Организация управления электропотреблением текстильного предприятия

Актуальность темы

исследования.

Наряду с различными видами энергии, электрическая энергия обладает особыми свойствами, использование которых позволяет эффективно совершенствовать орудия труда, облегчать и сберегать человеческий труд, повышать его производительность. Она оказывает существенное влияние на ход любого производственного процесса, так как нарушение работы отдельных звеньев электрохозяйства приводит к разрегулировке или даже полному прекращению деятельности основного производства. В то же время уровень потребления электроэнергии влияет на эффективность производства, обеспечивает повышение его технической вооруженности и рост производительности труда.

Эффективное использование электроэнергии на предприятиях, прежде всего, зависит от ее эффективного использования при работе отдельных промышленных систем и технологических установок. Эффективность непосредственно связана с ответами на следующие вопросы:

• оправдана ли нагрузка и установленная мощность данной установки;

• можно ли снизить электрическую нагрузку потребителей;

• существуют ли неучтенные потери в электрических сетях и электрооборудовании;

• насколько хорошо обслуживается данная система или установка.

Тщательный анализ ответов на эти вопросы и комплексный подход к возможностям их решения для каждой системы позволяют добиться успешных результатов при использовании электроэнергии в целом на любом предприятии.

При этом для экономии энергии совершенно неприемлем такой способ как принудительное отключение и остановка производственных процессов. Каждая система должна работать с максимально возможной энергетической эффективностью. Этого можно добиться при следующих условиях:

• обеспечение максимально высокого объема производства;

• правильный выбор технологии для основных энергоемких производств;

• низкий уровень потерь в системах распределения и потребления энергии.

Экономия ресурсов, в частности электроэнергии, означает достижение наименьших издержек производства в целях получения наибольшего экономического эффекта всего предприятия. При этом следует иметь в виду, что экономия материальных ресурсов является, прежде всего, фактором увеличения объемов производства на основе сэкономленных ресурсов и одновременно означает экономию ранее затраченного на их производство общественного труда, т. е. повышение производительности общественного труда. Таким образом, экономное расходование ресурсов с течением времени приводит к сокращению количества ресурсов, требуемых для получения одного и того же результата. В этом и проявляется влияние экономии материальных ресурсов на повышение эффективности производства.

Многие существующие текстильные предприятия пытаются держать курс на повышение своей энергетической эффективности. Для этого ими внедряются в производство те или иные энергосберегающие технологии, проводятся различные организационные мероприятия.

Несмотря на это эффективность использования энергоресурсов в текстильной промышленности остается недостаточно высокой, удельные энергетические затраты необоснованно велики. Это положение сохраняется во многом благодаря базовым просчетам в организации энергосбережения, в частности из-за недостаточной системности в анализе и реализации энергосберегающих мероприятий.

Выход из обсуждаемой ситуации видится в применении системного подхода с целью повышения эффективности энергосберегающих мероприятий при реализации промышленных технологий, сохраняющего такие фундаментальные свойства системы как целостность, членимость и целевую ориентацию. Такой системный подход не предоставляется возможным без организации управления потреблением энергоресурсов, в частности электроэнергией, на предприятии текстильной промышленности. В связи с этим, проблема, рассматриваемая в данной диссертационной работе, является актуальной на сегодняшний день и имеет большую практическую значимость.

Состояние и степень проработанности темы.

Вопросам энергетического менеджмента посвящены труды следующих ученых: Некрасова А. С., Синяка Ю. К., И. Ансофф, Дж. Уайли, Б. З. Мильнера, Э. А. Смирнова, В. А. Афанасьева.

Организационно-техническому проектированию текстильного производства посвящены работы российских ученых профессоров К. М. Пирогова, .Ф.Бездудного, З. В. Брагиной, Л. Н. Никитиной, А. П. Павлова, Г. М. Травина, О. К. Платова, В. Н. Егорова, Е. В. Беляева, Н. Н. Масюк, В. В. Смельского и других.

Развитию теории управления, разработке систем управления на основе системного подхода посвящены работы Р. Калмана, М. Арбаба, С. Диретктера, Гиг Дж. Вана, Д. Клиланда, В. Кинга, М. Мессаровича, Е. С. Вентцеля, В. М. Добкина, А. С. Малина, Б. З. Мильнера, В. М. Павлова и других ученых.

Системный подход к организации управления текстильным производством, обеспечивающий внедрение информационных технологий в практику текстильного производства, в той или иной мере реализован в работах Ф. Ф. Бездудного, К. М. Пирогова, З. В. Брагиной, Е. В. Беляева, В. Н. Егорова, Л. Н. Никитиной, А. П. Павлова, О. К. Платова, А. Л. Сазонова, Г. М. Травина, В. М. Каравайкова и других ученых.

Вопросы энергосбережения в промышленности рассмотрены в работах Лившиц М. Ю., И. А. Башмакова, Г. И. Алешина, Г. А. Вагина, А. Г. Вакулко,.

A.С.Охотина, А. А. Злобина, М. В. Самойлова, К. Кожевникова, М. Тиунова,.

B.С.Степанова, В. М. Каравайкова и других.

Вопросы нормирования энергетических ресурсов рассматривали ученые: А. Х. Сальников, Л. А. Шевченко, Г. А. Вагин, А. Б. Лоскутов, А. С. Охотин, Завьялов М. М., Гофман Н. В., Закатаева А. Ф., Головкин П. И., Ковалевский А. А., Леонов Р. Е., Санников А. А., Соколова В.В.

Следует отметить, что ни в одной из рассмотренных выше и известных автору работ не акцентируется задача повышения эффективности электропотребления текстильного производства.

Цель работы — разработка организационно-технической методологии управления электропотреблением текстильного предприятия в условиях непрерывного роста цен на электроэнергию и высокую конкуренцию на рынке.

В соответствии с поставленной целью в диссертационном исследовании решались следующие задачи, отражающие его логику: провести анализ энергоэффективности текстильного производства с точки зрения его электропотребления в целом и его структурных объектов и элементов с применением инженерно-технического инструментарияуточнить методику проведения энергетического обследования текстильного предприятияпровести теоретические исследования в области нормирования электроэнергии и разработать методику нормирования электроэнергии для текстильного предприятияразработать организационно-техническую методологию управления электропотреблением текстильного производстваосуществить практическую реализацию работы на текстильных предприятиях Костромской области при создании системы управления электропотреблением производства и нормировании потребления электроэнергии по различным направлениям деятельности предприятия.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ — система электропотребления текстильного производства как организационно-технический объект, рассматриваемый в условиях непрерывного роста цен на электроэнергию и высокой конкуренции на рынке.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ — организация управления электропотреблением текстильного производства.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА диссертационного исследования заключается в разработке организационно-технической методологии управления электропотреблением текстильного производства с целью снижения энергоемкости текстильной продукции и повышения ее конкурентоспособности.

1. Разработан организационно-технический инструментарий исследования эффективности электропотребления текстильного предприятия и его структурных объектов и элементов, включающий:

1.1. Уточненную методику энергетического обследования предприятий путем обеспечения возможности использования методов измерения динамики параметров электрической энергии применительно к предприятиям текстильной промышленности;

1.2. Расчет, составление и анализ балансов потребления электроэнергии текстильным предприятием и его структурными объектами, отличительной особенностью которых является учет фактора времени и динамики объема производства;

1.3. Инструментально и методически обеспечена оценка потенциала экономии электрической энергии, отличительной особенностью которой является использование индекса доходности как критерия его эффективности.

2. Разработана методика нормирования потребления электроэнергии текстильным предприятием, включающая:

2.1. Классификацию удельных норм расхода электроэнергии на текстильном предприятии;

2.2. Структуру формирования общезаводской нормы текстильного предприятия;

2.3. Расчет нормативов потребления электроэнергии по направлениям ее использования;

2.4. Разработку модели исследуемого объекта, позволяющей определять норму его электропотребления с учетом динамики загрузки оборудования и возмущающих воздействий, которые приводят к увеличению расхода электроэнергии.

3. Разработан организационно-технический механизм управления эффективностью электропотребления текстильного предприятия, особенностью которого является применение в качестве критерия эффективности нормативного значения, вычисляемого динамически в зависимости от режима работы текстильного предприятия:

3.1. Разработана структурная схема системы управления электропотреблением текстильного предприятия;

3.2. Разработан алгоритм работы системы управления электропотреблением;

3.3. Разработано программное обеспечение, отвечающее требованиям поставленной задачи и реализующее методику расчета нормативного потребления электроэнергии, которое автоматически вычисляется в зависимости от производительности оборудования;

3.4. Для программного обеспечения разработан дружественный интерфейс в соответствии с пожеланиями персонала текстильного предприятия;

3.5. Разработана база данных, включающая в себя информацию по всему установленному оборудованию, приборам учета, нормативным значениям электропотребления.

Информационная база исследования включает научные источники в виде монографической литературы, публикаций в периодической печати, научных докладов и отчетов, материалов научных конференций, web-сайтов Интернета. В числе информационных источников использованы законодательные и нормативные акты Российской Федерации по вопросам энергопотребления и энергосбережения. В основу диссертации положены результаты собственных расчетов и анализа эффективности электропотребления текстильного предприятия.

Соответствие темы и содержания диссертации требованиям паспорта специальности ВАК. Исследование выполнено в рамках специальности 05.02.22 «Организация производства (по отраслям)». Положения диссертации соответствуют 3-й области исследований «Разработка методов и средств информатизации и компьютеризации производственных процессов, их документального обеспечения на всех стадиях», 4-й области исследований «Моделирование и оптимизация организационных структур и производственных процессов, вспомогательных и обслуживающих производств. Экспертные системы в организации производственных процессов», 10-й области исследований «Разработка методов и средств мониторинга производственных и сопутствующих процессов» Паспорта специальностей ВАК.

Практическая значимость работы. Результаты научной работы учтены и использованы при разработке областной целевой программы «Энергоэффективная экономика Костромской области на период до 2010 года», «Методики энергетических обследований организаций и предприятий Костромской области», проекта закона Костромской области «Об энергосбережении на территории Костромской области», программы повышения энергоэффективности ООО «Льнообъединение им. И.Д.Зворыкина».

Результаты научной работы используются в процессе преподавания и изучения специальных дисциплин «Энергоаудит и энергоменеджмент», «Социально-экономические аспекты энергосбережения» в Костромском государственном технологическом университете.

Апробация результатов диссертационной работы. Основные положения диссертационной работы были представлены в докладах автора на 56-й межвузовской научно-практической конференции молодых ученых (г.Кострома, 2004 г.), на международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (г.Кострома, 2004 г.), на IV-й Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в машиностроении» (г. Пенза, 2004 г.), на Х-й международной конференции «Высокоэффективные разработки и инновационные проекты в льняном комплексе России» (г. Вологда, 2007 г.), межвузовской научно-технической конференции «Молодые ученыеразвитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК-2007) (г.Иваново, 2007 г.), международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие материалы текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС-2007) (г. Иваново, 2007 г.).

Материалы диссертации доложены и обсуждены на расширенном заседании кафедры Экономики и управления Костромского государственного технологического университета.

Список публикаций автора по теме диссертационного исследования включает 10 работ (3 статьи, в том числе 2 статьи опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертационных исследований, 7 тезисов докладов на международных и российских конференциях) объемом — 1,92 п.л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, содержит 169 страниц машинописного текста, в том числе 43 рисунка, 30 таблиц, библиографический список включает 146 наименований. В приложении приведены документы, подтверждающие практическое использование результатов работы.

Заключение

.

Поставленная цель диссертационного исследования — разработка организационно-технической методологии управления электропотреблением текстильного предприятия в условиях непрерывного роста цен на электроэнергию и высокую конкуренцию на рынке, нашла отражение в решении задач:

1. Проведены экспериментальные исследования системы электропотребления текстильного предприятия, выполненные с использованием современных измерительных приборов и средств обработки полученной информации, позволивших определить изменения количества и параметров качества электрической энергии, потребляемой оборудованием и предприятием в целом в условиях изменяющейся динамики текстильного производства. На основании анализа экспериментальных данных получены новые и уточнены имеющиеся показатели эффективности электропотребления текстильного предприятия.

2. Разработан организационно-технический инструментарий исследования эффективности электропотребления текстильного предприятия и его структурных объектов и элементов, отличительной особенностью которого является учет фактора времени и динамики производства.

3. В ходе проведения исследования текстильного производства уточнена методика энергетического обследования предприятия путем обеспечения возможности использования методов измерения динамики параметров электрической энергии применительно к предприятиям текстильной промышленностивыявлены наиболее энергоемкие звенья системы, которым в первую очередь необходимо уделить внимание, в частности прядильное и ткацкое производства доля потребления электроэнергии в которых составляет по 30% от общего расхода.

4. Инструментально и методически обеспечена оценка потенциала экономии электрической энергии, отличительной особенностью которой является использование индекса доходности как критерия его эффективности, а также произведен расчет, составление и анализ балансов потребления электроэнергии текстильным предприятием и его структурными объектами, отличительной особенностью которых является учет фактора времени и динамики объема производства.

5. Уточнена и научно обоснована методика нормирования потребления электрической энергии оборудованием текстильного предприятия, отличительной особенностью которой является учет реальных условий эксплуатации, влияющих на количество и качество потребляемой электроэнергии.

6. Приведена классификация удельных норм расхода электроэнергии, дана структура формирования общезаводской нормы текстильного предприятия, состоящая из 3 основных уровней, произведен расчет нормативов потребления электроэнергии по направлениям ее использования: технологическое оборудование, освещение, система отопления, система транспорта, вентиляторная нагрузка (вентиляторы, насосы, компрессоры), потери.

7. Разработана модель исследуемого объекта, позволяющая определять норму его электропотребления с учетом динамики загрузки оборудования и возмущающих воздействий, которые приводят к увеличению расхода электроэнергии.

8. Обоснованы предложения по созданию интегрированной информационной системы управления электропотреблением на текстильном.

155 предприятии, а также предложения по структуре интегрированной информационной среды и комплексу программно-технических средств, необходимых для ее реализации.

9. Разработана автоматизированная система управления электропотреблением, отличительной особенностью которой является адаптация системы к условиям российского текстильного предприятия и возможность текущего мониторинга параметров электропотребления. Управляющее воздействие в разработанной системе формируется на основании сопоставления измеренной величины с нормативными параметрами электропотребления.