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图片来源：Seeq
通过新的数据分析工具，一家炼油厂在温室气体排放方面仅3个月就节省了60万美元。另外一家化学品制造商通过改进控制方法，在30个月内将热回收率提高了30%，蒸汽消耗量减少了15%。在过去十年中CONTROL ENGINEERING China版权所有，可持续性已被公认为过程工业的一个重要领域，许多过程制造商公开承认对气候变化和其它环境问题的关注。为了应对这些以及其它相关担忧，这些制造商正在投入人力资源，专注于领导可持续性工作，并创建具体的关键绩效指标（KPI）。
关键绩效指标的发展为过程制造商带来了诸多收益，如可以更好地获得新的投资资金、因减少浪费和降低能耗而带来的成本节约，以及提高声誉，从而获得竞争优势。
然而，尽管如此，想法和行动之间往往存在着明显的脱节，因为许多过程制造商仍然难以确定：如何以真正可衡量的结果或改进来实现其目标。如果没有明确的战略，即使有这些良好的目标，也无法获得所需的时间和资源投资。
在工具库中，如果有了合适的高级分析应用，过程制造商可以通过优化使用现有资产来跟踪环境绩效，这将会识别提高效率和可持续性的机会。
01 可持续工业运营道路上的障碍
不断发展的可持续性空间，以及来自监管、投资者和社会的不断增多的压力，给过程制造商带来了一些新的挑战。首先，虽然过程行业的可持续性通常与碳捕获、替代能源和电力存储等新技术相关CONTROL ENGINEERING China版权所有，但这些举措实施和维护的成本相当高，收益也往往不会立即兑现。
例如，在风力发电场中，安装的每台风力涡轮机捕获风能所产生的碳足迹，必须通过运营予以补偿。考虑到设计、建造和实施风电场所需的时间，以及对储能所需的投资，在实施后很长一段时间内，制造商可能无法获得可持续性效益。
02 测量和减少工业温室气体排放
由于缺乏标准化的报告和明确的投资回报率计算控制工程网版权所有，这些初始费用和延迟收益更加复杂，往往导致资本分配不足。事实上，就温室气体KPI而言，“气候行动100+”倡议的最新评估发现，只有5%的公司明确承诺：将资本支出计划与其长期温室气体减排目标挂钩。
然而，新的监管行动可能会迫使过程制造商加快行动。2022年3月，美国证券交易委员会（SEC）提出了新规则，要求公共组织加强与气候相关的披露，包括直接温室气体排放（范围1）、间接排放（范围2）以及价值链上游和下游活动排放（范围3）的信息。如果没有对当前运营的深入了解，不管温室气体的范围如何，过程制造商都很难改进、优化运营并报告其环境绩效。
没有适合的软件工具，进行任何类型的度量计算都可能非常耗时，这样就会将宝贵的主题专家（SME）资源浪费在日常数据管理活动上。许多情况下，尽管费时费力，但他们仍然无法充分了解环境KPI以推动改进。使用专门为分析时间序列过程数据而设计的合适工具，团队可以快速获得洞察力，以提供近乎实时的过程调整信息，从而实现业务目标，同时将能耗和浪费降至最低。
03 通过分析实现环境目标
当过程制造商只专注于大型技术以实现其可持续性目标时，往往忽略了现有可用资源可以立即优化其环境绩效。其中一些几乎不需要资本投资。数十年来，过程制造商一直在历史数据库中收集时间序列过程数据，利用所拥有的先进软件工具可以立即应用这些数据，并授权员工将可持续性作为重点，从而创造竞争优势，使企业朝着既定的目标前进。
高级分析应用使制造企业能够更深入地了解其环境过程数据，然后识别需要改进的领域，从而优化现有资产的环境性能。通过灵活性来扩展现有过程改进框架，这些应用使团队能够掌握新的和以前无法解决的可持续性用例。高级分析应用还使过程制造商能够从以合规性为中心的响应式方法，过渡到主动的、甚至是预测性的方法。通过持续监测参数以发现问题，这些组织可以评估绩效以确定根本原因。
除了监控和根本原因分析之外，高级分析应用还可以帮助中小企业建立模型，以更好地了解过程变化如何改善环境绩效，例如，通过“假设”分析。这些模型也可用于预测环境性能和预防偏差。下面的案例展示了如何使用高级分析应用来提高效率和可持续性。
04 对过度燃烧的缓解
燃烧是许多工厂和设施（包括炼油厂、化工厂和石油钻井平台等设施）为防止超压事件而采取的安全措施。然而，燃烧也会产生自己的问题。如果安全阀出现故障，可能会导致长时间燃烧，从而导致能源浪费。燃烧系统也可能无法正常工作，导致气体释放到大气中，从而导致温室气体排放（图1）。
图1：过程制造商可以使用Seeq的环境超标报告来跟踪累积排放量，并通过保持在可接受的范围内来确保合规性。
大多数炼油厂都有燃烧系统来帮助他们管理和应对这些净化事件。就加拿大的一家大型炼油厂而言，随着运营时间的推移www.cechina.cn，过程工程团队在没有适当基线的情况下很难确定燃烧的目标。团队使用数值和偏差搜索功能，确定了设备处于高流量状态的时间段。使用工作台内条件函数的信号，他们确定了平均流速www.cechina.cn，作为火炬烟囱正常运行的基线。通过实时与所有历史数据连接，团队能够在短时间内主动分析超过10年的数据，帮助他们在2022年第一季度识别并减少价值60万美元的过度燃烧。
05 减少能源和水的消耗
一个专业化学品制造商的SME团队，创建了其过程能耗的多变量模型（图2）。然后使用该模型将预期（建模）能耗与实际能耗进行比较。利用这些比较和其它调查，团队确定造成大量能源浪费的过程问题，包括阀门不工作和控制器调节不当。
图2: 一家化学品制造商使用Seeq产品比较建模能耗和实际能耗。当发现高偏差时，SME会进行根本原因分析。
确定这些偏差的根本原因，使工程师能够采取纠正措施并减少能源浪费，在30个月内将热回收率提高了30%，蒸汽消耗量降低了15%。这些节约相当于道路上减少1100辆客运车辆。在开发能源模型之前，这些问题往往未被发现。
06 合规性报告自动化
当炼油厂的过程工程师考虑排放问题时，他们可能会专注于合规性，这通常会导致事后对环境偏差做出响应。然而，使用合适的高级分析应用，这些团队可以转向一种主动的方法，使其能够将数据情境化，获得关键见解并执行根本原因分析。
一家石油和天然气公司的主题专家，希望实现合规性报告的自动化。该应用连接到过程历史数据库，并应用主题专家定义的计算，以根据行业法规高效准确地报告排放水平（图3）。当新数据可用时，这些报告就会自动更新，这样每个报告可以为公司节省两天的工程时间。
图3：高级分析应用可以监控和自动报告整个炼油厂排放的KPI。
利用这些可用的排放绩效数据，该公司从被动转向主动，以识别问题并缓解过程调整，而不是在事后采取行动。
07 提供可持续性见解
虽然过程制造商有义务支持环境努力，但如果没有具体的行动计划，实现可持续运营可能是一项艰巨的任务。这些组织不应忽视他们能够更有效地利用现有资产和资源，以立即实现改进的机会。
拥有合适的工具，团队可以深入了解环境绩效，使组织能够让其员工参与到各个层面，从而对过程制造商的环境足迹产生直接的积极影响。（作者 | Mariana Sandin）
关键概念：
■ 高级分析帮助制造商了解运行方式以及可达到的效率。
■ 高级分析应用帮助主题专家建模，以便更好地了解过程变化如何改善环境绩效。
■ 希望提高可持续性的过程制造商可以使用其设施中已经存在的资产。
思考一下：
如何使用高级分析来改进您的设施？
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