工廠自動化在技術開發中競爭
專注於脫碳解決方案

文◆桑崎厚史
出處◆生產財 2022.11

工廠自動化企業的脫碳解決方案在JIMTOF2022上引起廣泛關注。自JIMTOF2018以來，4年內全球暖化的危機感上升到前所未有的水平，對環境措施的需求急劇擴大。碳中和（CN, Carbon Neutrality）和脫碳成為包括製造業在內的所有行業的趨勢，工廠自動化業界的製造商競相開發工具機和外圍設備的節能技術。這裡，我們將介紹JIMTOF2022參展商的脫碳解決方案。

496家企業支持綠色轉型GX聯盟

在全球天氣異常和自然災害頻發下，全球暖化的危機感與日俱增。二氧化碳(CO2)等溫室效應氣體(GHG)被認為是全球暖化的主要原因，目前，包括日本在內的世界各國都在拼命溫室效應氣體排放。碳中和及脫碳是促進這些努力的重要關鍵詞。

碳中和是指將CO2等溫室效應氣體排放量減少到幾乎為零。就現實而言，在當今經濟活動和人類生活中，要將溫室效應氣體排放量完全降至零極為困難。以減少溫室效應氣體為努力目標的同時，對於不得已而排出的碳量，透過某種方式完全消除或吸收，或者使之平衡為零，意即處於中性狀態，這就是碳中和的基本原則。而脫碳也是類似意義。

在日本，前首相菅義偉在2020年10月的政策演講中宣布，他將在2050年實現碳中和，以實現脫碳社會為目標。去年4月，日本設定 2030年的溫室效應氣體排放量要比2013年減少46%的高目標，並向世界各國宣布透過公共和私營部門的共同努力，大力推動CO2減排的政策。

此外，在碳中和及脫碳與經濟增長機會聯結起來的新概念下，最近的「綠色轉型 Green Transformation (GX)」也引起了人們的關注。GX 的目標是透過對全球環境友好的綠色技術，改變整個經濟和社會系統。

在日本，經濟產業省在今年2月率先宣布了「GX 聯盟基本概念」，這是一個透過產官學支援合作，讓挑戰GX的公司可持續發展的新框架。截至9月底，包括製造業、服務業、金融機構等在內的496家企業已宣布支持GX 聯盟。

展示機上的標章

碳中和及脫碳現在被廣泛認為是全球所有行業面臨的共同挑戰。包括工廠自動化產業在內的整個製造業中，為了實現脫碳社會，需要比以往更加環保的生產系統。

對此，國內外工廠自動化製造商目前正在相競開發降低工具機和外圍設備能源消耗的技術，以便為減少客戶製造現場的二氧化碳排放量，以及對自己工廠的節能做出貢獻。

在這樣的環境下舉辦的JIMTOF2022，參展商的節能技術展示品很可能會引起極大的關注。大隈株式會社(Okuma Corporation， E6037)在今年10月實現了國內三座工廠的碳中和化，其以「脫碳」作為今年活動的亮點之一，提出多種解決方案。將能夠穩定加工精度和降低能源消耗、為環保做出貢獻的智能工具機定義為「Green-Smart Machine(綠色智能化工具機)」。並於9月27日召開記者會，公佈了從CNC車床到加工中心、5軸工具機、複合式工具機等，涵蓋幾乎所有機型的綠色智能化工具機的開發方針。

從明年4月起，國內出貨的機器將貼上綠色智能機標章。社長家城淳說：「我們計劃提前在JIMTOF2022展出的22台機器上張貼標章」。

在製造現場，為了實現高加工精度，預熱操作和空調管理一直是不可缺少的，也因此消耗了大量的能源。為此，除了獨創的熱位移修正系統「Thermo-Friendly Concept」等智能技術外，還安裝了可視化分析能源消耗的節能系統「ECO suite plus」，透過這些技術提出高精度與節能並重的方案，支援客戶的生產現場脫碳。

大約睽違20年的重大修正

綠色智能工具機的核心是全新數控工具機「OSP-P500」，在JIMTOF2022會場上首次亮相。大隈株式會社家城社長強調：「這是CNC 設備近20年來的重大改版，演算性能比起過去也翻倍成長。我們首先會在最高端的5軸加工工具機和複合式加工機上安裝 OSP-P500，但未來我想把它應用到所有綠色智能機器上」。

除了具有高再現性的數位孿生（高級模擬）外，OSP-P500 還集成了「智能操作」等多種功能，即使不懂NC程式語言的新手操作員也可以輕鬆準備加工。此外，作為脫碳解決方案，除了標配ECO Suite Plus，也能在數位空間模擬CO2排放，有助於減少對環境的影響。

對於脫碳的一系列努力，家城社長表示：「廣泛傳播綠色智能機器的概念需要時間，但我們仍會繼續傳播這樣的訊息。花費的時間越多，品牌推廣的深度就越深」。

安裝方便，即刻節能

不僅工具機製造商，周邊設備製造商也在積極開發碳中和及脫碳技術。Grundfos 葛蘭富是總部位於丹麥的泵製造商，其位於日本的子公司（濱松市北區 E5027，松田則典社長）致力於提出「智能泵」作為有助於機器節能的解決方案工具。

智能泵內置逆變器和控制器，可根據流量、壓力等各種傳感器的訊息控制電機轉速。其特點是最大限度提高泵浦的運行效率，同時降低電力消耗。它使用相當於國際電工委員會（IEC）標準中最高等級「IE5」的電機馬達，本身具有很高的節能性能。

松田社長強調：「一般來說，要控制一台水泵，就得改造控制面板，加一個逆變器。但是，智能水泵已經有了逆變器，所以可以直接使用現有的控制面板導入，馬上就能開始節能」。

Grundfos 葛蘭富目前專注於智能泵的公關活動，不僅針對工具機製造商，還針對汽車等主要用戶行業。最近，隨著全球環保意識的提高，有很多公司向他們洽詢，尤其是來自汽車產業。

主打總收益

智能泵的初始成本高於普通泵。對此， Grundfos 葛蘭富的應對方針是強調總收益，即包括降低電費等運行成本後的效果。

松田社長表示：「到目前為止，降低初期成本的需求很大，但從可持續發展目標（SGDs）的角度來看，包括工具機行業在內的各個行業，都將提高對於降低生命週期成本（life-cycle cost，LCC）的重要性」，他將社會趨勢的變化視為商機。

在JIMTOF2022會場上，Grundfos 葛蘭富將以數位轉型（DX）和碳中和的角度展示智能泵。除了展示和示範實際設備外，我們還介紹客戶採用的實際案例，並宣傳節能和降低成本的成果。

松田社長表示：「JIMTOF2022是工具機製造商、冷卻液相關設備製造商和工具機用戶相聚的好機會。我對提升我們公司的品牌形象和結識新客戶均寄予厚望」。

氣動和電動雙軌提案

氣動設備製造商CKD株式會社（W4044）將環保意識的提升視為機遇，為客戶提出三步驟實現碳中和的解決方案。

第一步是現有氣動設備的節能和空氣消耗的可視化。利用「為地球環境做貢獻的設備指南」，介紹與客戶的活動內容相匹配的氣動設備和流量傳感器，該目錄顯示了與傳統產品相比，最新的氣動設備可以減少多少二氧化碳排放量。行銷推廣部的島龍一郎部長表示：「市面上很難找到彙整每種產品的二氧化碳排放量減少率的目錄，因此我想為實現碳中和提供一些建議」。

第二步是電氣化。據說汽車行業的一些主要製造商正在減少其製造現場運行的壓縮機數量，以控制電力消耗。針對這些需求，致力向客戶提案電動調節器「ROBODEX系列」產品。

然而，採用新的電氣設備需要進行重大的設計更改。初始成本高於氣動設備，還需要搭配維護工作。因此，公司建議最後一步使用氣動和電動。島部長說：「對於預計對減少二氧化碳排放量有很大影響的部組件，我們建議使用電動設備，而對於不值得投資電動設備的部組件，我們建議使用最新的氣動設備以節省能源。我想從客戶的角度為他們提出最佳建議」。

示範「兩全其美」

CKD在JIMTOF2022以「對人類與環境友善的Green Technology」為主題，推廣有助於實現碳中和的氣動設備和電氣設備。亮點之一是實現氣動和電動兩全其美的系統。該系統計畫與僅由電氣設備組成的系統進行比較，並以易於理解的方式，呈現執行相同操作時的二氧化碳排放量和工作量、以及每個設備的特性。

島部長熱情表示：「我已經4年沒有在會場直接與工具機用戶交談了。我想好好地為參加的客戶提出他們面臨問題的解決方案」。