【正文】 損失增加；長(zhǎng)期失修，就會(huì)因設(shè)備的損耗得不到及時(shí)補(bǔ)償而造成事故或提前報(bào)廢，破壞生產(chǎn)的連續(xù)性和均衡性。處理不及時(shí)或設(shè)備帶料時(shí)間過長(zhǎng)將會(huì)在設(shè)備中凝固，造成設(shè)備報(bào)廢，生產(chǎn)線停產(chǎn) 。 設(shè)備資金占用如圖 32 所示。 設(shè)備管理是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)工作。設(shè)備管理水平的高低，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的好壞，直接影響到流程企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)效益、安全環(huán)保及產(chǎn)品質(zhì)海龍公司制冷系統(tǒng)優(yōu)化改造方案選擇研究 22 量。一臺(tái)設(shè)備、一套裝置、一條管線甚至各個(gè)零 件發(fā)生故障都可能造成系統(tǒng)的停產(chǎn)。企業(yè)的設(shè)備管理工作是由計(jì)劃、選購(gòu)、安裝、調(diào)試、使用、維修、改造、更新、報(bào)廢等環(huán)節(jié)組成，各環(huán)節(jié)的工作相互影響，而所有工作的總目標(biāo)又是追求生命周期費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)、綜合效能最高。一種是設(shè)備擁有量的利用程度，即在擁有量中，有多少設(shè)備在生產(chǎn)過程中發(fā)揮作用，有多少設(shè)備未使用或處于閑置狀態(tài)而沒有發(fā)揮作用。其一般表示式為 : 設(shè)備生產(chǎn)能力利用率 =實(shí)際單位產(chǎn)量 /最大可能單位產(chǎn)量 X100% () 式中的最大可能產(chǎn)量，是指設(shè)計(jì)能力 (即銘牌能力 )。它適用于企業(yè)內(nèi)部評(píng)價(jià)和比較一個(gè) 車間、部門的設(shè)備利用效果。通過維修能有效提高設(shè)備性能和利用率，但也增加了運(yùn)行費(fèi)用。維修管理的目標(biāo)應(yīng)該是 :在各種影響因素之間實(shí)現(xiàn)最佳平衡，換言之，應(yīng) 使維修管理對(duì)提高盈利的貢獻(xiàn)最大。 定期設(shè)備維修決策： 這是一種以時(shí)間為基礎(chǔ)的預(yù)防性維修方式。對(duì)企 業(yè)生產(chǎn)能力的平衡，計(jì)劃的安排、落實(shí)，經(jīng)營(yíng)決策和為實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的技術(shù)措施的擬訂，提供比較可靠的依據(jù)。它是根據(jù)設(shè)備的日常點(diǎn)檢、定期檢查、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷提供的信息，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析、處理，來判斷設(shè)備的劣化程度，并在故障發(fā)生前有計(jì)。 它主要采用按平均使用壽命、按實(shí)際開動(dòng)臺(tái)時(shí)、按經(jīng)濟(jì)效果、按最大有效利用率的方法來確定修理周期。應(yīng)用這種方式的基本目的和要求，是要使所確定修理工作的計(jì)劃期限盡可能接近于設(shè)備實(shí)際需要修理的時(shí)間，并使這種修理的計(jì)劃工作量與設(shè)備的實(shí)際要求基本相符。修復(fù)性維修又稱排除故障維修，它是設(shè)備發(fā)生隨機(jī)性失調(diào)或故障后，使其恢復(fù)到規(guī)定狀態(tài)所進(jìn)行的全部活動(dòng)。 設(shè)備維修方式： 設(shè)備維修和設(shè)備能力、運(yùn)行費(fèi)用等直接關(guān)系。 (4) 設(shè)備資產(chǎn)盈利率 是企業(yè)盈利額 (包括實(shí)現(xiàn)的利潤(rùn)和稅收 )與占用的設(shè)備資產(chǎn)數(shù)量之總額的比。 (3) 設(shè)備資金利用效果 設(shè)備擁有量的利用、設(shè)備能力利用率，都只能反映設(shè)備投入生產(chǎn)使用后，在使用過程中某一方面或某一局部的利用效果，不能全面地反映設(shè)備利用所獲得的經(jīng)濟(jì)效果。設(shè)備海龍公司制冷系統(tǒng)優(yōu)化改造方案選擇研究 23 的技術(shù)性能和生產(chǎn)效率、出力，在一般情況下，可以說明企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化程度和技術(shù)裝備水平、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)水平。評(píng)價(jià)設(shè)備利用經(jīng)濟(jì)效果的標(biāo)準(zhǔn)有 : (1) 設(shè)備利用率 設(shè)備利用率反映一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)用設(shè)備的實(shí)際利用狀況，是 比較普遍運(yùn)用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。所以要把設(shè)備管理這個(gè)子系統(tǒng)放到企業(yè)管理的大系統(tǒng)中去，以企業(yè)最佳經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益為目的，保證企 業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。提高采購(gòu)效率，提高能力計(jì)劃水平，更有效地配置生產(chǎn)設(shè)備、人員和其他資源。在個(gè)別情況下，操作者的技能能彌補(bǔ)一定低性能設(shè)備的缺陷，不過往往質(zhì)量不穩(wěn)定，并且效率不高?？梢哉f一個(gè)流程企業(yè)發(fā)生的設(shè)備事故 和人身事故性質(zhì)和次數(shù)能反映其設(shè)備管理工作的好壞。首先，生產(chǎn)越趨向現(xiàn)代化，企業(yè)花在設(shè)備方面的費(fèi)用 (如：折舊費(fèi)、維修費(fèi)、設(shè)備資產(chǎn)占用費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)等 )越多，搞好設(shè)備的經(jīng)營(yíng)管理，提高設(shè)備技術(shù)水平和利用率，減少在用設(shè)備臺(tái)數(shù)，對(duì)降低成本的意義就越大。所以對(duì)設(shè)備管理工作是流程企業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行的重要保障。流程企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率不僅受工人技術(shù)水平和管理水平的影響，而且還取決于他們所使用的設(shè)備和工具的完善程度。所以，流程工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)工藝要求穩(wěn)定、可靠。生產(chǎn)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)換功能的過程中，如果制造成本過高則系統(tǒng)本身可能無法再繼續(xù)存在下去。 生產(chǎn)系統(tǒng)的適應(yīng)性解決了工業(yè)企業(yè)能否滿足市場(chǎng)需求這一問題。這一變化體現(xiàn)在市場(chǎng)需求方面將最終導(dǎo)致需求的多樣化。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)即是在企業(yè)大系統(tǒng)之中實(shí)現(xiàn)將原材料及相關(guān)輸 入 信息轉(zhuǎn)換成制成品及相應(yīng)輸出信息這一功能的子系統(tǒng)，生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行即表現(xiàn)為生產(chǎn)工人與生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行有機(jī)結(jié)合從而完成對(duì)原材料及相應(yīng)信息的加工轉(zhuǎn)換過程 。生產(chǎn)過程中，主要工作量集中在協(xié)調(diào)各工藝生 產(chǎn)工序之間原料供給量、半成品儲(chǔ)備量和產(chǎn)品生產(chǎn)量上。相同的工藝車間集中在一起，對(duì)于車間來講便于管理，便于相互補(bǔ)充，能夠最大限度地 發(fā)揮各生產(chǎn)線設(shè)備的生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本，減少非計(jì)劃停車的次數(shù)，保證工藝參數(shù)及生產(chǎn)的順利進(jìn)行。如生產(chǎn)紡絲粘膠的原液工序、紡絲工序、制備紡絲用浴液的酸站工序以及提供冷凍水的各冷凍站，均集中布置管理，分別成 立原液分廠、紡絲分廠、酸站分廠和動(dòng)力分廠。而公用工程的布局、規(guī)模卻始終沒有形成一個(gè)完整合理的發(fā)展規(guī)劃，致使四個(gè)冷凍站相對(duì)生產(chǎn)線是合理的，但對(duì)全公司的公用工程總體布局不盡科學(xué)。 從以上數(shù)據(jù)中可以看出，在冬季生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，如何有效地調(diào)度各冷凍站之間的設(shè)備開臺(tái)量，提高制冷機(jī)組利用率 ，提高能源的利用率，減少機(jī)物料消耗和備品備件的消耗，必須從海龍公司全局上對(duì)各制冷系統(tǒng)進(jìn)行的優(yōu)化。 4冷凍站 8℃冷凍水系統(tǒng)制冷機(jī)組開臺(tái)率為 50%，冷凍水流量和循環(huán)冷卻水流量只有夏季供出量的 44%左右。 3冷凍站 8℃冷凍水系統(tǒng)制冷機(jī)組開臺(tái)率為 50%，冷凍水流量和循環(huán)冷卻水流量只有夏季供出量的 53%左右。 2冷凍站 8℃冷凍水系統(tǒng)制冷機(jī)組開臺(tái)率為 50%，冷凍水流量和循環(huán)冷卻水流量只有夏季供出量的 54%左右。 各冷凍站隸屬于不同生產(chǎn)分廠，都是車間編制，分別設(shè)置有車間主任、技術(shù)海龍公司制冷系統(tǒng)優(yōu)化改造方案選擇研究 17 員、工段長(zhǎng)、班長(zhǎng)；運(yùn)行人員的運(yùn)行方式為四班三運(yùn)轉(zhuǎn)，各冷凍站均設(shè)有保全維修班。 各冷凍站冬季、夏季制冷機(jī)組運(yùn)行情況如表 35 表述 。 表 34 各生產(chǎn)線用冷量 生產(chǎn)線 用冷量（ kW/h） 冬季 夏季 短纖維生產(chǎn) 2線 407 1047 長(zhǎng)纖維生產(chǎn)線 698 1279 短纖維生產(chǎn) 3線 8℃冷凍水 756 1395 0℃冷凍水 790 2093 短纖維生產(chǎn) 4線 8℃冷凍水 907 1674 0℃冷凍水 930 2337 試驗(yàn)線 8℃冷凍水 465 1046 0℃冷凍水 291 488 海龍公司制冷系統(tǒng)優(yōu)化改造方案選擇研究 16 現(xiàn)階段山東海龍公用工程存在問題及原因分析 現(xiàn)階段山東海龍公用工程 現(xiàn)狀及 存在問題分析 前節(jié)已提到四個(gè)冷凍站分別隸屬于四個(gè)生產(chǎn)分廠，管理機(jī)構(gòu)完整，人員配備齊全。 各冷凍站制冷工況如表 31 表述。各制冷系統(tǒng)之間沒有聯(lián)系，形成了各自為政、老死不相往來的局面；四個(gè)冷凍 站分別隸屬于四個(gè)生產(chǎn)分廠，管理機(jī)構(gòu)各成體系。隨著生產(chǎn)線的不斷增加而又相繼地?cái)U(kuò)建起來了 3冷凍站。其中博士生 1名，碩士生 17名，高級(jí)職稱 24 名，中級(jí)職稱 175 名。其中保健型纖維達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，高濕模量纖維、阻 燃纖維等四個(gè)品種填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。其中短絲、棉漿粕、滌綸簾子布及帆布生產(chǎn)規(guī)模居國(guó)內(nèi)首位。轄山東博萊特化纖有限公司、山東龍昊化纖有限公司、濰坊康富特非織材料有限公司、山東海龍進(jìn)出口有限責(zé)任公司、山東海龍工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司、山東海龍鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司。 專家打分法與加權(quán)加法綜合評(píng)分法、優(yōu)序法的綜合運(yùn)用 專家評(píng)估法是以專家 的 主觀判斷為基礎(chǔ)的，通常使用描述性或判斷性 的 “分?jǐn)?shù)”、“指數(shù)”、“序數(shù)”、“評(píng)語”、 “鑒定”等作為項(xiàng)目 的 評(píng)估標(biāo)值 ，并相應(yīng)對(duì)評(píng)估對(duì)象作出綜合評(píng)估 。定性評(píng)估的表達(dá)方式取決于項(xiàng)目評(píng)估的目標(biāo)、內(nèi)容和要求，有時(shí)也可將定性問題作定量化處理以表達(dá)得比較準(zhǔn)確。通過數(shù)學(xué)計(jì)算得出結(jié)論的稱為定量方法，不通過數(shù)學(xué)計(jì)算得出結(jié) 論的稱為定性方法 。另外 ，任何組織的項(xiàng)目評(píng)估方法還必須符合國(guó)家和政府的相應(yīng)法律和規(guī)定 。因此在項(xiàng)目評(píng)估中必須堅(jiān)持這種比較擇優(yōu)的基本原則，必須提供多個(gè)項(xiàng)目備選方案的評(píng)估信息和各個(gè)項(xiàng)目備選方案優(yōu)先序列信息 。即使是一些小而相對(duì)比較確定的項(xiàng)目也應(yīng)該對(duì)“干”和“不干”兩種項(xiàng)目方案進(jìn)行必要的分析與評(píng)估，然后為項(xiàng)目決策提供支持 。另外，按照我們國(guó)家的要求，如果這兩個(gè)方面的成本效益評(píng)估結(jié)果相互矛盾，項(xiàng)目最終的取舍決策應(yīng)該以宏觀的國(guó)民經(jīng)濟(jì)成本和效益評(píng)估為準(zhǔn)，不允許出現(xiàn)為了某個(gè)組織的私利而損害整個(gè)國(guó)家利益的項(xiàng)目出現(xiàn)。任何項(xiàng)目是否可行最終是以能否通過該項(xiàng)目取得經(jīng)濟(jì)效益及其經(jīng)濟(jì)效益的高低作為判斷標(biāo)準(zhǔn) 。 成本效益原則 任何項(xiàng)目的評(píng)估都必須從成本和效益兩個(gè)方面進(jìn)行全面的評(píng)估。 圖 11技術(shù)路線 海龍公司制冷系統(tǒng)優(yōu)化改造方案選擇研究 9 2 項(xiàng)目?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)理論依托及項(xiàng)目?jī)?yōu)化方法選擇 項(xiàng)目比較擇優(yōu)的原則 項(xiàng)目定義與決策階段的評(píng)估工作被稱為項(xiàng)目前評(píng)估，也有人簡(jiǎn)單地稱其為項(xiàng)目可行性研究，它是在項(xiàng)目尚未實(shí)施前對(duì)項(xiàng)目及其備選方案所進(jìn)行的綜合論證與評(píng)估。 本文研究的技術(shù)路線 本文 對(duì)海龍公司的公用工程系統(tǒng)中制冷系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配備。 本項(xiàng)研究主要開展了以下工作 : 國(guó)內(nèi)外公用工程系統(tǒng)改造與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化資料的收集分析，典型性公用工程系統(tǒng)改造優(yōu)化的案例分析，從而以現(xiàn)代系統(tǒng)理論的觀點(diǎn)重新認(rèn)識(shí)和理解公用工程系統(tǒng)優(yōu)化的基本概念及其相互關(guān)系。陳元鵬等人提出了以公用工程系統(tǒng)年總費(fèi)用最小為目標(biāo)的非線 性規(guī)劃模型，對(duì)既定流程結(jié)構(gòu)的大型乙烯裝置蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)備操作參數(shù)及蒸汽分配實(shí)施最優(yōu)設(shè)計(jì)。 總之，公用工程系統(tǒng)的優(yōu)化綜合問題一般可以歸結(jié)為線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃兩類模型。他們的這種方法處理了裝置負(fù)荷不連續(xù)的問題并且使用了不連續(xù)的費(fèi)用函數(shù) 。 Grossmann 等提出了聯(lián)合優(yōu)化的超結(jié)構(gòu)法，建立了混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，后來又發(fā)展為混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型。 Nishio 和 Johnson[20]在 1977 年首先提出用建立和求解數(shù)學(xué)模型的方法求解此類問題，他們編制了采用迭代法求解的線性規(guī)劃程序，用線性成本估算法計(jì)算投資，取得了良好的節(jié)能效果。采用數(shù)學(xué)規(guī)劃法，特別是混合整數(shù)非線性規(guī)劃法，可回避這些局限性，不僅對(duì)不同的系統(tǒng)綜合問題具有通用性，還可以進(jìn)行各子系統(tǒng)之間的同步聯(lián)合優(yōu)化和能量集成，通過對(duì)不同目標(biāo)的權(quán)衡得到最優(yōu)的系統(tǒng)流程結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)。因而這種分步設(shè)計(jì)法所得到的最終流程不能保證為全局最優(yōu) 。 (2) 熱力學(xué)目標(biāo)法：這類方法是基于熱力學(xué)原理的分析方法，將系統(tǒng)的能耗最少或能量利用效率最大作為系統(tǒng)綜合的一個(gè)重要目標(biāo)。盡管它不能保證一次得到最理想的結(jié)果，但可以此為基礎(chǔ)采 用一些調(diào)優(yōu)規(guī)則反復(fù)改進(jìn)方案，得到滿意的或近優(yōu)的結(jié)果。但對(duì)于工藝過程子系統(tǒng)，由于其流程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備種類繁多，很難用一種通用方法進(jìn)行優(yōu)化綜合，以前的研究大多限 于改進(jìn)工藝和單臺(tái)設(shè)備的性能，流程綜合基本憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，近年來才發(fā)展了一些流程綜合方法 。由于各子系統(tǒng)的復(fù)雜性，進(jìn)行全局能量集成優(yōu)化就成了一件繁瑣而復(fù)雜的工作。但其策略步驟實(shí)際上還是分步的，線性化公用工程系統(tǒng)模型也過于簡(jiǎn)化。因此，這樣的系統(tǒng)綜合問題一般可歸結(jié)為一個(gè)大型混合整數(shù)非線性規(guī)劃（ MINLP）模型。 NLP 模型更能反映問題的實(shí)際情況，而且可用于新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和已有系統(tǒng)的操作優(yōu)化 [5,6]。它們大體上可歸納為兩類問題 :一是流程結(jié)構(gòu)基本固定的系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化，包括現(xiàn)有系統(tǒng)操作條件的優(yōu)化和新系統(tǒng)設(shè)計(jì)或舊系統(tǒng)改造時(shí)對(duì)某一結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)參數(shù)和操作條件的優(yōu)化；二是系統(tǒng)流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化，包括對(duì)新系統(tǒng)的多方案最優(yōu)綜合和對(duì)舊系統(tǒng)改造方案的優(yōu)化選擇 。特別是在能源緊張，原材料短缺和環(huán)境污染日益加劇的情況下，從能量轉(zhuǎn)化和利用的角度分析，復(fù)雜系統(tǒng)的用能優(yōu)化，不能簡(jiǎn)單著眼于局部環(huán)節(jié)與單臺(tái)設(shè)備的用能效率， 因?yàn)榫植績(jī)?yōu)化決不等于全局優(yōu)化。 另一方面，公用工程系統(tǒng)不僅要面向過程系統(tǒng)提供所需要的各種能源，其本身也是過程工業(yè)中的耗能大戶，它的優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)能改 造具有很大的節(jié)能潛力，因而面對(duì)全局系統(tǒng)的能量利用率和經(jīng)濟(jì)性具有重要影響。各工序又以公用工程系統(tǒng)為紐帶進(jìn)行相互連結(jié)。因此，過程工業(yè)的發(fā)展水平體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力，在某種程度上是一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志 。如何提高能源有效利用率是擺在我們面前的一個(gè)重要而艱巨的問題。但是，由于技術(shù)落后，能源利用效率低下，需求增長(zhǎng)過快，供需矛盾加劇，逐步制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定的發(fā)展。解決能源短缺的戰(zhàn)略問題必須下大力氣節(jié)約能源，提高資源的利用率。方案中部分系統(tǒng)改造實(shí)施后的運(yùn)行結(jié)果良好 。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書） 學(xué)位論文作者簽名： 導(dǎo)師簽字： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 海龍公司制冷系統(tǒng)優(yōu)化改造方案選擇 研究 摘 要 本課題針對(duì)山東海龍股份有限公司的流程生產(chǎn)需求，以該公司現(xiàn)有的公用工程制冷系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行狀況為研究基礎(chǔ)，以系統(tǒng)運(yùn)行成本和設(shè)備利用率為約 束條件，根據(jù)海龍公司公用工程系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)情況在對(duì)公用工程理論和方法的綜合分析的基礎(chǔ)上，選擇了經(jīng)驗(yàn)規(guī)則法對(duì)該公司進(jìn)行制冷系統(tǒng)優(yōu)化配置和優(yōu)化設(shè)計(jì)，分別對(duì)夏、冬季生產(chǎn)運(yùn)行各四種優(yōu)化方案進(jìn)行比較，并且對(duì)優(yōu)化后的方案進(jìn)行了分析，經(jīng)過對(duì)比，優(yōu)化后夏季運(yùn)行中設(shè)備耗功率減少 435 kW/h，冬季運(yùn)行中設(shè)備耗功率減少 425kW/h，相當(dāng)于少運(yùn)行兩臺(tái)制冷機(jī)組；系統(tǒng)投資減少 400