Comment Skyworks a amélioré l’efficacité énergétique de sa production grâce au jumeau numérique ETAP et au PSMS

L’objectif principal de Skyworks était d’améliorer l’efficacité énergétique de son exploitation grâce à la disponibilité des données opérationnelles, à des analyses intégrées et à l’accès aux données techniques couvrant l’ensemble de ses actifs électriques.

Yilmaz Luy, Business Director at Electro Integra S.A.C.

Ce vaste site de fabrication de circuits intégrés au Mexique a reconnu la nécessité de disposer de nouveaux outils pour mieux maîtriser ses coûts énergétiques et améliorer la fiabilité de son système électrique. L’entreprise s’est tournée vers ETAP afin d’étendre son modèle de jumeau numérique existant pour y intégrer les systèmes basse tension, dans le but de mettre en place une supervision complète du réseau électrique ainsi qu’un système SCADA électrique entièrement compatible et intégré à ses systèmes et équipements existants.

Skyworks Solutions, Inc. est une entreprise mondiale d’ingénierie et de fabrication de semi-conducteurs sans fil, produisant des semi-conducteurs analogiques haute performance ainsi que des systèmes cellulaires complets pour les communications mobiles. Elle dessert un large éventail de secteurs, notamment l’aéronautique, l’automobile, le haut débit, les infrastructures cellulaires, la maison connectée, l’industrie, le médical et le militaire, entre autres. Son site de production de pointe situé à Mexicali, au Mexique, emploie plus de 3 600 collaborateurs. Il assure l’assemblage et les tests spécialisés de modules de circuits intégrés, tout en participant aux activités de recherche et développement afin d’améliorer la qualité et l’innovation dans la fabrication industrielle.

Location: Mexicali, Baja California, México

Year: 2024

Objectifs et méthodes

Supervision complète de l’énergie, contrôle et analyse énergétique

Identifier les zones où les coûts énergétiques peuvent être réduits à l’échelle de l’ensemble du site
Garantir la conformité aux exigences du code réseau
Mettre en œuvre une méthode de gestion du système électrique intégrant la basse tension afin d’assurer une qualité d’énergie optimale
Améliorer la fiabilité des opérations
Produire des analyses sur la consommation d’énergie pour appuyer la prise de décision, tant pour des actions immédiates que pour des améliorations à long terme

Skyworks est client d’ETAP depuis 2019 et dispose d’un jumeau numérique électrique de son installation, utilisé pour les analyses au niveau moyenne tension.

L’analyse de son réseau électrique avec ETAP avait déjà permis d’élaborer des plans d’efficacité énergétique (électricité et gaz) ayant conduit à une réduction de 29 173 tonnes de CO₂ au cours de ces dernières années.

Constatant qu’il était possible d’aller encore plus loin pour améliorer l’efficacité et la fiabilité du système, l’entreprise a décidé de faire évoluer son dispositif de supervision existant en y intégrant les opérations moyenne et basse tension, ainsi qu’en mettant en place des simulations prédictives afin d’identifier et de résoudre plus rapidement les problèmes, et ainsi réduire les temps d’arrêt.

Produits utilisés

ETAP Power System Monitoring & Simulation (PSMS) – Système de gestion de l’énergie en temps réel permettant de déterminer la réponse appropriée du réseau face à différents changements et perturbations. Il s’appuie sur les paramètres électriques et physiques, les niveaux de charge et de production, la topologie du réseau et les logiques de contrôle afin d’identifier l’origine des problèmes potentiels et de recommander des actions correctives pour éviter les interruptions, notamment :

Validation avant mise en service (Validate before Operate)
Intelligence situationnelle
Simulation prédictive
Relecture des événements (Event Playback)
Analyse de comptabilité énergétique

ETAP eSCADA – Visualisation du réseau électrique, analyse et acquisition de données en temps réel avec interfaces HMI personnalisables et systèmes de notification incluant alarmes, événements, tendances et vues tabulaires, comprenant :

Estimation d’état
Interface d’acquisition de données indépendante des fabricants
Architecture système modulaire

ETAP Power Simulator – Outil permettant de créer et personnaliser un schéma unifilaire représentant le jumeau numérique électrique du réseau, incluant les équipements moyenne et basse tension, pour une utilisation en analyse de flux de charge dans le cadre de simulations prédictives et de la supervision en temps réel.

Ce que nous avons livré

Un système complet de gestion de l’énergie à architecture ouverte, capable de s’intégrer au système de gestion technique du bâtiment existant ainsi qu’aux équipements des fabricants
Simulation prédictive permettant d’identifier rapidement les problèmes potentiels de comportement du système en réponse aux actions des opérateurs et aux événements, à partir de données en temps réel et archivées
Analyse détaillée des consommations énergétiques et répartition des coûts afin de suivre les objectifs d’optimisation énergétique
Supervision électrique pour valider la conformité aux exigences des codes énergétiques
Support technique local de haute qualité
Solution évolutive de gestion de l’énergie, compatible avec les futures extensions du site et facilement enrichissable par des outils supplémentaires de supervision et d’analyse

L’une des principales fonctionnalités requises par Skyworks pour ce projet était la capacité d’analyser différents scénarios à l’aide de ETAP Validate before Operate afin de réduire la probabilité d’erreurs opérateur lors des activités d’exploitation et de maintenance. Lorsqu’un opérateur doit effectuer des modifications d’exploitation ou de maintenance — telles que des manœuvres de disjoncteurs, des démarrages moteurs, des opérations de groupes électrogènes, des transferts de charges ou autres — il peut simuler et valider la réponse du réseau électrique, comprendre les risques et éviter des situations imprévues telles que des défauts de tension, de fréquence, des déclenchements de protections ou des problèmes de qualité d’énergie.

ETAP a fourni une solution complète de supervision, de simulation et d’analyse des systèmes électriques dans un environnement unique, couvrant l’ensemble du cycle depuis la modélisation et la conception jusqu’à la simulation et la maintenance opérationnelle. L’intégration avec leur système de gestion existant était essentielle pour Skyworks, dont l’objectif principal était d’améliorer l’efficacité énergétique de l’exploitation grâce à l’analyse des données opérationnelles, à des analyses intégrées et à l’accès aux données techniques couvrant l’ensemble de leurs actifs électriques.

Un serveur temps réel ETAP a été déployé afin de gérer et communiquer avec leurs équipements de comptage et de protection existants via les protocoles de communication Modbus. Pour faciliter l’analyse des événements, le suivi des tendances du système et le reporting, un serveur historien a également été ajouté afin d’archiver les données temps réel et les historiques d’événements.

Les opérateurs ont ensuite pu utiliser les modèles et tableaux de bord ETAP eSCADA pour personnaliser leurs interfaces HMI. En plus des alarmes standards proposées par d’autres systèmes SCADA, le système ETAP fournit une analyse continue et numérique de l’ensemble du réseau électrique, y compris des composants non supervisés. Cela a permis d’accroître la visibilité sur l’ensemble du système électrique, renforçant ainsi la fiabilité et la conscience situationnelle des opérations. Le système de gestion de l’énergie génère des alarmes analytiques pour chaque composant du réseau sans programmation ni configuration supplémentaire. ETAP eSCADA assure la supervision des équipements de comptage et de protection, quel que soit le fabricant. Il en résulte un SCADA électrique piloté par modèle, offrant une visualisation temps réel via une interface graphique intelligente, des tableaux de bord web et une supervision par schéma unifilaire. Des rapports personnalisables pour le suivi de l’efficacité énergétique et la gestion des indicateurs de performance (KPI) ont également été définis et mis en œuvre.

Résultats

Amélioration de la gestion de l’énergie et du contrôle des coûts énergétiques

Garantie de la fiabilité du système électrique de l’installation de production
Amélioration de l’efficacité énergétique de l’ensemble des opérations électriques
Prise de décision plus rapide concernant les exigences et les améliorations du système
Évaluation plus simple et plus précise de la conformité réglementaire
Intégration optimisée en coûts avec les équipements existants de comptage et de protection