根據經濟部能源局統計資料，工業部門的能源消耗量占整體消耗量的50%，可說是最主要的能源消耗單位，也是最具節能潛力的產業，廠區耗電設備種類繁多，其中以空調系統所占比重最高，約為整體耗電量50%~60%，因此，工廠節能應從用電量最大的設備、也就是空調系統開始，成效才會最顯著。

嵌入式電腦 強化精準度與整合力

圖1 : 廠務系統會是智慧化系統效益浮現最快之處，在智慧建築與工業物聯網的架構下，工廠的節能、環境監測都可有立即且顯著的提升。

一般來說，廠區空調系統大多根據最高使用量來設計，也就是夏天外氣溫度最高、廠內工作人員最多、生產線產能最大的時候，但根據過往資料顯示，一年365天裡，很少有機會遇到這種最高標準的情況，甚至根本不會發生。

換句話說，大多數冰水主機都是在低負載的狀態下運轉，這種運轉模式不只會降低機器壽命，更會造成無謂的電力浪費；再加上每部主機的性能不一，運轉時間愈久，性能差異愈大，電能浪費也就更多，尤其電子廠這種大型空調用戶，其空調負荷冷凍噸大都破萬，主機數量多、容量又大，無謂的電力消耗也就更多。如果能做好節能控制，讓冰水主機維持最佳運轉效率，自然也就減少電力支出成本。

傳統工廠透過PLC進行空調控制，整合感測器及變頻器進行控制。通常會使用的感測器共有外氣溫度、外氣含值、流量等三項，感測器將感測數值上傳至PLC進行運算，再驅動變頻器運作，由變頻器控制馬達運轉效率。由於PLC只單純具備控制功能，必須整合人機介面，才能提供管理者瀏覽各項資訊。

圖2 : 在智慧建築與工業物聯網的架構下，工廠的節能、環境監測都可有立即且顯著的提升。( source: Lanner Group)

為了提升空調控制系統的擴充與整合能力，現在廠商多將PLC與HMI整合，不僅節省系統空間，也降低建置成本。另外，就系統整合面來看，早期控制器、變頻器、及馬達三者間走硬線整合的模式，透過實體拉線讓三者可以互相傳遞資料，如今隨著網路技術成熟，三者倘若改走通訊整合模式，就能省去拉線作業，惟前提條件是必須支援開放式通訊協定，使之具備支援乙太網路通訊協定，可以有效簡化系統整合作業，相較於傳統PLC具備更高的擴充彈性。

目前空調控制器的種類有很多，在樓宇自動化領域裡，最常見的就是DDC(Digital Logic Controller；數位邏輯控制器)，不過DDC的控制精準度與整合能力不比嵌入式電腦或PLC。

圖3 : 工業部門的能源消耗量占整體消耗量的50%，可說是最主要的能源消耗單位，也是最具節能潛力的產業。(source: Nestle Waters)

先就控制精準度來看，樓宇空調系統當機並不會產生太嚴重的影響，最多只是造成大樓內工作者的抱怨及不舒服感受，但工廠空調系統當機就會影響生產進度，損失可能以新台幣百萬元或千萬元為單位，所以工廠對於控制器的穩定性及精準度要求相當高，這是工廠採用PLC控制空調系統的第一個原因。

至於第二個原因則是考量到控制器的整合能力，工廠的驅動設備與控制系統未必是同一個廠牌，這意味著其所採用的通訊協定也都不同，而DDC通常都走封閉式通訊協定，若要整合不同廠牌的驅動設備其實並不容易，但嵌入式電腦整合能力較高，即便與驅動設備使用不同協定，也可以透過序列通訊技術整合，達到空調節能控制目的。

應用ESCO服務模式 降低企業導入成本

一般來說，工廠在導入空調節能控制系統後，可享有三點效益。首先是降低用電量，平均而言，冰水系統用電量可以節省9.5%~28%，這得視各工廠情況而定，有些工廠原本就已經有節能措施，例如：定期保養冰水系統、加裝變頻器等，使用節能控制系統的效益就會比較不明顯。其次是節省電費支出，用電度數下滑，最直接的影響就是節省電費支出，當然這個數字也是因工廠而異，並沒有絕對標準。最後是調整契約容量，以往企業總認為超約罰款是件不好的事情，所以跟台電簽訂契約容量時，通常設定在最高用量，但真正做法應該是設定在年度用電平均值。

雖然，節能對企業、對社會都有幫助，但昂貴建置成本常會令企業裡足不前，尤其經歷金融風暴衝擊後，企業對於投資的態度轉趨於保守，連帶讓系統整合商在推動節能控制系統上變得較為辛苦。

對於廠房節能，廠商建議可採用ESCO營運模式，由系統整合商提供硬體設備，企業不必負擔建置成本，待節能控制系統發揮效益後再來付款。

產品效能愈高 成本回收速度愈快

ESCO的具體做法是系統整合廠商必須每月驗證節能效益，首先比較空調系統處於一般模式及節能模式的耗電量，透過用電量差異來計算電費，此即為企業導入空調控制系統的節能成效，之後再根據節能效益收取一定的比例做為收入，當總收入達到原先設定的金額時，客戶就不必再付款。

舉例來說，在一般模式下，工廠空調系統的電費支出為100萬元，節能模式下為80萬元，兩者相減得出節能效益為20萬元，倘若最初設定的收款比例為節能效益的10% ，總金額為100萬元，那麼某甲工廠要支付的金額就是20萬元×10%=2萬元，當付出總額達到100萬元後，某甲工廠就可以不必再付款，也同時取得空調節能控制系統的所有權。

對系統整合商而言，ESCO模式雖然可以吸引客戶，但自身卻得揹負龐大的資金壓力，惟有加快成本回收速度、才能減輕資金壓力，因此，在選擇控制器時最好以高效能產品為主，控制器效能愈好、節能效益愈顯著、成本回收速度就愈快。

釐清自身需求 順利導入智慧廠務系統

除了營運模式的選擇，在實際導入時，業者與系統廠商也需注意幾個重點，泓格科技行銷業務處副總經理鄭樹發指出，目前製造業者在導入智慧廠務系統時，最常見的問題是不知從何而做起，對此他與多數業界人士的意見一樣，都建議從電力監控做起，鄭樹發表示，電力系統的偵測可以看出整個工廠的運作狀態是否正常，例如從用電量就可掌握產線設備的開關機時間，或以用電量推算每月產能，一旦出現異常，即可回溯找出原因。

圖4 : 泓格科技行銷業務處副總經理鄭樹發指出，建置智慧廠務系統時，必須盡量縮短工廠設備的停機時間。(攝影／王明德)

電力監控之外，溫溼度感測、安全監控也是廠房監控的重要部份。鄭樹發表示，製鞋或食品業等必須嚴格掌控原料品質的製造業，環境狀態是極重要的資訊，一但出錯極有可能造成大量損失，因此這類型製造業的庫房環境偵測非常重要，此外安全監控也是製造業必要的IT建置，現在已有安全監控廠商在前端攝影機中導入邊緣運算機制，可立即偵測到監控範圍中的異常狀況，並即時通知廠務人員處理。

電力、溫溼度、安全監控等智慧廠務設備，都分屬於不同系統，資訊也分別顯示在各自的人機介面上，其紛雜的界面不利於管理，工業物聯網成型後，已有廠商推出單一平台，納入廠務系統的不同設備資訊，廠務人員可在同一介面上管理不同系統，提升管理效率。

此外在建置系統時，鄭樹發特別指出必須盡量縮短工廠設備的停機時間，對此泓格科技則推出iWSN系列無線無源數據採集方案，以外掛方式縮短設備建置時間，不必拉電源線與通訊線，施工需求歸零，直接省掉原來成本吃重的系統整合工序。透過此系列產品，有助於讓問題單純化、滿足製造端的需求。

對於廠務系統的導入，鄭樹發指出，工廠的運作比一般建築更為複雜，不過功能需求也非常明顯，包括各種能源的掌控、廢氣廢水的排出偵測、溫溼度感測與安全監控等，這些偵測目前都已有成熟技術，製造商要注意的是必須釐清本身需求，才能與系統整合商合作，設計出最適化智慧廠務系統。