El resultado son unos mayores tiempos de actividad, rendimiento económico, vida útil y disponibilidad de los equipos, así como la simplificación de los procesos de compra y el incremento de la productividad de los trabajadores.
  • Estrategia 7. Optimización de la energía de los procesos: se basa en tres pilares, un motor analítico Big Data que aplique análisis a partir de procesos históricos y datos de energía para obtener información de proceso; un gemelo digital capaz de predecir la combinación óptima de uso de electricidad, combustible y vapor para minimizar el coste por unidad de producción dentro de los objetivos de sostenibilidad y la capacidad de contabilidad en tiempo real que mida el rendimiento financiero y de sostenibilidad de una operación industrial en tiempo real a partir de datos de proceso y energía. Este enfoque no solo permite impulsar la sostenibilidad, sino que incrementa la eficiencia del proceso, optimiza la compensación entre las fuentes de energía, facilita información sobre el coste de la energía y el impacto de las ganancias a todos los stakeholders e incrementa la fiabilidad y la rentabilidad.
  • Estrategia 8. Optimización y agilidad de la cadena de valor: une la información de los equipos en tiempo real, el gemelo digital predictivo y las condiciones actuales del mercado para obtener decisiones comerciales y operativas óptimas. Además, permite desglosar los silos entre el planificador, el programador y las operaciones, dando como resultado respuestas ágiles a las oportunidades del mercado, algo especialmente crítico en mercados volátiles. Entre sus beneficios también se incluye una toma de decisiones rápida y precisa con respecto a la selección de materia prima, el establecimiento de objetivos operativos para las plantas de proceso de la empresa y el desarrollo de planes comerciales a medio y largo plazo.

Unir dos áreas tradicionalmente separadas como son la gestión de la energía y el control de procesos, no solo reduce la complejidad y la cantidad de componentes del sistema, sino que además proporciona una plataforma común para la colaboración entre los responsables de ambas áreas. Además, utilizando las ocho estrategias de forma conjunta, los profesionales del sector industrial podrán reducir CAPEX y OPEX. Eso sí, siempre que la implementación de la tecnología necesaria vaya acompañada de un necesario cambio organizacional y de los procesos comerciales.

 

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