基于ERP的企業設備用能管理研究

張志峰，邢志良，張文革

(山東科技大學，山東 泰安 271019)

隨著能源需求和供給關系的日益緊張，推進能源節約，已經成為我國經濟社會發展長期而艱巨的戰略任務。作為能源管理主體的企業，全面推進節能管理就顯得越發重要。其中，設備用能管理是節能管理的重要環節。當前，現代企業采用先進的計算機信息技術，運用現代設備管理的原理與方法，對設備用能采用信息化管理，達到能源消耗實時管理，保證企業設備優化用能、合理用能，已成為迫切的要求。強調其事先計劃和事中控制的ERP(Enterprise Resource Planning)，是目前為企業管理層所熟識的信息化工具。基于ERP的設備用能管理，可適應這一要求,可有效完成設備用能管理的任務。

1 ERP設備用能管理的技術實現

基于ERP的設備用能管理,其核心是先將用能管理模式進行固化,通過ERP流程優化和集成思想優勢，對設備用能管理進行閉環式循環管理，逐步優化，進行綜合管理用能，達到節能的目的。

1.1 設備用能管理模塊結構

設備用能管理是建立在設備管理基礎之上的，是對設備管理的延伸和細化。在設備及用能數據統一編碼的基礎上，將原來手工處理分散的、不規范的、不統一的用能數據進行規范化、標準化處理，依據集中、統一的數據管理和嚴格的流程控制，有效解決信息的重復采集、加工和存儲，將用能管理由附屬地位變獨立地位。用計算機系統提前自動制定與設備能源相關的工作計劃。內容包括:將做什么；怎么做；何時做；誰來做。使每一個相關單位和人員能提前了解和及時做好規定工作,確保設備用能的實時管理。

體系構架從先進性和實用性兩方面出發，設備用能信息模塊應以設備用能的基礎信息管理為基礎，在數據共享的基礎上，模塊在管理與決策層、執行調度層、作業與業務處理層三個層次上，實現用能計量管理(包括能源計量器具管理、用能計量檢測)、能源統計管理和能耗定額管理這三項用能基礎管理。設備用能管理模塊構架見圖1。

圖1 設備用能管理模塊構架

1.2 增加必需的基本要素

在應用計算機管理用能時，除讀取設備管理必須數據外，還要讀取其它數據。所以在構建ERP要素時，除了設立設備管理的基本要素外，還要加入針對能源管理的新要素內容，方法是或新定義要素或增加現有要素新內容。

1.2.1 技術結構表

技術結構表描述用能設備在生產流程的有關參數。一是包括設備在工藝流程的地理位置和生產工藝位置的有關參數；二是包括設備的部件、次部件、零部件具體參數及應用情況。每個部件、零件都有一個物料編號，是用能管理系統實施過程中至關重要的基礎數據，是設備主數據和物料主數據關聯節點。

1.2.2 設備用能主數據

一是描述設備的技術性能、技術參數、圖紙資料、技術協議、建造安裝及成本中心、工作中心等基本資料；二是描述設備單位(時間或工作量)用能量、最高用能、最低用能等動力技術數據、具體參數及應用情況。

1.2.3 設備用能計量數據

按照《用能單位能源計量器具配備和管理通則》的要求，企業能源計量器具的計量確認和測量過程的控制要達到ISO10012∶2003規定的計量要求。此要素，一是描述用能設備計量設備的位置、測量時間、測量方法，以及安排執行人員對相關設備進行定期、定點、定內容的進行用能計量，記錄終端利用情況。二是描述計量工具的日常管理和維護。將來能在此基礎上，實現能源計量文件、管理評審、計量單位、計量標準、能源計量器具、能源計量檢測、量值溯源、計量記錄、環境條件、計量人員以及能源計量數據的管理等功能菜單的設立。

1.3 設備用能的計算原理

ERP的業務流程，充分體現了面向市場與顧客，完全以需求拉動的生產控制與管理過程，市場需求是ERP最根本的拉動。這種動因理論和能源使用倒推機制，明確了使用能源的源泉，整個生產經營管理是嚴格按照市場驅動，實現以主生產計劃為核心和起點的協調一體化過程。此過程強調主生產計劃的可執行性，以主生產計劃為驅動的計劃管理模式，進行能力平衡。企業所有資源針對市場需求進行優化配置，可以對企業所有資源進行有效整合，提高企業的核心競爭力。按照該原理，通過需求拉動實現企業生產產品所消耗能源的計算。在得到物料需求計劃后，讀取工作中心和工藝路線數據生成能力需求計劃；讀取設備用能主數據后，生成用能計劃；如果計劃可行，則到達執行層進行采購作業和車間作業，在執行層可以利用用能計量和用能采購進行用能量的計算，實現用能統計。具體見原理圖(圖2)。

圖2 用能計算原理圖

2 用ERP優化用能方案綜合管理用能

有了規范系統的用能基礎信息，進一步通過ERP 的優化功能，對生產、用能、設備統一協調和按照計劃節能技術標準和技術規范要求，調整生產系統來強化用能管理，選擇優化方案來配置設備和組織生產。由其他管理職能附屬地位變為獨立的管理職能地位，進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圖

2.1 用能管理與生產管理的集成

生產管理以計劃為導向，無論是安排產品還是零部件的生產計劃，都需核算設備和人力的負荷程度，進行能力平衡，以期生產計劃的有效實施。能力需求計劃是一種把物料需求計劃轉化成對工作中心能力需求的計劃工具，而用能需求計劃可以指導物料需求計劃對耗能設備的能源需求。為確保生產正常進行，須盡量保持用能定額數據的準確性和及時性，因而要求準確預計設備用能的效率和利用率。通過對設備用能中相關信息(如單位產品用能量、單位定額量記錄)的跟蹤收集，可得到較接近實際的相關能源利用率的數據，從而使工作中心的能源效率和能源利用率的數值更加及時、有效和準確。

考慮用能計劃節能標準和技術規范要求，結合生產管理、用能管理和設備管理查詢和優化的信息，在對設備用能、運行數據進行統計分析的基礎上，運用相關的數學模型計算用能規律，找到耗能而無產出的環節和效率低與一般耗能效率相差較大的環節，分析當前運行狀況與既有系統可達到的最佳工況之間的差距，建立設備用能模型，利用計算機實現設備用能計劃排程，最終形成用能方案后進行優選，達到科學、合理地安排用能要求，將粗放型用能改為精細化管理用能。

2.2 設備管理與用能管理的整合

企業使用的能源是由能源轉化設備、傳輸設備、用能設備所組成的系統實現的。所以，節約能源與設備和設備管理密切相關，須進行整合才能發揮合力，提高企業效率。用能管理和設備管理間是查詢與反饋的關系。如：利用用能管理發現能源利用效率低的設備，反饋到設備管理去解決，及時進行診斷和維修。通過研究設備的日常運行記錄、設備維修管理提供的有關設備故障、維修的歷史信息，在設備計劃維修期間，可避免備能而不用能的情況。利用設備消滅設備跑、冒、滴、漏等明顯浪費能源的現象，做好設備的維護保養計劃，保持良好的技術狀態，對能耗高、效率低的設備實施技術改造措施或更新計劃，尤其是對耗能工藝過程的能源轉換設備(如：空壓機、風機、水泵、爐、機動車等)須及時更新，這對提高能源利用率、節約能源有著重要意義。

利用用能管理的基礎數據，分析能量的輸入和輸出、供給和需求，研究用能供給設備使用設備匹配的規律性，反饋給設備管理系統為設備選型提供科學建議。由重視主要耗能設備，輕系統配套變為重視設備的統籌配套優化。根據配套優化原理，既注重主要設備的更新改造，也重視附屬設備和輸送系統及用戶的管理，比如企業投入巨額資金采用較高功能的主設備，也同時重視配套供給或輸送設備的配套系統，充分注重系統配套的合理性，減少不必要的浪費。

總之，通過密切生產管理、用能管理和設備管理的關系，生產、設備與用能進行協調統一，大大提高企業管理工作的整體效率。在ERP的環境下，系統分析生產用能的每一個活動，并建立與其他業務流程間的實時信息交換和資源共享的關系，從而使設備用能管理活動和信息，在企業的決策層、執行層和作業層間及時傳遞，并最終實現設備由靜態管理到動態管理。從而改變重供能、輕用能的局面，由單純強調供能保證，只注重用能的要求，變為重視用能的管理和優化。在發生用能緊張滿足不了需求時既從供給方面找原因，也從使用方面查原委。

4 結論

通過基于ERP設備用能管理的研究，可最大化的利用ERP平臺進行企業用能管理的深度挖掘，進一步提高企業用能的下達、執行、反饋、分析、優化能力，在企業內部形成閉環，既有利于企業的節能管理，又有利于促進企業經營的整體優化和全面控制。

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