口號(hào)，而是需要實(shí)實(shí)在在地去做，而且還是在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下去實(shí)現(xiàn)。這對(duì)企業(yè)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，也是必須要面對(duì)和解決的問(wèn)題。

煙草企業(yè)屬于生產(chǎn)制造行業(yè)，對(duì)能源的消耗較大，特別是煙絲生產(chǎn)的環(huán)節(jié)需要大量的能源，所以煙草企業(yè)需要在能源管理上下足功夫，才能夠在不對(duì)企業(yè)生產(chǎn)造成負(fù)面影響的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

本文從能源管理的角度，結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析的方法，設(shè)計(jì)出一種能源管理方式，并開發(fā)相應(yīng)的能源管理模塊，集成在企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，為企業(yè)的節(jié)能減排提供信息化的管理優(yōu)化方式。并且通過(guò)在企業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證該方法的可用性和實(shí)用性。為煙草企業(yè)的節(jié)能減排提供新思路。

2企業(yè)能源管理概述

能源管理，實(shí)際上是對(duì)企業(yè)能源的使用情況進(jìn)行管控。在傳統(tǒng)的CIMS（Computer/contemporary Integrated ManufacturingSystems，計(jì)算機(jī)，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)）三層結(jié)構(gòu)中，最上層的ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計(jì)劃）指定總體的能源計(jì)劃，最下層的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)設(shè)備能源使用情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集（包括自動(dòng)采集和人工記錄）。通過(guò)采集上來(lái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析后，可以制定能源的使用計(jì)劃和設(shè)備的使用計(jì)劃，上級(jí)管理部門通過(guò)生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)各個(gè)班組制定生產(chǎn)計(jì)劃。一般可劃分能源基本信息管理、能耗計(jì)劃制定、能耗信息獲取、能源設(shè)備使用計(jì)劃制定、能耗預(yù)測(cè)、能耗綜合分析和多層次能源使用信息展示七個(gè)功能模塊，如圖1所示。

3統(tǒng)計(jì)技術(shù)及其相關(guān)原理

統(tǒng)計(jì)時(shí)應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，其理論基礎(chǔ)是概率論。統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了統(tǒng)計(jì)技術(shù)，統(tǒng)計(jì)技術(shù)不是單一的技術(shù)，它包含了很多方面，例如統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用、計(jì)算結(jié)果的表達(dá)、對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的解釋等等。統(tǒng)計(jì)技術(shù)主要用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，使統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果能夠?qū)Q策起到一定的作用。

統(tǒng)計(jì)技術(shù)并不是新技術(shù)，它是一門通用的技術(shù)，可以應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)技術(shù)面對(duì)的是數(shù)據(jù)，所以在煙草行業(yè)的應(yīng)用，也是根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的來(lái)源來(lái)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)進(jìn)行分析，從而起到不同的作用。

統(tǒng)計(jì)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要的基礎(chǔ)技術(shù)有以下幾種：直方圖、柏拉圖、因果圖、為什么一為什么分析、散布圖等。直方圖是一種屬于幾何圖表的統(tǒng)計(jì)技術(shù)，也叫作質(zhì)量分布圖。它把所有的數(shù)據(jù)搜集起來(lái)，并進(jìn)行劃分，繪制直方形矩形圖。數(shù)據(jù)結(jié)果的可讀性較好。柏拉圖與直方圖最大的區(qū)別在于，它強(qiáng)調(diào)的是少量關(guān)鍵數(shù)據(jù)。柏拉圖可以對(duì)多對(duì)象進(jìn)行分析，也可以對(duì)單一對(duì)象分析?？梢蕴岣呓鉀Q問(wèn)題的效率，也叫作排列圖。因果圖是一種有效的定性分析手段，可以分析各種對(duì)質(zhì)量有影響的因素。通過(guò)因果圖，我們可以找出問(wèn)題的根本原因，從大到小，追溯到最根本的原因并解決它。因?yàn)榉治龅囊赜眉^標(biāo)記出來(lái)，像魚的骨頭，所以因果圖也叫魚骨圖。為什么一為什么分析也叫作5個(gè)為什么，能快速診斷問(wèn)題。它通過(guò)不斷的提出問(wèn)題，逐步深入，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的根源。散布圖則是用于描述兩個(gè)變量之間的關(guān)系，所以也叫相關(guān)圖。散布圖在圖上標(biāo)記出關(guān)聯(lián)關(guān)系，用點(diǎn)來(lái)表示原因和結(jié)果的分布，基于點(diǎn)的分布形態(tài)，我們就能夠找到數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

另外，在定量管理中，還有其他的較為先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)技術(shù)，如假設(shè)檢驗(yàn)、回歸分析、控制圖等。都可以用于對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。在本文中，我們采用能源相關(guān)的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，使用基本的統(tǒng)計(jì)技術(shù)進(jìn)行分析，找到能源消耗異常的點(diǎn)，并進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

4煙草企業(yè)的能源管理設(shè)計(jì)

煙草行業(yè)的能源管理與基本的能源管理基本一致。但是也有煙草行業(yè)自己的特點(diǎn)，例如在制絲工藝段，需要對(duì)煙絲進(jìn)行烘焙，不同的煙絲的加工工藝不同，消耗的能源也有不同，而且因?yàn)檫@是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序，其控制相對(duì)于其他工藝段更嚴(yán)格，所以能源的使用也需要更嚴(yán)格的管控。

在能源管理模塊中，我們需要對(duì)部門信息、設(shè)備信息、設(shè)備能源信息、能源計(jì)量設(shè)備、數(shù)采設(shè)備、能耗維護(hù)和儀表數(shù)據(jù)維護(hù)這些對(duì)象進(jìn)行管理。其中部門信息屬于基本信息，包括了部門的人員、班組等基本信息，設(shè)備信息一樣包括了生產(chǎn)設(shè)備的基本信息。設(shè)備能源信息主要是設(shè)備能耗和能源使用情況，也屬于基礎(chǔ)信息。能源激浪設(shè)備和數(shù)采設(shè)備負(fù)責(zé)對(duì)能源使用情況進(jìn)行記錄，是能源管理的基礎(chǔ)。能耗維護(hù)是對(duì)不同的工藝進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)工藝要求改變，那么生產(chǎn)的要求和環(huán)境也發(fā)生改變，能耗也隨之變化。儀表數(shù)據(jù)維護(hù)，主要是針對(duì)數(shù)采設(shè)備（儀表）的基本信息和當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)，及時(shí)排除故障，避免錯(cuò)誤數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)和數(shù)據(jù)分析造成嚴(yán)重影響。

4.1能源使用計(jì)劃

能源消耗主要還是對(duì)能源的使用進(jìn)行計(jì)劃，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析的方法，對(duì)不同的設(shè)備、工序、工段、班組的能源使用情況進(jìn)行分析，制定出合理的能源計(jì)劃，滿足企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求，同時(shí)也能夠作為參數(shù)，查找能源使用異常的情況。

在煙草企業(yè)中，應(yīng)該由ERP下達(dá)能源計(jì)劃，能源計(jì)劃下達(dá)給MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）后，再根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行分配，下達(dá)給各個(gè)設(shè)備和工序、班組等。這樣就可以形成詳細(xì)的能耗管理記錄。

4.2設(shè)備使用計(jì)劃

設(shè)備使用計(jì)劃，是指根據(jù)生產(chǎn)訂單，各個(gè)設(shè)備的使用情況，根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)和維護(hù)周期，制定計(jì)劃，這樣可以為生產(chǎn)排產(chǎn)提供設(shè)備保障，保證生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備的使用率，降低故障率，從而提高設(shè)備使用時(shí)間和效率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到要求。

設(shè)備在不同的生產(chǎn)狀態(tài)下的能源消耗是不同的，例如制絲工藝，不同的工藝要求，使用的能源是不一樣的，而且不同的設(shè)備在執(zhí)行相同的工序時(shí)也可能會(huì)有不同。設(shè)備使用計(jì)劃可以進(jìn)行優(yōu)化，降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)能源的消耗。

4.3能源使用信息展示

能源使用信息的展示，可以將企業(yè)的能源使用狀況進(jìn)行展示?？梢园凑詹煌牟块T和人員使用要求，展示不同的信息，例如時(shí)間維度上可以按照年、季、月、日和小時(shí)進(jìn)行和展示，也可以按照不同的部門展示，例如制絲車間、辦公室、卷包車間等。

展示的內(nèi)容不是只有數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集上來(lái)的原始數(shù)據(jù)，也可以將統(tǒng)計(jì)分析過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行一并展示，給操作者和管理者直觀的結(jié)論，幫助其制定生產(chǎn)計(jì)劃或者對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)整。為了便于使用者理解，數(shù)據(jù)的展示可以采用多種方式，例如圖標(biāo)，餅圖，直方圖，折線圖，標(biāo)記關(guān)鍵數(shù)據(jù)及超閾值數(shù)據(jù)報(bào)警等。

4.4能耗統(tǒng)計(jì)分析

我們可以在采集的原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)分析數(shù)據(jù)，并找到能夠優(yōu)化的環(huán)節(jié)或者發(fā)現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。我們可以采用基本的統(tǒng)計(jì)技術(shù)，例如直方圖、因果圖等，分析后的結(jié)果可以通過(guò)圖標(biāo)的形式進(jìn)行展示，便于理解，也可以根據(jù)結(jié)果直接給出結(jié)論或者建議，來(lái)幫助管理者進(jìn)行決策。

4.5能源數(shù)據(jù)的采集

能源數(shù)據(jù)的采集分為人工和自動(dòng)兩種方式。人工的數(shù)據(jù)采集方式，是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的操作者對(duì)各種數(shù)據(jù)定時(shí)進(jìn)行人工記錄，并上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)器中。自動(dòng)的方式是指通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備定時(shí)自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，并直接上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器中。人工采集的好處在于靈活，而且因?yàn)闀r(shí)間間隔長(zhǎng)，數(shù)據(jù)量少。但是因?yàn)槭侨斯げ僮?，所以?shù)據(jù)的精確度沒(méi)有自動(dòng)采集的高。而且人工操作也存在誤操作的可能。自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的設(shè)備精度高，數(shù)據(jù)量大，能夠更準(zhǔn)確的描述數(shù)據(jù)，但是因?yàn)槭亲詣?dòng)采集，如果設(shè)備有故障，則不能及時(shí)的上傳數(shù)據(jù)，還需要人工維護(hù)，不夠靈活。

無(wú)論采用哪種方式，都是需要保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，這樣才能使用統(tǒng)計(jì)技術(shù)得到正確的結(jié)論。

5能源管理模塊的實(shí)現(xiàn)

對(duì)于煙草企業(yè)，需要獲得能源相關(guān)的數(shù)據(jù)，并且還需要統(tǒng)計(jì)技術(shù)幫助優(yōu)化能源的使用。形成各種維度的統(tǒng)計(jì)表，來(lái)幫助管理人員和系統(tǒng)使用者進(jìn)行決策，或者優(yōu)化生產(chǎn)流程，查找高能耗環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。例如能耗統(tǒng)計(jì)功能，如圖2所示，可以按照能源種類進(jìn)行分類，包括蒸汽、電、柴油等，可以按照開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、年、月、日設(shè)置時(shí)間段進(jìn)行查詢。利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)形成數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，然后可以對(duì)比不同時(shí)間段的能源消耗情況，對(duì)于超過(guò)閾值的數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警提示。

6結(jié)論

目前，該能源管理模塊已經(jīng)完成開發(fā)，部署在某煙草企業(yè)。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，并且發(fā)現(xiàn)了能源消耗較大的點(diǎn)位，企業(yè)進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的優(yōu)化和改進(jìn)。系統(tǒng)界面截圖如圖3所示。

通過(guò)能源管理模塊的應(yīng)用，利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)進(jìn)行的數(shù)據(jù)分析結(jié)果能夠給企業(yè)的管理者提供非常直觀的數(shù)據(jù)對(duì)比和結(jié)論，而且對(duì)于能源消耗異常的數(shù)據(jù)也能比較準(zhǔn)確和及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，對(duì)企業(yè)的節(jié)能減排提供非常大的幫助。使企業(yè)在保證生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，降低了能源消耗，同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，對(duì)企業(yè)具有實(shí)際的意義。

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