Phát triển bền vững trong chế tạo máy móc và xây dựng hệ thống​

Khám phá cách tạo ra tác động thực sự – ngay từ giai đoạn thiết kế. Tài liệu chuyên sâu này sẽ trình bày cách lập kế hoạch thông minh, tính toán kích thước phù hợp và sử dụng công nghệ tự động hóa thích hợp giúp bạn rà soát tiềm năng giảm thiểu tiêu thụ năng lượng và cắt giảm khí thải GHG liên quan ngay từ giai đoạn lập kế hoạch.

Tải xuống tài liệu chuyên sâu ngay

Lý do ngành chế tạo máy móc và xây dựng hệ thống lại đóng vai trò quan trọng

Ngành chế tạo máy móc đóng vai trò cốt lõi trong cuộc chuyển dịch sinh thái của nền công nghiệp. Tùy thuộc vào thiết kế và vận hành, việc lập kế hoạch hệ thống có định hướng tương lai có thể định hình mức độ tiêu thụ năng lượng và vật liệu. Việc sử dụng vật liệu có mục đích, khả năng tái chế và tính mô đun là những bước quan trọng hướng tới một nền kinh tế tuần hoàn, giúp kéo dài tuổi thọ của hệ thống. Công nghệ số cho phép đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu và hỗ trợ quy trình sản xuất tiết kiệm tài nguyên.

Bên cạnh đó, các khung chính trị ở cấp độ châu Âu và quốc tế cũng đang thúc đẩy ngành công nghiệp phải nhìn nhận nghiêm túc hơn về phát triển bền vững. Các Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDGs) của Liên Hợp Quốc cung cấp một khuôn khổ toàn diện cho lộ trình phát triển bền vững toàn cầu, trong đó có một số mục tiêu tập trung cụ thể vào ngành công nghiệp. Tại châu Âu, Thỏa thuận Xanh Châu Âu và Chỉ thị Báo cáo Tính bền vững Doanh nghiệp (CSRD) là những động lực chính thúc đẩy tính minh bạch và trách nhiệm cao hơn trong việc báo cáo phát triển bền vững.

Điều kiện khuôn khổ chính trị cho tự động hóa bền vững

Khung chính trị này cũng có tác động gián tiếp đến kỹ thuật cơ khí và nhà máy. Các doanh nghiệp sản xuất phải cải thiện hiệu suất phát triển bền vững và sẽ chú ý hơn trong tương lai nhằm đảm bảo máy móc và hệ thống của họ được thiết kế cho mục đích tiết kiệm năng lượng và tài nguyên.

Tổng quan về nguyên tắc và chỉ dẫn quan trọng:

Chỉ dẫn về hiệu quả năng lượng:Thỏa thuận Xanh của Châu Âu, nhằm đạt được mục tiêu trung hòa khí hậu tại EU vào nằm 2050, bao gồm các biện pháp nhằm cải thiện hiệu quả năng lượng. Chỉ thị về hiệu quả năng lượng (EED) của EU yêu cầu phân tích toàn diện về mức tiêu thụ năng lượng của các hệ thống kỹ thuật.

Nguyên tắc kinh tế tuần hoàn:Đạo luật kinh tế tuần hoàn (KrWG) của Đức và Chỉ thị khuôn khổ về chất thải của EU thúc đẩy tuổi thọ sản phẩm và Quy trình tái chế tối ưu. Đối với các kỹ sư cơ khí và các kỹ sư khác, điều này đem đến sự đảm bảo các thành phần được sản xuất theo cách tiết kiệm tài nguyên nhất có thể, ví dụ như từ nhôm tái chế. Khi lập kế hoạch cho máy móc và hệ thống, thiết kế dạng mô đun có thể giúp tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái chế hệ thống sau này.

Dấu chân carbon của sản phẩm: Trong kỹ thuật cơ khí, Dấu chân carbon của sản phẩm (PCF) đóng vai trò quan trọng trong việc xác định dấu chân CO₂ của sản phẩm. Nó ghi lại lượng khí thải nhà kính trong toàn bộ vòng đời – từ khi khai thác nguyên liệu thô đến xử lý. Nó cũng giúp các kỹ sư lập kế hoạch sản xuất máy móc và hệ thống có lượng khí thải CO₂ thấp nhất có thể trong giai đoạn sản xuất.

Hộ chiếu sản phẩm số của EU:Hộ chiếu sản phẩm số EU (DPP) là hồ sơ kỹ thuật số trong tương lai chứa mọi thông tin về vòng đời của một sản phẩm. Bao gồm các thông tin chi tiết như vật liệu, nguồn gốc, tác động đến môi trường, khả năng sửa chữa và các phương án thải bỏ. Mục tiêu của DPP là thúc đẩy tính minh bạch và bền vững trên thị trường EU dựa trên chu trình cung cấp thông tin trên toàn bộ chuỗi giá trị. Làm như thế sẽ giúp các kỹ sư và kỹ sư cơ khí dễ dàng hiểu được sự cân bằng bền vững của các bộ truyền động cũng như những thành phần khác.

Các vít điều chỉnh quan trọng nhất trong kỹ thuật nhà máy

Tính bền vững là một vấn đề phức tạp được xác định dựa trên những điều kiện khuôn khổ chính trị, quy định và yêu cầu mới đối với các doanh nghiệp sản xuất. Làm thế nào để những yêu cầu mới này có thể được triển khai cụ thể trong kỹ thuật cơ khí và nhà máy?

Điều đó tùy thuộc:

  • Thiết kế của hệ thống: Thiết kế dạng mô đun tinh vi cho phép sửa chữa và bảo trì dễ dàng hơn, giúp tránh những lãng phí không cần thiết. Khả năng dễ dàng tái sử dụng hoặc thay thế các thành phần riêng lẻ giúp kéo dài tuổi thọ của hệ thống, chính vì thế làm thúc đẩy tính bền vững.
  • Các khái niệm điều khiển hiện đại: Họ sử dụng các cảm biến cụ thể cho mục đích thu thập và đánh giá dữ liệu máy móc. Việc này cho phép tối ưu hóa nhiều quy trình khác nhau trong tự động hóa, như vặn vít một bảng mạch. Những quy trình được tối ưu hóa này có thể được theo dõi bằng các chức năng giám sát như những chức năng do Festo AX cung cấp.
  • Khả năng mở rộng và linh hoạt: Hệ thống phải được thiết kế để có khả năng mở rộng và linh hoạt, từ đó có thể thích ứng với khối lượng đầu ra luôn biến động và các bước sản xuất mới. Khả năng mở rộng với các thành phần bổ sung giúp sử dụng hệ thống hiệu quả hơn. Khả năng này cung cấp tính linh hoạt cần thiết để hệ thống có thể thích ứng với các yêu cầu thay đổi và được trang bị các chức năng mới sau này.


  • Lựa chọn linh kiện: Việc xem xét dấu chân carbon của sản phẩm (PCF) là rất quan trọng khi lựa chọn linh kiện cho bất kỳ thiết kế hệ thống bền vững nào. Việc sử dụng vật liệu thay thế và ý tưởng thiết kế nhẹ có thể tác động tích cực đến chỉ số PCF; tuy nhiên, hiệu quả thực tế phải được đánh giá dựa trên sản phẩm và phương pháp cụ thể. Mặc dù việc thực hiện phân tích vòng đời không phải là trách nhiệm trực tiếp của các kỹ sư thiết kế, nhưng họ cần áp dụng các thông số kỹ thuật do các chuyên gia liên quan cung cấp.
  • Các bộ truyền động tiết kiệm năng lượng: Việc lựa chọn công nghệ truyền động tối ưu là điều cốt yếu để phát triển các dòng máy sản xuất bền vững. Những nhà chế tạo máy giàu kinh nghiệm đều hiểu rằng không có hệ thống truyền động tiết kiệm năng lượng nào là vạn năng; thay vào đó, sự lựa chọn hoàn toàn phụ thuộc vào các yêu cầu đặc thù của từng hệ thống. Để thiết kế các giải pháp tự động hóa bền vững, cần phải nắm rõ các ưu điểm của truyền động khí nén và truyền động điện cũng như khả năng ứng dụng thực tế của chúng.

Việc thiết kế các nhà máy sản xuất bền vững đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa nhiều yếu tố khác nhau. Từ các thiết kế mô đun và công nghệ điều khiển hiện đại đến việc lựa chọn các bộ truyền động hiệu quả, mỗi bước đều giúp nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống.

Kết luận

Các nhà chế tạo máy móc và xây dựng hệ thống đóng vai trò quan trọng trong việc giúp ngành công nghiệp trở nên bền vững hơn bằng cách thiết kế máy móc và các nhà máy sản xuất sao cho hiệu quả. Tất cả các khía cạnh của bài toán bền vững, từ việc lập kế hoạch đến vận hành và tiêu hủy hệ thống, đều phải được xem xét và tối ưu hóa thông qua việc lựa chọn các bộ truyền động, linh kiện và bộ điều khiển vòng hở phù hợp.

Hệ thống tự động hóa được thiết kế để tiết kiệm năng lượng và tài nguyên có thể giảm thiểu các tác động nhất định đến môi trường từ các quy trình công nghiệp. Điều này giúp các công ty sản xuất đạt được các mục tiêu bền vững và góp phần bảo vệ môi trường cho các thế hệ tương lai.