金津村田制作所通往100%使用可再生能源工厂之路

发布时间:2023-02-23 09:46
作者:Ameya360
来源:网络
阅读量:3333

  对许多企业来说,气候变化对策已成为非常重要的课题,在制造业中,很难在包括工厂在内的全公司范围内统一思想,也很难根据每个工厂的不同情况进行项目推进和合作,这些问题已经非常明显。

  在“村田推进的气候变化对策—整个集团的举措”中,我们介绍了整个村田集团的气候变化对策,但这次我们将聚焦集团首个实现“100%使用可再生能源的工厂”——金津村田制作所实施的举措,请参与该项目的金津村田制作所的清水、酒井及新事业推进部的向井为我们介绍该项目的成功原因和成功要点。

  本次访谈内容包括:

  从“自主分散式精神”发展为“贯穿全公司”的项目

  充满首次挑战的项目和实现目标带来的集体荣誉感

  通过特有的能源管理系统控制电量

  力争实现结合气候变化对策的新型制造方式

金津村田制作所通往100%使用可再生能源工厂之路

  在“村田推进的气候变化对策—整个集团的举措”中,环境主管部门的胜间和藤原提出了“自主分散式精神”和“贯穿全公司”这两个要点,让我们从这两个关键词来看看金津村田制作所的具体举措吧。

  1. 从“自主分散式精神”发展为“贯穿全公司”的项目

  金津村田制作所 酒井:位于福井县芦原市的金津村田制作所生产高频同轴连接器、DC模块、高压电阻、蓄电池系统等。我们的优势在于基板贴装,能生产从1mm左右非常小元件到100kg左右的大型产品等各种产品。

  金津村田制作所 清水:迄今为止,我们已经参与了33种产品的生产,这在村田的工厂中也是数量特别多的。可以说产品范围广和灵活性强也是金津村田制作所的优势。此外,我们还在工厂内推进绿化活动等,一直有着强烈的环保意识,我们一直在思考是否能利用金津村田制作所的产品——All-in-One蓄电池系统来采取一些措施应对气候变化,觉得我们应该能为应对气候变化做一些事情。基于这种想法,将提高可再生能源用率的计划作为工厂方针,这就是实现100%使用可再生能源工厂的出发点。

  2. 充满首次挑战的项目和实现目标带来的集体荣誉感

  2018年底,第一项举措启动。回顾过去,这是朝着实现 100%使用可再生能源工厂的目标迈出的关键一小步。

  清水:我们决定先从金津村田制作所能做的事情开始,先迈出一小步,于是在工厂的屋顶上设置了230kW的太阳能电池板,并在厂房内设置了46kWh的All-in-One蓄电池系统。同时,为了通过项目将村田金津制作所作为一个整体所应该追求的方向渗透到工厂,我们开展了将项目与金津村田制作所的整体构想中提出的“让坚持标准的产品制造走向未来”、“以安全和健康为第一”、“质量优先、持续改进”、“与地区相结合、享受工作。”、“让客户满意”、“在村田实现学习→贡献”六大方针挂钩的活动。

  酒井:实施气候变化对策能让客户满意,并通过内部发电和内部消费帮助减轻该地区的环境负荷。该项目就是以这样的方针为基础进行的。

  2019年底,村田工厂之一的金津村田制作所起始于“自主分散式精神”的举措扩大到“贯穿全公司”。随着新事业推进部的参与,项目规模得到扩大,进展速度也进一步加快。

  新事业推进部 向井:我所属的新事业推进部是一个推进新事业的部门,主要负责能源领域,之前与金津村田制作所的人员一起参与过家用蓄电池项目。然后,在新事业推进部摸索工业用蓄电池新业务的2019年,我了解到金津村田制作所在气候变化对策方面推进的举措。

  设置了车棚式太阳能电池板的金津村田制作所停车场

  清水:就在我们正在考虑如何开展下一步工作时,向井提出“利用金津村田制作所实施的举措所产生的数据,让利用蓄电池的可再生能源得到推广吧。”通过与新事业推进部合作,既能扩大设备规模,又能通过“贯穿全公司”的举措加快项目进度。时机和瞄准的方向正好完全一致。

  在贯穿全公司的项目中,在制造大楼的屋顶上设置255kW的太阳能电池板,在员工停车场设置车棚并在车棚顶上设置383kW的太阳能电池板。此外,还计划在室外设置使用本公司产品——橄榄石型磷酸铁锂离子二次电池的蓄电池系统(FORTELION),其容量为913kWh。

  酒井:因为是北陆地区规模超大的车棚式太阳能发电设施,所以我决心将它做成一个质量过硬的项目。同时,福井县也是大雪地区,所以将它的结构设计为能承受建设标准规定的1.75m的积雪。由于停车场是员工使用的地方,所以我们将中间的柱子和支架(建筑物的加强材料)拆除,以避免上下车时碰到门,并且保证雨、雪及冰凌不会掉落下来,对便利性和安全性都进行了考虑。

  清水:另一方面,设置工事的进展并未能按预期进行,而稼动开始的日程已经决定,所以让我们感到很焦躁。由于所有的工作都是第一次体验,所以我们进行了很多次讨论。

  酒井:在大雪地区制作车棚式太阳能电池板很困难。这对村田和太阳能电池板设置人员来说都是第一次尝试,所以我们对应该怎么做进行了很多次讨论。结果,从构思到设置车棚式太阳能电池板花了1年时间。

  向井:在项目开始时,事情并不总是很顺利,但是,我们从到稼动开始为止的日程计划倒推各项任务必须完成的日期,每天忙于完成任务,我认为大家在向目标迈进的过程中逐渐产生了一种集体荣誉感。

  3. 通过特有的能源管理系统控制电量

  使用太阳能发电和蓄电池系统的金津村田制作所气候变化对策。

  为了实现当初提出的成为100%使用可再生能源工厂的目标,我们加快了已扩大到全公司范围的项目。该项目于2021年9月开始稼动,其一大特点是村田特有的能源管理系统(EMS)。

  向井:我们有家用蓄电池EMS的开发经验,但由于其目的与工业用途不同,所以我们这次几乎是新开发的。这次的EMS的主要目的是提高可再生能源的利用率。以前的FIT型太阳能发电能将多余的电能回流到电力系统,但在这次的项目中,目标是将内部产生的电能储存在蓄电池系统中,并全部在工厂使用而不浪费。也就是说,如果发电量太大,就会浪费,如果太小,可再生能源利用率就无法提高。这是最大的挑战。

  EMS就是用来解决这个问题的。

  向井:EMS负责控制电力不达到峰值。为此,在EMS中引入了AI(人工智能)来预测太阳能发电的发电量和第二天的用电量。既然是太阳能发电,天气就是预测的参数,还要考虑工厂的稼动状况。如果第二天的用电量很少,则将蓄电池排空以准备储存剩余电量,如果用电量很大,则对蓄电池充电以准备释放剩余电量。为了解决是蓄电还是放电这个问题,我们在制定村田特有的标准的同时构建了EMS。

  通过太阳能发电和蓄电池系统进行的内部发电和内部消费的比例为13%。如何采购剩下的87%的可再生能源也是问题。

  在EMS中将能源使用量可视化并实时掌握发电情况

  酒井:我多次咨询环境主管部门的胜间等人,有一段时间也考虑利用J-credit制度(一种由政府将温室气体减排量和吸收量作为信用进行认证的制度)。就在那时,我发现可以从电力公司采购绿色电力(通过可再生能源产生的电力),并开始与电力公司协调。

  向井:即使是电力公司,似乎也没有将这种规模的内部消费型太阳能+蓄电池接入电网系统的先例,绿色电力合同也是经过很多次协商之后才签订的。

  2021年11月,在解决各种课题和问题的同时,金津村田制作所通过使用太阳能发电和蓄电池系统进行内部发电和内部消费、采购绿色电力实现了村田首家100%使用可再生能源的工厂。

  清水:作为RE100成员的村田工厂,我们从一开始就力争成为100%使用可再生能源的工厂。说实话,我原以为需要到2030年左右才能完成,但实际实现的速度比我想象的要快。我认为正是因为有新事业推进部和环境主管部门的支持和推进,以及“贯穿全公司”的努力才使本项目得以提前完成。

  在公司内部征集中获选的蓄电池系统的图画象征着有恐龙王国之称的福井县

  4. 力争实现结合气候变化对策的新型制造方式

  成为村田首家100%使用可再生能源的工厂对金津村田制作所产生了重大影响。

  清水:我们被各种媒体报道,当地人也开始主动向我们打招呼。在组织评估问卷调查中,也收到了诸如“我为我工作的工厂感到自豪”、“工作积极性提高了”之类的回答,收到了培养归属感和提高工作积极性的效果。

  酒井:当我们在公司内部征集描画户外蓄电池系统的图画时,超过80%的员工给我们提供了想法。我认为通过在气候变化对策项目中增加员工参与的元素,员工的意识改变了很多。

  清水:以前,以环境为轴心考虑事情的意识很弱,考虑问题的角度也仅仅是在想这对环境有无负面影响,而现在,在员工中间已经有很多人能从对环境有多大贡献或者对地区有多大的积极影响等角度进行思考。

  此外,推进项目的3位中心人物也都表示,他们已经意识到很多东西都与未来有密切的联系。

  向井:我们正在讨论将这个项目中开发的EMS等解决方案作为一项新业务向公司外部推广。我们认为基于天气、发电量和用电量的控制技术是一门很强大的武器。从为未来开拓了道路这个意义上来说,我们从这次的项目中获得了非常好的经验。电力公司、施工公司等需要进行调整和说明的部分非常多,甚至设置蓄电池系统时的消防许可等也需要进行调整和说明,我们能够参与到非常细小的环节中,希望在以后的工作中能充分利用此次获得的经验。

  酒井:正如环境主管部门的胜间和藤原所说的那样,通过这个项目,我意识到了经营判断和决策速度的重要性。我认为,为了推进项目,最高负责人的决策能力和接受来自现场的建议的态度必不可少。金津村田制作所的工厂长对气候变化对策有着强烈的信念和热情,接受了各种各样的建议,并给了我们很多鼓励。现在之所以实现了100%使用可再生能源的工厂,我认为其中的一个重要原因是工厂长的决策能力强。

  清水:将气候变化对策视为成本还是视为价值与集团的成长战略——社会价值和经济价值的良性循环有关,但我意识到这是一个非常重要的视角。如果视为成本,就不可避免地要谈到性价比和提高效率,但如果把它视为价值,则视角会发生很大变化。例如,提高员工的积极性、培养归属感、提高作为工厂的竞争力和存在感等,我认为气候变化对策是“创造新价值的源泉”。我想以本次在气候变化对策方面的举措为契机,充分利用迄今为止在制造中培养的技巧和技术能力,为实现更加富有的社会做贡献。


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2026-09-16 14:05 阅读量:353
村田丨毫米波雷达,未来发展的潜力是与传感器融合!
  一般来说,雷达(RaDAR:Radio Detection And Ranging)是一种通过向目标物体发射电磁波(电波)并测量从目标物体反射回来的电波来检测与目标物体之间的距离和方位的装置。因此,毫米波雷达是指使用毫米波作为电波的雷达。与红外线和摄像头相比,毫米波雷达即使在雨、雪、雾等恶劣天气条件下也能保持检测能力,不仅可以检测与目标物体之间的距离和方位,还能检测目标物体的移动速度。本文介绍具有此类特征的毫米波雷达的检测原理、应用事例及其未来发展潜力。  01  什么是毫米波?  图1显示了毫米波(也写作“mmWave”)在电波分类中所处的范围。一般来说,它指的是频率在30GHz到300GHz之间、波长在1mm到10mm之间的电波,之所以称为“毫米波”,是因为其波长以mm(毫米)为单位。(注:实际上,毫米波的频率范围并没有严格的定义。例如,目前全球分配给5G通信的26GHz频带和28GHz频带也被视为毫米波。)  图1 按频率分类的电磁波分类  毫米波具有强直线传播性和可以确保宽频带宽的特征,总结如以下两个方面:  直线传播性:  如图1所示,由于毫米波的频率接近光的频率,因此它像光一样具有很强的直线传播性,由此可以得出以下结论:  由于墙壁等物体的遮蔽以及非常恶劣天气的影响,毫米波的强度会衰减  也由于这个原因,毫米波不适合远距离通信  在短距离通信中,毫米波与近处的毫米波系统之间不容易发生干扰  可以穿透布料和树脂等  频带宽  毫米波频带是一个尚未开发的领域,且是一个需求量很少的频带,因此可以确保较宽的频带宽。(目前,比GHz更低的频率范围基本上都已被使用,确保带宽会受到电波法和商业因素的限制。)  在雷达中,增加频带宽有助于提高距离检测(参照第2节)的精度,因此可以说频带宽是一项重要的规格。另外,在移动通信等当中,增加频带宽有助于实现通信速度的高速化。  02  毫米波雷达的方式及特征  如前所述,毫米波雷达向目标物体发射毫米波,并接收来自目标物体的反射波以检测对象物体位置的装置,能检测的上限为大约300m范围内的物体。  目前,低功率雷达可以使用的频带有24GHz频带、60GHz频带、76GHz频带和79GHz频带,每个频带都规定了各自的技术条件。其中,24GHz频带的波长为12.5mm,不在毫米波定义的10mm至1mm范围内,因此有时被称为“准毫米波”;毫米波频带(60GHz频带、76GHz频带和79GHz频带)具有较宽的带宽,因此能够进行高精度检测。  脉冲方式和FMCW方式是毫米波雷达的代表性方式。FMCW是Frequency Modulated Continuous Wave的缩写,意思是使用对频率进行调制后的连续波的方式。两种方式的特征及相互对比如下:  脉冲方式:  向目标物体发射宽度很短的脉冲,脉冲宽度从几十纳秒到几微秒不等,通过测量到接收到反射脉冲为止的时间来确定与目标物体之间的距离、速度和角度(图2)。该方式的检测原理简单,电路构成也比FMCW方式更简单。  FMCW方式:  这种方式向目标物体发射对连续波进行频率调制后的发送波,然后从发送波与反射波之间的频率差来确定与目标物体之间的距离、速度和角度。此外,它还可以测量与目标物体之间的相对移动速度(图2)。  图2 通过毫米波雷达检测目标物体的示意图  图3显示了FMCW方式发射波的示意图。它有时被称为Chirp波形。  图3 Chirp波形的示意图(Chirp指鸟鸣)  03  FMCW方式毫米波雷达:构成和检测  毫米波雷达有多种方式,但基本都是从FMCW方式发展而来的方式。因此,下面将对FMCW方式毫米波雷达的构成和目标物体检测的大概原理进行说明。尽管它构成简单,但可以获取距离、速度和角度等复合信息。  图4 通过毫米波雷达进行的目标物体检测  毫米波雷达的构成  毫米波雷达主要由以下几部分构成:  合成器:生成待发送的毫米波频带电波(发送波)  发射天线:发射发送波  接收天线:接收反射波  混频器:将发射信号和接收信号进行组合  DSP:即数字信号处理装置,实施计算处理  检测的原理  毫米雷达波的检测原理主要包括这四个步骤:  发送波的生成:通过合成器生成毫米波频带的发送波。  毫米波的发射:将发送波从发射天线连续发射至目标物体。  反射波的接收:通过接收天线接收从目标物体返回的反射波。  计算处理:通过混频器将发送波和反射波进行组合,经A/D转换器转换为数字信号,再通过DSP进行计算处理,以确定与目标物体之间的距离、角度和速度等。  04  毫米波雷达应用事例  在第3节中说明的FMCW方式毫米波雷达已被应用于很多现场。这里,我们将以汽车、工业机器人和无人机为例,对它的应用场景及贡献的功能进行说明。  用途:汽车  在汽车领域,通过毫米波雷达检测车辆周边的障碍物和其他车辆,由此能够实现自动刹车和车道保持辅助等功能,毫米波被认为对实现L2级自动驾驶(部分自动驾驶)不可或缺。此外,监控驾驶员和乘客的状态以及是否有儿童被遗忘在车上也被作为提高安全性所不可或缺的功能而备受关注。  工业机器人  通过在工业机器人手臂上配备毫米波雷达,可以检测手臂与人或物体之间的距离,并可检测速度和角度数据,从而实现诸如停止手臂运动等预设动作。此外,还可以实现自主移动,例如,AMR(Autonomous Mobile Robot:自主移动机器人)可以在行走时避开货架、墙壁、行人以及多种工业设备等障碍物。  无人机  无人机,尤其是飞越有人地带的无人机,需要高度的安全性。通过使用毫米波雷达探测飞行路径,可以探测与地面之间的距离、柱子、墙壁以及电力线、电话线和布置在空中的天线等物体,不受天气条件的限制,从而确保在有人地带进行安全飞行。  05  毫米波雷达在安全技术中的应用  毫米波雷达已被应用在多个领域,近年来,在欧洲进行汽车安全性能评估的Euro NCAP提出了强化碰撞安全试验,因此,毫米波雷达在提高车内安全性的“座舱监控系统”中的应用备受关注。  Euro NCAP(European New Car Assessment Programme)是欧洲新车安全评鉴协会)的缩写。该协会是一个对在欧洲销售的新车的安全性进行评估和发布的独立机构。它对碰撞安全性和行人保护等前沿安全技术进行测试和评级,已成为消费者选车的指标。另外,NCAP在各国都有,例如,在美国有IHS rating,在日本有JNCAP。  2023年,Euro NCAP发表了新的评估项目。除了根据乘员体格自动展开安全气囊的技术以及检测安全带使用情况的技术外,为了预防近年来“因儿童被遗忘在车内而导致的中暑事故”,评估对象中还新增了儿童遗忘检测功能。为了满足这些要求,能够掌握车内状况的座舱监控系统不可或缺。  座舱监控系统是一种利用车内传感器监控驾驶员和乘员的状况,并在需要时启动制动或警报的机制。它由驾驶员监控系统DMS(Driver Monitoring System)和乘员监控系统OMS(Occupant Monitoring System)组成,驾驶员监控系统用于确认驾驶员的身体状况和注意力,乘员监控系统用于掌握乘员的位置和行动。传感器中一直在使用摄像头,但在许多情况下,仅靠摄像头难以检测到,例如后向式儿童安全座椅上的婴儿、裹在毯子里的乘员以及安全带的佩戴状况等。  在这些情况下,作为补充和替代摄像头的装置(传感器),毫米波雷达被认为很有前景。毫米波雷达能够穿透织物和座椅靠背,因此可以检测到“摄像头无法看到的对象”。此外,它对于微小的动作也能捕捉到,因此对于心率和呼吸等生理功能的轻微变化也能检测。凭借这些特征,毫米波雷达有望为大幅提高座舱监控系统中的DMS和OMS的功能做贡献,并有助于符合Euro NCAP要求的新安全标准。  06  总结:毫米波雷达的未来是与传感器融合  毫米波雷达是一种具有优良检测能力的装置——传感器,但为了满足今后多样化的检测需求,将包括毫米波雷达在内的超声波传感器、红外传感器和摄像头等多种传感器相组合的“传感器融合”至关重要。  传感器融合是一种整合来自多个传感器的数据,以获取单个传感器无法获取的信息的技术。例如,通过将毫米波雷达与图像传感器相组合,不仅可以从人体运动中获取驾驶员的疲劳程度和注意力水平信息,还可以从眼球运动和面部表情中获取信息,并根据需要发出警报。  将来,除了汽车外,在工业机器人、无人机和多种出行设备中,以毫米波雷达为中心的传感器融合技术也有望大幅提高周边状况的识别精度、安全性和可靠性。
2026-09-16 13:05 阅读量:369
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