卷煙企業以綠色低碳為導向的精益化能源管理

引入數據驅動理念，以企業設備運行數據、能源管理數據為基礎，創新能源管理方法，探索以數據驅動的精益化能源管理新方式，針對“水電汽氣”四種能源介質，以精準排產、精品質控為目標，全面采集能源管理相關數據，建立企業級數據中心，為數據驅動的精益化能源管理實踐奠定數據基礎。通過優化供能設備配置，從能源需求出發動態調整供能過程，確保能源精準供應。通過識別基于數據的能源使用需求，開發基于算法模型的開機時間預測模型，縮短非增值能源消耗，實現能源供應按需保障。通過建立能源監控平臺，實時監控能源質量指標，分析能源耗用趨勢，實現供能質量的動態監測。通過實時監控重要能源參數，依托語音短信報警平臺，實時監控重點能耗參數，建立計量儀表關聯關系，精準定位耗能異常點，保證異常耗能快速解決。依托節水教育基地、節水宣傳周、節能宣傳周等宣傳載體，促進節能宣傳，營造良好節能氛圍。細化能源考核目標，閉環能源考核流程，實現能耗由組織調度到供能和用能的全流程考核，全流程閉環管控，提升全員參與節能管理工作的積極性，推進節能改善工作持續提升。

一、卷煙企業以綠色低碳為導向的精益化能源管理的主要做法

（一）以數據驅動的精益化能源管理內涵。

引進數據驅動理念，以企業設備運行數據、能源管理數據為基礎，細分能源需求，開展數字化挖潛，通過同比分析、基準分析、需求分析，核算企業碳排放數據，尋找節能降碳機會，探索以綠色低碳為導向的精益化能源管理新方式。將精益思想貫穿到能源管理過程中，以“消滅一切能源浪費，滿足生產需求”為著眼點，以能源計量、統計管理為基礎，以管理、技術節能項目為支撐，以能效對標為手段，完善能源考核評價機制，應用PDCA實現能源管理的持續改進。

創新能源管理方法，強化源頭管控，細化過程管控，動態過程考核。將低碳目標層層分解，由傳統的能源費用管理向先進的碳排放量管理轉變，實現能源目標轉換。針對“水電汽氣”四種能源介質，以精準排產、精品質控為目標，全面采集能源管理相關數據，建立企業級數據中心，為數據驅動的精益化能源管理實踐奠定數據基礎。通過優化供能設備配置，從能源需求出發動態調整供能過程，確保能源精準供應。通過識別基于數據的能源使用需求，開發基于算法模型的開機時間預測模型，縮短非增值能源消耗，實現能源供應按需保障。通過建立能源監控平臺，實時監控能源質量指標，分析能源耗用趨勢，實現供能質量的動態監測。通過實時監控重要能源參數，依托語音短信報警平臺，實時監控重點能耗參數，建立計量儀表關聯關系，精準定位耗能異常點，保證異常耗能快速解決。依托節水教育基地、節水宣傳周、節能宣傳周等宣傳載體，促進節能宣傳，營造良好節能氛圍。細化能源考核目標，閉環能源考核流程，實現能耗由組織調度到供能和用能的全流程考核，全流程閉環管控，提升全員參與節能管理工作的積極性，推進節能改善工作持續提升。

（二）調研需求，統籌規劃，明確總體設計要求。

1.統一思想，全局謀劃，實現能源全過程管控

將精益思想貫穿到能源管理過程中，以“消滅一切能源浪費，滿足生產需求”為著眼點，以能源計量、統計管理為基礎，以管理、技術節能項目為支撐，以能效對標為手段，完善能源考核評價機制，應用PDCA實現能源管理的持續改進。

細化能源管理顆粒度，借鑒阿米巴經營管理模式，將全廠用能管理單位由原來的部門管理向用能單元管理轉變。在此基礎上，將低碳目標層層分解，由傳統的能源費用管理向先進的碳排放量管理轉變，實現能源目標轉換。將“水電汽氣”四種能源介質的節能量，落實到碳排放減少上，實現以綠色低碳為導向，基于數據驅動的精益化能源管理新方式。

2.強化源頭管控，細化過程管控，動態過程考核

將設備管理與能源管理相結合，堅持源頭控制，對用能設備配備進行充分論證，嚴防產能過剩及用能設備能力過剩，以低碳為導向，從設備采購、維修、工藝流程等方面嚴把設備能耗關，實現設備低碳的源頭管控。

細化過程管控，將工作日分為生產時間和非生產時間兩種情況，將生產時間分為夏季、過渡季、冬季3種時態，將非生產時間細分為開班、收尾、停產、保養、檢修5種狀態。針對3種時態、5種狀態，通過歷史耗能數據分析和現場寫實，細化每個用能單元的過程管控。

動態過程考核，在識別重點耗能部門，主要耗能設備的基礎上，控制用能單元，細化耗能工序，識別耗能控制點，明確績效參數（ENPI），將用能單元進行網格劃分，按照管理層級，分析歷史耗能數據，識別4個耗能部門網格，10個耗能班組網格，17個重點耗能崗位網格，86個重點耗能設備網格，健全能源四級網格單元。從能源運行數據、能源基準數據、能源標桿數據、能源測算數據四個維度制定設備定額，根據設備額定耗能和運行時間進行能源測算。制定能源績效參數表和能源檢查記錄表，按照能源網格劃分、能源測算方法，動態開展能源績效考核和能源檢查，實現用能過程動態考核。

3.產品側調研，充分識別用能需求

從產品側出發，以實現按需保障、精準供應為目標，以供能質量動態監控、能源異常快速落實為保障，基于用能側能源需求，以能源品質與精準供能提升為重點，以三個轉變（即供能控制由“供能”為核心向“用能”為核心轉移；供能參數由“靜態”控制向“動態”控制轉移；供能模式由“按時”供應向“按需”供應轉移）為主要途徑，結合企業實際發展需求，統籌規劃，追求實效，創新基于數據驅動的精益化能源管理模式。基于歷史能源數據和實時設備運行數據，解決供能質量提升與能源節約的突出矛盾，實現企業能源管控水平的新突破，助力公司綠色高質量發展，做好“碳達峰、碳中和”工作，加快建立資源節約型、環境友好型企業。

科學設計，調研先行。為正確把握以數據驅動的精益化供能總體要求，以精準排產、精品質控為目標，按照“水電汽氣”能源介質，以實現精益化供能管理為導向，開展能源需求調研。分別對制絲、卷包、動力的主要生產設備，按照產線、區域、型號、原理等方面的差異，從工藝用水、清洗用水、設備用電、生產用蒸汽、壓縮空氣、生產負壓、環境溫濕度及天然氣8種能源介質，進行用能需求調研，本次調研采用現場與線上相結合的方式，對全廠260余臺主要用能設備，共計開展30余次調研。為保證本次調研的科學性、充分性和有效性，對主要用能設備開展車間級、班組級和崗位級三級梯度調研，結合供能工藝參數、設備類別和生產牌號，整理形成設備的用能需求參數表。

（三）數據驅動，全面采集，奠定能源數據基礎。

1.開展能源寫實，科學制定數據采集標準

建設數據驅動的精益化能源管理模式過程中，廣泛收集供能需求數據、能源消耗數據、設備運行歷史數據及現有能源管理制度，確定能源管理范圍和邊界，并在此基礎上，采用現場觀察、能流分析、能源審計、能量平衡數據分析等方法，從生產流程出發對生產工藝、能源管理現狀、能源技術應用和歷史用能數據進行統計分析。識別確定四個重點耗能部門，260多臺（套）主要耗能設備，明確基于生產流程的供能鏈路，為開展數據驅動的供能管控體系奠定了基礎，通過確定滿足車間供能需求的上下游設備，梳理供能關系，對確定的主要供能設備進行數據采集及存檔，編制歷史數據存檔格式標準文件，為后期的數據清洗打下了堅實的基礎。

2.打通信息系統的數據接口，融合能源數據與生產狀態數據

對MES（產量）系統、ERP（企業資源計劃）系統、TsPM（設備綜合管理）系統、數據采集系統等數據進行充分挖掘，針對管理流程和現場操作進行數據采集管理設計，制定數據采集標準，統一數據命名規則、采集周期和數據格式。搭建技術平臺，進行實時數據采集，擴建數據存儲單元，提高數據存儲質量。以底層PLC控制平臺為基礎，通過數據批處理等工具進行系統實現。實時數據采集包括以下幾步：

將MES、ERP、TsPM、能源管理系統、數據采集系統進行深度融合，將用能數據與生產狀態信息和產量信息進行融合，能源使用從采購到消耗進行全過程實時跟蹤，實現由供給端控制為主，向產品需求側控制為主的能源保障方式轉變。通過開發生產區域總覽畫面，將實時的耗水量、耗氣量、空調送風量、耗電量等信息與生產區域信息、生產進度信息集成，實現各生產車間、各工序段、各類設備用能情況的實時展示，打通能源管理部門與生產車間的溝通壁壘，提高工作效率，加強與生產車間的緊密聯系，全過程關注“一包煙”生產過程，提供更加精準的能源供應保障，有效實現能源可控管理。

3.集中存儲，統一管理，搭建企業級數據中心

搭建企業級數據中心，打破各車間、各部門的數據壁壘，打破各生產線間的數據斷層，實現數據集中存儲。由信息管理處牽頭搭建企業級數據中心，涵蓋匯總制絲車間、卷包車間、能源動力處、設備管理處、生產供應處等部門的生產信息數據、能源管理數據、設備狀態數據等全部數據。對企業級數據中心，實行統一管理，集中管控，對網絡安全、數據安全、信息安全、存儲備份等方面進行統一管理。基于企業級數據中心，通過全面采集重點能耗設備數據，實時的數據傳輸，細化至機臺的能耗分析，為實現用能精準、節能精細和管能精益的精益化能源管理模式，奠定了數據基礎。

（四）優化配置，動態調整，確保能源供應精準。

1.實時采集車間生產設備運行狀態，驅動供能設備動態調整

基于企業級數據中心，打造生產設備實時監控畫面，實時掌握車間生產設備開臺面變化，通過分析歷史數據，根據生產設備變化推送能源需求量變化，驅動供能設備開臺面動態調整。

2.基于設備運行效率，優化供能設備配置

通過分析設備運行數據和耗能數據，在滿足車間能源需求的前提下，驅動設備開臺面調整。按照供能設備運行效率，細分車間生產組織形式，計算設備開臺面最優組合，結合設備運行時間，優化供能設備配置。

通過數據分析，梳理空壓系統85個數據維度，制作數據統計報表。開展模型開發工作，結合歷史數據，運用Minitab軟件的DOE實驗，分析負荷與氣電比之間的關聯關系，利用響應優化器計算出空壓機經濟負荷區間及最優負荷值，見圖12所示。根據車間保養、細支煙單獨生產、大線生產3種生產模式的用氣特征，將車間用氣量分為3個常用工況與6個特殊工況，空壓開臺面判定邏輯圖見圖13所示，保證群控的全面性。

按照生產保障優先、設備高效優先、低累計時間優先的原則，設計空壓機開臺面推送策略，涉及判定條件共92項，輸出開臺面策略共34項，實現空壓機開臺面自動推送。

3.供能參數控制由“靜態”向“動態”轉移，確保能源供應精準

供能參數由“靜態”控制向“動態”控制轉移，優化產品供水壓力、蒸汽溫度、蒸汽壓力、壓縮空氣壓力、負壓真空度等用能參數，探索用能品質與能源效率的最優值，實現供能參數與產品、設備、能效的動態調整。開展分時（冬季、夏季；生產、停產等時間維度）、分區（不同工藝要求區域）能源管控模式研究，降低夏季空調用蒸汽壓力與溫度、優化保養用壓縮空氣壓力，分區控制工藝環境區域與崗位送風區域溫濕度等，進一步提升能源供應精準管控水平。

制定空調分區管控方案，綜合考慮設備布局、生產安排、室外天氣和車間符合變化，將企業43臺工藝空調（包含22個生產區域）劃分為連續運行、開臺面調節和變頻調節三種運行模式。打破原來靜態的供能模式，實現以需求側數據驅動的動態能源供應，提高能源供應的精準性。

（五）精準排產，算法預測，實現供能按需保障。

1.細化能源需求計劃，融合生產排產與能源排產

按照生產工藝流程，制定不同生產區域的排產計劃，基于MES生產數據，在系統內自動下發車間的生產調度計劃。以生產調度計劃為基礎，根據歷史耗能數據，細化能源需求計劃，明確各生產區域的能源介質類型、需求時間和能源達標時間，實現生產排產和能源排產的高度融合，提高能源供給的按需保障能力。

2.構建智能預測模型，預測供能設備開機時間

根據歷史用能數據，依靠數據傳輸的準確性及生產設備與供能設備的物聯關系，構建智能控制模型，精準預測供能需求、供能時間、供能介質。通過設計生產設備拉動供能設備精準開停，依靠生產數據驅動供能設備開機，提高生產設備的能源保障能力。根據不同生產區域、不同能源介質、不同運行工況，預測供能設備開機時間，實現“按需”供能。

（六）精準監控，趨勢分析，建立動態監控平臺。

基于西門子PCS7集中控制系統，開發企業用水實時監控系統，通過WinCC進行數據采集，繪制給排水主系統、凝結水回用系統等監控畫面，通過上下級流量計數據的實時顯示，實現用水量的實時監控。

依托能源管理信息系統，依據兼容性、通用性、實時性、可配置、可靠性等原則，細化系統內用能單元統計口徑、能源介質、用能班組、用能崗位設置，集成生產制造執行平臺產量數據、ERP生產信息數據，實現4個部門綜合能耗、10個班組4種介質單箱能耗、17個崗位系統能耗、86套設備效能的實時統計查詢，自動生成能耗統計報表140余張，自動完成數據采集、數據分析、數據報警、數據應用等功能，設計開發了水平衡日報表、月報表、季度報表和年度報表，實現用水量自動計算、漏查自動檢測，實現企業用水量的同比分析和歷史數據對比，保證了全廠供水的準確計量和精益管控。

（七）參數預警，精準定位，保證異常快速落實。

搭建“智慧小磊”報警系統對現場的重要耗能點位進行實時監測，并對異常能耗數據進行報警，通過廣播告知值班人員、通過郵件告知維修人員以及通過短信告知管理人員，確保相關人員在第一時間收到現場問題，防止能源浪費現象蔓延的同時提高排故效率。

為提高異常定位速度，將控制措施貫穿于供能設備、輸送管道、用能設備。增加蒸汽、空壓、真空等系統能源輸送管路與用能設備的能源參數采集，將供能控制端前移。建立蒸汽管路散熱量動態監控、真空與空壓管路損耗異常報警機制，當供能管路出現異常時，及時發現異常點位，確保系統穩定，降低能源浪費。

（八）依托基地，節能宣傳，營造良好節能氛圍。

依托山東省節水教育基地、節能宣傳周、節水宣傳周等節能宣傳載體，增強職工生態環境保護意識，加強節能低碳宣傳教育，倡導開展綠色低碳生活行動，實現生產生活方式向勤儉節約、綠色低碳、文明健康的方向轉變，在全廠范圍內形成綠色低碳的生產生活方式。通過調研職工節能意識，規范張貼節能宣傳標識，合理利用現場看板、車間顯示屏、網絡微信等多種媒體形式開展節能宣傳工作。通過開展節能征文、節能海報、節能金點子征集活動、節能知識競賽及“啄木鳥行動”能源專項檢查活動，提高了職工參與節能工作積極性，營造了良好的節能氛圍。

（九）細化目標，閉環考核，推進節能持續提升。

把握“定基準、設目標、找標桿”的原則，將企業年度綜合能耗目標分解為季度管控目標，按照能源介質分類，將綜合目標從水、電、蒸汽、天然氣四個維度進行分解，下達至部門，作為季度考核依據。季度管控目標由1個供能部門（能源動力處）+4個主要用能部門（制絲車間、卷包車間、安全保衛處和行政管理處）轉變為2個組織部門（計劃調度處、工藝技術處）+ 1個供能部門（能源動力處）+5個主要用能部門（制絲車間、卷包車間、安全保衛處、生產供應處和行政管理處），實現能耗由組織調度到供能和用能的全流程考核，全流程閉環管控見圖2所示。

推行“能源目標考核”+“節能專項考核”管理措施，增加節能專項考核措施，每季度評選節能先進班組3個，節能改善達人6名，針對節能量大于20噸標準煤節能改造項目進行專項獎勵，提升全員參與節能管理工作的積極性，推進節能改善工作持續提升。

三、以綠色低碳為導向的精益化能源管理的實施效果

（一）助力企業高質量發展，提升企業能源管理水平

通過本次項目實施，進行了以數據驅動的精益化能源管理實踐，增強了對能源消耗的過程控制能力，實現了供能按需保障、能源精準供應、質量動態監測、異常快速落實，將能源管理重點由傳統的事后分析改為前期預測、動態過程管控模式。能源管理工作的供給側改革，使能源管理更加靈活、及時和高效。

通過本次項目實施，實現了能源供應從產品側出發，供能控制由“供能”為核心向“用能”為核心轉移；供能參數由“靜態”控制向“動態”控制轉移；供能模式由“按時”供應向“按需”供應轉移，提高了企業綜合管理能力，提升了企業核心競爭力，創新了以數據驅動的精益化能源管理模式，提升了企業能源管理水平。

（二）取得的經濟效益和社會效益

通過項目的實施，降低了能源單耗，節約了能源費用，營造了良好的節能氛圍，2022年收集128個節能亮點，同比增加67個，累計節能量達77.56噸標煤，同比節約31.62噸標煤，2022年企業量同比降低9677噸自來水。

項目實施以來，提高了能源的綜合利用效率，眾多節水和節能舉措獲得社會認可，中國水利部、山東省水利廳、青島市紀委、青島市機關事務服務中心、市南區政協及青島市水務局等單位多批次參觀，取得了良好的社會影響，宣傳了企業的節水、節能措施。企業節水工作相關經驗做法，被《人民日報》、《新華財經》、《學習強國》報道，具有可復制、可推廣的重要意義，取得了良好的社會效益。