基于ERP的企業(yè)設(shè)備用能管理研究

張志峰，邢志良，張文革

(山東科技大學(xué)，山東 泰安 271019)

隨著能源需求和供給關(guān)系的日益緊張，推進(jìn)能源節(jié)約，已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展長(zhǎng)期而艱巨的戰(zhàn)略任務(wù)。作為能源管理主體的企業(yè)，全面推進(jìn)節(jié)能管理就顯得越發(fā)重要。其中，設(shè)備用能管理是節(jié)能管理的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前，現(xiàn)代企業(yè)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)備管理的原理與方法，對(duì)設(shè)備用能采用信息化管理，達(dá)到能源消耗實(shí)時(shí)管理，保證企業(yè)設(shè)備優(yōu)化用能、合理用能，已成為迫切的要求。強(qiáng)調(diào)其事先計(jì)劃和事中控制的ERP(Enterprise Resource Planning)，是目前為企業(yè)管理層所熟識(shí)的信息化工具?；贓RP的設(shè)備用能管理，可適應(yīng)這一要求,可有效完成設(shè)備用能管理的任務(wù)。

1 ERP設(shè)備用能管理的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

基于ERP的設(shè)備用能管理,其核心是先將用能管理模式進(jìn)行固化,通過(guò)ERP流程優(yōu)化和集成思想優(yōu)勢(shì)，對(duì)設(shè)備用能管理進(jìn)行閉環(huán)式循環(huán)管理，逐步優(yōu)化，進(jìn)行綜合管理用能，達(dá)到節(jié)能的目的。

1.1 設(shè)備用能管理模塊結(jié)構(gòu)

設(shè)備用能管理是建立在設(shè)備管理基礎(chǔ)之上的，是對(duì)設(shè)備管理的延伸和細(xì)化。在設(shè)備及用能數(shù)據(jù)統(tǒng)一編碼的基礎(chǔ)上，將原來(lái)手工處理分散的、不規(guī)范的、不統(tǒng)一的用能數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化處理，依據(jù)集中、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和嚴(yán)格的流程控制，有效解決信息的重復(fù)采集、加工和存儲(chǔ)，將用能管理由附屬地位變獨(dú)立地位。用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提前自動(dòng)制定與設(shè)備能源相關(guān)的工作計(jì)劃。內(nèi)容包括:將做什么；怎么做；何時(shí)做；誰(shuí)來(lái)做。使每一個(gè)相關(guān)單位和人員能提前了解和及時(shí)做好規(guī)定工作,確保設(shè)備用能的實(shí)時(shí)管理。

體系構(gòu)架從先進(jìn)性和實(shí)用性兩方面出發(fā)，設(shè)備用能信息模塊應(yīng)以設(shè)備用能的基礎(chǔ)信息管理為基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，模塊在管理與決策層、執(zhí)行調(diào)度層、作業(yè)與業(yè)務(wù)處理層三個(gè)層次上，實(shí)現(xiàn)用能計(jì)量管理(包括能源計(jì)量器具管理、用能計(jì)量檢測(cè))、能源統(tǒng)計(jì)管理和能耗定額管理這三項(xiàng)用能基礎(chǔ)管理。設(shè)備用能管理模塊構(gòu)架見圖1。

圖1 設(shè)備用能管理模塊構(gòu)架

1.2 增加必需的基本要素

在應(yīng)用計(jì)算機(jī)管理用能時(shí)，除讀取設(shè)備管理必須數(shù)據(jù)外，還要讀取其它數(shù)據(jù)。所以在構(gòu)建ERP要素時(shí)，除了設(shè)立設(shè)備管理的基本要素外，還要加入針對(duì)能源管理的新要素內(nèi)容，方法是或新定義要素或增加現(xiàn)有要素新內(nèi)容。

1.2.1 技術(shù)結(jié)構(gòu)表

技術(shù)結(jié)構(gòu)表描述用能設(shè)備在生產(chǎn)流程的有關(guān)參數(shù)。一是包括設(shè)備在工藝流程的地理位置和生產(chǎn)工藝位置的有關(guān)參數(shù)；二是包括設(shè)備的部件、次部件、零部件具體參數(shù)及應(yīng)用情況。每個(gè)部件、零件都有一個(gè)物料編號(hào)，是用能管理系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中至關(guān)重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是設(shè)備主數(shù)據(jù)和物料主數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)。

1.2.2 設(shè)備用能主數(shù)據(jù)

一是描述設(shè)備的技術(shù)性能、技術(shù)參數(shù)、圖紙資料、技術(shù)協(xié)議、建造安裝及成本中心、工作中心等基本資料；二是描述設(shè)備單位(時(shí)間或工作量)用能量、最高用能、最低用能等動(dòng)力技術(shù)數(shù)據(jù)、具體參數(shù)及應(yīng)用情況。

1.2.3 設(shè)備用能計(jì)量數(shù)據(jù)

按照《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》的要求，企業(yè)能源計(jì)量器具的計(jì)量確認(rèn)和測(cè)量過(guò)程的控制要達(dá)到ISO10012∶2003規(guī)定的計(jì)量要求。此要素，一是描述用能設(shè)備計(jì)量設(shè)備的位置、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量方法，以及安排執(zhí)行人員對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行定期、定點(diǎn)、定內(nèi)容的進(jìn)行用能計(jì)量，記錄終端利用情況。二是描述計(jì)量工具的日常管理和維護(hù)。將來(lái)能在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)能源計(jì)量文件、管理評(píng)審、計(jì)量單位、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、能源計(jì)量器具、能源計(jì)量檢測(cè)、量值溯源、計(jì)量記錄、環(huán)境條件、計(jì)量人員以及能源計(jì)量數(shù)據(jù)的管理等功能菜單的設(shè)立。

1.3 設(shè)備用能的計(jì)算原理

ERP的業(yè)務(wù)流程，充分體現(xiàn)了面向市場(chǎng)與顧客，完全以需求拉動(dòng)的生產(chǎn)控制與管理過(guò)程，市場(chǎng)需求是ERP最根本的拉動(dòng)。這種動(dòng)因理論和能源使用倒推機(jī)制，明確了使用能源的源泉，整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理是嚴(yán)格按照市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)以主生產(chǎn)計(jì)劃為核心和起點(diǎn)的協(xié)調(diào)一體化過(guò)程。此過(guò)程強(qiáng)調(diào)主生產(chǎn)計(jì)劃的可執(zhí)行性，以主生產(chǎn)計(jì)劃為驅(qū)動(dòng)的計(jì)劃管理模式，進(jìn)行能力平衡。企業(yè)所有資源針對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行優(yōu)化配置，可以對(duì)企業(yè)所有資源進(jìn)行有效整合，提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。按照該原理，通過(guò)需求拉動(dòng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品所消耗能源的計(jì)算。在得到物料需求計(jì)劃后，讀取工作中心和工藝路線數(shù)據(jù)生成能力需求計(jì)劃；讀取設(shè)備用能主數(shù)據(jù)后，生成用能計(jì)劃；如果計(jì)劃可行，則到達(dá)執(zhí)行層進(jìn)行采購(gòu)作業(yè)和車間作業(yè)，在執(zhí)行層可以利用用能計(jì)量和用能采購(gòu)進(jìn)行用能量的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)用能統(tǒng)計(jì)。具體見原理圖(圖2)。

圖2 用能計(jì)算原理圖

2 用ERP優(yōu)化用能方案綜合管理用能

有了規(guī)范系統(tǒng)的用能基礎(chǔ)信息，進(jìn)一步通過(guò)ERP 的優(yōu)化功能，對(duì)生產(chǎn)、用能、設(shè)備統(tǒng)一協(xié)調(diào)和按照計(jì)劃節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范要求，調(diào)整生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)強(qiáng)化用能管理，選擇優(yōu)化方案來(lái)配置設(shè)備和組織生產(chǎn)。由其他管理職能附屬地位變?yōu)楠?dú)立的管理職能地位，進(jìn)入用能綜合管理階段。綜合管理用能流程見圖3。

圖3 綜合管理用能流程簡(jiǎn)圖

2.1 用能管理與生產(chǎn)管理的集成

生產(chǎn)管理以計(jì)劃為導(dǎo)向，無(wú)論是安排產(chǎn)品還是零部件的生產(chǎn)計(jì)劃，都需核算設(shè)備和人力的負(fù)荷程度，進(jìn)行能力平衡，以期生產(chǎn)計(jì)劃的有效實(shí)施。能力需求計(jì)劃是一種把物料需求計(jì)劃轉(zhuǎn)化成對(duì)工作中心能力需求的計(jì)劃工具，而用能需求計(jì)劃可以指導(dǎo)物料需求計(jì)劃對(duì)耗能設(shè)備的能源需求。為確保生產(chǎn)正常進(jìn)行，須盡量保持用能定額數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，因而要求準(zhǔn)確預(yù)計(jì)設(shè)備用能的效率和利用率。通過(guò)對(duì)設(shè)備用能中相關(guān)信息(如單位產(chǎn)品用能量、單位定額量記錄)的跟蹤收集，可得到較接近實(shí)際的相關(guān)能源利用率的數(shù)據(jù)，從而使工作中心的能源效率和能源利用率的數(shù)值更加及時(shí)、有效和準(zhǔn)確。

考慮用能計(jì)劃節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范要求，結(jié)合生產(chǎn)管理、用能管理和設(shè)備管理查詢和優(yōu)化的信息，在對(duì)設(shè)備用能、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型計(jì)算用能規(guī)律，找到耗能而無(wú)產(chǎn)出的環(huán)節(jié)和效率低與一般耗能效率相差較大的環(huán)節(jié)，分析當(dāng)前運(yùn)行狀況與既有系統(tǒng)可達(dá)到的最佳工況之間的差距，建立設(shè)備用能模型，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)設(shè)備用能計(jì)劃排程，最終形成用能方案后進(jìn)行優(yōu)選，達(dá)到科學(xué)、合理地安排用能要求，將粗放型用能改為精細(xì)化管理用能。

2.2 設(shè)備管理與用能管理的整合

企業(yè)使用的能源是由能源轉(zhuǎn)化設(shè)備、傳輸設(shè)備、用能設(shè)備所組成的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。所以，節(jié)約能源與設(shè)備和設(shè)備管理密切相關(guān)，須進(jìn)行整合才能發(fā)揮合力，提高企業(yè)效率。用能管理和設(shè)備管理間是查詢與反饋的關(guān)系。如：利用用能管理發(fā)現(xiàn)能源利用效率低的設(shè)備，反饋到設(shè)備管理去解決，及時(shí)進(jìn)行診斷和維修。通過(guò)研究設(shè)備的日常運(yùn)行記錄、設(shè)備維修管理提供的有關(guān)設(shè)備故障、維修的歷史信息，在設(shè)備計(jì)劃維修期間，可避免備能而不用能的情況。利用設(shè)備消滅設(shè)備跑、冒、滴、漏等明顯浪費(fèi)能源的現(xiàn)象，做好設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，保持良好的技術(shù)狀態(tài)，對(duì)能耗高、效率低的設(shè)備實(shí)施技術(shù)改造措施或更新計(jì)劃，尤其是對(duì)耗能工藝過(guò)程的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備(如：空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、爐、機(jī)動(dòng)車等)須及時(shí)更新，這對(duì)提高能源利用率、節(jié)約能源有著重要意義。

利用用能管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析能量的輸入和輸出、供給和需求，研究用能供給設(shè)備使用設(shè)備匹配的規(guī)律性，反饋給設(shè)備管理系統(tǒng)為設(shè)備選型提供科學(xué)建議。由重視主要耗能設(shè)備，輕系統(tǒng)配套變?yōu)橹匾曉O(shè)備的統(tǒng)籌配套優(yōu)化。根據(jù)配套優(yōu)化原理，既注重主要設(shè)備的更新改造，也重視附屬設(shè)備和輸送系統(tǒng)及用戶的管理，比如企業(yè)投入巨額資金采用較高功能的主設(shè)備，也同時(shí)重視配套供給或輸送設(shè)備的配套系統(tǒng)，充分注重系統(tǒng)配套的合理性，減少不必要的浪費(fèi)。

總之，通過(guò)密切生產(chǎn)管理、用能管理和設(shè)備管理的關(guān)系，生產(chǎn)、設(shè)備與用能進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一，大大提高企業(yè)管理工作的整體效率。在ERP的環(huán)境下，系統(tǒng)分析生產(chǎn)用能的每一個(gè)活動(dòng)，并建立與其他業(yè)務(wù)流程間的實(shí)時(shí)信息交換和資源共享的關(guān)系，從而使設(shè)備用能管理活動(dòng)和信息，在企業(yè)的決策層、執(zhí)行層和作業(yè)層間及時(shí)傳遞，并最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備由靜態(tài)管理到動(dòng)態(tài)管理。從而改變重供能、輕用能的局面，由單純強(qiáng)調(diào)供能保證，只注重用能的要求，變?yōu)橹匾曈媚艿墓芾砗蛢?yōu)化。在發(fā)生用能緊張滿足不了需求時(shí)既從供給方面找原因，也從使用方面查原委。

4 結(jié)論

通過(guò)基于ERP設(shè)備用能管理的研究，可最大化的利用ERP平臺(tái)進(jìn)行企業(yè)用能管理的深度挖掘，進(jìn)一步提高企業(yè)用能的下達(dá)、執(zhí)行、反饋、分析、優(yōu)化能力，在企業(yè)內(nèi)部形成閉環(huán)，既有利于企業(yè)的節(jié)能管理，又有利于促進(jìn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)的整體優(yōu)化和全面控制。

[1] 馬有江.淺議合理用能綜合診斷[J].節(jié)能與環(huán)保，2005(08)：30.

[2] 陸后軍.煤礦設(shè)備ERP管理系統(tǒng)[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)碩士論文，2008.

[3] 趙宏.信息化助力節(jié)能減排[J].中國(guó)石油石化，2008(14).

[4] 黃明，朱群雄.基于流程圖的設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué),2009，26(8): 1073-1075.

[5] 羅鴻.ERP原理、設(shè)計(jì)、實(shí)施[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009:65-69.

[6] 楊懷東，朱興益，普 紅.落實(shí)節(jié)能減排舉措推進(jìn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2009(10).