董 健，唐華萍，李德裕，馬全勝，韋典進(jìn)，李士超

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)管理部，廣西南寧 530001）

0 引言

能源是人類生存和生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，過度的能源消耗會破壞資源和環(huán)境，不利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。對于工業(yè)企業(yè)而言，能源消耗對工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)值、利潤等具有直接的影響，同時(shí)工業(yè)企業(yè)的自身發(fā)展也有利于社會穩(wěn)定[1-2]。而卷煙工業(yè)企業(yè)作為資源消耗型產(chǎn)業(yè)，提高發(fā)展質(zhì)量和效益，提高資源利用效率，減少污染物排放總量，成為卷煙工業(yè)企業(yè)當(dāng)前乃至今后的工作主題之一。

某卷煙廠自2013 年新技改后的制絲車間、卷包車間陸續(xù)投入使用，能耗逐年增加，解決能耗增高的問題已經(jīng)迫在眉睫。為有效解決該問題，以2015 年的能耗數(shù)據(jù)為研究對象，在排除掉廠房面積增大、工藝線路變長、設(shè)備增加等客觀因素外，詳細(xì)分析可以改善的若干因素，并實(shí)施改善。經(jīng)過2016—2020 年的持續(xù)實(shí)踐，驗(yàn)證本文結(jié)論的準(zhǔn)確性及改善措施的實(shí)用性。

1 問題分析

自2013 年某卷煙廠原地技改后的廠房陸續(xù)投入使用，伴隨著產(chǎn)品工藝質(zhì)量的升級，能源消耗顯著增加的問題逐漸突出（表1）。

表1 2013—2015 年主要能耗信息

2015 年某卷煙廠各種購入使用能源的消耗量折標(biāo)煤合共9192.6 t，其中電41 678 200 kW·h，折合標(biāo)煤5122.2 t（系數(shù)1.229）；天然氣3 330 800 m3，折合標(biāo)煤4044.5 t（系數(shù)12.143）；水302 100 t，折合標(biāo)煤25.9 t（系數(shù)0.000 085 7），詳見表2。

表2 2015 年購入使用能源消耗信息

經(jīng)上述分析，電與天然氣是能源管理重點(diǎn)。為進(jìn)一步分析某卷煙廠能源消耗情況，并為后續(xù)研究提供參考，結(jié)合能耗實(shí)際情況繪制某卷煙廠2015 年能流圖（圖1）。

圖1 某卷煙廠2015 年能流圖

2 分析方法

灰色系統(tǒng)是指部分信息已知而部分信息未知的系統(tǒng)，灰色系統(tǒng)理論所要研究和考察的是信息不完備的系統(tǒng)，通過已知的信息來研究和預(yù)測未知領(lǐng)域，從而達(dá)到了解整個(gè)系統(tǒng)的目的。關(guān)聯(lián)度是事物之間關(guān)聯(lián)性大小的度量，定量地描述了事物或因素之間相互變化的情況，即變化的大小、方向與速度的相對性。如果事物或因素變化的態(tài)勢基本一致，則可以認(rèn)為它們之間的關(guān)聯(lián)度較大，反之，關(guān)聯(lián)度較小。

2.1 確定能源成本要素關(guān)聯(lián)度序列

根據(jù)對卷煙廠能源成本影響因素的初步分析成果，對設(shè)備有效作業(yè)率（分解為卷包設(shè)備、包裝設(shè)備、制絲設(shè)備運(yùn)行效率）、節(jié)能降耗改善程度（分解為節(jié)能減排、跑冒滴漏立項(xiàng)數(shù)量）、改機(jī)換牌次數(shù)（分解為卷接包改機(jī)換牌次數(shù)）三個(gè)影響關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵要素，并根據(jù)實(shí)際情況尋找系統(tǒng)行為映射量來確定數(shù)據(jù)序列（表3）。

表3 能源成本要素關(guān)聯(lián)度序列

2.2 參考數(shù)列和比較數(shù)列的確定

參考數(shù)列為反映系統(tǒng)行為特征的數(shù)據(jù)序列。本課題重點(diǎn)研究某卷煙廠能源成本，因此將其列為反映系統(tǒng)行為特征的數(shù)據(jù)序列。

設(shè)參考數(shù)列（又稱母序列）為Y={Y（k）｜k=1，2…n}。

比較數(shù)列為影響系統(tǒng)行為的因素組成的數(shù)據(jù)序列，能源成本的比較數(shù)列為卷包設(shè)備運(yùn)行效率、包裝設(shè)備運(yùn)行效率、制絲設(shè)備運(yùn)行效率、節(jié)能減排立項(xiàng)數(shù)量、跑冒滴漏立項(xiàng)數(shù)量、卷接包改機(jī)換牌次數(shù)。

設(shè)比較數(shù)列（又稱子序列）為Xi={Xi（k）｜k=1，2…n}，i=1，2…m。

2.3 原始數(shù)據(jù)處理

由于各因素各有不同的計(jì)量單位，而原始數(shù)據(jù)存在量綱和數(shù)量級上的差異，不同的量綱和數(shù)量級不便比較，因此需要對參考數(shù)列和比較數(shù)列進(jìn)行無量綱化處理。本次研究數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)升降趨勢并不顯著，因此以均值化方法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，公式為：，處理結(jié)果見表4。

表4 無量綱化表

2.4 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

Y（k）與Xi（k）的關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算公式為：

其中，ρ∈（0，∞）為分辨系數(shù)，ρ 越小，分辨力越大。一般ρ 的取值區(qū)間為（0，1），具體取值可視情況而定。當(dāng)ρ≤0.546 3 時(shí)，分辨力最好，通常取ρ=0.5。

ξi（k）為比較數(shù)列xi的第k 個(gè)元素與x0參考數(shù)列的第k 個(gè)元素之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

根據(jù)上述公式得出關(guān)聯(lián)度系數(shù)（表5）。

表5 關(guān)聯(lián)度系數(shù)

2.5 計(jì)算關(guān)聯(lián)度

因?yàn)殛P(guān)聯(lián)度系數(shù)是比較數(shù)列與參考數(shù)列在各個(gè)時(shí)刻（即曲線中的各點(diǎn)）的關(guān)聯(lián)程度值，所以它的數(shù)不止一個(gè)，而信息過于分散不便于進(jìn)行整體性比較。因此有必要將各個(gè)時(shí)刻（即曲線中的各點(diǎn)）的關(guān)聯(lián)系數(shù)集中為一個(gè)值，即求其平均值，作為比較數(shù)列與參考數(shù)列間關(guān)聯(lián)程度的數(shù)量表示。關(guān)聯(lián)度ri公式為：

經(jīng)計(jì)算得出某卷煙廠能源成本要素關(guān)聯(lián)度（表6）。

表6 關(guān)聯(lián)度結(jié)果系數(shù)

2.6 關(guān)聯(lián)度排序

關(guān)聯(lián)度按大小排序，如果r1＜r2，則參考數(shù)列Y 與比較數(shù)列Xi更相似。

在算出Xi（k）序列與Y（k）序列的關(guān)聯(lián)系數(shù)后，計(jì)算各類關(guān)聯(lián)度系數(shù)的平均值，平均值ri就稱為Y（k）與Xi（k）的關(guān)聯(lián)度。

根據(jù)對各個(gè)要素進(jìn)行排序，可知：r3＞r2＞r1＞r4＞r6＞r5，即對某卷煙廠能耗成本影響重要程度排序?yàn)橹平z設(shè)備運(yùn)行效率、包裝設(shè)備運(yùn)行效率、卷接設(shè)備效率、卷接包改機(jī)換牌次數(shù)、節(jié)能減排立項(xiàng)數(shù)量、跑冒滴漏項(xiàng)目立項(xiàng)數(shù)量。

3 改善措施及效果

重點(diǎn)針對某卷煙廠能耗費(fèi)用制約的關(guān)鍵因素，即設(shè)備效率（制絲設(shè)備運(yùn)行效率、包裝設(shè)備運(yùn)行效率、卷接設(shè)備效率）、卷接包改機(jī)換牌次數(shù)等要素，自2016 年起，開展長達(dá)3 年的專項(xiàng)整改活動，改善措施見表7。

表7 能源成本改善措施

經(jīng)過專項(xiàng)整改后，某卷煙廠在產(chǎn)量基本不變的前提條件下，能耗顯著下降，能源費(fèi)用下降152.9 萬元，并取得良好的社會效益（圖2）。

圖2 主要能耗信息

4 結(jié)論

針對某卷煙工業(yè)企業(yè)能耗持續(xù)升高的問題，建立了基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的能耗要素分析方法，找到制約卷煙工業(yè)企業(yè)能耗的關(guān)鍵因素，并“對癥下藥”，根據(jù)分析出的關(guān)鍵要素開展專項(xiàng)整改活動，取得顯著的效果。后續(xù)將本分析和專項(xiàng)整改方法推廣至柳州卷煙廠及廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司整體供應(yīng)鏈的能耗管控，具有一定推廣價(jià)值。