Lean Energy hur hör lean och energieffektivisering ihop? Nätverksträff om energieffektivisering 27 november 2013 Per-Erik Johansson Senior konsult DynaMate Industrial Services AB DynaMate Industrial Services AB Företaget bildades 2009 Huvudverksamhet i Dalarna och Mälardalen. Verksamhetsområde Sverige Antal anställda: 2012, 310 Omsättning 2012, 380 MSEK Certifierade enligt ISO 9001 och ISO 14001 Ägare: Scania CV AB 2013-01-21 utg 1 Per-Erik Johansson Våra affärsområden ENGINEERING FASTIGHET PRODUKTION Programmering Mekanikkonstruktion konstruktion Industriell IT Robot Energi CE-märkning VVS konstruktion Fastighetsautomation VVS Mekanik Energi Bygg Coachning i LEAN/TPM Lean Energi Underhållstekniker Servicetekniker Maskinrenovering Maskinomställning Underhåll FU & AU 2012-08-27 utg 1 Per-Erik Johansson 1
1 Energieffektivisering Byta bränsle F = P * (G / P) * (E / G) * (F / E) Människor Ekonomisk aktivitet F: globala CO 2 emissioner P: global population G: global BNP E: global energianvändning Need for new technologies! Lån från Björn Sandén, Chalmers 2
Två energisystemmisslyckanden som måste hanteras Europeisk elproduktion Transportsektorn Lean tänkande - De 7+1 slöserierna Onödiga rörelser Väntan Kassation och omarbetningar Överproduktion Transporter Överarbete Lager Outnyttjad kreativitet 3
Andel värdeskapande tid Procent av ledtiden 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 V Värdeskapande Icke Värdeskapande 2012-08-27 utg 1 Per-Erik Johansson Slöseri är allt som inte tillför värde till produkten Procent av ledtiden 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Förbättringsarbete V N S Utgångsläge Värdeskapande Icke Värdeskapande V N S Vanlig metod V N S Värdeskapande Icke Värdeskapande - Optimera Nödvändigt Minimera Slöseri - iminera Bättre metod 2012-02-20 utg 1 Per-Erik Johansson 4
Vad påverkar livscykelvinsten LCP? Kr TAK LC -förlust LC vinst LCP LC kostnader LCC Maximala intäkter T A K Intäktsförluster LCP Underhållskostnader Produktionskostnader Kapitalkostnader Livscykeln 100 % 90 % 80 % Tid Förläng anläggningens livslängd Source: Hans Ahlmann LTH 1999 2012-08-27 utg 1 Per-Erik Johansson Industriandel % PPA-rapport ac 50 CTH prof Anders Möjlig förbättring 40 30 20 10 00 Tillgängligheten i svensk industri Kinnander 2006 ektronik Medelv. Verkstadsindustri 60% 80% Realistiskt mål Gruvor Stål 85% OEE % 35-45 45-55 55-65 65-75 75-85 85-95 100 P&P Kraft Raff. Source: Hans Ahlmann LTH 1999 2012-08-27 utg 1 Per-Erik Johansson Vad är Lean? Överlevnad!! Medvetenhet -vilket påverkar vårt sätt att tänka 5
Vad är Resurseffektivitet respektive Flödeseffektivitet? Resurseffektivitet = Ett mått på hur mycket en resurs utnyttjas i förhållande till en specifik tidsperiod. 16 Flödeseffektivitet = Summan av de värdeskapande aktiviteterna i förhållande till den totala genomloppstiden Det är alltid kundbehoven som avgör vad som är värdeskapande aktivitet och därmed vad som utgör flödeseffektivitet Källa: Vad är Lean? Modig & Åhlström Förutsättningar vi alla står under Littles lag Genomloppstid = Flödesenheter i arbete * Cykeltid Flaskhalsar och genomloppstid (man får kö före flaskhalsen och dålig beläggning efter den) Lagen om variationens inverkan på processer Sambandet mellan variation, resurseffektivitet och genomloppstid Kingmans ekvation Källa: Vad är Lean? Modig & Åhlström Kingmans ekvation Kingmans ekvation E(W q) = Genomsnittlig väntetid. p = Resurseffektivitet, uttryckt som decimaltal C 2 a + C 2 s = Variation i start-/ankomsttid och variation i processtid (uttryckt som decimaltal) τ = Genomsnittlig processtid Källa: Vad är Lean? Modig & Åhlström Ju större variationen i processen är desto längre är genomloppstiden Ju högre resurseffektivitet ju längre blir genomloppstiden 18 6
Hur öka flödeseffektiviteten Minska antalet flödesenheter i arbete (eliminera orsaker till köer av information, material och människor) Minska cykeltiden Tillsätt mer resurser för att på så sätt öka kapaciteten iminera, minimera och hantera alla former av variationer i processen Insikter 19 Resurseffektivitet % Hög Förbättringsstrategier Inte nödvändigtvis dåligt men ett annat vägval Allt bra är inte Lean Lean är bara ett ord försök fånga och förstå den verkande substansen Låg Vilken strategi är bäst på sikt? Lean väg iminera, förutse och hantera variation Flödeseffektivitet % Hög 20 2012-05-15 Viktiga insikter Stabilitet / liten variation är viktigare för processens effektivitet än hastighet 23 7
Vi pratar energi, men för lite om Primärenergianvändning Effekt Vi löser våra problem med mer av allt Slöseriet ökar Viktiga insikter Stabilitet / liten variation är viktigare för processens effektivitet än hastighet Minimera användningen genom att anpassa till verkligt krav / behov (sugande system) 25 Slöseri är allt som inte tillför värde till produkten Värdeskapande Icke Värdeskapande V V N N S Energianvändning idag Fastigheter Industri 1 5 % 40 70 % 15 35% 5 55 % 30 60 % 15 40% Nödvändigt Minimera 26 Låt behovet styra (kraven) Slöseri - iminera Sträva efter sugande system 8
okt nov dec jan-07 feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec jan-08 feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec jan-09 feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec jan-10 feb mar apr maj jun jul aug sep 2006-05 2006-06 2006-07 2006-08 2006-09 2006-10 2006-11 2006-12 2007-01 2007-02 2007-03 2007-04 2007-05 2007-06 2007-07 2007-08 2007-09 2007-10 2007-11 2007-12 2008-01 2008-02 2008-03 2008-04 2008-05 2008-06 2008-07 2008-08 2008-09 2008-10 2008-11 2008-12 2013-12-04 Incitamentavtal- ex på resultat Kundens el- och värme, ackumulerat 12 månader [MWh] 4 500 4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 Produktionsel Värme (el/olja/fjv) Antal pumpar Avtals start Startnivå Ca 45% [Antal, st] 26 000 24 000 22 000 20 000 18 000 16 000 14 000 12 000 10 000 27 Vi måste fördjupa vår kunskap Nulägesanalys / Energikartläggning Energiutredning Värdeflödeskartläggning Riktad problemlösning Kaizen övningar Vad? Var? Varför? -När? -Hur mycket? -Förbättra befintlig process -Kunskap om vad som verkligen behövs -Kunskap om hur det nya skall byggas 2012-08-27 utg 1 Per-Erik Johansson Ökad volymrörlighet lägre affärsrisk [MWh/år] 65 000 60 000 55 000 50 000 45 000 40 000 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 Avtalsstart - och värmeenergi Företag y Rullande 12 el & värme Rullande 12 antal prod. enheter Antal producerade enheter [st/år] 65 000 60 000 55 000 50 000 45 000 40 000 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 29 9
Viktiga insikter Stabilitet / liten variation är viktigare för processens effektivitet än hastighet Minimera användningen genom att anpassa till verkligt krav / behov (sugande system) Systemets effektivitet begränsas av andra faktorer än den tekniska kapaciteten 30 Systemeffektivitet vs teknisk kapacitet Människan Fastighetsautomationssystem Rum, krav och behov Kanalsystem och don Ventilationsaggregat Fläkt Motor Total η = η x η x η x η x η x η x η x η Systemeffektivitet vs teknisk kapacitet Människan Automationslösning & gränssnitt människa - maskin Arbetsmiljö-, process- och produktkrav Produktionsstrategi, produktionsfilosofi Systemlösning för processflödet Total η = η x η x η x η x η x En visualisering av systemgränsernas påverkan på varandra och slutlig användning. Ger överblick över hur valen påverkar totaleffektiviteten. η Transmission Vald teknik för att utföra arbetet Transmission Kraftkälla x η x η 10
Produktion och processer Operationella prestationsmått Flexibilitet Ledtid Kostnadseffektivitet Pålitlighet Kvalitet Sätter villkor för Energi Användning Hur mycket? Vilken typ av resurser Effektivitet (hur vi använder) Potential för reduktion Uppgift: Energins roll I värdeflödet Reducera energirelaterade: Kostnader Risker Källa: Arni Halldorsson, Chalmers Skapar Miljöprestanda C02 Förnyelsebara resurser Etc. Utveckling av energieffektiviseringsarbetet Enskilda funktioner Orderstyrt arbete Akut underhåll, kör till haveri 2012-05-09 Förbättra, förebygg och konstruera bort möjligheten till slöseri Proaktiv Energiledning FU och grundstruktur Rätta till när energianvändningen ökar Kvalitetsäkrad energianvändning Reaktiv 34 Organisationen bygger och återanvänder kunskap för att förhindra slöseri Normalläge finns och styr Rätta till innan felet uppstår Lean Energi Verkligt behov styr Integrerat Energi och klimat agenda 2020 Lean Energy bakgrund och innehåll i kursen 2030 2050 Ledningssystem och processer The knowing-doing gap & energi effektivisering Produkter och tjänster process excellence kontinuerliga förbättringar 11
Lean Energy: Programöversikt Modul 1 Modul 2 Modul 3 Modul 4 Modul 5 Hållbar utveckling Genomgång Tillämpning Leanspel Genomgång Tillämpning Lean supply, lean principer Genomgång Tillämpning Energiledning Redovisning Lean, Energi ur ett leanperspektiv Energi och energikartläggning Lean Energy i praktiken Förändrings- Ledning Framtidsvision Tillämpning, Slöserijakt Tillämpning, Energikartläggning Tillämpning, Värdeflödeskartläggning och förändringsledning Tillämpning, Plan framåt Tre huvudområden för förbättring Effektivisera processen/flödet (beteende, volymrörlighet) Minska användandet genom att anpassa till behov / krav (sugande system) Använda bättre och effektivare teknik. (komponenter, lösningar och systemdesign) 2012-08-27 utg 1 Per-Erik Johansson 5 ST PUMPAR 38 12
39 Nyckeltal och resultat Pumpverkningsgraden ska ökas från 35% till över 80% Åtgärderna ger en besparing på 1,1 Mkr/år Visualisera 40 Energianalys light - fräsen Smältning Gjutning Sågning Fräsning Värmning Varmvalsning Kallvalsning Skärning/ Klippning Packning Sträckning Homogenisering Plätering Glödgning/ Löpning Avfettning 41 13
Energianalys light - fräsen Travers Rullbana Fräsning ovansida Rullbana Vändning Rullbana Fräsning undersida Rullbana Tryckluft Tryckluft travers rullbana fräs 1 rullbana vänd rullbana fräs 2 rullbana Ledtid Värdeskapande 160 544 Tid [sek] 33 96 80 70 55 90 80 40 6min 4sek 2min 40sek Effekt [kw] 7,5 560+35 7,5 18,5 7,5 560+35 7,5 42 Energianalys light - fräsen Under 2min 40sek (5 sekvenser/h, ca 0,22h) pågår fräsning. Värdeskapande Fräshuvudet roterar med full hastighet då fräsning inte pågår (0,78h) med ca 50% av energiåtgången vid fräsning. Icke värdeskapande, icke nödvändig Energislöseri Drifttid/år: 66h/vecka x 48veckor= 3168 h/år Energipris: 600 SEK/MWh Tomgång: 280kW x 0,78h= 218 kwh/h ~ 400.000 SEK/år 3168 h/år x 218 kwh/h = 690 624 kwh/år Travers Rullbana Fräsning ovansida Rullbana Vändning Rullbana Fräsning undersida Rullbana 43 Tryckluft Fräshuvud 560 kw Tryckluft Energianalys light - fräsen Nästa steg Kontrollmätning av energiåtgång för att säkerställa potentialen. Egen utrustning för effektmätning köps in. Möjliga lösningar Frekvensomriktare, investering ~1 MSEK Set up för elektrisk av- och påstängning. Problem med slitage på utrustningen (kontaktorer m.m.) Vad lär vi oss? Beakta smarta lösningar ur energisynpunkt från början. Låt behovet styra! 14
Principerna för visualisering och styra med normalläge Förstå Agera! Se Oförmåga att se Oförmåga att förstå Vad händer sen? Arnis bild 45 2012-08-27 utg 1 Per-Erik Johansson Vad frågar vi efter? Vi borde först fråga om Vad är värdeförädlande Vad är slöseri Driftsäkerhet Processens effektivitet Stabilitet i processen Processens krav Vad är behovet Idag Teknisk kapacitet Verkningsgrad på komponent Kunskap om detaljer Kostnad Funktion Leveranskrav 2012-08-27 utg 1 Per-Erik Johansson Produktion och processer Total η Operationella prestationsmått Flexibilitet Stabila processer Ledtid Sätter villkor för Krav i Kostnadseffektivitet värdeflödet Pålitlighet Produktionsfilosofi Kvalitet Energi Vårt Användning beteende Hur mycket? Vilken typ av resurser Effektiv Effektivitet teknik (hur vi använder) Potential för reduktion Uppgift: Energins roll I värdeflödet Reducera energirelaterade: Kostnader Affärsrisker Risker Ursprungsbild: Arni Halldorsson, Chalmers Gör Vi mäter resultatet Mäta Skapar Miljöprestanda C02 Förnyelsebara resurser Etc. End 15
Den fjärde insikten Det finns ingen energikris! Det är inte dyrt att skapa ett hållbart samhälle, men det är dyrt att fortsätta slösa som nu! Allas val gör skillnad! Sverige har en fantastisk marknadspotential Bästa sättet att möta framtiden? a) Vänta och se b) Göra planer / förutse den c) Undvika den d) Skapa den De viktiga frågorna Varför? -När? -Hur mycket? - Hur tänker du? - Hur får du det du ser att påverka din omgivning? Tack för uppmärksamheten! 16