ICS25.040離散制造能效評估方法國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會 I 2 24.2能源消耗因素 24.3物質消耗因素 24.4制造資源管理因素 24.5產出因素 3 35.1離散制造能效指標概述 35.2生產設備能效指標 35.3生產過程管理能效指標 45.4經濟產出能效指標 46離散制造能效評估模型 5 5附錄A(資料性)離散制造能效評估方法示例 IGB/T41252—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業聯合會提出。本文件由全國工業過程測量控制和自動化標準化技術委員會(SAC/TC124)歸口。1GB/T41252—2022離散制造能效評估方法輸出的能源、產品、服務或績效與輸入的能源之比或其他數量關系。2GB/T41252—20223.7耗能工質energyconsumingworkingmedium在生產過程中所消耗的那種不作為原料使用，也不進入產品，制取時又需要消耗能源的工作物質。離散制造生產過程discretemanufacturingproductionprocess生產由離散元件組成的產品或零部件的過程。3.9能源管理energymanagement指導和控制實體的能源使用的協調活動。[來源：CEN/CLC/TR16103—2010,4.5.1]3.10制造資源manufacturingresource制造過程中的物理或邏輯實體。4離散制造能效相關因素分析4.1概述公式(1)反映生產過程中輸出的能源、產品、服務、績效等與輸入的能源、物料等的比例關系。生產過程中影響能源輸入和輸出、產品產量和質量、物料、人員使用等各種因素都是能效影響因素。離散制造生產過程需要考慮能效因素主要可分為：能源消耗因素、物料消耗因素、制造資源管理因素、產出因素等。式中：P。——生產過程中輸出的能源、產品、服務、績效等；P;——生產過程中輸入的能源、物料等。4.2能源消耗因素離散制造能源分為一次能源、二次能源和耗能工質所消耗的能源。離散制造能源消耗以二次能源為主。示例：鑄造生產過程消耗的能源介質有電能、燃氣、油、煤、壓縮空氣等。4.3物質消耗因素物質消耗因素包括在本企業生產過程及外協生產過程中所消耗的各類原材料、輔料等的數量。其中原材料的數量、質量及燃料的質量直接影響到能源的消耗量。示例：裝備制造生產過程中用于零件加工使用的坯料，以及委托外協加工零件所消耗物料。4.4制造資源管理因素制造資源管理因素包括：生產過程中對制造資源的計劃和調度，對設備、生產單元、生產工藝段的現場操作、工藝參數配置等，能源供需平衡等因素，物料和中間產品物料配送等。示例：汽車零配件生產過程對車間生產運行的管理，包括：生產計劃與調度、物流管理、工藝裝備參數優化、生產執3GB/T41252—2022行等。4.5產出因素產出因素包括：產品的數量和質量、輸出和轉換的能源數量和質量等。5離散制造能效指標5.1離散制造能效指標概述離散制造生產過程是指從原材料開始到成品出廠的全部過程，通常包括：原材料的加工、處理，設備維修、檢驗、校準，專用工具和輔具的制造，產品包裝、從生產設備、生產過程管理、經濟產出三個維度進行定義。生產設備能效指標反映離散制造生產過程中制造設備的能效水平，包括：生產設備單位產能能耗、設備能量轉換效率、加工時間比率等指標。生產過程管理能效指標反映離散制造生產過程中制造資源組織管理對能效影響，包括：物流到位經濟產出能效指標反映綜合考慮設備、生產過程管理、經營管理、生產成本等各因素對能效的影響。包括：單位產品能耗指標、單位產品能源成本、萬元產值能耗等。5.2生產設備能效指標生產設備主要有以下能效指標：a)生產設備單位產能能耗生產設備單位產能能耗ηc按照公式(2)計算： (2)式中：E——設備/單元綜合能耗，單位為件或噸(t);Mp—設備/單元中間或最終產品產量，單位為件或噸(t)。b)設備能量轉換效率設備能量轉換效率指標ηe按照公式(3)計算： (3)式中：E。——設備或單元的輸出能量，單位為千焦(kJ)或千瓦(kW);E;——設備或單元的輸入能量，單位為千焦(kJ)或千瓦(kW)。c)加工時間比率加工時間比率指標ηr按照公式(4)計算：式中：……T、——基本時間，直接用于改變生產對象的尺寸、形狀、相對位量、表面狀態或材料性質等工藝過程所消耗的時間，單位分(min);Ta——輔助時間，為實現工藝過程進行各種輔助動作所消耗的時間，單位分(min)。4GB/T41252—20225.3生產過程管理能效指標生產過程管理主要有以下能效指標：a)設備/單元運行率設備/單元運行率指標η0按照公式(5)計算： (5)式中：Tpa——實際工作時間，單位為小時(h)或天(d);b)工序工作時間比率工序工作時間比率指標ηp按照公式(6)計算：Tpa——工序實際工作時間，是工序所含各工步操作消耗時間之和，單位為分(min)或小時(h)Tp-——工序額定工作時間，單位為分(min)或小時(h)或天(d)。c)返工率返工率指標η.按照公式(7)計算：式中：N,——返工不合格品數量；N,——全部送檢品數量。廢品率指標ηw按照公式(8)計算：Nw——N,——廢品數量；全部送檢品數量。…………(8)5.4經濟產出能效指標經濟產出主要有以下幾項能效指標：a)單位產品能耗指標 (9)式中：E———產品的綜合能耗，單位為千克標油(kgoe)、千克標煤(kgce)、千瓦時(kW·h)、焦耳(J)等；5GB/T41252—2022Mp——產品產量，單位為生產數量(件)或噸(t)。b)萬元產值能耗每萬元工業產值所消耗的能源量[千克標油(kgoe)或千克標煤(kgce)或千瓦時(kW·h)或焦耳每萬元]。6離散制造能效評估模型離散制造能效評估模型用于分析設備、單元、產線、車間等的物料流和能量流。其模型如圖1所示。離散制造系統離散制造系統生產單元/產線a1)設備單元運行率2)序1作時可比率4廢品率消能源F11施山你R11生產單元/;線2圖1離散制造能效評估模型能效評估模型中包含的輸入物料因素有：輸入主物料、輸入輔助物料；模型中包含的輸入能量因素對于生產設備的能效評估使用設備能效指標；對于生產線/車間的能效評估使用生產過程管理能效指標；最終產品的能效評估使用的是經濟產出能效指標。7離散制造能效評估通用流程離散制造能效評估通用流程如圖2所示。確定能效評估對象確定能效評估對象(能源流和物料流)能效指標計算能效評估報告現場數據圖2離散制造能效評估通用流程6GB/T41252—2022離散制造能效評估主要有以下流程：a)確定能效評估對象象可選擇多個，如以制造工廠作為能效評估對象，評估過程也需要選擇車間、生產線或設備作為評估對象。b)建立能效評估對象模型根據評估對象，界定評估邊界，將評估對象劃分為各組成部分及設備等。基于生產流程、生產工藝和現場數據，建立能效評估對象的能源流和物料流，形成能效評估對象模型。c)能效指標計算根據生產流程和工藝特點，分析影響能效的關鍵因素，確定評估需要使用的能效指標。按照統一時間起止范圍計算能效指標值。d)能效評估報告基于計算的能效指標值，對設備層面、生產過程管理層面的節能潛力進行分析，結合企業現狀及后續發展規劃，給出當前實施能效改善的建議以及后續能效提升的整體實施路徑。離散制造能效評估方法示例見附錄A。7GB/T41252—2022(資料性)A.1確定能效評估對象以某輪轂制造企業的固態模鍛生產車間為能效評估對象，車間的生產過程是輸入原材料和輔助物A.2建立能效評估模型A.2.1鍛造車間能源及物料消耗情況a)原材料b)輔料c)燃料電能消耗貫穿于鍛造車間各工藝生產過程中。車間大功率用電設備較多，如對擊錘、燃氣爐、f)壓縮空氣A.2.2鍛造車間能效評估模型典型固態模鍛生產車間能效評估模型如圖A.1所示。8GB/T41252—2022鍛造工序鍛造工序鍛下機水及油斗熱處理工序熱處證產輔助工序↓直風設備水最時心清洗設各照明設備下料設備正村及軸水要軸一鋁床忙車間物流設備機如工設備加熱工序下料工序環保除塵壓縮機加熱爐成燃木及輔神打軸圖A.1典型固態模鍛生產車間能效評估模型(示例)A.3能效指標計算能耗較高，生產管理中設備有效使用和非計劃停機以及生產組織A.3.2能效指標確定及計算A.4能效評估報告A.4.1能效評估報告內容框架A.4.2能效優化建議(示例)對某輪轂制造企業固態模鍛車間從能源供給、典型設備能耗、生產過程管理三個方面進行能效診a)能源供給優化9GB/T41252—2022b)設備能效管理優化c)生產過程優化方案1)鍛造工序能效優化。基于設備能耗模型建立鍛造工序能效仿真模型，模擬最低的能源消2)熱處理工序能效優化。余熱利用。GB/T41252—2022[4]GB/T3485評價企業合理用電技術導則[5]GB/T3486評價企業合理用熱技術導則[6]GB/T6422用能設備能量測試導則[9]GB/T13338工業燃料爐熱平衡測定與計算基[11]GB/T14909能量系統煙分析技術導則[13]GB/T15317燃煤工[14]GB/T15587工業企業能源[17]ISO20140-1Automationsystemsandintegration—Evaluatingenergyefficiencyandotherfactorsofmanufacturingsystemsthatinfluencetheenvironment—Part1:Overviewand[18]ISO22400-1:2014Automationsystemsandintegration—Keyperformanceindicators(KPIs)formanufacturingoperationsmanagement—Part1:Overview,conceptsandterminology[19]ISO22400-2