ISO 14955-3:2020
(Main)Machine tools — Environmental evaluation of machine tools — Part 3: Principles for testing metal-cutting machine tools with respect to energy efficiency
Machine tools — Environmental evaluation of machine tools — Part 3: Principles for testing metal-cutting machine tools with respect to energy efficiency
This document supports the energy-saving design methodology according to ISO 14955‑1 and the methods for measuring energy supplied to machine tools and machine tool components defined in ISO 14955‑2. This document addresses the environmental evaluation of machine tools during the use stage based on reference scenarios. It contains an example for metal cutting machine tools. This document defines a methodological approach to assess relevant machine tool operating states based on an individual reference scenario for the energy assessment of machine tools and the integration of energy-efficiency aspects into machine tool design. This document explains what needs to be measured in line with ISO 14955‑1 and ISO 14955‑2. Furthermore, it shows how a reference scenario for the measurement of the machine function "processing", according to ISO 14955‑1, is evaluated. An example of how to use this document is given in Annex A. The results from applying this document are influenced by the effect of user behaviour and manufacturing strategies during the use phase. This document does not support the comparison of machine tools.
Machines-outils — Évaluation environnementale des machines-outils — Partie 3: Principes des essais des machines travaillant par enlèvement de métal à l’égard de l’efficacité énergétique
Le présent document vient à l'appui de la méthode de conception permettant d'économiser l'énergie conformément à l'ISO 14955-1 et des méthodes de mesurage de l'énergie apportée aux machines-outils et aux composants de machines-outils indiquées défini dans l'ISO 14955-2. Le présent document traite de l'évaluation environnementale des machines-outils au cours de leur phase d'utilisation en se basant sur des scénarios de référence. Il contient un exemple pour les machines-outils par enlèvement de métal. Le présent document définit une approche méthodologique afin d'évaluer les états de fonctionnement pertinents des machines-outils sur la base d'un scénario de référence individuel pour l'évaluation énergétique des machines-outils et l'intégration des aspects liés à l'efficacité énergétique dans la conception des machines-outils. Le présent document explique les mesurages à réaliser conformément à l'ISO 14955-1 et l'ISO 14955-2. En outre, il montre comment évaluer un scénario de référence pour le mesurage de la fonction « traitement en cours » de la machine, conformément à l'ISO 14955‑1. Un exemple d'utilisation du présent document est fourni à l'Annexe A. Les résultats de l'application du présent document sont influencés par l'effet du comportement des utilisateurs et des stratégies de fabrication pendant la phase d'utilisation. Le présent document ne permet pas de comparer les machines-outils.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14955-3
First edition
2020-07
Machine tools — Environmental
evaluation of machine tools —
Part 3:
Principles for testing metal-cutting
machine tools with respect to energy
efficiency
Machines-outils — Évaluation environnementale des machines-
outils —
Partie 3: Principes des essais des machines travaillant par enlèvement
de métal à l’égard de l’efficacité énergétique
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 General approach for the environmental evaluation of machine tools .3
4.1 General . 3
4.2 Step 1 — Documentation of general information . 4
4.3 Step 2 – Measurement of machine tool state OFF — M01. 4
4.3.1 Description . . . 4
4.3.2 Measurements . 4
4.3.3 Documentation . 5
4.4 Step 3 — Measurement of transition from machine tool state OFF to STANDBY
(START) — M02 . 5
4.4.1 Description . . . 5
4.4.2 Measurements . 5
4.4.3 Documentation . 6
4.5 Step 4 — Measurement of machine tool state STANDBY — M03 . 6
4.5.1 Description . . . 6
4.5.2 Measurements . 6
4.5.3 Documentation . 7
4.6 Step 5 — Measurement of machine tool state SETUP/WARMUP — M04 . 7
4.6.1 Description . . . 7
4.6.2 Measurements . 7
4.6.3 Documentation . 8
4.7 Step 6 — Measurement of machine tool state READY — M05 . 8
4.7.1 Description . . . 8
4.7.2 Measurements . 8
4.7.3 Documentation . 9
4.8 Step 7 — Measurement of machine tool state PROCESSING — M06 . 9
4.8.1 Description . . . 9
4.8.2 Measurements . 9
4.8.3 Documentation .10
4.9 Step 8 — Measurement of machine tool state EMERGENCY STOP — M07 .10
4.9.1 Description . . .10
4.9.2 Measurements .10
4.9.3 Documentation .11
4.10 Step 9 — Measurement of transition from machine tool state STANDBY to OFF — M08 .11
4.10.1 Description . . .11
4.10.2 Measurements .12
4.10.3 Documentation .12
5 Machine tool analysis for environmental evaluation .12
5.1 General .12
5.2 Average machine tool performance .13
5.2.1 General.13
5.2.2 Approach .13
5.2.3 Estimated energy supplied .14
5.2.4 Calculation of relevant operation states .15
5.2.5 Relevant values .16
5.2.6 Functional oriented analysis .17
6 Machine tool reference scenario.19
6.1 General .19
6.2 General structure .20
6.2.1 General.20
6.2.2 Preparation .21
6.3 Guide for the definition of the reference scenario .21
6.4 Definition of a reference scenario .22
6.4.1 General.22
6.4.2 Machining process .23
6.4.3 Tools .23
6.4.4 Workpiece material and process parameters .23
6.4.5 Variation of process parameters .23
6.5 Major machine tool operating states .23
6.6 Relevant test scenarios .24
6.7 Documentation of reference scenario .24
Annex A (informative) Example for grinding machine tool .25
Bibliography .34
iv © ISO 2020 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 39, Machine tools.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
A list of all parts in the ISO 14955 series can be found on the ISO website.
Introduction
Machine tools are complex products for industrial use to manufacture parts ready for use or semi-
finished products. The performance of a machine tool as key data for investment is multi-dimensional
regarding its economic value, its technical specification, and its operating requirements which are
influenced by the specific application. Therefore, the same machine tool can show quite different
energy supplied to the machine depending on the part which is manufactured and the conditions under
which the machine is operated. Therefore, the environmental evaluation of a machine tool cannot be
considered in isolation from these considerations.
ISO 14955-1 defines an analysis and evaluation procedure for machine tools based on functional units
with the intention of a unified approach. ISO 14955-1 enables simplified and general evaluation methods
in order to define and assess the energetic behaviour and the individual energetic and/or efficiency
weaknesses of a machine tool.
ISO 14955-2 defines the required parameters and procedures for machine tool and machine tool
component measurement, including required parameters which are relevant for the assessment of the
energetic machine tool behaviour.
The reference scenario introduced in this part reflects the actual machine process in the field under best
knowledge. The definition of the reference scenario and its measurement helps to indicate application-
dependent improvement potential and the application of the methodology as defined in ISO 14955-1
and related improvement measures for given industrially driven applications.
The ISO 14955 series takes care of relevant environmental impacts during the use stage. Aside from the
design and engineering of machine tools, the intended utilization of machine tools is addressed by this
document.
vi © ISO 2020 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 14955-3:2020(E)
Machine tools — Environmental evaluation of machine
tools —
Part 3:
Principles for testing metal-cutting machine tools with
respect to energy efficiency
1 Scope
This document supports the energy-saving design methodology according to ISO 14955-1 and the
methods for measuring energy supplied to machine tools and machine tool components defined in
ISO 14955-2. This document addresses the environmental evaluation of machine tools during the use
stage based on reference scenarios. It contains an example for metal cutting machine tools.
This document defines a methodological approach to assess relevant machine tool operating states
based on an individual reference scenario for the energy assessment of machine tools and the
integration of energy-efficiency aspects into machine tool design.
This document explains what needs to be measured in line with ISO 14955-1 and ISO 14955-2.
Furthermore, it shows how a reference scenario for the measurement of the machine function
“processing”, according to ISO 14955-1, is evaluated.
An example of how to use this document is given in Annex A.
The results from applying this document are influenced by the effect of user behaviour and
manufacturing strategies during the use phase. This document does not support the comparison of
machine tools.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 14955-1:2017, Machine tools — Environmental evaluation of machine tools — Part 1: Design
methodology for energy-efficient machine tools
ISO 14955-2:2018, Machine tools — Environmental evaluation of machine tools — Part 2: Methods for
measuring energy supplied to machine tools and machine tool components
DIN 8580:2003, Manufacturing processes — Terms and definitions, division
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 14955-1, ISO 14955-2 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
reference part
workpiece with defined specification of geometry, material, size, geometric tolerances, surface quality
and defined related manufacturing procedure
Note 1 to entry: The reference part is a determined number of geometric elements in given composition and
dimension which are manufactured under defined operating states (see [8]).
3.2
reference scenario
individually defined manufacturing process, containing the definition of part handling and the
environmental conditions to achieve an individual reference part (3.1)
Note 1 to entry: The reference scenario covers machine based and task-based scenarios according to
ISO 14955-2:2018.
3.3
discrete part manufacturing
production process in which its output is individually countable, or identifiable by serial numbers, and
is measurable in distinct units rather than by weight or volume
Note 1 to entry: Term used in distinction to process manufacturing, e.g. of substances such as plastics, food,
beverages or pharmaceuticals.
3.4
mass production
large-scale production
manufacturing of large quantities of standardized products, frequently utilizing assembly line
technology
Note 1 to entry: Mass production refers to the process of creating large numbers of similar products efficiently.
Mass production is typically characterized by some type of automation, as with an assembly line, to achieve high
volume, the detailed organization of materials flow, careful control of quality standards and division of labour.
3.5
tool
device for imparting a desired shape, form, or finish to a material
Note 1 to entry: The desired shape can be achieved by different means, e.g. by material removal, forming, shaping.
3.6
shop floor production
job shop
fabrication-outfit specializing in small quantities of custom-made parts, produced according to
customer specifications
Note 1 to entry: Usually, in shop floor production, there is no workpiece defined between machine tool builder/
supplier and machine tool user at the time of machine tool acquisition.
Note 2 to entry: In shop floor production, time shares are strongly related to the specific production being
executed. A typical utilization of a machine tool in a shop floor production is 8 h/day for 5 days/week.
3.7
energy performance indicator
EnPI
measure or unit of energy performance, as defined by the organization
Note 1 to entry: EnPI(s) can be expressed by using a simple metric, ratio or a model, depending on the nature of
the activities being measured.
[4]
Note 2 to entry: See ISO 50006 for additional information on EnPI(s) .
Note 3 to entry: Examples for organizations are manufacturer, supplier and user.
2 © ISO 2020 – All rights reserved
[SOURCE: ISO 50001:2018, 3.4.4]
4 General approach for the environmental evaluation of machine tools
4.1 General
This clause describes the procedure for the environmental evaluation of machine tools according to
ISO 14955-1. This approach requires the measurement of all possible operating states of the machine
tool, including the reference scenario, as defined in Clause 6. Based on this assessment, relevant machine
tool operating states can be indicated and assessed and the functional oriented analysis according to
ISO 14955-1 can be performed.
Stable conditions are assumed if the difference of the average of the measured value over two
measurement periods is not larger than 100 W or ±5 % of the connected load (nominal power).
Figure 1 shows the general approach for the environmental evaluation of machine tools. Detailed
information is given in 4.2 to 4.10. Clause 5 shows the results and further assessments based on the
performed machine tool measurement.
NOTE STANDBY is a stable state after machine tool is turned ON. This state can include heating on some
machine tools.
Figure 1 — General approach for the environmental evaluation of machine tools
In 4.2 to 4.10, each step is explained in detail.
4.2 Step 1 — Documentation of general information
The following table shows the information that shall be given for the intended machine tool assessment.
Table 1 — General information
Information Description
Company Company and location where the machine tool is measured
Person in charge of machine tool assessment and measurement service provider
Responsible person
(if different from company)
Machine tool manufacturer/ Name and serial number indicating the type and configuration setup of the
model/serial number machine tool
System boundary According to ISO 14955-2:2018, Clause 6.
Nominal power [kW] Nominal power [kW] as declared by the machine tool manufacturer
Indication of conditions during measurement.
Temperature/humidity
In order to proof stable conditions the values should be documented at least
during measurement
every 30 min during the measurement
Date and time Date of performed measurement and duration of the measurement
4.3 Step 2 – Measurement of machine tool state OFF — M01
4.3.1 Description
The power, P [kW], including all required external media, e.g. compressed air, according to the
OFF
system boundary definition of the machine tool are measured during OFF. The main switch is off. The
measurement shall be performed when steady-state conditions are reached and should last for at least
300 s (default value). If this condition is not fulfilled, measurements shall last longer.
NOTE This measurement aims to indicate compressed air leakage and/or active components during OFF, e.g.
monitoring modules. This machine tool state is independent of the process.
4.3.2 Measurements
Measurement of power during machine tool state OFF, as exemplified in Figure 2.
4 © ISO 2020 – All rights reserved
Key
P power [kW]
t time [s]
P average power [kW] during machine tool state OFF
OFF
t measurement time [s] during machine tool state OFF
OFF
Figure 2 — Example of measurement of power during machine tool state OFF
4.3.3 Documentation
Table 2 shows the required values for machine tool state OFF.
Table 2 — Required values for machine tool state OFF
Required value Unit Description
P kW Average power during machine tool state OFF
OFF
Default value is 300 s. It is required to document the duration of the measurement,
t s
OFF
even if it is equal to the default duration.
4.4 Step 3 — Measurement of transition from machine tool state OFF to STANDBY
(START) — M02
4.4.1 Description
The power, P [kW], including all required external media, e.g. compressed air, according to
START
the system boundary definition of the machine tool is measured during the transition from OFF to
STANDBY. The main switch is turned from OFF to ON. The machine starts up until it reaches a steady
state (STANDBY). P represents the average power value during machine tool start up. This
START
measurement does not contain axis reference or any movement of axis.
NOTE This measurement aims to indicate the required time for machine tool start-up and related component
activity. The duration of the start-up depends on the machine tool.
4.4.2 Measurements
Measurement of power during transition from machine tool state OFF to STANDBY, as exemplified in
Figure 3.
Key
P power [kW]
t time [s]
P average power [kW] during machine tool state OFF
OFF
P average power [kW] during transition from machine tool state OFF to machine tool state STANDBY
START
P average power [kW] during machine tool state STANDBY
STANDBY
t duration of transition from machine tool state OFF to machine tool state STANDBY
START
Figure 3 — Example of measurement of power during transition from machine tool state OFF
to STANDBY
4.4.3 Documentation
Table 3 shows the required values for transition from machine tool state OFF to STANDBY.
Table 3 — Required values for transition from machine tool state OFF to STANDBY
Required value Unit Description
P kW Average power during transition from machine tool state OFF to STANDBY
START
Duration of transition from machine tool state OFF to STANDBY.
t s
START
This duration depends on the machine tool.
4.5 Step 4 — Measurement of machine tool state STANDBY — M03
4.5.1 Description
The power, P [kW], including all required external media, e.g. compressed air, according to the
STANDBY
system boundary definition of the machine tool are measured during STANDBY. The machine tool is in
a steady state. The measurement should be performed in stable conditions for a time, t , of 300 s
STANDBY
(default value). Measurement should be performed when stable conditions are reached, for a time,
t , of at least 300 s (default value). If none of these conditions are fulfilled, measurement shall
STANDBY
last longer.
NOTE This measurement aims to indicate the required average power during machine tool standby including
related component activity. This state is independent of the process.
4.5.2 Measurements
Measurement of power during machine tool state STANDBY, as exemplified in Figure 4.
6 © ISO 2020 – All rights reserved
Key
P power [kW]
t time [s]
P average power [kW] during machine tool state STANDBY
STANDBY
t measurement time [s] during machine tool state STANDBY
STANDBY
Figure 4 — Example of measurement of power during machine tool state STANDBY
4.5.3 Documentation
Table 4 shows the required values for machine tool state STANDBY.
Table 4 — Required values for machine tool state STANDBY
Required value Unit Description
P kW Average power during machine tool state STANDBY
STANDBY
Default value is 300 s. It is required to document the duration of the measurement
t s
STANDBY
even if it is equal to the default duration.
4.6 Step 5 — Measurement of machine tool state SETUP/WARMUP — M04
4.6.1 Description
The power, P [kW], including all required external media, e.g. compressed air, according to
SETUP
the system boundary definition of the machine tool is measured during the machine tool process
preparation and/or warm up. This measurement includes all required activities for machine tool
process preparation. This state can include machine tool-specific warm up times.
NOTE This measurement aims to indicate required activities, e.g. moving of axes, fixing workpiece, cleaning
process area and/or warm up time. It shows the required average power during machine tool setup including
related component activity. This state depends on the machine tool, in some cases it depends also on the process.
Some machine tools do not require the machine tool state SETUP.
4.6.2 Measurements
Measurement of power during machine tool state SETUP, as exemplified in Figure 5.
Key
P power [kW]
t time [s]
P average power [kW] during machine tool state STANDBY
STAND-
BY
P average power [kW] during machine tool state READY
READY
P average power [kW] during machine tool state SETUP
SETUP
t measurement time [s] during machine tool state SETUP
SETUP
Figure 5 — Example of measurement of power during machine tool state SETUP
4.6.3 Documentation
Table 5 shows the required values for machine tool state SETUP.
Table 5 — Required values for machine tool state SETUP
Required value Unit Description
P kW Average power during machine tool state SETUP
SETUP
Duration during machine tool state SETUP. This duration depends on the machine
t s
SETUP
tool and in some cases on the process as well.
4.7 Step 6 — Measurement of machine tool state READY — M05
4.7.1 Description
The power, P [kW], including all required external media, e.g. compressed air, according to the
READY
system boundary definition of the machine tool is measured during the machine tool state READY. This
state represents the machine tool state just before processing. The process preparation, including warm
up, axis reference and setup activities are already done. The machine tool is ready for processing and
waiting for start signal. Measurement should be performed when stable conditions are reached, for a
time, t , of at least 300 s (default value). If this condition is not fulfilled, measurements shall last longer.
OFF
NOTE This measurement aims to indicate the required average power during the machine tool state READY
including related component activity.
4.7.2 Measurements
Measurement of power during machine tool state READY.
8 © ISO 2020 – All rights reserved
Key
P power [kW]
t time [s]
P average power [kW] during machine tool state READY
READY
t measurement time [s] during machine tool state READY
READY
Figure 6 — Example of measurement of power during machine tool state READY
4.7.3 Documentation
Table 6 shows the required values for machine tool state STANDBY.
Table 6 — Required values for machine tool state READY
Required value Unit Description
P kW Average power during machine tool state READY
READY
Default value is 300 s. It is required to document the duration of the measurement
t s
READY
even if it is equal to the default duration.
4.8 Step 7 — Measurement of machine tool state PROCESSING — M06
4.8.1 Description
The power, P [kW], including all required external media, e.g. compressed air, according to the
PROCESSING
system boundary definition of the machine tool is measured during the reference scenario according to
the definition in Clause 6. This machine tool state represents the typical and individual machine tool
processing.
NOTE This measurement aims to indicate the required average power during machine tool processing
including related component activity. This machine tool state depends on the process.
4.8.2 Measurements
Measurement of power during machine tool state PROCESSING, as exemplified in Figure 7.
Key
P power [kW]
t time [s]
P average power [kW] during machine tool state READY
READY
P average power [kW] during machine tool state PROCESSING
PROCESSING
t measurement time [s] during machine tool state PROCESSING
PROCESSING
Figure 7 — Example of measurement of power during machine tool state PROCESSING
4.8.3 Documentation
Table 7 shows the required values for machine tool state PROCESSING.
Table 7 — Required values for machine tool state PROCESSING
Required value Unit Description
P kW Average power during machine tool state PROCESSING
PROCESSING
t s Individual duration of reference scenario
PROCESSING
4.9 Step 8 — Measurement of machine tool state EMERGENCY STOP — M07
4.9.1 Description
The power, P [kW], including all required external media, e.g. compressed air, according to the
ESTOP
system boundary definition of the machine tool is measured during machine tool state EMERGENCY
STOP. After t = 30 s in machine tool state STANDBY, EMERGENCY STOP is initiated. Measurement
should be performed during stable conditions in machine tool state EMERGENCY STOP for a time,
t , of at least 300 s (default value).
ESTOP
Some machine tool users use the machine tool state EMERGENCY STOP when a machine tool is not
operating. In such cases the machine tool state EMERGENCY STOP is relevant and shall be measured.
NOTE This measurement aims to indicate the required average power during machine tool state EMERGENCY
STOP (ESTOP) and related component activity. This machine tool state does not depend on the process.
4.9.2 Measurements
Measurement of power during machine tool state EMERGENCY STOP, as exemplified in Figure 8.
10 © ISO 2020 – All rights reserved
Key
P power [kW]
t time [s]
P average power [kW] during machine tool state ESTOP
ESTOP
P average power [kW] during machine tool state STANDBY
STANDBY
Figure 8 — Example of measurement of power during machine tool state EMERGENCY STOP
(ESTOP)
4.9.3 Documentation
Table 8 shows the required values for machine tool state EMERGENCY STOP (ESTOP).
Table 8 — Required values for machine tool state EMERGENCY STOP (ESTOP)
Required value Unit Description
P kW Average power during machine tool state EMERGENCY STOP
ESTOP
Default value is 300 s. It is required to document the duration of the measurement
t s
ESTOP
even if it is equal to the default duration.
4.10 Step 9 — Measurement of transition from machine tool state STANDBY to OFF — M08
4.10.1 Description
The average power, P [kW], including all required external media, e.g. compressed air, according to
SWO
the system boundary definition of the machine tool, is measured during the transition from machine
tool state STANDBY to OFF. After t = 30 s the machine tool is switched off according to the typical
switch off procedure as indicated by the machine tool manufacturer. The machine tool SWITCH OFF
ends when stable conditions are reached at t . The transition from STANDBY to OFF lasts the time t
2 SWO
that is defined as t – t . P represents the average power value including all external media during
2 1 SWO
the machine tool switch off. This measurement is independent of the process.
NOTE This measurement aims to indicate the required time for machine tool switch off and related
component activity. The duration of the switch off depends on the machine tool. This machine tool activity
depends on the machine tool.
4.10.2 Measurements
Measurement of power during transition from machine tool state STANDBY to OFF, as exemplified in
Figure 9.
Key
P power [kW]
t time [s]
P average power [kW] during machine tool state OFF
OFF
P average power [kW] during transition from machine tool state STANDBY to machine tool state OFF
SWO
P average power [kW] during machine tool state STANDBY
STANDBY
t end of transition from machine tool state STANDBY to machine tool state OFF
Figure 9 — Example of measurement of power during transition from machine tool state
STANDBY to OFF (SWO)
4.10.3 Documentation
Table 9 shows the required values for transition from machine tool state STANDBY to OFF (SWO).
Table 9 — Required values for transition from machine tool state STANDBY to OFF (SWO)
Required value Unit Description
P kW Average power during transition from machine tool state STANDBY to OFF
SWO
Individual duration of transition from machine tool state STANDBY to OFF.
t s
SWO
t = t – t .
SWO 2 1
5 Machine tool analysis for environmental evaluation
5.1 General
Based on the given information and performed measurements on all required machine tool operating
states, and resulting EnPI values, the assessments in 5.2 shall be carried out.
12 © ISO 2020 – All rights reserved
5.2 Average machine tool performance
5.2.1 General
The average machine tool performance indicates the estimated energy supplied according to the time
shares of the given machine tool operating states. The shares are defined based on one production year.
The evaluation of the operating state shares shall be based on an individual share of operating states
that represent the actual usage of the machine tool including OFF, STANDBY, etc. If the individual share
of operating states is not known, neither by the machine tool user nor the manufacturer, the operating
state share given in Table 10 shall be used. The related procedure is shown in Figure 10.
Table 10 shows default time shares of operating states which result from numerous measurements in
the workshop and production field. These shares shall be used if an individual time share cannot be
defined or is unknown.
Table 10 — Default time share of operating states
OTHERS
PROCESS- EMERGEN- (transient
OFF STANDBY SETUP READY
ING CY STOP operating
states)
Share per year 5 % 15 % 10 % 5 % 60 % 5 % 0 %
s s s s s s s
OFF STANDBY SETUP READY PROCESSING ESTOP O
Share value per year
= 0,05 = 0,15 = 0,1 = 0,05 = 0,6 = 0,05 = 0
S : Share value of machine tool state OFF per year
OFF
S : Share value of machine tool state STANDBY per year
STANDBY
S : Share value of machine tool state SETUP per year
SETUP
S : Share value of machine tool state READY per year
READY
S : Share value of machine tool state PROCESSING per year
PROCESSING
S : Share value of machine tool state ESTOP per year
ESTOP
S : Share value of machine tool state OTHERS per year
O
Based on different knowledge, different pre-knowledge, an educated guess or on different machine tool
applications different individual time shares may be defined.
5.2.2 Approach
Figure 10 shows the procedure for the selection of the machine tool operating state share option.
Figure 10 — Approach for the evaluation of operating states
5.2.3 Estimated energy supplied
Based on the defined share of the operating states, Formula (1) can be calculated. It indicates the
estimated energy supplied for one production year. This value and related calculation of the operating
state share shall be documented.
NOTE In shop floor production, power supplied related to non-productive machine tool states can have a
strong impact on total energy demand. If available, automatic machine tool switch-off shall be applied and
reported.
sP**++sP sP**+sP
OFFOFF STANDBYSTANDBY SETUPSETUP READYREADY
E= **()365 244 (1)
+ssP**++sP sP*
PROCESSING PROCESSING ESTOPESTOP OO
where
E is the estimated energy supplied for one production year under the given circum-
stances in kWh;
P is the average power during machine tool state OFF in kW;
OFF
P is the average power during machine tool state STANDBY in kW;
STANDBY
P is the average power during machine tool state SETUP in kW;
SETUP
14 © ISO 2020 – All rights reserved
P is the average power during machine tool state READY in kW;
READY
P is the average power during machine tool state PROCESSING in kW;
PROCESSING
P is the average power during transition from machine tool state STANDBY to ma-
ESTOP
chine tool state ESTOP in kW;
P is the average power during machine tool state OTHERS in kW;
O
s is the share value of machine tool state OFF per year;
OFF
s is the share value of machine tool state STANDBY per year;
STANDBY
s is the share value of machine tool state SETUP per year;
SETUP
s is the share value of machine tool state READY per year;
READY
s is the share value of machine tool state PROCESSING per year;
PROCESSING
s is the share value of machine tool state ESTOP per year;
ESTOP
s is the share value of machine tool state OTHERS per year.
O
The time share per year value is the average time share calculated on a full year of average production,
so it can be directly derived from measures of an average production day only for a production of
365 days, 24 h/day. Otherwise, the measures shall be scaled taking into account non-operative times.
Because Formula (1) computes energy supplied estimated for one full production year, the state of the
machine tool when the production plant is not operative, even if the power supplied to the machine tool
is 0 kW, shall be taken into account.
EXAMPLE 1
— Mass production with 365 days/year production
— 2 shifts/day (= 16 h/day) operational times
— 8 h/day non-operative times with machine tool in OFF
During the operative times (16 h/day), the measured time share per year are the ones of Table 10: OFF 5 %,
STANDBY 15 %, SETUP 10 %, READY 5 %, PROCESSING 60 %, EMERGENCY STOP 5 %.
Therefore, the real share per year of non-operative times to be used for Formula (1) is: OFF = 1/3+2/3*0,05 = 36,6 %.
As an example, the resulting time share according to Table 10 for PROCESSING = 2/3*0,6 = 0,4 = 40 %.
EXAMPLE 2
— Shop floor production with 220 days/year production
— 1 shift/day (= 8 h/day) operational times
— 16 h/day non-operative times with machine tool in OFF
During the operative times (8 h/day), the measured time share per year are the ones of Table 10: OFF 5 %,
STANDBY 15 %, SETUP 10 %, READY 5 %, PROCESSING 60 %, EMERGENCY STOP 5 %. The machine tool is in OFF
for 16 h/day and for 145 days/year (365 – 220).
The resulting time shares according to Table 10 for this example are: OFF 81 %
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14955-3
Première édition
2020-07
Machines-outils — Évaluation
environnementale des machines-
outils —
Partie 3:
Principes des essais des machines
travaillant par enlèvement de métal à
l’égard de l’efficacité énergétique
Machine tools — Environmental evaluation of machine tools —
Part 3: Principles for testing metal-cutting machine tools with respect
to energy efficiency
Numéro de référence
©
ISO 2020
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© ISO 2020
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Approche générale pour l’évaluation environnementale des machines-outils .3
4.1 Généralités . 3
4.2 Étape 1 — Documentation des informations générales . . 4
4.3 Étape 2 — Mesurage de l’état VEILLE de la machine-outil — M01 . 5
4.3.1 Description . . . 5
4.3.2 Mesurages . 5
4.3.3 Documentation . 5
4.4 Étape 3 — Mesurage de la transition de l’état ARRÊT à VEILLE (DÉMARRAGE) de
la machine-outil — M02 . 6
4.4.1 Description . . . 6
4.4.2 Mesurages . 6
4.4.3 Documentation . 7
4.5 Étape 4 — Mesurage de l’état VEILLE de la machine-outil — M03 . 7
4.5.1 Description . . . 7
4.5.2 Mesurages . 7
4.5.3 Documentation . 8
4.6 Étape 5 — Mesurage de l’état CONFIGURATION/PRÉCHAUFFAGE de la machine-
outil — M04 . 8
4.6.1 Description . . . 8
4.6.2 Mesurages . 8
4.6.3 Documentation . 9
4.7 Étape 6 — Mesurage de l’état PRÊTE de la machine-outil — M05 . 9
4.7.1 Description . . . 9
4.7.2 Mesurages .10
4.7.3 Documentation .10
4.8 Étape 7 — Mesurage de l’état TRAITEMENT EN COURS de la machine-outil — M06 .10
4.8.1 Description . . .10
4.8.2 Mesurages .10
4.8.3 Documentation .11
4.9 Étape 8 — Mesurage de l’état ARRÊT D’URGENCE de la machine-outil — M07 .11
4.9.1 Description . . .11
4.9.2 Mesurages .12
4.9.3 Documentation .12
4.10 Étape 9 — Mesurage de la transition de l’état VEILLE à ARRÊT de la machine-outil
— M08 .12
4.10.1 Description . . .12
4.10.2 Mesurages .13
4.10.3 Documentation .13
5 Analyse de la machine-outil pour l’évaluation environnementale .14
5.1 Généralités .14
5.2 Performance moyenne de la machine-outil .14
5.2.1 Généralités .14
5.2.2 Approche .14
5.2.3 Estimation de la demande énergétique .15
5.2.4 Calcul des états de fonctionnement pertinents .17
5.2.5 Valeurs pertinentes.17
5.2.6 Analyse fonctionnelle . .18
6 Scénario de référence des machines-outils .20
6.1 Généralités .20
6.2 Structure générale.21
6.2.1 Généralités .21
6.2.2 Préparation .22
6.3 Guide pour la définition du scénario de référence .22
6.4 Définition d’un scénario de référence .23
6.4.1 Généralités .23
6.4.2 Processus d’usinage .24
6.4.3 Outils .25
6.4.4 Matière de la pièce et paramètres du processus .25
6.4.5 Variation des paramètres de processus .25
6.5 États de fonctionnement principaux des machines-outils .25
6.6 Scénarios d’essai pertinents .26
6.7 Documentation d’un scénario de référence .26
Annexe A (informative) Exemple pour une machine-outil de meulage .27
Bibliographie .36
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 39, Machines-outils.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 14955 se trouve sur le site web de l’ISO.
Introduction
Les machines-outils sont des produits complexes utilisés par l’industrie pour fabriquer des produits
prêts à l’emploi ou des pièces semi-finies. Les performances d’une machine-outil, en tant qu’informations
importantes pour l’investissement, sont multidirectionnelles compte tenu de sa valeur économique,
ses caractéristiques techniques et ses exigences de fonctionnement, qui dépendent de son application
spécifique. Ainsi, l’alimentation en énergie peut varier pour la même machine-outil, en fonction de la
pièce fabriquée et des conditions de fonctionnement de la machine. L’évaluation environnementale
d’une machine-outil ne peut donc pas être réalisée sans tenir compte de ces aspects.
L’ISO 14955-1 définit une procédure d’analyse et d’évaluation des machines-outils basée sur des groupes
fonctionnels dans le but d’une approche unifiée. L’ISO 14955-1 propose des méthodes d’évaluation
simplifiées et générales afin de définir et d’évaluer le comportement énergétique et les faiblesses
énergétiques et/ou d’efficacité individuelles d’une machine-outil.
L’ISO 14955-2 définit les paramètres et les procédures requis pour mesurer les machines-outils et
les composants de machine-outil, y compris les paramètres requis pertinents pour l’évaluation du
comportement énergétique des machines-outils.
Le scénario de référence introduit dans cette partie reflète au mieux le processus réel de la machine
sur le site. La définition du scénario de référence et de son mesurage permet d’indiquer le potentiel
d’amélioration en fonction de l’application et l’application de la méthodologie définie dans l’ISO 14955-1
et des mesures d’amélioration connexes pour des applications axées sur l’industrie données.
La série ISO 14955 prend en compte les impacts environnementaux pertinents pendant l’étape
d’utilisation. Outre la conception et l’ingénierie des machines-outils, l’utilisation prévue des
machines-outils est traitée dans le présent document.
vi © ISO 2020 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 14955-3:2020(F)
Machines-outils — Évaluation environnementale des
machines-outils —
Partie 3:
Principes des essais des machines travaillant par
enlèvement de métal à l’égard de l’efficacité énergétique
1 Domaine d’application
Le présent document vient à l’appui de la méthode de conception permettant d’économiser l’énergie
conformément à l’ISO 14955-1 et des méthodes de mesurage de l’énergie apportée aux machines-outils
et aux composants de machines-outils indiquées défini dans l’ISO 14955-2. Le présent document traite
de l'évaluation environnementale des machines-outils au cours de leur phase d’utilisation en se basant
sur des scénarios de référence. Il contient un exemple pour les machines-outils par enlèvement de métal.
Le présent document définit une approche méthodologique afin d’évaluer les états de fonctionnement
pertinents des machines-outils sur la base d’un scénario de référence individuel pour l’évaluation
énergétique des machines-outils et l’intégration des aspects liés à l’efficacité énergétique dans la
conception des machines-outils.
Le présent document explique les mesurages à réaliser conformément à l’ISO 14955-1 et l’ISO 14955-2.
En outre, il montre comment évaluer un scénario de référence pour le mesurage de la fonction
« traitement en cours » de la machine, conformément à l’ISO 14955-1.
Un exemple d’utilisation du présent document est fourni à l’Annexe A.
Les résultats de l’application du présent document sont influencés par l’effet du comportement des
utilisateurs et des stratégies de fabrication pendant la phase d’utilisation. Le présent document ne
permet pas de comparer les machines-outils.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 14955-1:2017, Machines-outils — Évaluation environnementale des machines-outils — Partie 1:
Méthode de conception pour l'efficacité énergétique des machines-outils
ISO 14955-2:2018, Machines-outils — Évaluation environnementale des machines-outils — Partie 2:
Méthode pour mesurer l'énergie apportée aux machines-outils et aux composants de machines-outils
DIN 8580:2003, Procédés de fabrication — Termes et définitions, classification
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 14955-1, l'ISO 14955-2 ainsi que
les suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
pièce de référence
pièce avec spécification définie de la géométrie, du matériau, de la taille, des tolérances géométriques,
de la qualité de surface et de la procédure de fabrication correspondante
Note 1 à l'article: La pièce de référence est un nombre déterminé d’éléments géométriques de composition et de
dimensions données qui sont fabriqués dans des états de fonctionnement définis (voir [8]).
3.2
scénario de référence
processus de fabrication défini individuellement, contenant la définition de la manutention de la pièce,
et les conditions environnementales pour obtenir une pièce de référence individuelle (3.1)
Note 1 à l'article: Le scénario de référence englobe des scénarios basés sur des machines et des tâches
conformément à l’ISO 14955-2:2018.
3.3
fabrication de pièces discrètes
processus de production dont la production peut être comptée individuellement, ou identifiée par des
numéros de série, et peut être mesurée en unités distinctes plutôt qu’en poids ou en volume
Note 1 à l'article: Terme utilisé pour faire la distinction avec la fabrication par processus, par exemple de
substances telles que les plastiques, les aliments, les boissons ou les produits pharmaceutiques.
3.4
production en série
production à grande échelle
fabrication de grandes quantités de produits normalisés, utilisant fréquemment la technologie des
chaînes de montage
Note 1 à l'article: La production en série se rapporte au processus de création d’un grand nombre de produits
similaires de manière efficace. La production en série est généralement caractérisée par un certain type
d’automatisation, comme dans le cas d’une chaîne de montage, pour obtenir un volume élevé, une organisation
détaillée du flux des matériaux, un contrôle minutieux des normes de qualité et une division du travail.
3.5
outil
dispositif utilisé pour conférer à un matériau la forme ou la finition souhaitée
Note 1 à l'article: La forme souhaitée peut être obtenue par différents moyens, par exemple par enlèvement de
matière, formage, mise en forme.
3.6
production en atelier multigamme
atelier
atelier de fabrication spécialisé dans la fabrication de petites quantités de pièces sur mesure, fabriquées
selon les spécifications du client
Note 1 à l'article: Habituellement, dans la production en atelier, il n’y a pas de pièce définie entre le constructeur/
fournisseur de la machine-outil et l’utilisateur de la machine-outil au moment de l’acquisition de la machine-outil.
Note 2 à l'article: Dans la production en atelier, les parts de temps sont fortement liées à la production spécifique
en cours d’exécution. Une utilisation type d’une machine-outil dans un atelier de production est de 8 h par jour
pendant 5 jours par semaine.
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3.7
indicateur de performance énergétique
IPÉ
mesure ou unité de performance énergétique, définie par l’organisme
Note 1 à l'article: Les indicateurs de performance énergétique peuvent être exprimés à l’aide d’une mesure simple,
d’un ratio ou d’un modèle plus complexe, en fonction de la nature des activités à mesurer.
[4]
Note 2 à l'article: Voir l’ISO 50006 pour plus d’information sur les indicateurs de performance énergétique .
Note 3 à l'article: Les exemples d’organismes sont le fabricant, le fournisseur et l’utilisateur.
[SOURCE: ISO 50001:2018, 3.4.4]
4 Approche générale pour l’évaluation environnementale des machines-outils
4.1 Généralités
Le présent article décrit la procédure d’évaluation environnementale de la machine-outil conformément
à l’ISO 14955-1. Cette approche nécessite le mesurage de tous les états de fonctionnement possibles de
la machine-outil, y compris le scénario de référence, tel que défini à l’Article 6. Sur la base de cette
évaluation, les états de fonctionnement pertinents de la machine-outil peuvent être indiqués et estimés,
et l’analyse fonctionnelle selon l’ISO 14955-1 peut être effectuée.
Les conditions stables sont supposées si la variation de la valeur moyenne mesurée sur deux périodes
de mesurage ne dépasse pas 100 W ou ± 5 % de la charge connectée (puissance nominale).
La Figure 1 représente l’approche générale pour l’évaluation environnementale des machines-outils. Des
informations détaillées sont données de 4.2 à 4.10. L’Article 5 représente les résultats et les évaluations
approfondies basées sur les mesurages effectués sur la machine-outil.
NOTE La VEILLE est un état stable après la mise sous tension de la machine-outil. Cet état peut inclure du
chauffage sur certaines machines-outils.
Figure 1 — Approche générale pour l’évaluation environnementale des machines-outils
De 4.2 à 4.10, chaque étape est expliquée en détail.
4.2 Étape 1 — Documentation des informations générales
Le tableau suivant montre les informations qui doivent être fournies pour l’évaluation prévue de la
machine-outil.
Tableau 1 — Informations générales
Informations Description
Société Société et lieu où la machine-outil est mesurée
Personne chargée de l’évaluation de la machine-outil et fournisseur du service
Personne responsable
de mesurage (si différent de la société)
Fabricant de la machine-outil/
Nom et numéro de série indiquant le type et la configuration de la machine-outil
modèle/numéro de série;
Frontière du système Conformément à l’ISO 14955-2:2018, Article 6
Puissance nominale [kW] Puissance nominale [kW] déclarée par le fabricant de la machine-outil
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Tableau 1 (suite)
Informations Description
Indication des conditions pendant le mesurage.
Température/humidité
Afin de prouver des conditions stables, il convient de documenter les valeurs au
pendant le mesurage
moins toutes les 30 min pendant le mesurage
Date et heure Date du mesurage effectué et durée du mesurage
4.3 Étape 2 — Mesurage de l’état VEILLE de la machine-outil — M01
4.3.1 Description
La puissance, P [kW], y compris tous les vecteurs externes requis, par exemple l’air comprimé,
OFF
conformément à la définition des frontières du système de la machine-outil, est mesurée pendant
l’ARRÊT. Le commutateur principal est sur ARRÊT. Le mesurage doit être réalisé une fois les conditions
d'état stable remplies et il convient qu’il dure au moins 300 s (valeur par défaut). Si cette condition n’est
pas remplie, les mesurages doivent durer plus longtemps.
NOTE Ce mesurage a pour objet d’indiquer les fuites d’air comprimé et/ou les composants actifs pendant
l’ARRÊT, par exemple les modules de contrôle. Cet état de la machine-outil est indépendant du processus.
4.3.2 Mesurages
Mesurage de la puissance pendant l’état ARRÊT de la machine-outil, comme l’illustre la Figure 2.
Légende
P puissance [kW]
t temps [s]
P puissance moyenne [kW] pendant l’état ARRÊT de la machine-outil
OFF
t mesurage du temps pendant l’état ARRÊT de la machine-outil
OFF
Figure 2 — Exemple de mesurage de la puissance pendant l’état ARRÊT de la machine-outil
4.3.3 Documentation
Le Tableau 2 représente les valeurs exigées pour l’état ARRÊT de la machine-outil.
Tableau 2 — Valeurs exigées pour l’état ARRÊT de la machine-outil
Valeur exigée Unité Description
P kW Puissance moyenne pendant l’état ARRÊT de la machine-outil
OFF
La valeur par défaut est de 300 s. Il est exigé de documenter la durée du mesurage,
t s
OFF
même si elle est égale à la durée par défaut.
4.4 Étape 3 — Mesurage de la transition de l’état ARRÊT à VEILLE (DÉMARRAGE) de la
machine-outil — M02
4.4.1 Description
La puissance, P [kW], y compris tous les vecteurs externes requis, par exemple l’air comprimé,
START
conformément à la définition des frontières du système de la machine-outil, est mesurée pendant la
transition d’ARRÊT à VEILLE. Le commutateur général est manœuvré d’ARRÊT à MARCHE. La machine
démarre jusqu’à ce qu’elle atteigne un état stable (VEILLE). P représente la valeur de la puissance
START
moyenne pendant le démarrage de la machine-outil. Ce mesurage ne contient pas de référence d’axe ni
aucun déplacement d’axe.
NOTE Ce mesurage a pour objet d’indiquer le temps nécessaire au démarrage de la machine-outil et à
l’activité des composants associés. La durée du démarrage dépend de la machine-outil.
4.4.2 Mesurages
Mesurage de la puissance pendant la transition de l’état ARRÊT à VEILLE de la machine-outil, comme
l’illustre la Figure 3.
Légende
P puissance [kW]
t temps [s]
P puissance moyenne [kW] pendant l’état ARRÊT de la machine-outil
OFF
P puissance moyenne [kW] pendant la transition de l’état ARRÊT à VEILLE de la machine-outil
START
P puissance moyenne [kW] pendant l’état VEILLE de la machine-outil
STANDBY
t durée de la transition de l’état ARRÊT à VEILLE de la machine-outil
START
Figure 3 — Exemple de mesurage de la puissance pendant la transition de l’état ARRÊT à
VEILLE de la machine-outil
6 © ISO 2020 – Tous droits réservés
4.4.3 Documentation
Le Tableau 3 représente les valeurs exigées pour la transition de l’état ARRÊT à VEILLE de la
machine-outil.
Tableau 3 — Valeurs exigées pour la transition de l’état ARRÊT à VEILLE de la machine-outil
Valeur exigée Unité Description
Puissance moyenne pendant la transition de l’état ARRÊT à VEILLE de la
P kW
START
machine-outil
Durée de la transition de l’état ARRÊT à VEILLE de la machine-outil.
t s
START
Cette durée dépend de la machine-outil.
4.5 Étape 4 — Mesurage de l’état VEILLE de la machine-outil — M03
4.5.1 Description
La puissance, P [kW], y compris tous les vecteurs externes requis, par exemple l’air comprimé,
STANDBY
conformément à la définition des frontières du système de la machine-outil, est mesurée pendant la
VEILLE. La machine-outil se trouve dans un état stable. Il convient d’effectuer le mesurage dans des
conditions stables pendant une durée, t , de 300 s (valeur par défaut). Il convient d’effectuer
STANDBY
le mesurage lorsque des conditions stables sont atteintes, pendant une durée, t , d’au moins
STANDBY
300 s (valeur par défaut). Si aucune de ces conditions n’est remplie, les mesurages doivent durer plus
longtemps.
NOTE Ce mesurage a pour objet d’indiquer la puissance moyenne requise pendant la veille de la machine-
outil, y compris l’activité des composants associés. Cet état est indépendant du processus.
4.5.2 Mesurages
Mesurage de la puissance pendant l’état VEILLE de la machine-outil, comme l’illustre la Figure 4.
Légende
P puissance [kW]
t temps [s]
P puissance moyenne [kW] pendant l’état VEILLE de la machine-outil
STANDBY
t mesurage du temps pendant l’état VEILLE de la machine-outil
STANDBY
Figure 4 — Exemple de mesurage de la puissance pendant l’état VEILLE de la machine-outil
4.5.3 Documentation
Le Tableau 4 représente les valeurs exigées pour l’état VEILLE de la machine-outil.
Tableau 4 — Valeurs exigées pour l’état VEILLE de la machine-outil
Valeur exigée Unité Description
P kW Puissance moyenne pendant l’état VEILLE de la machine-outil
STANDBY
La valeur par défaut est de 300 s. Il est exigé de documenter la durée du mesurage
t s
STANDBY
même si elle est égale à la durée par défaut.
4.6 Étape 5 — Mesurage de l’état CONFIGURATION/PRÉCHAUFFAGE de la machine-
outil — M04
4.6.1 Description
La puissance, P [kW], y compris tous les vecteurs externes requis, par exemple l’air comprimé,
SETUP
conformément à la définition des frontières du système de la machine-outil, est mesurée pendant la
préparation du processus et/ou le préchauffage de la machine-outil. Ce mesurage comprend toutes les
activités requises pour la préparation du processus de la machine-outil. Cet état peut inclure des temps
de préchauffage spécifiques à la machine-outil.
NOTE Ce mesurage a pour objet d’indiquer les activités requises, par exemple le déplacement des axes, la
fixation d’une pièce, le processus de nettoyage de la zone et/ou le temps de préchauffage. Il indique la puissance
moyenne requise pendant la configuration de la machine-outil, y compris l’activité des composants associés. Cet
état dépend de la machine-outil, et dans certains cas il dépend aussi du processus. Certaines machines-outils
n’exigent pas l’état CONFIGURATION de la machine-outil.
4.6.2 Mesurages
Mesurage de la puissance pendant l’état CONFIGURATION de la machine-outil, comme l’illustre la
Figure 5.
8 © ISO 2020 – Tous droits réservés
Légende
P puissance [kW]
t temps [s]
P puissance moyenne [kW] pendant l’état VEILLE de la machine-outil
STANDBY
P puissance moyenne [kW] pendant l’état PRÊTE de la machine-outil
READY
P puissance moyenne [kW] pendant l’état CONFIGURATION de la machine-outil
SETUP
t mesurage du temps [s] pendant l’état CONFIGURATION de la machine-outil
SETUP
Figure 5 — Exemple de mesurage de la puissance pendant l’état CONFIGURATION de la
machine-outil
4.6.3 Documentation
Le Tableau 5 représente les valeurs exigées pour l’état CONFIGURATION de la machine-outil.
Tableau 5 — Valeurs exigées pour l’état CONFIGURATION de la machine-outil
Valeur exigée Unité Description
P kW Puissance moyenne pendant l’état CONFIGURATION de la machine-outil
SETUP
Durée de l’état CONFIGURATION de la machine-outil. Cette durée dépend de la
t s
SETUP
machine-outil mais aussi dans certains cas du processus.
4.7 Étape 6 — Mesurage de l’état PRÊTE de la machine-outil — M05
4.7.1 Description
La puissance, P [kW], y compris tous les vecteurs externes requis, par exemple l’air comprimé,
READY
conformément à la définition des frontières du système de la machine-outil, est mesurée pendant l’état
PRÊTE de la machine-outil. Cet état représente l’état de la machine-outil juste avant le traitement.
La préparation du processus, y compris le préchauffage, la référence des axes et les activités de
configuration, a déjà été faite. La machine-outil est prête pour le traitement et attend le signal de
démarrage. Il convient d’effectuer le mesurage lorsque des conditions stables sont atteintes, pendant
une durée, t , d’au moins 300 s (valeur par défaut). Si cette condition n’est pas remplie, les mesurages
OFF
doivent durer plus longtemps.
NOTE Ce mesurage a pour objet d’indiquer la puissance moyenne requise pendant l’état PRÊTE de la
machine-outil, y compris à l’activité des composants associés.
4.7.2 Mesurages
Mesurage de la puissance pendant l’état PRÊTE de la machine-outil.
Légende
P puissance [kW]
t temps [s]
P puissance moyenne [kW] pendant l’état PRÊTE de la machine-outil
READY
t mesurage du temps [s] pendant l’état PRÊTE de la machine-outil
READY
Figure 6 — Exemple de mesurage de la puissance pendant l’état PRÊTE de la machine-outil
4.7.3 Documentation
Le Tableau 6 représente les valeurs de mesurage à l’état VEILLE de la machine-outil.
Tableau 6 — Valeurs exigées pour l’état PRÊTE de la machine-outil
Valeur exigée Unité Description
P kW Puissance moyenne pendant l’état PRÊTE de la machine-outil
READY
La valeur par défaut est de 300 s. Il est exigé de documenter la durée du mesurage
t s
READY
même si elle est égale à la durée par défaut.
4.8 Étape 7 — Mesurage de l’état TRAITEMENT EN COURS de la machine-outil — M06
4.8.1 Description
La puissance, P [kW], y compris tous les vecteurs externes requis, par exemple l’air comprimé,
PROCESSING
conformément à la définition des frontières du système de la machine-outil, est mesurée pendant le
scénario de référence conformément à la définition à l’Article 6. Cet état de la machine-outil représente
le traitement type et individuel de la machine-outil.
NOTE Ce mesurage a pour objet d’indiquer la puissance moyenne requise pendant le traitement de la
machine-outil, y compris à l’activité des composants associés. Cet état de la machine-outil dépend du processus.
4.8.2 Mesurages
Mesurage de la puissance pendant l’état TRAITEMENT EN COURS de la machine-outil, comme l’illustre
la Figure 7.
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Légende
P puissance [kW]
t temps [s]
P puissance moyenne [kW] pendant l’état PRÊTE de la machine-outil
READY
P puissance moyenne [kW] pendant l’état TRAITEMENT EN COURS de la machine-outil
PROCESSING
t mesurage du temps [s] pendant l’état TRAITEMENT EN COURS de la machine-outil
PROCESSING
Figure 7 — Exemple de mesurage de la puissance pendant l’état TRAITEMENT EN COURS de la
machine-outil
4.8.3 Documentation
Le Tableau 7 représente les valeurs exigées pour l’état TRAITEMENT EN COURS de la machine-outil.
Tableau 7 — Valeurs exigées pour l’état TRAITEMENT EN COURS de la machine-outil
Valeur exigée Unité Description
P kW Puissance moyenne pendant l’état TRAITEMENT EN COURS de la machine-outil
PROCESSING
t s Durée individuelle du scénario de référence
PROCESSING
4.9 Étape 8 — Mesurage de l’état ARRÊT D’URGENCE de la machine-outil — M07
4.9.1 Description
La puissance, P [kW], y compris tous les vecteurs externes requis, par exemple l’air comprimé,
ESTOP
conformément à la définition des frontières du système de la machine-outil, est mesurée pendant l’état
ARRÊT D’URGENCE de la machine-outil. Après t = 30 s à l’état VEILLE de la machine-outil, un ARRÊT
D’URGENCE est déclenché. Il convient d’effectuer le mesurage pendant que des conditions stables sont
atteintes dans l’état ARRÊT D’URGENCE de la machine-outil, pendant une durée, t , d’au moins
ESTOP
300 s (valeur par défaut).
Certains utilisateurs de machines-outils utilisent l’état ARRÊT D’URGENCE quand une machine-outil
n’est pas en train de fonctionner. Dans pareils cas, l’état ARRÊT D’URGENCE de la machine-outil est
pertinent et doit être mesuré.
NOTE Ce mesurage a pour objet d’indiquer la puissance moyenne requise pendant l’état ARRÊT D’URGENCE
(ESTOP) de la machine-outil et de l’activité des composants associés. Cet état de la machine-outil est indépendant
du processus.
4.9.2 Mesurages
Mesurage de la puissance pendant l’état ARRÊT D’URGENCE de la machine-outil, comme l’illustre la
Figure 8.
Légende
P puissance [kW]
t temps [s]
P puissance moyenne [kW] pendant l’état ARRÊT D’URGENCE de la machine-outil
ESTOP
P puissance moyenne [kW] pendant l’état VEILLE de la machine-outil
STANDBY
Figure 8 — Exemple de mesurage de la puissance pendant l’état ARRÊT D’URGENCE (ESTOP) de
la machine-outil
4.9.3 Documentation
Le Tableau 8 représente les valeurs exigées pour l’état ARRÊT D’URGENCE de la machine-outil.
Tableau 8 — Valeurs exigées pour l’état ARRÊT D’URGENCE (ESTOP) de la machine-outil
Valeur exigée Unité Description
P kW Puissance moyenne pendant l’état ARRÊT D’URGENCE de la machine-outil
ESTOP
La valeur par défaut est de 300 s. Il est exigé de documenter la durée du mesurage
t s
ESTOP
même si elle est égale à la durée par défaut.
4.10 Étape 9 — Mesurage de la transition de l’état VEILLE à ARRÊT de la machine-
outil — M08
4.10.1 Description
La puissance moyenne, P [kW], y compris tous les vecteurs externes requis, par exemple l’air
SWO
comprimé, conformément à la définition des frontières du système de la machine-outil, est mesurée
pendant la transition de l’état VEILLE à ARRÊT de la machine-outil. Après t = 30 s, la machine-outil est
mise hors tension conformément à la procédure de mise hors tension type indiquée par le fabricant de la
machine-outil. La MISE HORS TENSION de la machine-outil se termine lorsqu’elle atteint des conditions
stables à t . La transition de VEILLE à ARRÊT dure le temps t , défini par t – t . P représente la
2 SWO 2 1 SWO
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valeur de la puissance moyenne, y compris tous les vecteurs externes pendant la mise hors tension de la
machine-outil. Ce mesurage est indépendant du processus.
NOTE Ce mesurage a pour objet d’indiquer le temps nécessaire à la mise hors tension de la machine-outil et
à l’activité des composants associés. La durée de la mise hors tension dépend de la machine-outil. L’activité de la
machine-outil dépend de de la machine-outil.
4.10.2 Mesurages
Mesurage de la puissance pendant la transition de l’état VEILLE à ARRÊT de la machine-outil.
Légende
P puissance [kW]
t temps [s]
P puissance moyenne [kW] pendant l’état ARRÊT de la machine-outil
OFF
P puissance moyenne [kW] pendant la transition de l’état VEILLE à ARRÊT de la machine-outil
SWO
P puissance moyenne [kW] pendant l’état VEILLE de la machine-outil
STANDBY
t fin de la transition de l’état VEILLE à ARRÊT de la machine-outil
Figure 9 — Exemple de mesurage de la puissance pendant la transition de l’état VEILLE à
ARRÊT (SWO) de la machine-outil
4.10.3 Documentation
Le Tableau 9 représente les valeurs exigées pour la transition de l’état VEILLE à ARRÊT (SWO) de la
machine-outil.
Tableau 9 — Valeurs exigées pour la transition de l’état VEILLE à ARRÊT (SWO) de la
machine-outil
Valeur exigée Unité Description
Puissance moyenne pendant la transition de l’état VEILLE à ARRÊT de la
P kW
SWO
machine-outil
Durée individuelle de la transition de l’état VEILLE à ARRÊT de la machine-outil.
t s
SWO
t = t – t .
SWO 2 1
5 Analyse de la machine-outil pour l’évaluation environnementale
5.1 Généralités
Sur la base des informations fournies et des mesurages effectués à tous les états de fonctionnement
exigés de la machine-outil, ainsi que des valeurs IPÉ qui en résultent, les évaluations présentées en 5.2
doivent être effectuées.
5.2 Performance moyenne de la machine-outil
5.2.1 Généralités
La performance moyenne de la machine-outil indique la demande énergétique estimée en fonction des
parts de temps des états de fonctionnement de la machine-outil donnés. Les parts sont définies sur la
base d’une année de production.
L’évaluation des parts de l’état de fonctionnement doit être fondée sur une part individuelle des états
de fonctionnement qui représente l’usage réel de la machine-outil incluant ARRÊT, VEILLE, etc. Si la
part individuelle des états de fonctionnement n’est pas connue ni par l’utilisateur de la machine-outil
ni par le fabricant, la part de l’état de fonctionnement donnée dans le Tableau 10 doit être utilisée. La
procédure associée est représentée à la Figure 10.
Le Tableau 10 représente les parts de temps par défaut des états de fonctionnement qui résultent de
nombreux mesurages à l’atelier et sur le site de production. Ces parts doivent être utilisées si une part
de temps individuelle ne peut pas être définie ou est inconnue.
Tableau 10 — Part de temps par défaut des états de fonctionnement
AUTRES
TRAITE- ARRÊT (états de
CONFIGU-
ARRÊT VEILLE PRÊTE MENT EN D’UR- fonctionne-
RATION
COURS GENCE ment tran-
sit
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.