역사 엔지니어 전반에 걸쳐 사회와 세계에 지대한 영향을 미쳤다. 고대 그리스와 로마인 이후,엔지니어링 솜씨는 가능하게하고 제국을 지원하는 경제를 주도하고있다. 제 1 및 제 2 산업혁명은 그들과 함께 공학의 직업의 공식화를 가져왔다. 엔지니어가 된다는 것이 의미하는 바는 그 당시에 다루어졌던 거대한 도전의 영향과 얽혀 있었습니다.
이러한’큰 도전’은 의식적으로 또는 다른 방식으로 엔지니어가되는 것이 무엇을 의미하는지 특징 지었다. 토목 공학은 더 넓은 민간 사회의 이익을 위해 군사 목적으로 개발 된 기술을 적용하려는 열망에서 나타났습니다. 산업화는 기계 및 이후 전기 공학의 새로운 전문 분야에 대한 요구 사항을 주도했습니다. 최근에는 에너지 집약적 인 산업의 출현으로 자체 화학 및 프로세스 엔지니어링을 포함한 새로운 세대의 분야가 필요했습니다. 우리는 데이터 및 통신을 기반으로 네 번째 혁명을 통해 이동,의심의 여지가 분야의 또 다른 세트가 등장하지 않습니다.
직업으로서 우리는 우리가 성취 한 것에 큰 자부심을 가져야한다:수십억이 빈곤에서 벗어나고,교육과 건강은 대부분의 국가에서 예상되는 표준이되었으며,경제는 혁신과 창의력으로 활기를 띠고있다. 그러나 우리는 또한 진보가 미친 영향에 대한 책임을 받아 들일 필요가 있습니다:오염은 지구 주변의 생태계를 위태롭게하고,재생 불가능한 자원의 전례없는 고갈이 있으며,무엇보다도 기후와 지구 온난화에 대한 변화는 사회의 존재를 위협합니다. 아마도 역사상 처음으로 우리는 우리 자신의 만들기의 웅대 한 도전에 직면!
기후변화 대처
지구 공동체는 기후변화에 대한 야망이나 긴급함이 없다. 30 년 이상 정부 간 기후 변화 패널은 기후 변화에 대한 과학적 사례를 설명하여 지구 온도 상승을 제한하고 온실 가스 배출을 줄였습니다. 2015 년도 파리 협약이 채택되었으로 거의 모든 국가 투입 제한 글로벌 온도 증가하여 아래 2°C 을 추구한 수단을 제한하는 그것을 1.5°C 그러나 재생 에너지의 확장,핵 재 활성화 또는 탄소 포집,활용 및 저장의 배치와 같은 거의 모든 노력에서 우리는 현재 필요한 궤적을 지연시키고 있으며 절대 세계 배출량은 계속 증가하고 있습니다. 야망과 긴급 충분하지 않습니다;우리는 또한 실용적인 솔루션이 필요합니다.
2009 년,실제 진보의 부족에 대해 우려 캠브리지 대학 팀은 간단한 질문을했다:큰 차이를 만들 것입니다 무엇을? 그들은 전 세계 탄소 배출량이 거의 동일한 세 가지 활동에 의해 주도된다는 것을 발견했습니다: 건물,차량 및 산업에서의 에너지 사용. 건물 및 차량의 효율성 향상과 기술 전환은 배출량을 줄이기위한 명확한 기술 경로 였지만 산업은 이미 상대적으로 효율적이었고 실행 가능한 생산 대안이 거의 없었으며 미래의 자재 수요 증가에 직면했습니다. 이러한 산업에는’탈탄소화가 어렵다’라는 라벨이 붙어 있습니다.
캠브리지 팀의 찬사 책,지속 가능한 재료: 두 눈을 뜨고(올우드 외. 2012),업계에서 직면 한 탈탄 소화 문제를 설명하고 사용 가능한 모든 옵션을 검토합니다. 이 책은 두 가지 접근 방식을 제시합니다. ‘한쪽 눈을 뜨고’는 에너지 효율,열 포집,새로운 공정 경로,탄소 배출 가스 및 탈탄 소 전기와 같은 다양한 기술 옵션을 설명합니다. 이 팀은 다섯 개 재료에 대해,2050 년에 이러한 기술의 궤적을 모델링. 모든 기술이 각 산업에 기술적 한계까지 배치되면 재료 톤당 배출량을 절반으로 줄일 수 있습니다. 그러나 이러한 물질에 대한 수요는 2050 년까지 두 배로 증가 할 것으로 예상되어 절대 배출량 절감 효과가 없습니다. 이 명확하게 문제입니다!
‘두 눈을 뜨고’는’재료 효율성’이라는 기치 아래 대조되는 대체 완화 옵션의 범위를 설명합니다:설계 상 재료 사용 감소,수율 손실 감소,스크랩 제조 전환,금속 부품 재사용,수명 연장 및 최종 수요 감소. 이 여섯 가지 옵션은 전통적으로 업계에서 간과되었지만 새로운 비즈니스 접근 방식과 모델로 인해 수익성이 높아지고 배출량을 완화 할 수 있습니다. 이러한 옵션을 모델링하는 것은 어려운 일 이었지만 결과는 5 가지 재료에서 재료 효율성을 추구하면 2050 년까지 재료 톤당 배출량을 절반으로 줄일 수 있음을 보여주었습니다. 두 옵션을 함께 결합하면(한쪽 눈과 양쪽 눈을 뜨고)톤당 배출량이 75%감소 할 수 있으며 절대 배출량의 절반 감량과 같습니다.
두 가지 접근 방식 모두 상당한 도전에 직면해 있으며,모든 옵션을 대규모로 성공적으로 배포하려면 여전히 많은 노력이 필요하다.
이 분석에서 나오는 핵심 질문은:산업은 무엇을해야 하는가? 금속 산업에서 수율 손실을 줄이는 것은 좋은 시작입니다:현재 모든 강철의 25%와 모든 알루미늄의 50%는 결코 제품으로 만들지 않지만 공장 내에서 재 용융되어 에너지를 낭비하고 원치 않는 배출물을 생성합니다. 또 다른 한개는 몇몇 기업을 위해 30%만큼 클 수 있는 제일과 가장 나쁜 실행 식물 사이 간격을 메우고 있다. 이를 위해서는 공정 플랜트에서 에너지와 재료 간의 상호 작용을 고려하고 플랜트가 자원(에너지 및 재료)을 제품으로 얼마나 효율적으로 변환하는지에 대한 유사한 메트릭을 제공하는 새로운 방법 론적 접근 방식이 필요합니다. 자원 효율성은 이러한 접근 방식을 제공합니다.
자원 효율성
산업 자원 효율성 향상은 희소하고 독성이 강한 자원 낭비를 동시에 피하고 운영 비용과 이산화탄소 배출을 줄이며 미래의 기후 규제에 대한 대응력을 향상시키는 가장 비용 효율적인 옵션 중 하나입니다. 사실,시설의 자원 사용의 현재 상태,시설을 주도하는 요인 및 시설을 최소화 할 수있는 기회를 이해하는 것은 기업이 경쟁력을 유지하기위한 전제 조건입니다.
좋은 소식은 공정 산업에서 순환 및 자원 효율성 측정의 개선 잠재력이 광대하다는 압도적 인 증거가 있다는 것입니다. 측정의 현재 뗏목은,그러나,효과 없다:그들은 적합하게 개선 내정간섭의 에너지 그리고 환경 충격을 양을 재지 못하기를 위해 강평된다. 또한 이러한 메트릭은 일반적으로 국가 또는 글로벌 수준에서 통찰력을 제공하지만 자원 집약적 인 재료 생산에는 적용하기가 어렵습니다. 이러한 산업의 경우 실제로 배출량을 줄이기 위해 순환 전략을 적용한다는 것은 전체 자원 투입량과 제품 톤당(에너지 및 재료)낭비를 줄이는 것을 의미합니다.
우리는 측정이 산업 생산의 교리라는 것을 알고 있습니다. 회사의 신뢰성,안전성 또는 생산 품질을 이해하려면 관련 성능 메트릭을 추적해야 합니다. 자원 효율성도 다르지 않다. 자원 능률적 되기에 있는 첫걸음은 그것에 수를 두는 관련시킨다. 자원 집약적 인 부문의 최고 경영자는 저탄소 경제를 어떻게 준비하고 있는지 공개하고 지속 가능한 비즈니스 전략을 입증해야한다는 주주들의 압력이 커지고 있습니다. 이 압력은 사이트 관리자가 운영 리소스 효율성을 정량화해야하는 요구로 해석됩니다. 그러나,관리자는 의미 있는 메트릭을 마련 하기 위해 고군분투.
그렇다면 회사는 어떻게 통합 자원 효율성을 적절하게 측정 할 수 있습니까? 캠브리지 대학과 함께 에머슨은 잘 확립 된 열역학을 기반으로 한 엔지니어링 솔루션을 개발했습니다. 1900 년대에 고안되었지만,이 방법(일반적으로 엑서 지 또는 가용성으로 알려짐)은 지난 20 년 동안 르네상스를 경험했습니다.
이 접근 방식은 전체 생산 시스템에서 리소스 사용을 추적하고 리소스를 두 구성 요소의 조합으로 특성화합니다: 자원의 구성 및 농도;에 따라 화학 부분 및 자원의 온도 압력을 설명 하는 물리적 부분. 열역학을 사용하여 화학적 및 물리적 자원 구성 요소를 분해하면 이러한 자원의 양과 품질을 측정 할 수 있습니다. 모든 자원이 동등하게 가치가 있기 때문에 이것은 핵심입니다. 우리는 우리가 식별하는 효율성 개선 조치가 이산화탄소 배출에 가장 큰 차이를 만드는 자원에 초점을 맞추도록하고 싶습니다.
기존의 에너지 강도 또는 재료 효율 메트릭과는 달리,이 새로운 지표는 에너지와 재료 흐름을 단일 차원 수로 통합합니다. 이를 통해 현재 서로 다른 관점에서 리소스 사용을 측정하는 여러 케이피스를 통합합니다. 그 결과 생산자들은 적절한 시기에 올바른 선택을 할 수 있는 권한을 부여받으며,사용 가능한 효율성 옵션의 폭을 넓히고 피할 수 없는 절충점을 포착할 수 있습니다.
이를 바탕으로 우리는 이제 유용한 자원 산출물과 자원 투입물의 비율로 자원 효율성을 측정 할 수 있습니다. 이러한 방법의 결과는 정확한 에너지 및 재료 유량 센서 데이터를 기반으로 하며 엄격한 데이터 수집,세척 및 분석 프로세스를 통해 입증됩니다.
자원 효율성에 대한 의미 있는 척도로 무장한 기업은 이제 실시간 관리 시스템,운영 성과 검토 또는 부문 차원의 벤치마크 개발을 통해 자원 효율성을 상향식으로 관리하고 추적할 수 있습니다. 관리 사다리를 따라 가치 사슬을 가로 질러 세 가지 활동을 모두 통합하는 것이 이상적입니다.
엔지니어링 재정의
우리는 우리가 안전하게 일하는 공정 산업을 만드는 데 엄청난 진전을 이루었습니다. 우리는 이제 같은 결정으로 기후 변화와 탄소 중립성 문제를 해결할 필요가 있습니다. 우리 중 많은 사람들의 경력 기억 속에서 심각한 부상과 사망자는 공정 산업의 운영을 특징으로합니다. 이 문제를 해결하기 위해 엄청난 노력이 있었고 앞으로도 계속되고 있습니다. 제로 부상의 아이디어는 모든 화학 엔지니어의 중심 초점 안전 예상 규범에 야생 포부 인에서 이동했다. 우리는 이러한 사고를 제도화하고 지속적인 개선을 보장하는 관행,절차 및 규정에 둘러싸여 있지만 직업에 어떤 비용이 듭니까?
지난 30~40 년 동안 엔지니어의 정의 특성이 변경되었습니다. 절차가 자동화되고 제도화되고 안전 관행이 표준화되고 공식화됨에 따라 일부 엔지니어는 규칙 차단기 및 규칙 제작자에서 주로 규칙 추종자로 스펙트럼 아래로 이동했다고 주장합니다. 효율성과 적합성은 혁신과 창의성을 가장 소중히 여기는 특성으로 추월했습니다.
아이러니하게도,혁신을 위한 직업으로서의 우리의 의지와 능력이 감소함에 따라,우리는 아마도 빈곤에서 사람들을 키우기 위해 많은 일을 한 경제 시스템을 손상시키지 않으면 서 기후 변화의 영향으로부터 지구를 보호하는 방법이라는 가장 큰 도전에 직면하게 될 것입니다. 수세기 동안 엔지니어링과 엔지니어를 정의한 자질과 능력에 대한 더 긴급한 필요성은 없었습니다. 우리는 우리의 유산을 재발견하고 안전을 손상시키지 않고 위험 감수 및 대안 사고를 보상하는 방법을 배워야합니다. 우리는 규칙 만들기의 새로운 감각을 육성하고 규칙 파괴의 적절한 금액을 용인하고 관리하는 법을 배워야 할 필요가-우리가하지 않으면,우리는 우리의 책임에 부응하지 못하기 때문에,그리고 능력,기후 변화에 영향을 우리의 자리를 차지할 필요한 지식과 전문 지식을 가진 대체 그룹이 없습니다.
이것의 핵심은 바로 인재를 유치 개발하고 직업 내에서 그들을 유지하기 위해 지속적으로 필요하다.
우리는 특히 행동에 도전 할 수있는 사고 방식을 가진 사람들을 양육하고 지원해야하며,이 최신 도전을 극복하는 데 필수적인 새로운 규칙을 만들어야합니다.
우리 산업에 대한 대중의 인식은 잘못되고 잘못 인도되어 있으며,우리는 신화를 영속시키지 않도록해야합니다. 이러한 도전 과제를 해결하기 위해 엔지니어와 산업계의 활동이 활발하게 이루어지고 있습니다. 이켐은 유엔의 지속 가능한 개발 목표 및 엔지니어링 웅대 한 도전에 맞게 자신의 전략을 개정했다(가서 당신이 그들이 무엇인지 모르는 경우 그들을보고).
우리는 이러한 주제를 지속하고 공정 자동화 및 제어 분야의 주요 인사들이 모여 지속 가능성,신흥 기술 및 사이버 보안과 같은 다양한 주제를 살펴 보는 2019 에서 대화를 바꾸기 시작할 것입니다. 정보 더를 위해,방문:https://www.icheme.org/career/events/advances-in-process-automation-and-control/