ICS25.040 CCS N 10
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T41252—2022
离散制造能效评估方法
Evaluation method of energy efficiency on discrete manufacturing
2022-03-09发布
2022-10-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T41252—2022
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
离散制造能效相关因素分析 4.1 概述 4.2 能源消耗因素 4.3 物质消耗因素 4.4 制造资源管理因素 4.5 产出因素离散制造能效指标 5.1 离散制造能效指标概述 5.2 生产设备能效指标 5.3 生产过程管理能效指标 5.4经济产出能效指标 6离散制造能效评估模型离散制造能效评估通用流程附录A（资料性） 离散制造能效评估方法示例参考文献
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T
10 GB/T 41252—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。 本文件起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、浙江中控技术股份有限公司、中国科学
院沈阳自动化研究所、吴忠仪表有限责任公司、北京远东仪表有限公司、上海自动化仪表股份有限公司、 北汽银翔汽车有限公司、北京仪综测业科技发展有限公司、青岛海尔工业智能研究院有限公司，
本文件主要起草人：王洲、牛鹏飞、王麟琨、张春庭、邹涛、陆卫军、赵勇、马玉山、史晋峰、任涛林、 石海明、王勇。
1 GB/T41252—2022
离散制造能效评估方法
1范围
本文件规定了用于离散制造生产过程的能效评估指标、能效评估模型和评估方法本文件适用于离散制造生产过程的能效评估等。
规范性引用文件
1
本文件没有规范性引用文件。
术语和定义
3
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
能量转换 energy conversion 能源的物理或化学形态的变换。 ［来源：CEN/CLC/TR16103—2010，4.1.7］
3.2
一次能源 primary energy 还未经历任何转换过程的能源。 注：一次能源包括不可再生能源和可再生能源。来自所有能源资源的一次能源总和可称为总一次能源。 ［来源:CEN/CLC/TR16103—2010，4.1.6]
3.3
二次能源 secondaryenergy 由一次能源的能量转换所得到的能源。 注：电力、汽油、过程蒸汽和压缩空气。 [来源：CEN/CLC/TR16103—2010，4.1.8]
3.4
能耗 energy consumption 使用的能源量。
3.5
能效 文energy efficiency 输出的能源、产品、服务或绩效与输人的能源之比或其他数量关系。 示例：转换效率，能源需求/能源实际使用，输出/输人，理论运行的能源量/实际运行的能源量，
3.6
能效指标 energyefficiencyindicator 能效的指示值。 注：主要在政策评估和宏观经济研究中用作一种度量。 ［来源:CEN/CLC/TR16103—2010,4.3.8］
1 GB/T412522022
3.7
耗能工质energyconsumingworkingmedium 在生产过程中所消耗的那种不作为原料使用，也不进入产品，制取时又需要消耗能源的工作物质。 注：如氧气、压缩空气等
3.8
离散制造生产过程discretemanufacturingproductionprocess 生产由离散元件组成的产品或零部件的过程。
3.9
能源管理 energymanagement 指导和控制实体的能源使用的协调活动［来源：CEN/CLC/TR16103—2010,4.5.1]
3.10
制造资源 manufacturing resource 制造过程中的物理或逻辑实体 _来源：IS022400-1:2014,3.1.6
?
4离散制造能效相关因素分析
4.1概述
公式（1）反映生产过程中输出的能源、产品、服务、绩效等与输人的能源、物料等的比例关系。生产
过程中影响能源输入和输出、产品产量和质量、物料、人员使用等各种因素都是能效影响因素。离散制造生产过程需要考虑能效因素主要可分为：能源消耗因素、物料消耗因素、制造资源管理因素、产出因
素等。
P.
n=P:
..(1 )
式中： P。一一生产过程中输出的能源、产品、服务、绩效等； P：—生产过程中输人的能源、物料等。
4.2 2能源消耗因素
离散制造能源分为一次能源、二次能源和耗能工质所消耗的能源。离散制造能源消耗以二次能源为主。
示例：铸造生产过程消耗的能源介质有电能、燃气、油、煤、压缩空气等
3物质消耗因素
4.3
物质消耗因素包括在本企业生产过程及外协生产过程中所消耗的各类原材料、辅料等的数量。其
中原材料的数量、质量及燃料的质量直接影响到能源的消耗量。
示例：装备制造生产过程中用于零件加工使用的坏料，以及委托外协加工零件所消耗物料。 4.4制造资源管理因素
制造资源管理因素包括：生产过程中对制造资源的计划和调度，对设备、生产单元、生产工艺段的现场操作、工艺参数配置等，能源供需平衡等因素，物料和中间产品物料配送等
示例：汽车零配件生产过程对车间生产运行的管理，包括：生产计划与调度、物流管理、工艺装备参数优化、生产执
2 GB/T41252—2022
行等。 4.5产出因素
产出因素包括：产品的数量和质量、输出和转换的能源数量和质量等。 示例：锻压件数量和质量，以及锻压生产过程对于余热的回收利用等。
5离散制造能效指标
5.1 离散制造能效指标概述
离散制造生产过程是指从原材料开始到成品出厂的全部过程，通常包括：原材料的加工、处理，设备维修、检验、校准，专用工具和辅具的制造，产品包装、储存，以及动力供应等环节。离散制造能效指标可从生产设备、生产过程管理、经济产出三个维度进行定义。
生产设备能效指标反映离散制造生产过程中制造设备的能效水平，包括：生产设备单位产能能耗
设备能量转换效率、加工时间比率等指标。
生产过程管理能效指标反映离散制造生产过程中制造资源组织管理对能效影响，包括：物流到位
率、工序作业时间比率、设备/单元运行率、材料利用率、返工率、废品率等。
经济产出能效指标反映综合考虑设备、生产过程管理、经营管理、生产成本等各因素对能效的影响。 包括：单位产品能耗指标、单位产品能源成本、万元产值能耗等 5.2生产设备能效指标
生产设备主要有以下能效指标： a) 生产设备单位产能能耗
生产设备单位产能能耗nc按照公式（2)计算：
E
nc=M,
.(2)
式中： E—一设备/单元综合能耗，单位为件或吨（t）； M—设备/单元中间或最终产品产量，单位为件或吨（t)。
b) 设备能量转换效率
设备能量转换效率指标ne按照公式（3)计算：
E.
7e=E× 100%
..·.(3)
式中： E。—设备或单元的输出能量，单位为千焦（kJ)或千瓦（kW)； E；一设备或单元的输人能量，单位为千焦（kJ)或千瓦（kW）。
c) 加工时间比率
加工时间比率指标nT按照公式（4)计算：
T.
nr = T, + T, X100%
(4)
式中： T。一一基本时间，直接用于改变生产对象的尺寸、形状、相对位量、表面状态或材料性质等工
艺过程所消耗的时间，单位分（min）；
T, 一辅助时间，为实现工艺过程进行各种辅助动作所消耗的时间，单位分（min）。
3 GB/T41252—2022
5.3 ：生产过程管理能效指标
生产过程管理主要有以下能效指标： a) 设备/单元运行率
设备/单元运行率指标no按照公式（5)计算：
To
·(5)
o = TD
式中： Ta——实际工作时间，单位为小时(h)或天（d)； T pr 一制度工作时间，单位为小时（h)或天（d) 注：制度工作时间是指在规定的工作制度下设备工作时间数。制度工作时间减去非计划停机时间和非计划
待机时间得到实际工作时间。非计划停机典型地由设备故障等造成，非计划待机时间典型地由物流、节拍、人员等造成的等待。
b）工序工作时间比率
工序工作时间比率指标n按照公式（6)计算：
Tpa np = Trr X 100%
.*(6)
式中： Tpa 工序实际工作时间，是工序所含各工步操作消耗时间之和，单位为分（min）或小时（h）
或天（d)；
Tpr一一工序额定工作时间，单位为分（min)或小时（h)或天（d）。 c） 返工率
返工率指标n按照公式（7)计算：
N.
7r : N. X100%
(7)
式中： N. 返工不合格品数量； N.- 一全部送检品数量。
d) 废品率
废品率指标nw按照公式（8)计算：
N.
X100%
..(8)
w:
N.
式中： Nw- 废品数量； N. - 全部送检品数量。
5.4经济产出能效指标
经济产出主要有以下几项能效指标： a） 单位产品能耗指标
单位产品能耗指标nu按照公式（9)计算：
E
X100%
Tu=M,
..(9)
式中： E
产品的综合能耗，单位为千克标油（kgoe）、千克标煤（kgce）、千瓦时（kW·h）、焦耳（J)等；
4 GB/T41252—2022
M, 一产品产量，单位为生产数量（件)或吨（t）。 b） 万元产值能耗
每万元工业产值所消耗的能源量「千克标油（kgoe)或千克标煤（kgce)或千瓦时（kW·h)或焦耳每万元]。
5离散制造能效评估模型
6
离散制造能效评估模型用于分析设备、单元、产线、车间等的物料流和能量流。其模型如图1所示。
离散制造系统
1)单位产品能耗指标 :2)万元产值能耗
生产单元/产线1
验入能源E,12
生产单元/产线m
生产单元/产线2
给入管E
设备1n
设备1
设备12
02381
输出物料R,11
1)设备/单元运行率 2)工序工作时间比率 3)返工率 14)废品率
:1)生产设备单位产能能耗 2)设备能量转换效率 :3)加工时间比率
图1离散制造能效评估模型
能效评估模型中包含的输入物料因素有：输入主物料、输入辅助物料；模型中包含的输人能量因素
有：输人不同介质能量；模型中包含的输出物料因素有：输出产品、可回收物料、输出废品、回收辅助物料、辅助废料；模型中包含的输出能量因素有：输出能量、可回收能量
对于生产设备的能效评估使用设备能效指标；对于生产线/车间的能效评估使用生产过程管理能效指标；最终产品的能效评估使用的是经济产出能效指标。
离散制造能效评估通用流程
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离散制造能效评估通用流程如图2所示。
确定能效评估对象
建立能效评估对象模型（能源流和物料流）
现场数据
能效指标计算
能效评估报告
图2 离散制造能效评估通用流程
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