摘要：近些年来，我国工业发展水平越来越高，在绿色制造的大背景下，企业对于能源管理的需求愈发迫切。很多公司对于节能减排设定了新的年度目标，但是在实际执行过程中，一线员工无法实时掌握能耗数据，也就无法准确获知当前节能目标的完成情况，大多是事后通过更高层级的数据反馈而得。因此需要一个能够实时显示能耗情况的管理系统。本文主要以空调配件企业为例，对工厂能源管理项进行研究。
关键词：工厂能源管理项；管理成效；影响
引言
在自动化技术和信息技术基础上，建立能源管理系统，以客观数据为依据，是企业实施节能降耗最根本的办法。实施能源管理的目的是提高能源系统的运行、管理效率，与此同时，找到生产工艺能源消耗最佳数据，为企业提供一个成熟的、有效的、使用方便的能源系统整体管理解决方案；一套先进的、可靠的、安全的能源系统运行、操作和管理平台，实现安全稳定、经济平衡、优质环保、监督考核的基本目标。
1工厂能源管理项对管理成效的影响
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图1
1.1第一阶段：能耗定额
以计划管理为主要手段，以各单位的能耗定额为基准，通过实行能源定额分解承包考核，发动全厂职工开展“节约一吨水、一度电”活动，重点抓堵“四漏”（油、水、气、汽）降消耗；初步完善能源管理的基础工作，管理内容及措施有效，节能潜力大，效果明显。
缺点：各单位以生产、质量管理为主要内容，能源管理基础差，能源成本意识差，忽视能源管理的基础工作。以行政手段开展能源管理工作，各部门相互制约因素多。
工厂能源结算=生产耗量费+辅助（生活）耗量费+损耗费
1.2第二阶段：能耗考核
针对能源粗放式管理的弊端，制定了一系列能源管理制度，并进行细化。重点对能源浪费及转供、施工用能进行治理。逐步完善计量装置，初步建立能源消耗及能源经济分析体系，建立健全各项能源管理制度，开始每月进行能耗经济统计分析；建立数据模型，推动厂内生产动能成本核算体系的建立，由能耗定额转为成本经济核算。
缺点：各单位仍然“各自为政”，能源管理相互制约现象严重，管理漏洞大，耗能量受各车间均衡生产影响的能源成本意识差；且指标分解不科学，无法确定责任者，管理难度增大。
工厂耗能=（各生产车间耗量+辅助（生活）耗量+管损）×单价
1.3第三阶段：CPU量化
根据能源和生产统计数据建立能耗数据模型，对各生产车间的产品按不同种类进行耗能的统计、分析和量化，使指标分解更加科学合理；将制度转化为标准，完善《能源管理》及相关能源的工厂管理标准，加大用能现场的管理和考核，控制能源浪费；进一步完善能源计量，注重“开源节流”；对重点耗能车间进行有效生产时间控制，充分利用加热设备的余温余热减少热能空耗，部分车间利用“谷电”期生产，减少电耗费用支出；对能耗大的装备施行“关、停、并、转”，降低能源总耗量。
缺点：因新品生产增多，能源总耗量加大，管理及预控难度加大；生产安排和各生产单位产能的不均衡，各生产单位产品单耗指标差异加大，指标调整、分解、控制难度加大。
工厂耗量=生产单耗×产量+辅助生产耗量+固定耗量
1.4第四阶段：KPI设定
在CPU量化的基础上，对历年来《能源消耗统计表》进行分析，对能耗指标计算体系进行进一步修正，增加了各单位的季节调整系数，把单位产品能耗作为工厂关键性的考核指标（KPI）。加大对重点耗能车间的管控力度，实施各类课题开展节支降耗活动；生产部门根据公司产量计划合理集中排产，减少生产空耗；通过“日公布，周通报，月分析，季考评”制度，使各生产单位及时了解本单位及工厂的耗能情况，对耗能指标进行预控。通过能源CFT小组和QCD小组的活动，对生产单位进行能耗解析，完善水量、电量和蒸汽量的单耗指标，建立了工厂能耗的变动量和固定量的数据模型。通过对蒸汽冷凝水回收利用、应用螺杆机淘汰活塞机实行分时供气，以及对变压器进行合并减容等手段，减少空损浪费和总量消耗。
缺点：产品规则的变化导致各单位产能的不均衡导致空耗加大，工厂的生产产量及产品结构对能耗指标控制，特别是生产车间单耗的影响增大。
生产车间能耗=（生产单耗×产量+辅助生产耗量）×季节系数
工厂能耗=∑生产单位能耗+量差能耗+辅属生产耗量+固定耗量
1.5第五阶段：全成本CPU
用统计数据找寻用能设备的“额定功率”同“实际能耗”之间的差距，实际生产“小时耗量”同“单位产品耗量”之间的关联程度，结合各生产单位的折当产量，建立工厂产量及能耗同各个生产车间能耗之间的数据模型，可以对各生产单位及总能耗进行预控。根据新增产品类型调整各产品单耗指标（CPU），注重减少各生产单位能力不匹配及生产线停工造成的能源空耗。从工艺、装备、生产等各方面应用新技术、新产品、新方法提高硬件的能源利用水平，减少能源耗量。
缺点：产量及产品规格变化对能能源耗量的影响增大，持续提高能源利用效率对硬件技术水平依赖性增大，能耗量对工厂不同类型的生产车间折当量份和计划生产时间的合理性依赖增大。
工厂能耗=CPU×生产产量+固定系数
2工厂能源管理优化措施
本文以某公司能源管理智能化项目为应用背景，探索在制造企业中以高效、经济的方式实现智能制造方案，构建外部高效协同、内部高效联动的智能工厂，大幅提升生产效率和资源利用率，同时大幅降低生产成本。研究内容包括智能工厂网络架构和接口数据结构标准化，工厂能源管理系统构建和互联互通信息集成，以及设备参数管理和工艺过程优化。通过对现场各种能源系统建立实时的智能计量网络，结合现场监控和能源管理系统对工厂用能进行实时监控、异常消耗报警、历史数据分析，不断优化工厂的用能效率。在节能管理方面总结了以下思路。
（1）集中群控方式，协调机组自动控制。根据生产线使用能源实际用量，采用先进算法对机房多台设备集中控制，根据用量变换情况控制运行模式，并保持设备在经济运行状态，降低设备故障率，对工厂设备稳定运行提供更好的保障。
（2）利用能耗转化最高COP负荷运行设备。空压机属于恒转矩负载，即转矩在不同速度下相同，但所需功率也和速度成正比关系，所以当转速降低时所需功率也随之下降，从而达到节能的目的。调整制冷机设备合理的运行负载，在保证设备安全运行的情况下，使制冷主机运行在70%～80%负载下，单位冷量的功耗更小。通过这些数据可以进行COP对标分析，对能耗特别高的设备进行重点分析排查。
（3）大数据分析和优化模型建立。构建一个全面的信息系统，对于供应状况、设备状况、能耗状况、能源效率、维保状况等进行全面监控。结合统计学理论、大数据汇总并进行分析，对工厂各能源进行综合分析和调优，提升系统的单位量的输出功率建立能耗优化模型，如图2所示。
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图2能耗优化模型
（4）能源监控软件系统和生产线数据联动，并传输至公司ERP。一体化设备管理网络，实现对制冷机、空压机、电气系统、传输管道等设备统一管理，对供应状态、设备状态、能耗状态、维保计划全方位管理并形成报表。设备运行状态过程监控，实现设备故障预警。
结语
根据能源数据对设备故障进行预测，以及通过机器学习手段预测未来能耗趋势等课题在全行业灼处于初级阶段，该系统在这万面还存在较多不足，今后在部署实施过程中还需要继续探索。
参考文献
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