糧油加工企業(yè)中關(guān)于能源管理模式的研究及探討

文國軍，劉 鵬，田 宇，肖福明

中糧佳悅(天津)有限公司 (天津 300452)

糧油加工企業(yè)中關(guān)于能源管理模式的研究及探討

文國軍，劉 鵬，田 宇，肖福明

中糧佳悅(天津)有限公司 (天津 300452)

為響應(yīng)國家關(guān)于節(jié)能減排、降低能耗為目的，通過對企業(yè)能源管理模式及車間能源計(jì)量表計(jì)的信息采集及數(shù)據(jù)分析，一方面基于能耗分解、能耗關(guān)鍵績效指標(biāo)KPI來指導(dǎo)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效功效；另外，通過整體能效統(tǒng)計(jì)管理系統(tǒng)及節(jié)能整理解決方案的建立，實(shí)現(xiàn)能源分析報(bào)表和成本分?jǐn)偟裙δ?，針對企業(yè)能耗管理進(jìn)行功能提升。

能源管理;績效分析;數(shù)據(jù)采集分析

實(shí)現(xiàn)能源管理不僅響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召和行業(yè)對能耗的指標(biāo)要求，樹立企業(yè)良好的社會(huì)責(zé)任形象，并且提供先進(jìn)能效管理工具，幫助企業(yè)提高能效管理能力和能效管理信息化水平，另外在企業(yè)內(nèi)部建立實(shí)時(shí)能效信息通道，能效管理透明化，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。當(dāng)前隨著糧油加工企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)能的擴(kuò)大，在裝備、效率、能耗、精細(xì)化控制、質(zhì)量追溯、物流監(jiān)控和管理方面的需求也相應(yīng)提高。同時(shí)在追求規(guī)模，降低成本，提高效率的目標(biāo)下，生產(chǎn)過程的組織、調(diào)度、協(xié)同和優(yōu)化，對于提高效率，降低成本、能耗起到關(guān)鍵作用。企業(yè)規(guī)模越大，這種需求就越明顯，尤其是目前糧油加工企業(yè)對能源管理中心的信息化平臺構(gòu)建需求比較迫切，采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)能源系統(tǒng)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)施集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，實(shí)現(xiàn)改進(jìn)和優(yōu)化能源平衡功能，系統(tǒng)性建立節(jié)能降耗管控一體化系統(tǒng)。

1 行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及需求

目前根據(jù)糧油加工行業(yè)大部分企業(yè)都將能耗管理納入到日常管理之中，作為管理層，利用先進(jìn)能源管理理念來進(jìn)行能耗管理，對能源的統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、提高環(huán)保質(zhì)量、降低綜合能耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且能夠?qū)ιa(chǎn)過程中的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析和及時(shí)判斷處理，實(shí)現(xiàn)能源計(jì)劃編制、實(shí)績分析、質(zhì)量管理、能源預(yù)測等功能。但具體到車間級別，能源管理還存在一些問題：電能計(jì)量還是以手動(dòng)抄表為主，無法滿足實(shí)時(shí)性與統(tǒng)計(jì)的需要；沒有做到水、電、蒸汽等各種能源介質(zhì)的綜合計(jì)量；無法提供綜合能源消耗與效率統(tǒng)計(jì)報(bào)表；無法做到能源事件分析與報(bào)警。為了響應(yīng)國家關(guān)于“節(jié)能減排”的發(fā)展要求，進(jìn)一步合理降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化生產(chǎn)管理，管理層亟需增加能耗管理系統(tǒng)，對生產(chǎn)加工過程進(jìn)行能源管理信息化規(guī)劃，并以此為契機(jī)，持續(xù)改進(jìn)能源使用效率，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展打好基礎(chǔ)。

2 能源管理模式概述

結(jié)合糧油生產(chǎn)加工和能源管理的實(shí)際特點(diǎn)實(shí)行分步實(shí)施、整體規(guī)劃原則，建立數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)視、能源管理為一體的能源管控體系，實(shí)時(shí)監(jiān)視各能源介質(zhì)的生產(chǎn)、傳輸、分配及消耗情況，準(zhǔn)確掌握各用能工序以及關(guān)鍵耗能設(shè)備的能源使用狀況。能效管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)公司、工廠/車間、生產(chǎn)線/重要設(shè)備三級能源監(jiān)視的要求:

整體實(shí)現(xiàn)涵蓋能源計(jì)量管理、能源績效管理、能源分析、能源監(jiān)視、能源數(shù)據(jù)采集與處理等功能的多方位能效管理，基于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘工具和規(guī)范化的管理流程，提供準(zhǔn)確有效的分析數(shù)據(jù)、有價(jià)值的節(jié)能建議以及客觀公正的考核措施，提高公司的能效管理水平，達(dá)到知能、用能、節(jié)能，并由工藝節(jié)能、技術(shù)節(jié)能向管理節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能發(fā)展，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。其中，能源管理解決方案涉及范圍為全廠區(qū)域，主要包括覆蓋綜合變電所，大豆筒倉、豆粕倉、碼頭、榨油廠、小包裝、油泵房等工廠及車間。涉及的能源介質(zhì)為電力、水、壓縮空氣、蒸汽等。具體內(nèi)容包括儀表升級改造、基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)改造、軟件開發(fā)、安裝、調(diào)試、培訓(xùn)、系統(tǒng)集成及技術(shù)服務(wù)等相關(guān)伴隨服務(wù)。

能效管理系統(tǒng)的建設(shè)涵蓋以下幾部分：能效管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)；自動(dòng)化及儀表系統(tǒng)及通訊網(wǎng)絡(luò)改造；基礎(chǔ)能效管理系統(tǒng)軟件開發(fā)及部署；能源監(jiān)視系統(tǒng)開發(fā)及部署。

3 能源管理技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 能源數(shù)據(jù)采集與處理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理主要包括物料主數(shù)據(jù)管理、工廠主數(shù)據(jù)管理、設(shè)備主數(shù)據(jù)管理、人員信息管理、組織結(jié)構(gòu)管理、儀表管理、能源價(jià)格管理、能源折標(biāo)系數(shù)管理等功能。詳細(xì)內(nèi)容如下：物料主數(shù)據(jù)管理：能源物料、原料、產(chǎn)品等數(shù)據(jù)管理；工廠主數(shù)據(jù)管理：工廠結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝段劃分等信息管理；設(shè)備主數(shù)據(jù)管理：能源、生產(chǎn)、以及輔助設(shè)備信息管理；人員信息管理：生產(chǎn)人員、管理人員，尤其是系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的人員信息管理；組織結(jié)構(gòu)管理：組織結(jié)構(gòu)和工作角色等信息管理；儀表管理：計(jì)量儀表的信息管理；能源價(jià)格管理：能源價(jià)格數(shù)據(jù)管理；能源折標(biāo)系數(shù)管理：不同能源折標(biāo)數(shù)據(jù)管理。

3.2 能源計(jì)量管理

能源計(jì)量管理包括計(jì)量管理規(guī)則、計(jì)量點(diǎn)表清單、能源計(jì)量公式、峰谷平電量計(jì)量、能源計(jì)量報(bào)表、計(jì)量異常追溯等功能。

能源計(jì)量管理在龐大的能源計(jì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立能源計(jì)量公式，使用自動(dòng)采集的方式代替了人工抄表的工作，并可以在時(shí)間上降低計(jì)量的時(shí)間周期，比如說在人工抄表的模式下，一般的能源計(jì)量周期是月，而自動(dòng)采集可以將這個(gè)周期細(xì)化到班次，當(dāng)然為了使得能源計(jì)量數(shù)據(jù)全面可靠，提供人工輸入界面，讓無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量的數(shù)據(jù)可以通過人工錄入的方式進(jìn)入系統(tǒng)；能源計(jì)量公式實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)到層次脈絡(luò)清晰的公司生產(chǎn)管理組織結(jié)構(gòu)的映射，對應(yīng)了每一塊儀表對應(yīng)的生產(chǎn)單元和能源介質(zhì)；在周期性觸發(fā)的事件驅(qū)動(dòng)下，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集能源消耗數(shù)據(jù)，并計(jì)算出公司、生產(chǎn)線、工段和關(guān)鍵機(jī)臺的能源消耗數(shù)據(jù)。此外，為了讓能源計(jì)量數(shù)據(jù)全面、準(zhǔn)確、可靠，在系統(tǒng)實(shí)施過程中梳理出的由于種種原因未能安裝計(jì)量儀表的生產(chǎn)單元或者辦公單元的能源介質(zhì)，通過估計(jì)、固定值等手段衡量能源消耗量。

3.3 能源績效管理

能源績效管理包括績效指標(biāo)確定、績效指標(biāo)定額、指標(biāo)計(jì)算公式、績效指標(biāo)計(jì)算、績效報(bào)表、績效改進(jìn)報(bào)告等內(nèi)容。

系統(tǒng)初始化階段，系統(tǒng)確定績效指標(biāo)，如績效指標(biāo)的計(jì)劃值和目標(biāo)值、計(jì)算公式、計(jì)算周期、計(jì)算范圍等參數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，根據(jù)上述設(shè)定的結(jié)果，自動(dòng)計(jì)算績效指標(biāo)的實(shí)際值，并可以使用自定義格式，生成績效指標(biāo)報(bào)表和績效改進(jìn)報(bào)告等。并通過能源KPI指數(shù)(Key Performance Indicator是指通過對系統(tǒng)內(nèi)部流程的能耗數(shù)據(jù)輸入端、輸出端的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、取樣、計(jì)算、分析，衡量績效的一種目標(biāo)式量化管理指標(biāo))指導(dǎo)生產(chǎn)過程，把企業(yè)的能耗目標(biāo)分解為可操作的工作目標(biāo)工具，作為企業(yè)績效管理的有效手段。

3.4 能源分析

有了能源計(jì)量的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行能源消耗分析，主要的分析有計(jì)劃與實(shí)際值對比、同比分析、環(huán)比分析、歷史趨勢分析、趨勢預(yù)測、對比分析報(bào)告等。具體分析功能包含以下方面：基于時(shí)間的分析，繪制不同時(shí)間段的能源消耗曲線，進(jìn)行趨勢分析；基于班組的分析，對于不同班組的能源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析；基于用能結(jié)構(gòu)的分析，對于不同能源介質(zhì)在整個(gè)能源消耗中所占有的消耗占比或者成本的比例分析；計(jì)劃實(shí)際比較分析，將計(jì)劃值和實(shí)際值按照時(shí)間先后順序分布在時(shí)間軸上進(jìn)行對比分析；用能區(qū)域分析，將不同的用能區(qū)域繪制在同一示意圖中，通過層層點(diǎn)擊，不斷得到每個(gè)用能單位的能源數(shù)據(jù)熱區(qū)圖；能源質(zhì)量數(shù)據(jù)分析，使用專業(yè)的統(tǒng)計(jì)過程控制圖分析能源質(zhì)量數(shù)據(jù)。

3.5 能源監(jiān)視與報(bào)表

能源報(bào)表包括能源消耗報(bào)表、能源平衡報(bào)表、能源結(jié)算報(bào)表、能源采購計(jì)劃、能源質(zhì)量報(bào)表、能源使用報(bào)告報(bào)表。

報(bào)表通過圖文并茂的模式，也可以是純數(shù)字或者圖表，讓報(bào)表的數(shù)據(jù)清晰明了。圖表展示是對企業(yè)運(yùn)作中的各種信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、分析、管理，并據(jù)此提供給企業(yè)進(jìn)行判斷、決策的重要信息。隨著需要處理和分析的信息和數(shù)據(jù)越來越多，越來越復(fù)雜，采取圖形分析形式的展現(xiàn)形式優(yōu)勢則愈發(fā)明顯，可以將離散的各種數(shù)據(jù)信息連接起來，并可視化地呈現(xiàn)給用戶，幫助用戶形成更深層次的信息智能。圖表展示在構(gòu)建過程中，用戶只需拖動(dòng)鼠標(biāo)就可以完成監(jiān)控值的輸入與修改。對于不同用戶的職責(zé)圖表展示可以進(jìn)行權(quán)限等進(jìn)行個(gè)性化配置，并且能夠?qū)崟r(shí)更新數(shù)據(jù)的變化，幫助用戶進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的監(jiān)控，通過企業(yè)管理人員的界面，顯示出了主要的KPI指標(biāo)，一目了然。

4 結(jié)論

結(jié)合糧油加工行業(yè)特性以及針對企業(yè)自身管理需求提出的一整套能源管理模式，代表了當(dāng)前油脂加工企業(yè)精細(xì)化管理的發(fā)展方向，為糧油加工倉儲(chǔ)企業(yè)建立信息管理平臺，并實(shí)現(xiàn)“透明化”工廠提供了基礎(chǔ)技術(shù)支持。直接經(jīng)濟(jì)效益方面，降低了產(chǎn)品成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，幫助糧油加工生產(chǎn)企業(yè)在擴(kuò)大生產(chǎn)的同時(shí)，通過能源計(jì)劃、監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)、消耗分析、重點(diǎn)能耗設(shè)備管理和能源計(jì)量設(shè)備管理等多種手段，合理計(jì)劃和利用能源，降低單位產(chǎn)品能源消耗，實(shí)現(xiàn)提高經(jīng)濟(jì)效益為目的的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。

Research and discussion on energy management mode for grain and oil processing enterprises

Wen Guojun, Liu Peng, Tian Yu, Xiao Fuming

COFCO Excel Joy (Tianjin) Co., Ltd. (Tianjin 300452)

Responding to the national call of energy-saving and emission-reduction, the energy management mode for grain and oil processing enterprises was analyzed based on the analysis on the data and information of producing departments. The management of KPI, energy efficiency statistical management system and energy saving plan were used.

energy management; performance analysis; data acquisition and analysis

2017-03-28

文國軍，男，1974年出生，工程師，主要從事污水處理及動(dòng)力能源管理工作。

TS228

B

1672-5026(2017)04-028-03