停机时的压缩空气消耗：把设备状态与公用工程用量对应起来

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本文面向工厂厂长、生产经理、设备维护经理以及持续改善或能源负责人：你们在为空压机的电费买单，却不清楚其中有多少压缩空气真正用在了生产上。您大概知道空压机每个月的耗电量。本文要回答的是一个更细的问题：产线在停机、微停和换型期间到底消耗了多少压缩空气，以及如何在不启动大型项目的情况下把它测出来。

要点

停下来的产线往往仍在消耗压缩空气。
总表能看到夜间和周末，却看不到白天的停机。
把设备状态与流量对应，就能看到不生产时的用气。
先处理代价最高的状态，再重新测量。

产线停了，压缩空气并没有停

法国 OXA Groupe 是一家专注于中小型工业企业能源绩效的咨询机构，其工业能效专家 Maxime Laffers 发表了文章 Air comprimé industrie : 7 leviers pour -20 % d’énergie（法文）。文中梳理了供气侧和管网侧的改善手段：查漏、降低设定压力、变频调速、空压机联控排序、非生产时段停机、按实际需求配置空气处理，以及余热回收。他还介绍了以 kWh/Nm³ 表示的压缩空气能源绩效指标，以及为这些措施提供资金的法国节能证书（CEE）。谈到空压机在没有任何报警的情况下默默补偿的泄漏，他这样概括：“Pendant ce temps, les kilowattheures s’accumulent.”（意思是：与此同时，千瓦时在不断累积）。

这句话同样适用于设备。OXA Groupe 的文章讲的是压缩空气的生产和输送，本文关注的是管网的另一端：设备在不同状态下的用气需求。总表告诉您全厂用了多少气，却无法告诉您这些气是用来生产零件的，还是在产线等料时被白白吹掉的。

不生产的产线在消耗什么

设备停下来时，它的用气点并不会全部停下。根据设备不同，常见的有：

吹气枪和吹气喷嘴：用于清洁、干燥或顶出，处于常开或持续控制状态。
设备自身的泄漏：磨损的接头、软管、阀门和气缸，无论设备是否生产都在漏气。
文丘里真空发生器：只要有气源供应就一直耗气。
排水、风冷和风幕：往往默认一直开启。
支路重新充压：如果隔离阀关闭过，每次重启都要重新充压。

夜间和周末，由于没有任何设备在生产，这部分消耗会在总表上显现出来。白天，它却淹没在生产用气之中。而非计划停机、等待、微停和换型恰恰就藏在白天。

设备状态与压缩空气消耗：对照表

每种设备状态都会在用气曲线上留下不同的特征。把两组数据放在一起分析时，可以用下表作为解读框架。

设备状态	仍在耗气的部分	数据呈现的特征	典型改善手段
长时间停机（夜间、周末、批次结束）	管网和设备泄漏，未关闭的吹气	没有设备运行时仍有稳定的基础流量	用联锁阀隔离支路，非生产时段停空压机
白天非计划停机（故障、等料或等人）	吹气、文丘里、冷却仍在运行	支路流量与运行时相差无几	延时后自动切断不必要的用气点
微停	两个节拍之间仍保持供气的一切部件	消耗分散在大量短事件中，小时平均值里看不出来	降低微停频次，让吹气与节拍联动
换型	清洁吹气、排水、调机试做	换型期间出现流量峰值，持续时间因班组而异	清洁作业标准化，缩短换型时间（SMED）
正常运行	工艺实际用气	各节拍下的基准流量	作为其他状态的比较基准

分步方法：找出不生产时消耗的压缩空气

建议先在一条产线或一个单元上试行以下方法，再推广到整个车间。

选择可测量的范围。最理想的是装有流量计、为某条产线或单元供气的一条管网支路。如果没有，就从现有的空压机计量和一条用气量较大的产线入手。
自动记录设备状态并加时间戳。运行、停机、微停、换型，记录开始、结束和原因。班末手工填报恰恰会漏掉短停机。
对齐两组数据。同一时钟，同一时间步长。不对齐，就无法把一次微停和一次流量变化对应起来。
按状态拆分用气量。把每个时段的用气量归入当时的设备状态，得到运行、停机、微停和换型各自的用气量。
计算两个简单指标。不生产时的用气占比（非运行用气量除以总用气量），以及停机平均流量与运行平均流量之比。举个例子，如果一条产线停机时的流量接近运行时的流量，说明有些用气点没有随设备状态切换。这只是解读示例：每条产线都有自己的基准。
先处理代价最高的状态，然后重新测量。与停机信号联锁的隔离阀、吹气定时切断、修复设备上发现的泄漏、减少微停。在可比的时段和产品组合下重新测量，在相同条件下评估效果。

微停和换型：最难看见的部分

长时间停机在夜间流量曲线上一眼就能看出来。微停在小时平均值里却几乎不留痕迹。单看每一次都无足轻重，但累计一个班次，设备在不生产的状态下保持供气的时间可能相当可观。举个例子，一条产线每班因短暂卡料停机几十次，每次停机时吹气喷嘴和文丘里仍在运行。这是一个需要用您自己的测量数据去验证的机理，而不是平均值。

换型则是另一个问题。换型时长往往因班组而异，清洁用气也随之变化。用 SMED 缩短换型，既减少了损失的时间，也减少了这段时间里吹掉的压缩空气。

这项工作是对我们另一篇文章中指标方法的补充：工厂能源绩效指标 EnPI：测量单件能耗与停机能耗。单件能耗告诉您每个合格件的能耗是否在恶化；按状态拆分用气则告诉您压缩空气是在哪种状态下白白流失的。两者都应结合 OEE 一起看：如果 OEE 下降，同时停机用气占比上升，那么问题首先是停机问题。

TEEPTRAK 的作用：自动采集设备状态

TEEPTRAK 实时测量 OEE、停机和微停。模块接入电气柜，传感器安装在产线旁，每台设备约一小时完成安装，无需连接 PLC，48 小时内即可获得 OEE。每种状态（运行、停机、微停、换型）都会自动记录时间戳和原因。这些状态数据随后可以与您的压缩空气流量读数或能源计量数据进行比对，按状态拆分用气量。TEEPTRAK 不是能源计量工具，它提供的是这道方程式中的生产一侧。目前已有 30 多个国家的 700 多家工厂在使用，平均提升 10 到 15 个 OEE 百分点。