Модернизация систем управления энергоресурсами предприятий

Полное наименование проекта

Осуществить модернизацию системы управления энергоресурсами предприятия на основе новых информационных  технологий.

Объект разработки

Объектом разработки является комплекс новых информационных технологий как средство модернизации системы управления энергоресурсами предприятия.

Назначение объекта разработки

Информационные технологии предназначены для использования в системе управления энергоресурсами как средство информационно-аналитической поддержки процессов формирования, принятия и реализации производственно-экономических, инженерно-технологических и управленческих решений в процессах планирования, приобретения, преобразования и потребления энергоресурсов на предприятия по следующим основным направлениям:

·             Технологические процессы производства продукции

·             Вспомогательное производство

·             Производственно-бытовые нужды

·             Безопасность предприятия и охрана окружающей среды

Области приложений результатов Проекта

Системы управления энергообеспечением промышленных предприятий.

Головная разрабатывающая организация - ЗАО «Стройизыскания»

Начальная стадия разработки Проекта

·             Разработано проектное инновационное предложение с изложением общей концепции Проекта.

·             Разработан концептуальный проект модернизации системы управления энергоресурсами.

·             Проведена экспериментальная проверка отдельных проектно-технических решений.

Дата начала разработки Проекта и его продолжительность

Разработка Проекта начинается с момента подписания договора с Заказчиком. Продолжительность времени реализации проекта не превышает 2-х лет и зависит от масштаба действующей системы, ее состояния и сложности энергопотребляющих технологических процессов. Определяется в ходе переговоров с Заказчиком.

Стратегическая цель Проекта - снижение энергоемкости выпускаемой продукции

 

Концепция достижения цели Проекта.

В настоящее время в развитых странах энергосбережение рассматривается как один из приоритетов обеспечения национальной безопасности, в том числе, в  борьбе за сохранение и повышение конкурентоспособности предприятий на рынке. При этом ставка делается на усиление инновационной политики как в области создания и внедрения энергосберегающих технологий, так и в сфере организационно-экономического управления предприятием. Такой важнейший показатель эффективности народного хозяйства как энергоемкость валового внутреннего продукта сегодня в Республике в среднем в 3–4 раза выше, чем в странах Европейского Союза, что негативно сказывается на конкурентоспособности наших предприятий. Все это придает высокую актуальность поставленной в данном Проекте цели.

Анализ деятельности руководства предприятий в области энергосбережения показывает, что акцент обычно делается преимущественно на техническом аспекте, т.е. на внедрении передовых энергоэффективных технологий и модернизации технологического оборудования. При этом практически не уделяется должное внимание совершенствованию самих систем управления энергопотреблением и соответствующей мотивации персонала. Практика развитых стран показывает, что половина возможностей по энергосбережению может быть потеряна в случае проведения только технологических совершенствований. Системные мероприятия, основанные на использовании новых информационных технологий, позволяют коренным образом модернизировать действующие на предприятиях системы управления энергоресурсами.

Методологические основы такой модернизации заложены в требованиях стандарта ISO 50001 Energy management systems — Requirements with guidance for use («Системы управления энергопотреблением — Требования и руководство по использованию»), принятому в 2011 году. По оценкам экспертов перестройка системы управления энергоресурсами на основе данного стандарта создает возможности сокращения энергопотребления на 25% - 28% к 2020 году по сравнению с базовой линией.

Основная идея внедрения ISO 50001 состоит в том, что внедряются не отдельные мероприятия, а осуществляется комплексная модернизация действующей на предприятии системы управления энергоресурсами с созданием новых механизмов принятия производственно-экономических, управленческих и инженерно-технологических решений в интересах достижения поставленных целей. Эта система имеет два иерархически связанных уровня управления:

1.         Уровень оперативно-диспетчерского управления, на котором в реальном масштабе времени осуществляются:

·             измерения, сбор и преобразования первичных данных, получаемых непосредственно от энергопотребителей,

·             технический и коммерческий учет потребляемых энергоресурсов,

·             непрерывный мониторинг в реальном времени процесса потребления энергоресурсов,

·             нормирование, энергопаспортизация и аудит,

·             планирование работ по техническому обслуживанию и  ремонту энергопотребляющего оборудования, контрольно-измерительных приборов и средств автоматики.

2.         Уровень адаптивного управления. На этом уровне в реальном масштабе времени ведется мониторинг динамики ключевых индикаторов результативности и эффективности деятельности предприятия с учетом их причинно-следственных связей с потребляемыми энергоресурсами. Посредством диагностического анализа выявляются проблемы на пути достижения целей и выполнения миссии предприятия, осуществляется управление ресурсами для решения выявленных проблем.

Одним из главных эффектов модернизации системы управления энергоресурсами явится возможность оценивания в реальном времени эффективности процессов энергопотребления при помощи ряда технико-экономических и технологических показателей как индикаторов результативности и эффективности, характеризующих работу энергохозяйства предприятия и его персонала. В зависимости от специфики предприятия к таким показателям могут быть отнесены:

·             Прибыль предприятия

·             Объемы реализованной продукции

·             Объем произведенной продукции

·             Текущие складские  запасы

·             Себестоимость продукции

·             Энергоемкость продукции

·             Себестоимость единицы энергоресурса;

·             Доля затрат на энергию в себестоимости продукции;

·             Расход энергии на единицу продукции;

·             Размер вторичного использования энергоресурсов;

·             Энерговооруженность труда, представляю­щая собой количество энергии, приходящейся на одного ра­бочего в год;

·             Коэффициент мощности (cosφ);

·             Коэффици­ент спроса, характеризующий степень использования и каче­ства эксплуатации электрооборудования.

Для достижения эффектов модернизации в системе управления энергоресурсами должны быть решены следующие научно-технические задачи:

А)   Оптимизировать общий алгоритм управления энергоресурсами и реализовать его в виде новой информационной технологии, обеспечивающей прозрачные и понятные причинно-следственные связи стратегически важных ключевых индикаторов  результативности и эффективности  предприятия с процессами энергопотребления.

Б)  Модернизировать систему первичного учета потребления  энергоресурсов всех видов на основе современных автоматизированных средств измерений, технического и  коммерческого учета энергопотребления.

В)  Обеспечить проведение в реальном времени процессов мониторинга и диагностического анализа системы управления энергоресурсами, позволяющих выявлять проблемы в энергосбережении, причины их возникновения, а также принимать меры по их устранению.

Г)  Создать систему сбора и накопления данных о научно-технологических достижениях и лучших мировых и отечественных практиках в сфере энергосбережения, обеспечить их экспертную оценку и внедрение в целях совершенствования системы управления энергоресурсами.

Д)   Обеспечить оперативное управление процессами энергопотребления в реальном времени.

Е)   Сформировать на предприятии единое «безбумажное» информационное пространство как среду функционирования системы управления энергоресурсами, обеспечивающую снижение «бумажной» нагрузки на управленческий персонал, наиболее естественное информационное взаимодействие конечных пользователей как с объектом управления, так и со всеми центрами формирования, принятия и реализации управленческих и инженерно-технологических решений на всех уровнях управления.

Ж)  Делегировать цели и стратегию энергосбережения на все уровни иерархии системы управления энергоресурсами предприятия с обеспечением контроля достижения этих целей на основе ключевых индикаторов результативности и эффективности и необходимой мотивации персонала.

З)   Обеспечить масштабируемость системы управления энергоресурсами - от кластера предприятий до отдельного энергопотребляющего объекта.

Указанные задачи решаются на основе  разработки и внедрения комплекса новых информационных технологий как инструментов формирования, принятия и реализации управленческих, производственно-экономических и инженерно-технологических решений на всех уровнях управления энергоресурсами предприятия.

В результате реализации проекта будет модернизирована система управления энергоресурсами на предприятии Заказчика на основе созданного комплекса новых информационных технологий в следующем составе:

·             Технология реализации основного алгоритма управления энергоресурсами

·             Технология измерения в реальном времени потребляемых энергоресурсов, сбора, накопления и первичной обработки данных измерений.

·             Технология мониторинга и диагностики в реальном времени процессов энергопотребления.

·             Технология технико-экономических и инженерно-технологических расчетов и анализа показателей результативности и эффективности процессов энергопотребления.

·             Технология создания электронных планово-распорядительных и отчетно-учетных документов и управления электронным документооборотом.

·             Технология создания и управления единым информационным пространством для формирования, принятия и реализации управленческих и инженерно-технологических решений по управлению энергоресурсами на всех уровнях управления.

·             Технология создания единого адаптируемого графического интерфейса конечных пользователей и управления их взаимодействием при решении оперативно-тактических и стратегических задач управления энергоресурсами.

·             Технология управления инновациями для обеспечения непрерывного совершенствования и развития системы управления  энергоресурсами.

По экспертным оценка в результате реализации проекта на конкретном предприятии может быть достигнута экономия энергоресурсов в объеме от 10 до 20 процентов за счет:

·             Сокращения необоснованных потерь энергоресурсов путем укрепления производственной дисциплины и мотивации персонала.

·             Модернизации энергопотребляющего оборудования.

·             Контроля в реальном времени и рационализации  режимов энергопотребления на предприятии в основных производственно-технологических процессах, силовой энергетике, вспомогательном производстве, системе производственно-бытового обслуживания предприятия, системе защиты окружающей среды и безопасности предприятия.

Информатизация как инструмент модернизации предполагает создание, развитие и использование руководителями предприятий новых механизмов в процессах планирования, постановки и достижения стратегических целей путем реализации принципиально новых процедур формирования, принятия и реализации управленческих решений.

В результате модернизации системы управления энергоресурсами проблема снижения энергоемкости продукции должна быть выведена на стратегический уровень управления предприятием как один из ключевых индикаторов его результативности и эффективности путем решения трех главных задач:

Разработка четкой  стратегии энергосбережения путем установления взаимосогласованных целей, миссии и видения предприятия, установления  прозрачных причинно-следственные связей между оперативно-тактическими  действиями персонала и стратегическими целями предприятия с  получением в реальном масштабе времени данных, информации и оценок по важнейшим ключевым индикаторам результативности и эффективности деятельности предприятия.

Повышение  качества и глубины анализа  собираемых данных и информации  как основы для формирования, принятия и реализации стратегических решений.

Инициирование, разработка  и реализация стратегически важных целевых инновационных проектов и программ по снижению энергоемкости продукции.

Реализуемые в рамках проекта информационные технологии создаются в соответствии с общепринятыми принципами информатизации, что обеспечивает естественную интеграцию всех уровней иерархии управления энергоресурсами на основе единого информационного пространства с системой электронного документооборота. При этом абсолютный приоритет отдается задачам, решаемым высшим руководством предприятия.

Важной составной частью Проекта должен быть бизнес-план его разработки и реализации, что позволит Заказчику и Исполнителю совместно на всех этапах отслеживать и контролировать ключевые факторы окупаемости средств, инвестируемых в Проект. Управление реализацией Проекта в соответствии с его бизнес-планом будет осуществляться специально созданной системой управления.

Этапность реализации Проекта

Реализацию проекта модернизации системы управления энергоресурсами предполагается осуществить поэтапно:

Этап 1. Разработать методику и провести предпроектные исследования действующей на предприятии Заказчика системы управления энергоресурсами. Разработать Общее техническое задание на реализацию проекта и его технико-экономическое обоснование.

Этап 2. Разработать Техническое задание и конструкторскую документацию для создания на предприятии ЗАО «Стройизыскания» опытно-испытательного стенда для разработки и исследований новых информационных технологий.

Этап 3. Приобрести по конкурсу аппаратно-программные средства для создания опытно-испытательного стенда, разработать необходимое программное обеспечение (ПО),

выполнить монтажные и пуско-наладочные работы и ввести опытно-испытательный стенд в эксплуатацию на предприятии ЗАО «Стройизыскания».

Этап 4. Разработать технический проект комплекса новых информационных технологий для управления энергоресурсами на предприятии.

Этап 5. Приобрести по конкурсу комплексы автоматизированных средств измерения, технического и коммерческого  учета потребляемых энергоресурсов, выполнить на предприятии Заказчика монтажные и пусконаладочные работы, ввести комплексы в эксплуатацию.

Этап 6. Приобрести по конкурсу программно-технические средства для модернизации  действующего в службе Главного энергетика программно-вычислительного комплекса на предприятии Заказчика, выполнить монтажные и пуско-наладочные работы и ввести модернизированный комплекс в эксплуатацию.

Этап 7. Разработать первую очередь опытных образцов новых информационных технологий и провести их испытания на опытно-испытательном стенде, в том числе:

1.Технология измерения, сбора, накопления и первичной обработки данных о потребляемых энергоресурсах в реальном времени.

2. Технология мониторинга и диагностики процессов энергопотребления в реальном времени.

3.Технология технико-экономических и инженерно-технологических расчетов и анализа ключевых индикаторов результативности и эффективности управления энергоресурсами.

4.Технология создания и оборота электронных планово-распорядительных и отчетно-учетных документов.

Этап 8. Разработать вторую очередь опытных образцов новых информационных технологий и провести их испытания в следующем составе:

5.Технология создания и управления единым информационным пространством для формирования, принятия и реализации управленческих и инженерно-технологических решений.

6.Технология создания адаптируемого графического интерфейса конечных пользователей.

Этап 9. Разработать третью очередь опытных образцов новых информационных технологий и провести их испытания в следующем составе:

7.Технология управления инновациями для непрерывного совершенствования системы управления  энергоресурсами.

8. Технология функционирования основного  алгоритма управления энергоресурсами

Этап 10. Осуществить интеграцию опытных образцов новых информационных технологий на базе модернизированного программно-вычислительного комплекса службы Главного энергетика предприятия Заказчика и провести их комплексные испытания.

Этап 11. Доработать по результатам испытаний опытные образцы новых информационных технологий и осуществить их внедрение на программно-вычислительном комплексе службы Главного энергетика предприятия Заказчика.

Этап 12. Разработать документальное и учебно-методическое  обеспечение системы управления энергоресурсами на  предприятии Заказчика для  освоения и эффективного использования персоналом СГЭ новых информационных технологий в процессах управления энергоресурсами. Провести обучение персонала. Провести приемку работ в целом по проекту.

Общая ориентировочная продолжительность реализации Проекта - 24 месяца.

Источники финансирования Проекта – средства Белорусского Инновационного фонда, средства предприятия  Заказчика и средства предприятия Головного исполнителя проекта. Объем финансирования и его распределение по этапам определяется в ходе переговоров заинтересованных сторон.

Оценка рисков Проекта

В данном Проекте следует учитывать ряд общих, присущих любым инновационным проектам рисков. К их числу относятся:

·             Новизна отдельных проектно-технических решений, не имеющих доступных аналогов.

·             Явное и неявное сопротивление персонала отдельных подразделений предприятия и их руководителей внедрению инноваций в их деятельность;

·             Недостаточный уровень квалификация руководителей и персонала отдельных подразделений на предприятии Заказчика.

·             Нежелание отдельных руководителей подразделений предприятия брать на себя дополнительную ответственность за разработку и внедрение инноваций.

·             Возможность приостановки финансирования Проекта из-за недостатка средств у Белорусского инновационного фонда, предприятия  Заказчика или предприятия Головного исполнителя.

·             Форс-мажорные обстоятельства.

При управлении реализацией Проекта должны быть предусмотрены специальные меры для сведения перечисленных, а также возможных других рисков к разумному минимуму, что будет заложено в систему управления Проектом. Одним из таких механизмов является тесное сотрудничество специалистов Заказчика и Исполнителя при выработке наиболее ответственных проектно-технических решений.

Выводы о реализуемости Проекта

В Проекте модернизации предполагается использовать программно-технические средства для автоматизации процессов измерения, контроля и учета энергоресурсов в реальном времени. Эти средства серийно выпускаются в промышленности и широко применяются по своему целевому назначению. При разработке системы будут использованы стандартные базовые программные средства, широко используемые в автоматизированных системах различного назначения. Элементами новизны, привносимыми в Проект авторами данного предложения, являются прикладные программные продукты и компьютерные модели, реализующие специфические функции в рамках разрабатываемых новых информационных технологий. Для их создания будет привлечен необходимый научно-технический потенциал Головного исполнителя Проекта, соисполнителей, а также опыт собственных практических разработок, что дает основание сделать вывод о реализуемости Проекта в полном объеме и в заданные сроки.

 

Данное проектное предложение разработали:

Бусел Иван Андреевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор,  директор ЗАО "Стройизыскания".

Семенков Олег Игнатьевич, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник ОИПИ НАН Беларуси.

 

19 мая 2015 года