Как IT-решение экономит компании 18 млн рублей в год

Энергетика — это просто. Топливо горит, кипятит пар, который крутит турбогенератор, вырабатывающий электрически ток. Чем меньше топлива на единицу электроэнергии, тем ниже себестоимость и эффективнее компания. В нашей компании 60-70% себестоимости электроэнергии — это топливо. Компания по объему генерации в России входит в топ-7, но по различным показателям эффективности делит первые места в отрасли.

Естественно, мы следим за трендами и взвешенно внедряем проекты, применяя доказавшие свою эффективность инструменты цифровизации. Об одном из таких проектов и расскажу: он прост и универсален, применить можно почти во всех сферах бизнеса, если в информационных системах остаются цифровые следы протекания бизнес-процессов. Спросите у своих айтишников.

Мы у своих спросили:

 — А можно нам в существующей ERP-системе сделать модуль, который будет в формате старых добрых контрольных карт Шухарта визуализировать параметры горения топлива, забирая текущие и архивные данные из недр ERP или АСУТП?

 — Конечно можно, пишите техническое задание чего хотите. А вам зачем? — идя на поводу у любопытства, спрашивают айтишники.

 — У нас в ключевых показателях эффективности стоит экономия контролируемых затрат и повышение маржинальности на единицу произведенной продукции.

Хорошо, когда выходишь от айтишников и понятно что делать дальше.

Есть 10 ключевых технических параметров, влияющих на расход топлива. Параметры результирующие, то есть получаются за счет правильной комбинации сотен других, настраиваемых оператором параметров.

В существующей системе оператор стремится поддерживать 10 ключевых параметров в определенных границах, но если происходит выпад за эти границы, то сразу причину выпада никто не определяет, постфактум установить ее трудно, и статистика таких выпадов не ведется. Оператор лишь должен загнать ключевой параметр обратно в границы, играясь с десятками настраиваемых параметров, при этом стандартных четких инструкций как это сделать нет. Многое зависит от опыта.

На оперативных совещаниях и в отчетах фигурируют сильнодействующие неустранимые причины перерасхода топлива, намекающие на устаревшее, изношенное оборудование и техническое несовершенство средств измерения.

Существующая система мониторинга и анализа расхода топлива предполагает ежесуточный расчет и доклад на оперативных совещаниях. При этом анализом занимается отдельная служба, операторы, сидящие за пультами управления и непосредственно регулирующие технические параметры, в него не вовлечены.

Итак, текущее состояние системы:

  1. Ежесуточный анализ расхода топлива.
  2. Не анализируются причины отклонений параметров, только причины избыточного расхода топлива.
  3. Низкое качество причин избыточного расхода.
  4. Непосредственные исполнители не вовлечены в процесс анализа и совершенствования.

Целевое состояние системы:

  1. Ежечасный анализ расхода топлива.
  2. Анализ причин отклонений 3 из 10 ключевых параметров.
  3. Выявление корневых причин избыточного расхода для каждого случая.
  4. Вовлечение непосредственных исполнителей в процесс анализа.

Для достижения целевого состояния кросс-функциональной командой производственного блока, IT-управления и управления операционной эффективности  было реализовано несколько мероприятий. Нужно сказать, что как такового проектного управления, когда оформляется паспорт, назначаются спонсоры, кураторы и прочая атрибутика мы не применяли. Просто рабочие встречи и внутреннее желание изменений, подогреваемое КПЭ.

Для начала необходимо было выбрать пилотные ключевые параметры, на совершенствование которых будут направлены усилия в первые шесть месяцев. Для этого пришлось поработать с Big Data — проанализировали выгрузку из АСУТП за 2018 и половину 2019 года, а это — 18 млн секундных  значений, и определили какие из десяти ключевых параметров оказывают наибольшее влияние на значение расхода топлива. Выбрали первые три по значимости:

  • Температура острого пара.
  • Давление острого пара.
  • Содержание кислорода в дымовых газах.

Затем на основании тех же данных с помощью методов статистического анализа определили и согласовали оптимальные диапазоны для трех выбранных параметров. Оптимальный диапазон — при котором отклик расхода топлива минимален. Естественно, границы этих диапазонов оказались уже или жестче заложенных в существующей нормативной документации. Никаких специальных программ или консультантов не было. Проверенный Excel со стандартным пакетом анализа.

Дальше дело было за айтишниками. Для удобства анализа и вовлечения персонала они таки по написанному управлением операционной эффективности техзаданию разработали встроенный в действующую ERP-систему цифровой модуль, который в ежечасном режиме получает данные из АСУТП о фактическом среднечасовом значении трех ключевых параметров. Ресурсы — один штатный программист и интегратор, осуществляющий поддержку ERP-системы в рамках действующего договора.

Сделали визуализацию в формате контрольных карт — наглядный инструмент для своевременного определения факта выхода значения параметра за контрольные границы. В этом же цифровом модуле предусмотрели для оператора возможность зафиксировать причину выпада, предварительно устранив ее на рабочем месте, а вышестоящее руководство должно спланировать и зафиксировать корневую причину и корректирующие действия.

Таким образом в ERP-системе происходит накопление исторических данных обо всех выпадах среднечасовых значений за установленные границы, обо всех причинах и корневых причинах, а также набор мероприятий, через реализацию которых компания добивается повышения топливной эффективности.

В итоге затраченные ресурсы:

  • Две-три недели на анализ исторических данных
  • Неделя на выбор параметров и согласование контрольных границ с производственным блоком
  • Два месяца на разработку модуля в ERP-системе, вместе с написанием технического задания.
  • Четыре человека с загрузкой 15-20% времени.
  • Excel и стандартная поддержка от интегратора ERP-системы. Вы уже им платите за поддержку, если у вас есть ERP.

При успешной реализации проекта расчеты прогнозируют экономию до 2 000 кубометров топлива в час, что эквивалентно 18 млн рублей в год. И это только на одном энергоблоке и только на трех из десяти ключевых параметрах. Всего в компании блоков 26. А сколько их всего в России?

Безусловно, новизной проекта для нашей компании является ежечасный анализ ключевых параметров и цифровые контрольные карты для визуализации и управления параметрами.

Дальнейшие шаги — сужение границ допустимых диапазонов, подключение к мониторингу всех ключевых параметров и тиражирование проекта внутри компании. На перспективу — корректировка существующей нормативной документации по эффективности использования топлива, при наличии запроса и на уровне государства.

Расскажите коллегам:
Комментарии
Консультант, Украина

Непонятно, зачем Excel, если есть нормальный визуализатор с открытым исходным типа Grafana (ссылка удалена модератором)

Аналитик, Брянск

Молодцы. То, что описано в статье и есть пример реализованного бережливого производства. Только, если планы действительно столь амбициозны, плотно пообщайтесь со своими IT-специалистами на соответствие их квалификации в решении заявленных задач. Возможно им понадобится сторонняя помощь. В статье мало информации для определения возможной архитектуры, но судя по описанию, реализовано решение очень неудобно.   

Генеральный директор, Екатеринбург

Ребята молодцы! 

(Отредактировано модератором)

Генеральный директор, Екатеринбург
Валерий Меркулов пишет:

Ребята молодцы! 

(Отредактировано модератором)

«Предчувствия его не обманули»

«Пиф-паф, ой-ой-ой», 1980, мультфильм
 
«Ххххххмать» М.Горький, роман
(Отредактировано модератором)
 
Инженер-конструктор, Санкт-Петербург

При успешной реализации проекта расчеты прогнозируют экономию до 2 000 кубометров топлива в час, что эквивалентно 18 млн рублей в год. И это только на одном энергоблоке и только на трех из десяти ключевых параметрах. Всего в компании блоков 26. А сколько их всего в России?

Как я понял в статье речь идет о часовой экономии топлива, а разве энергоблок работает с постоянной нагрузкой, всегда выдает одинаковую электрическую мощность в сеть?

Полагаю, что вряд ли. Поэтому более корректно рассчитывать удельный расход топлива на единицу выработанной электроэнергии - кг/(кВт*час).

Возникает вопрос, а какое топливо? Настолько стабильны характеристики топлива?

Менеджер по закупкам, Москва

Так там же в ERP  и сделали бы вывод информации. 

Зачем excel?

Инженер-конструктор, Санкт-Петербург

Дополнительно спрошу - это энергетический блок или ТЭЦ, паровая турбина конденсационная или с тепловым отбором?

Если с отбором, то тепловая нагрузка тоже влияет на расход топлива.

Режим работы блок стабильный или плавающий?

Если режимы нагрузки стоят стабильно какое-то время, то это вопрос как выставить параметры блока на режим.

А если режим плавающий, то блок постоянно требует регулирования и от качества регулирования зависит экономичность работы блока.

В последнем случае, однозначно скажу, хотите экономии ставьте нормальную систему регулирования и на турбину и на котел и общее управление блоком (котел + турбина).

Партнер, Москва
Андрей Роговский пишет:  Непонятно, зачем Excel, если есть нормальный визуализатор с открытым исходным типа Grafana

Работу критически важного ПО можно увидеть на двух мониторах слева на картинке в начале статьи, а три оператора ТЭЦ уставились в монитор, где  предположительно видна таблица Excel )))  - но эту картинку вряд ли предоставил автор ))) - скорее всего, редактор где-то надыбил ... 

Судя по описанию в статье, анализ делается уже после происшедших событий ((( То, что написано в статье о постановке задачи ... и тут ручной Excel ещё встревает ... и всё это сразу становитсч полной ерундой. Но всё о чём рассказывается, делается на раз с помощью Оберон в реальном режиме времени -  см. доклад - Масштабируемые Оберонтехнологии как средства обеспечения защищенного ПО критически важных систем  Один из подзаголовков доклада - Оберон и борьба с избыточной сложностью.

а Grafana в основном написан на TypeScript, который потом конвертируется в JavaScript. Для критически важных систем это точно не решение, а в качестве примера авторы Grafana приводят интернет вещей и управление микроклиматом в офисе ))) . Известны и БЫЛИ  попытки писать программы на  JavaScript для космических спутников ... 

или  - Энергосистема Украины действительно подверглась атаке злоумышленников: выводы SANS, или Сеть 12-ти АЭС подверглась хакерским атакам в США

По первой ссылке, первое что проверяли эксперты - есть ли зараженные документы Microsoft Office. По последней ссылке - "Хакерам удалось взломать корпоративную сеть управляющей компании, осуществляющей деятельность в отношении АЭС". 

Как можно управлять критически важными объектами таким образом???

Инженер-конструктор, Санкт-Петербург
Андрей Радионов пишет:
Судя по описанию в статье, анализ делается уже после происшедших событий ((( То, что написано в статье о постановке задачи ... и тут ручной Excel ещё встревает ... и всё это сразу становитсч полной ерундой.

То, что описано в статье или нечто аналогичное можно использовать, чтобы определить эффективность экономии ресурсов после внедрения Системы регулирования.

Если записать массив данных по работе объекта до внедрения Системы регулирования и после внедрения, то граммотно построенный сравнительный анализ это покажет.

Мы занимались чем-то подобным, когда нам в Контракт записали, что если наша Система не даст 7% экономии электроэнергии на привод нагнетателей, то будут штрафные санкции.

Консультант, Украина
Андрей Радионов пишет:
Андрей Роговский пишет:  Непонятно, зачем Excel, если есть нормальный визуализатор с открытым исходным типа Grafana

Работу критически важного ПО можно увидеть на двух мониторах слева на картинке в начале статьи, а три оператора ТЭЦ уставились в монитор, где  предположительно видна таблица Excel )))  - но эту картинку вряд ли предоставил автор ))) - скорее всего, редактор где-то надыбил ... 

Судя по описанию в статье, анализ делается уже после происшедших событий ((( То, что написано в статье о постановке задачи ... и тут ручной Excel ещё встревает ... и всё это сразу становитсч полной ерундой. Но всё о чём рассказывается, делается на раз с помощью Оберон в реальном режиме времени -  см. доклад - Масштабируемые Оберонтехнологии как средства обеспечения защищенного ПО критически важных систем  Один из подзаголовков доклада - Оберон и борьба с избыточной сложностью.

а Grafana в основном написан на TypeScript, который потом конвертируется в JavaScript. Для критически важных систем это точно не решение, а в качестве примера авторы Grafana приводят интернет вещей и управление микроклиматом в офисе ))) . Известны и БЫЛИ  попытки писать программы на  JavaScript для космических спутников ... 

или  - Энергосистема Украины действительно подверглась атаке злоумышленников: выводы SANS, или Сеть 12-ти АЭС подверглась хакерским атакам в США

По первой ссылке, первое что проверяли эксперты - есть ли зараженные документы Microsoft Office. По последней ссылке - "Хакерам удалось взломать корпоративную сеть управляющей компании, осуществляющей деятельность в отношении АЭС". 

Как можно управлять критически важными объектами таким образом???

Пардон, но атаки никак не связаны с системой мониторинга, так как у нее нет возможности влиять на параметры системы, а только отображать их.

Конечно, для мониторинга критичных систем реального времени лучше аппаратные решения, но тем не менее - я не вижу проблем в использовании для мониторинга 10 параметров влияющих на маржинальность

 

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Статью прочитали
Обсуждение статей
Все комментарии
Дискуссии
Все дискуссии
HR-новости
Исследование: представления о различиях поколений преувеличены

Выяснилось, что для успешной работы с «зумерами», скорее, нужна не отдельная система мотивации, а корректировка ее некоторых элементов.

Компания Ventra приобретает бизнес Kelly в России

В настоящее время команда российского подразделения Kelly продолжает работать в штатном режиме.

Опубликован рейтинг самых стрессовых профессий

Профессия учителя возглавила список самых стрессовых, по мнению россиян.

По каким причинам россияне используют не все дни отпуска

Только половина россиян использует все дни отпуска в течение года.