автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Методы и алгоритмы автоматизации управления энергетической эффективностью промышленного производства в регионе

' * каемка ар

На правах рукописи

сЗЩ-

Казаринова Вера Львовна

МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В РЕГИОНЕ

Специальность 05.13.10 -"Управление в социальных и экономических системах"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск - 2004

Работа выполнена в Южно-Уральском государственном университете.

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Логиновскпй О.В.

Научный консультант -кандидат экономических наук, доцент Белавкин И.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Гафмятуллин Р.Х. кандидат технических наук, доцент Иванов О.П.

Ведущая организация -ОАО «Уральский теплотехнический научно-исследовательский институт»

Защита состоится 16 июня 2004 года, в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.298.03 при Южно-Уральском государственном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ауд.705/36 ЮУрГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Автореферат разослан "_"_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

К.Т.Н., доцент

А.М. Коровин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Проблема повышения энергетической эффективности промышленного производства становится в настоящее время все более актуальной. При этом имеющийся опыт показывает, что данная проблема является комплексной, включающей организационный, экономический и технический аспекты, а также требует разработки методов и алгоритмов автоматизации управления себестоимостью производства, которые позволили бы управлять эффективностью потребления энергетических ресурсов.

Анализ подходов к проблеме повышения энергетической эффективности промышленного производства показывает, что в Российской Федерации интересы энергопроизводителей и потребителей не сбалансированы, при этом энергоснабжающие организации не заинтересованы в экономии энергии потребителями. Хотя программы энергосбережения в настоящее время разработаны на федеральном и региональном уровнях, эффективность их выполнения низка и многие предприятия, прежде всего энергоемкие, вынуждены реализовывать собственную техническую, экономическую и организационную политику в сфере энергосбережения.

1 Большинство научных работ в сфере .энергосбережения нацелено на решение технических задач повышения энергетической эффективности промышленного производства. Однако комплексный характер проблемы энергосбережения требует ее рассмотрения во взаимосвязи с целями и задачами регионального управления энергетическими ресурсами, в частности, разработки автоматизированных информационных систем, ориентированных на решение задач прогнозирования социально-экономического развития региона, а также моделирование влияния энергетики на экономику региона. Опыт создания подобных систем имеется в Самарской, Пермской, Новосибирской областях, но его пока явно недостаточно.

В Челябинской области на ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» успешно внедряется комплексная система энергетического менеджмента, включающая в себя автоматизированную информационную систему учета энергоресурсов, в рамках которой осуществляется регулярный сбор данных по энергопотреблению и выпуску продукции. Швестен положительный опыт проведения энергосберегающих работ на других крупнейших металлургических предприятиях: ОАО «Северсталь», ОАО «Новолипецкий МК» и др.

Проблемы прогнозирования развития региональной экономики, а также фундаментальные основы управления себестоимостью продукции промышленных предприятий освещены в трудах БрюС, Гликмана Н., Долана Э. Дж\, Канторовича Л.В., Леонтьева В.В., Макконелла К., Самуэльсона П., фон Неймана Дж., Форрестера Дж., Автуховича Э.В., Баканова М.И., Гамма Б.З., Гранберга А.Г., Дубровина Д.В., Кандауровой ГА, Кононова Ю.Д., Логиновского О.В., Матросова, В.М., Петрова А.А., Поспелова И.Г.,- Савицкой Г.В.. Суслова Н.И., Суспицына С, Ушакова А., Цыбатова ВА, Шананина А.А.. Шеиемета А.Д. и др. Вопросы управления процессами

в трудах Башмакова Н.А., Белавкина И.В., Гительмана Л.Д., Заславца Б.И., Казаринова Л.С., Кудрина Б.И., Никифорова Г.В., Олейникова В.К. и др.

Вопросы повышения энергетической эффективности промышленного производства в регионе необходимо рассматривать как комплексную задачу оптимизации производства, решение которой достигается в многоуровневой постановке следующих составных задач: 1) оптимального планирования выпуска продукций при ограничениях на используемые энергетические ресурсы;

2) сбалансированного регулирования тарифов на энергетические ресурсы;

3) снижения удельных показателей энергоемкости. Только в совокупности указанных задач обеспечивается системное решение проблемы энергосбережения в регионе. Такая комплексная постановка задачи в литературе исследована недостаточно, что и определяет актуальность данной работы.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка методов и алгоритмов автоматизации управления энергетической эффективностью промышленного производства в регионе на основе внедрения на уровне органов государственного управления автоматизированной системы, позволяющей прогнозировать показатели развития промышленного производства региона в зависимости от тарифов на энергетические ресурсы и на этой основе оценивать сбалансированные величины тарифов на электрическую энергию; а также разработка и внедрение на уровне промышленного предприятия автоматизированной системы ведения энергетических паспортов, позволяющей выявлять резервы снижения энергетических издержек.

Для достижения указанных целей поставлены и решены следующие задачи:

1) разработка экономико-математических моделей, системно связывающих основные показатели промышленного производства в регионе, с учетом тарифов на энергетические ресурсы;

2) создание программного обеспечения, автоматизирующего решение задач прогнозирования показателей развития промышленного производства региона в зависимости от тарифов на энергетические ресурсы;

3) разработка метода оценки сбалансированной величины тарифа на электрическую энергию;

4) проектирование информационной базы данных энергетических паспортов промышленного предприятия;

5) создание метода оценки объектов-потребителей энергетических ресурсов с целью выявления объектов с аномальными объемами потребления.

Связь диссертации с федеральными и региональными программами.

Диссертационное исследование выполнялось в соответствии с «Законом Российской Федерации о государственном прогнозировании, индикативном планировании и программах социально-экономического развития Российской Федерации №115-ФЗ от 20.07.95», в рамках федеральной целевой Программы «Энергосбережение России на 1998-2005 годы» (утверждена постановлением правительства Российской Федерации №80 от 24.01.98), «Программы энергосбережения Челябинской области до 2005 года» (утверждена постановлением Губернатора Челябинской области №582 от 11.12.98), «Основных направ-

лений энергосбережения в Челябинской области до 2010 года» (утверждены постановлением Губернатора Челябинской области от №112 от 26.03.2003 г.).

Объектом исследования являются технико-экономические взаимозависимости тарифов на энергетические ресурсы и основных показателей промышленного производства в регионе, рассматриваемые в комплексе с энергетическими потоками потребления энергоресурсов на промышленном предприятии.

Предметом исследования является управление энергетической эффективностью промышленного производства в регионе на основе современных автоматизированных информационных систем.

Методология и методика исследования. Теоретической и методологической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых по управлению себестоимостью продукции промышленных предприятий, моделированию технико-экономических процессов, методологии создания автоматизированных информационных систем, управлению энергосбережением в промышленности, а также нормативные и законодательные акты в сфере энергосбережения, прогнозирования регионального социально-экономического развития, нормативно-правовая база энергосбережения регионов РФ, нормативные документы промышленных предприятий в области энергосберегающих мероприятий.

Научная новизна работы. В ходе исследования были получены следующие научные результаты:

1) впервые предложен двухуровневый подход к решению комплексной задачи автоматизации управления энергетической эффективностью промышленного производства в регионе;

2) дана новая интерпретация классической двойственной задачи линейного программирования в терминах регулирования тарифов на энергетические ресурсы при условии соблюдения баланса интересов производителей и потребителей энергоресурсов;

3) разработан оригинальный алгоритм прогноза цен на промышленную продукцию, основанный на имитационном моделировании процессов формирования цен, с учетом региональных и внешних производственных связей предприятий, тарифов на энергетические ресурсы и параметров статистической динамики цен;

4) разработан новый метод оценки величины тарифа на электрическую энергию, который, в отличие от существующих, позволяет учитывать баланс экономических интересов энергопотребителей и энергопроизводителей;

5) предложена и внедрена методика оценки объектов-потребителей энергетических ресурсов, позволяющая выявлять объекты с аномальными объемами потребления энергоресурсов.

Практическое значение. Разработанное программное обеспечение, автоматизирующее прогнозирование развития промышленного производства в регионе, в зависимости от тарифов на энергоресурсы, было использовано в работе Единого тарифного органа Челябинской области в процессе принятия управленческих

решений по определению величины тарифа на электрическую энергию. На ОАО «ММК» внедрено программное обеспечение информационной базы данных энергетических паспортов, а также реализована методика поиска аномальных объектов в рамках хоздоговорной работы №114756 от 8 июля 2003 г. «Разработка системы комплексной оптимизации температурных и гидравлических режимов тепловых сетей на основе энергетических паспортов объектов ОАО «ММК». Паспортизация объектов ОАО «ММК» с целью определения фактических расходов энергоресурсов» между УНИ ЮУрГУ и ОАО «ММК». Экономический эффект от внедрения результатов работы по окончании отопительного периода должен достичь более 9 млн/руб.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на научно-практической конференции "Информационно-аналитические компьютерные системы и технологии в региональном и муниципальном управлении" (Челябинск, 2000 г.); II международной научно-технической конференции «Энергосбережение на промышленных предприятиях» (Магнитогорск, 2000 г.); международной научно-методической конференции «Управление устойчивым развитием социально-экономических систем» (Челябинск, 2001 г.); межрегиональном научно-практическом семинаре "Компьютерные системы поддержки принятия решений руководителей" (Челябинск, 2001 г.); международной научно-практической конференции "Информационные технологии в управлении промышленностью и экономикой субъектов РФ", (Челябинск, 2002 г.); международной научно-практической конференции "Региональная информационная экономика: проблемы формирования и развития" (Челябинск, 2002 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ общим объемом 2 печатных листа.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы, вхлючающего 96 наименований, а также 3 приложений. Диссертация содержит 137 страниц основного текста, 36 иллюстраций, 26 таблиц.

На защиту выносятся;

1) двухуровневая постановка задачи оптимизации промышленного производства в регионе по показателям энергетической эффективности;

2) методическое и программное обеспечение задачи автоматизации прогнозирования показателей развития промышленного производства региона в зависимости от тарифов на энергетические ресурсы;

3) методическое и программное обеспечение задачи автоматизации ведения энергетических паспортов объектов-потребителей энергетических ресурсов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Повышение энергетической эффективности промышленного производства является сложной комплексной задачей, системное решение которой базируется, как минимум, на решении трех взаимосвязанных составляющих задач по критериям:

(а) повышения объемов производства при ограничениях на потребляемые энергетические ресурсы;

(б) соблюдения баланса экономических интересов промышленного производства и поставщиков энергетических ресурсов;

(в) снижения показателей ресурсоемкости производства.

Исходным пунктом в решении комплексной задачи повышения энергетической эффективности производства является решение задачи прогнозирования потребления энергетических ресурсов. Формально прогноз можно осуществлять, например, с использованием удельных показателей ресурсоемкости:

>*¡='£aijqj, (1)

где - объем производства j-и продукции, определяемый рыночным спросом и производственной мощностью предприятия; u¡ - объем потребляемого i -го ресурса; ai¡ - удельный показатель ресурсоемкости, определяющий объем затрат i -го ресурса при производстве единицы j-и продукции.

Так как для производства естественной является задача минимизации потребляемых ресурсов, то из выражения (1) непосредственно следует следующая постановка задачи минимизации удельных показателей ресурсоемкости:

тиф,-,}, (2)

являющейся одной из базовых задач повышения эффективности производства. Если ресурсы лимитированы

И. (3)

то целесообразно использовать постановку задачи оптимального планирования производства

<,h¡ * (4>

где целевая функция

имеет смысл прибыли производства продухции (dj - прибыль, получаемая при реализации единицы j -q продукции).

Эффективность производства существенно зависит от цен на энергетические ресурсы, которые, в общем случае, определяются рыночной конъюнктурой. Однако существуют ресурсы, которые поставляют монопольные производители. Регулятором цен на подобные ресурсы является не рыночная конъюнктура, а тарифный орган (ТО). Задача, решаемая ТО, является двойственной задаче (4) и может быть определена как экстремальная задача:

где gm - составляющая прибыли поставщика ресурсов в структуре цены gi на ресурс и,.

Целевая функция в задаче (6) имеет смысл прибыли производства ресурсов

«V = !>,*„. (7)

Из теории двойственных задач известно, что

max'£ldJqJ=TT>xn'Zlu,gní. (8)

1 }

Условие (8) выражает баланс экономических интересов поставщиков ресурсов и производителей промышленной продукции. Таким образом, оптимальные тарифы на энергоресурсы соответствуют балансу экономических интересов поставщиков ресурсов и производителей продукции. В дальнейшем подобные тарифы будем называть сбалансированными.

В целом, решение задачи (4) позволяет добиться повышения энергетической эффективности производства по критерию (а), задачи (6) - по критерию (б) и (2) -по критерию (в).

Задача оценки сбалансированной величины тарифа на энергоресурсы (6) может быть решена посредством использования автоматизированной информационной системы поддержки управленческих решений по тарифному регулированию, которая осуществляет

- прогноз индексов цен на продукцию выделенных отраслей, рентабельность, объемы реализации промышленной продукции, бюджетные отчисления, в зависимости от тарифов на энергоресурсы;

- оценку тарифов на энергетические ресурсы, исходя из баланса экономических интересов естественных монополий и потребителей энергоресурсов.

Архитектура АИС изображена на рис. 1. Исходные данные для АИС поставляются от автоматизированной информационной системы областного статистического управления и АИС предприятий конкретного региона.

Основные соотношения задачи прогнозирования

В контексте данного раздела будем предполагать, что производство является стационарным по натуральным показателям. В дальнейшем это условие будет снято, но пока оно будет использоваться в качестве рабочего положения. При условии стационарности производства по натуральным показателям является справедливым соотношение

Рис. 1. Архитектура автоматизированной информационной системы поддержки принятия управленческих решений по тарифному регулированию продукции г -и категории в текущих ценах; ¥ю - объем производства продукции г -ой категории в базовый период.

Традиционно сложившаяся система ценообразования предусматривает учет в цене продукции расчетной рентабельности и совокупных затрат на производство продукции:

V, • (Ю)

где Si- - себестоимость г -и категории продукции в текущих ценах, РЖ1 -прибыль от реализации 1-й категории продукции.

Нормирование соотношения (10) при условии изменения цен на продукцию 1-й отрасли и фиксированных физических объемов 1-й продукции приводит к соотношениям:

где ^-индекс себестоимости /-и категории продукции, R1-рентабельность производства г-и категории продукции.

При этом основное балансовое соотношение по себестоимости продукции будет иметь следующий вид:

- _ , „обя „ ООА РФ РФ „>И«1 _ к»«*-. ,

проч

(12)

где а -удельный вес статей л-х материалов и ресурсов в структуре себестоимости /-и категории продукции; с, й, I, кп, g, -удельный вес амортизационных отчислений, расходов на оплату труда, отчислений на социальные нужды, налоговых отчислений, прочих статей расходов в структуре себестоимости /-и категории продукции.

Прогноз цен на период 1 осуществляется на основе данных балансовых соотношений периода (1-1). В этой связи важным является допущение о постоянстве структуры затрат в сопоставимых ценах в периоды (1-1; 1).

В совокупности формулы (11), (12) определяют основные расчетные соотношения для индексов себестоимости, индексов цен и рентабельности.

При выводе приведенных выше формул предполагалось, что коэффициенты а. не зависят от индекса объема производства V. В общем случае это предположение несправедливо.

Для выяснения характера зависимости а8(у,) рассмотрим линеаризованную

модель производства, представленную на рис. 2.

Рис. 2. Линеаризованная модель производства Определим коэффициент а - соотношением

(13)

где -индекс Л-и составляющей затрат в структуре себестоимости /-и

категории продукции.

В базовой точке V, = 1 справедливо равенство

Линеаризуя соотношение (14) в базовой точке, получаем следующую эмпирическую формулу, составляемую на основе статистики:

1Ц» - О

«Ё=ДуО+* -(У'_1)' (15)

к

где к - номер статистического наблюдения.

Соотношение (15) лежит в основе определения коэффициентов а„ в зависимости от индексов объемов производства.

Расчет объемов реализации продукции и рентабельности. Оценку объемов реализации промышленной продукции, в зависимости от относительного роста цен, целесообразно осуществлять на основе микроэкономических моделей рынков сбыта соответствующих видов продукции. При этом базовыми моделями являются функции спроса - зависимости объемов реализации от изменения цен.

Рассмотрим сначала линейную микромодель рынка, представленную линейной функцией спроса:

У, = Ь,-е,Р1. (16)

Поскольку базовые формулы расчета индексов цен и рентабельности (11) оперируют относительными величинами, необходимо построить зависимость индексов объемов производства от индексов цен с характерной точкой (V; = 1, р1 = 1). В итоге получим следующее аналитическое выражение:

У,=1 + С,(1-Л). (17)

где г.1 - эластичность спроса на продукцию i -й категории.

Стратегия ценообразования в условиях рыночной экономики должна быть ориентирована на условия безубыточности и обеспечение необходимой прибыли, поэтому ниже будет исследован вопрос о назначении оптимальной цены на продукцию по критерию максимума прибыли:

тах = (18)

Критерий оптимизации (18) с учетом (17), (11) имеет вид

Поиск максимума критерия (18) позволил найти следующее решение:

Ршр, = л/Атах-*,(1. (20)

где Ртах - цена на /*-ую продукцию, при которой на нее отсутствует спрос.

Выражение (20) определяет оптимальную стратегию назначения цен в линейной модели рынка. Оптимальная стратегия назначения рентабельности при заданной составляющей себестоимости определяется следующим соотношением:

= 1_ М-*.).

V Ршшх

Реальная стратегия предприятия отличается от теоретически оптимальной для линейной модели, поэтому необходимо использовать уточняющую аппроксимацию. Коррекцию расчета цен можно выполнить на основе полинома

(22)

где а1 - неизвестные коэффициенты, определяемые на основе статистики цен и экспертных оценок.

В частном случае корректировочная формула имеет вид:

Р.,г = <>0 + о, л/АпихЛО-Яю) • (23)

При этом неизвестные коэффициенты а0, а1 определяются из условий:

1)если индекс цены достиг своего предельного значения, то величина индекса себестоимости также равна своему предельному значению:

А,г = Р1 шах > шах »

2) если величина себестоимости не изменилась, то цена на продукцию также не меняется:

В итоге формула расчета индекса цены примет следующий вид:

Алгоритм расчета индексов цен, объемов реализации продукции и прибыли. Прогнозирование индексов цен осуществляется на основе статистического моделирования в соответствии с блок схемой, представленной на рис. 3. Так как исходные статистические данные основываются на ограниченной выборке, то было принято рабочее условие о равномерном законе распределения исходных данных в интервалах максимальных и минимальных границ значений. Результаты моделирования вычислялись как математические ожидания соответствующих величин.

Параметры стохастического динамического процесса изменения цен следующие: ЛуТешр(1)- средний временной интервал изменения цен на 1-ую продукцию, месяцев; МтТешр (1) - минимальный временной интервал изменения цен на 1-ую продукцию, месяцев; МтЯеп^) - минимальный уровень рентабельности, при котором безусловно пересматриваются цены.

Таким образом, алгоритм прогноза цен включает в себя:

(1°) расчет себестоимости:

^ —а р +Х(а0Й*р]"6* +аРФ+ ашар *'"')+

+ с,р,а + + М +&Лпро\ (12)

(2°) расчет индексов цен:

р, =(1-в1)Ашв+0п/ао«к*Л,-л.о);

Р,.г - И а,Рюр1 .

Рис. 3. Блок-схема алгоритма прогноза цен (3°) расчет рентабельности:

^. = 1-0-*«,)-;

а

(4°) расчет индексов объема реализации продукции:

(5°) расчет объема реализации в сопоставимых ценах:

(6°) расчет объема прибыли в сопоставимых ценах:

^ = ИД;

13

(7°) расчет бюджетных отчислений в сопоставимых ценах:

/

гле КГГ -величина налога на прибыль; л. —доля ]-% налоговых отчислений в

структуре себестоимости /-и категории продукция;

(8°) пересмотр коэффициентов структуры себестоимости:

Баланс экономических интересов производителей и потребителей энергоресурсов. При принятии управленческих решений по тарифному регулированию необходимо учитывать как интересы производителей энергоресурсов, так и интересы потребителей. В связи с этим возникает задача оценки величины тарифа на энергетические ресурсы при условии соблюдения баланса экономических интересов потребителей и производителей энергетических ресурсов. Уравнение баланса можно записать с использованием показателей рентабельности при заданном индексе цены на оцениваемый энергетический ресурс г.

^■приювХР^ ~ К^потрХР^ > (25)

где р{ - индекс цены на /-Й энергетический ресурс; к0-коэффициент приоритета; Кпрошв! - рентабельность производителей /-го энергоресурса; К-потп - средневзвешенная рентабельность потребителей 1 -го энергоресурса:

потр!

чл/

л

где Щ - рентабельность .¡-го потребителя 1-го энергоресурса; - доля потребления /-го энергоресурса в структуре себестоимости ¡-го потребителя; к у - коэффициент приоритета отдельным потребителям; п - число потребителей 1 -го энергоресурса.

Коэффициенты приоритета вводятся для того, чтобы при оценке величины тарифа на эуергоресурс, можно было рассматривать различные сценарии. В случае, когда к<1, оцениваемая величина тарифа позволит спрогнозировать основные показатели промышленного производства в регионе при условии благоприятной ситуации с ценами для потребителей энергоресурсов. Вариант ко > 1 предполагает стимулирование энергосбытовых организаций, а сценарий к0 = 1 предусматривает равенство оценок рентабельностей энергопотребителей и энергопроизводителей. Коэффициенты ку выполняют аналогичную роль, но по отдельным отраслям промышленности.

Управление энергетическими издержками на промышленном предприятии На уровне предприятия решение задачи снижения удельных показателей энергоемкости осуществляется с использованием автоматизированной системы

14

ведения энергетических паспортов потребителей, выступающей в качестве одного из модулей общей корпоративной системы управления себестоимостью продукции промышленного предприятия.

Автоматизированная система ведения энергетических паспортов потребителей должна обеспечивать: 1) ввод и хранение данных энергетических обследований потребителей; 2) агрегирование исходных данных; 3) анализ показателей с группировкой по видам ресурсов, подразделениям, участкам, цехам предприятия; 4) выявление аномальных объемов потребления энергоресурсов; 5) ввод и хранение сведений о проведенных энергосберегающих мероприятиях. Архитектура АИС изображена на рис. 4.

Основные составляющие данной системы рассматриваются ниже.

Рис. 4. Архитектура автоматизированной информационной системы ведения энергетических паспортов потребителей Паспорт элестротехнического оборудования. Общая структура производства и распределения электроэнергии на промышленном предприятии включает в себя: производство электроэнергии, сети, трансформаторные подстанции и потребители.

Данные по потреблению объектами электрической энергии аккумулируются в информационных таблицах, которые содержат перечень режимов работы объекта и характер отключения оборудования при простоях, указывается эффективность его работы. Оборудование считается неэффективно работающим, если при данном режиме оно работает на холостом ходу, со значительным снижением выходных параметров или не полностью отключается. Анализ объемов потребления электроэнергии объектами оценивается на основе характеристик установленного электрооборудования. Данные по электрооборудованию заносятся в соответствующие информационные таблицы. В общем виде структура модуля характеристик объектов-потребителей электрической энергии информационной базы данных электрических паспортов изображена на рис. 5

Рис. 5. Структура модуля характеристик объектов-потребителей электрической энергии Паспорт теплотехнического оборудования. Оценка объемов потребления топливных ресурсов, тепловой энергии, продуктов разложения воздуха, воды осуществляется посредством ведения автоматизированной базы данных детализованных характеристик энергопотребляющего оборудования. На рис. 6 представлены информационные таблицы паспорта теплотехнического оборудования.

Рис. 6. Информационные таблицы паспорта оборудования

На основе детализованных характеристик энергопотребляющего оборудования в программной оболочке автоматизированной системы ведения паспортов оборудования осуществляется анализ введенных данных и расчет требуемых обобщенных показателей как по отдельным объектам, ресурсам, так и по группе выделенных объектов или ресурсов.

Управление потреблением энергетических ресурсов. Первоначально составляется полная информационная база характеристик нагрузок потребителей, включающая в себя: технико-эксплуатационные показатели объектов, проектные и фактические нагрузки объектов. Далее решается задача статистического анализа объемов потребления энергетических ресурсов в зависимости от технико-эксплуатационных характеристик потребителей. Потребители оцениваются по следующим показателям: величины удельных нагрузок по данным проекта, по фактическим данным, величины среднестатистических, нормативных удельных нагрузок для заданной категории объектов.

На основе статистического анализа выявляются потребители с регулярными объемами потребления и аномальными объемами потребления. Аномальные объекты подлежат детальному энергетическому обследованию, при этом заполняется детализированная информационная база данных по энергопотребляющему оборудованию, установленному на объектах.

Проектные, среднестатистические и фактические данные выступают как исходные данные для решения задачи достоверной оценки необходимых нагрузок. Результирующими являются базовые данные, которые определяются на основе сравнения исходных данных. В общем случае, базовые удельные показатели рассчитываются как средневзвешенные оценки проектных, фактические и среднестатистических удельных показа гелей:

Я6=а-я*+/!-яс+г-ЧФ, (26)

где q —рассматриваемый параметр, имеющий верхние индексы: б - базовый, п — проектный, с - среднестатистический, ф - фактический; - весовые

коэффициенты, которые могут быть определены на основе экспертных оценок.

Совместное рассмотрение трех оценок удельных показателей потребления энергетических ресурсов: проектных, среднестатистических и фактических, позволяет выявить объекты с аномально высокими уровнями потребления. Для подобных объектов необходимо проведение детального энергетического обследования с формированием плана энергосберегающих мероприятий. Указанные мероприятия и результаты их выполнения отражаются в паспорте нагрузок, что служит основой для целенаправленной организации процессов снижения уровней нагрузок.

Последовательность работы с паспортами нагрузок изображена на рис. 7.

Управление энергетической эффективностью промышленного производства в регионе (по материалам Челябинской области)

Оценка тарифов на электрическую энергию» В результате анализа показателей объемов производства по основным категориям производства в регионе.

Рис. 7. Последовательность анализа характеристик энергопотребления были выделены следующие наиболее значимые отрасли промышленности: энергетика, железнодорожный транспорт, черная металлургия, цветная металлургия, машиностроение, строительство, производство строительных материалов и пищевая промышленность.

Перечень исходных данных, необходимых для работы модели, был утвержден в виде статистической формы Р-6 (регион). В 2000 г. челябинским областным статистическим управлением был проведен сбор сведений по данной форме среди 32 крупнейших предприятий Челябинской области. Данные из статистических бланков затем были внесены в информационную базу данных автоматизированной системы поддержки решений по тарифному регулированию.

Рассмотрим задачу оценки величины тарифа на электрическую энергию при условии соблюдения баланса интересов производителей и потребителей электрической энергии. Для этого с помощью разработанной программы прогнозирования был определен ряд точек, позволяющий построить зависимости рентабельности предприятия-производителя электроэнергии (АО «Челябэнерго») и средневзвешенной рентабельности потребителей от величины индекса цены. В качестве исходных данных использовались показатели 2000 г., период прогноза равнялся одному году. Результаты расчетов отражены на рис. 8.

Согласно сценарию (1), решение системы уравнений позволяет найти точку, в которой соблюдаются экономические интересы и потребителей и производителей. Координаты такой точки будут следующими: Я = 15,7%, Рэл/э1 = 7,1%. По сценарию (2) с приоритетом к0 = 0,75, оценка индекса цены на электроэнергию составит 1,7%.

Рис. 8. Баланс экономических интересов производителей и потребителей электрической энергии Рассмотрим последствия изменения тарифа на продукцию АО «Челябэнерго» согласно сценарию (I), представленные в таблице 1. Согласно данным, полученным в системе поддержки решений по тарифному регулированию, рост тарифа на электроэнергию приведет к приросту суммарных отчислений в бюджет на 19,52 млн. руб.

____Таблица 1

Отрасль Исходные данные Результаты расчетов

рентабель в ость. % отчисления в бюджет (млн. руб) индекс цены рентабельность, % отчисления в бюджет (млн. руб)

черная металлургия 36 1535,976 1.0045 35,5 1514.653

электроэнергетика 10,7 377,849 1,07 154 435,729

машиностроение 21 267,314 1.0084 20.4 260.622

строительство 16,1 129.558 1,0079 15,7 126,629

ж/д транспорт -0,8 102 1.03 -0,5 101.692

цветная металлургия 27,1 95,775 1.0124 25.7 91.555

строительные материалы 19,1 66,148 1,0113 18,4 63,972

пищевая промышленность 11,8 36,105 1,01 11,2 35,393

Итого: 2610,725 2630,245

Проведем сравнительный анализ данных, получаемых в АИС, с реальными показателями промышленного производства. В январе 2003 г. постановлением региональной энергетической комиссии были утверждены новые ставки тарифов на электрическую энергию, в результате чего индекс цены на электроэнергию составил 13%. В таблице 2 представлены показатели 4 квартала 2002 г. использованные в качестве исходных данных в программе прогнозирования, данные 3 квартала 2003 г. и показатели, полученные в АИС в результате моделирования роста тарифов на электроэнергию на 13%.

Таблица2

Отрасль 4 кв. 2002 3 кв. 2003 Данные АИС

выручка, млн. руб прибыль, МЧИ. руб. R, % выручка, млн. руб. прибыль, млн. руб. R, % R, % Û

черная металл) р1 ия 33114 65583 19,8 41313,9 11377,2 27,5 19,1 -8,4

электроэнергетика 5172 473,5 9,2 4082,6 323,7 7.9 18,4 10.5

машиностроение 9885,4 1044,3 10,6 10131,2 992,6 9,8 9.8 0,0

строительство 30073 376,8 12,5 3651,7 407,8 11,2 11,7 0,5

<н/д транспорт 9054.3 -448,4 -5,0 11151,2 39473 35,4 -3.7 -39,1

цветная мета 1л>ргия 2891 340,4 11,8 4565.8 432,98 9,5 10,1 0,6

строительные материалы 1227,4 188 15,3 1868,9 226,1 12,1 14,1 2,0

пищевая промышленное гь 1791,2 217,7 12,2 2322,6 383,7 16,5 ИД -53

Результаты расчетов показывают достаточно точные прогнозные значения показателей для таких отраслей, как машиностроение, цветная металлургия, строительство, производство строительных материалов, экономические показатели которых зависят от областных балансов. Для отраслей производства, чьи экономические показатели не зависят от областных балансов, например, для черной металлургии, точность прогнозов оказалась низкой. Здесь необходимо отметить, что разработанный метод прогнозирования предусматривает учет внешних факторов на уровне РФ и внешних рынков (см. балансовое соотношение (12), однако получение достоверных сведений здесь было сопряжено с организационными сложностями. Из точности прогноза сказались также организационные решения, которые было трудно спрогнозировать, такие, как акционирование железнодорожного транспорта. Однако полученные расхождения имеют свои смысл. Так, для ЮУЖД они показывают, что тарифы на железнодорожные перевозки завышены.

Информационная база данных энергетических паспортов потребителей ОАО "ММК". В рамках хозяйственно-договорной работы между УНИ ЮУрГУ и ОАО «ММК» в 2002-2003 г. было проведено энергетическое обследование более 500 объектов-потребителей топливно-энергетических ресурсов комбината. Результаты энергетических обследований заносились в формы паспорта объекта-потребителя ТЭР, утвержденные на ОАО «ММК». Сведения о паспортизации из исходных бланков затем были внесены в информационную базу "Энергетического паспорта".

В качестве примера, ниже приводятся сведения по обобщенным показателям тепловых нагрузок категории "Административно-бытовой комплекс" (АБК) для 14 промышленных цехов ОАО «ММК». На рис. 9 приведена диаграмма отклонений фактических данных по тепловым нагрузкам от проектных, построенная на основе расчетных показателей программы «Паспорт нагрузок».

объекты АБК

Рис. 9. Диаграмма отклонений фактических тепловых нагрузок от проектных

Полученные данные позволили сформулировать следующие выводы:

1) 36% объектов АБК потребляют тепло на нужды отопления в объемах, значительно отличающихся от проектных, 36% объектов АБК потребляют тепло в объемах, близких по величине к проектным показателям;

2) для тех объектов, которые являются аномальными, необходимо проведение детализованных энергетических обследований, результатом которых может стать выявление нерационального расхода тепла и снижение фактической нагрузки на отопление, что эквивалентно снижению затрат на энергоресурсы в себестоимости производимой продукции.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Анализ Состояния дел в сфере управления энергетической эффективностью промышленного производства показал, что используемые для этой цели методы и алгоритмы решают частные задачи и не позволяют сбалансировать интересы энергопроизводителей и энергопотребителей. Поэтому для повышения энергетической эффективности промышленного производства в регионе необходимо комплексно решать задачи оптимизации производства по энергетическим показателям.

Комплексная оптимизация производства по энергетическим показателям достигается посредством использования двухуровнего подхода. На верхнем уровне следует проанализировать деятельность органов тарифного регулирования, с точки зрения оценки влияния изменения цен на энергетические ресурсы на основные показатели развития промышленных предприятий. На нижнем уровне в рамках конкретного предприятия необходима прорзботка теоретических и практических вопросов, связанных с ведением энергетических паспортов, выявлением объектов с аномальными объемами потребления энергоресурсов и последующей разработкой планов энергосберегающих мероприятий. Проведенные исследования позволили получить следующие конкретные результаты:

1. Сформулирована двухуровневая постановка задачи оптимизации промышленного производства в регионе по критерию энергетической

эффективности. Предложена интерпретация классической двойственной задачи линейного программирования в терминах регулирования тарифов на энергетические ресурсы при условии соблюдения баланса интересов производителей и потребителей энергоресурсов.

2. Создан комплексный алгоритм прогноза цен на промышленную продукцию, основанный на имитационном моделировании процессов формирования цен, с учетом региональных и внешних производственных связей предприятий, тарифов на энергетические ресурсы и параметров статистической динамики цен.

3. Разработана и внедрена автоматизированная система поддержки управленческих решений по тарифному регулированию, позволяющая прогнозировать индексы цен на продукцию выделенных отраслей, рентабельность, объемы реализации промышленной продукции, изменения суммарных бюджетных отчислений, в зависимости от изменения цен на электрическую энергию.

4. Сформулирован метод оценки величины тарифа на электрическую энергию, который, в отличие от существующих, позволяет учитывать баланс экономических интересов энергопотребителей и энергопроизводителей.

5. Спроектирована и внедрена информационная база данных, позволяющая автоматизировать ведение энергетических паспортов объектов-потребителей энергоресурсов на промышленном предприятии.

6. Разработана и введена в практику методика принятия решений по энергетическим показателям, в основе которой лежит ведение двухуровневой базы данных энергетических паспортов. На первом уровне рассчитываются обобщенные характеристики потребления ресурсов всех объектов и выявляются объекты с аномальными уровнями потребления, на втором уровне - по данным детальных обследований аномальных объектов оцениваются детализованные характеристики энергопотребляющего оборудования и выявляются причины повышенных объемов потребления ресурсов.

Основные положения и результаты работы отражены в следующих публикациях:

1. Казаринов Л.С., Казаринова В Л. Методика прогнозирования показателей экономики области// Энергосбережение на промышленных предприятиях: Материалы II Международной научно-технической конференции. -Магнитогорск: Изд-во "Дом печати", 2000. - С. 303-308.

2. Казаринов Л.С., Образцов С.Ю., Белавкин И.В., Казаринова В.Л. Алгоритм прогнозирования развития экономики области// Автоматизация и управление в технических системах: Сб. науч. тр./ Под ред. Л.С. Казаринова. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000. - С. 15-18.

3. Белавкин И.В., Образцов СЮ., Казаринова В.Л. Автоматизация прогнозирования экономического развития области при обеспечении баланса экономических интересов производителей и потребителей энергии // Информационно-аналитические компьютерные системы и технологии в регио-

нальном и муниципальном управлении: Сб. науч. трУ Под ред. О.В. Логиновского. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, ЦНТИ, РАЕН, 2001. - С.80-83.

4. Казаринова ВЛ. Алгоритм прогнозирования показателей промышленного производства области// Управление устойчивым развитием социально-экономических систем: Сб. статей/ Под ред. А.А. Алабугина. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ» 2001. - С. 147-150.

5. Казаринова В Л. Автоматизация прогнозирования индексов цен промышленной продукции в регионе// Компьютерные технологии, управление и радиоэлектроника: Вестник ЮУрГУ, 2001, №9(09). - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ -С. 100-105.

6. Казаринова В.Л. Методика прогнозирования индексов цен промышленного производства в регионе// Компьютерные системы поддержки принятия решений руководителей: Сб. науч. трУ Под ред. О.В. Логиновского. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, ЦНТИ, РАЕН, 2002. - С. 28-32.

7. Казаринова ВЛ. Автоматизация ведения электрических паспортов промышленного предприятия// Компьютерные технологии, управление и радиоэлектроника: Вестник ЮУрГУ, 2003, №4(20). - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ -С. 132-133.

8. Казаринова В. Л, Шнайдер ДА. Проведение энергетической паспортизации объектов ОАО «ММК» с использованием средств автоматизации// Информационные технологии в управлении промышленностью и экономикой субъектов РФ: Сб. науч. трУ Под ред. О.В. Логиновского. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, ЦНТИ, 2003. - С. 50-54.

Издательство Южно-Уральского государственного университета

ИД № 00200 от 28.09.99. Подписано в печать 05.05.2004. Формат 60*84 1/16. Печать офсетная. Усл. иеч. л.-1,16. Уч.-изд. л. 1. Тираж 90 экз. Заказ 129/163.

УОП Издательства 454080. г. Челябинск, пр. им. В. И. Ленина/76.

•»-9994

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Глава 1. ПРОБЛЕМА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ.

1.1. Задачи повышения энергетической эффективности промышленного производства.

1.2. Обзор методов и подходов к управлению энергетическими ресурсами.

1.3. Постановка цели и задач исследования.

ГЛАВА 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ В РЕГИОНЕ.

2.1. Постановка задачи прогнозирования.

2.2. Основные соотношения задачи прогнозирования.

2.2.1. Расчет индексов цен.

2.2.2. Расчет объемов реализации продукции и рентабельности.

2.2.3. Алгоритм расчета индексов цен, объемов реализации продукции и прибыли.

2.3. Структура программы прогнозирования.

2.3.1. Статистические бланки.

2.3.2. База данных экономических показателей.

2.3.3. Интерфейс пользователя.

2.4 Оценка сбалансированных величин тарифов на энергетические ресурсы.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ИЗДЕРЖКАМИ

НА ПРОМЫШЛЕННОМ ПРЕДПРИЯТИИ.

3.1. Управление себестоимостью на промышленных предприятиях и энергетический менеджмент.

3.2. Энергетическая паспортизация потребителей.

3.2.1. Общая структура энергетического паспорта.

3.2.1. Энергетические параметры объектов.

3.2.3. Типовые таблицы базы данных.

3.3. Автоматизация ведения энергетических паспортов.

3.3.1. Паспорт оборудования и паспорт тепловых нагрузок.

3.3.2. Электрический паспорт.

3.4. Принятие решений по энергетическим показателям.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В РЕГИОНЕ

ПО МАТЕРИАЛАМ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ).

4.1. Структура управления энергетической эффективностью в регионе.

4.2. Прогнозирование влияния изменения тарифов на электроэнергию на основные показатели промышленного производства в регионе.

4.3. Информационная база данных паспортов потребителей объектов ОАО «ММК».

Выводы к главе 4.

Актуальность темы исследования. Проблема повышения энергетической эффективности промышленного производства становится в настоящее время все более актуальной. Сегодня значительная часть инвестиций в отечественную энергетику направлена на развитие генерирующих мощностей и поиск новых источников энергии, в то время как опыт промышленно-развитых стран показывает, что экономить энергию значительно выгоднее, чем ее производить. Имеющийся опыт показывает, что проблема повышения энергетической эффективности промышленного производства является комплексной, включающей организационный, экономический и технический аспекты, а также требует разработки методов автоматизации управления себестоимостью производства, которые позволили бы управлять эффективностью потребления энергетических ресурсов.

Анализ подходов к проблеме повышения энергетической эффективности промышленного производства показывает, что в Российской Федерации интересы энергопроизводителей и потребителей не сбалансированы, при этом энергоснабжающие организации не заинтересованы в экономии энергии потребителями. Хотя программы энергосбережения в настоящее время разработаны на федеральном и региональном уровнях, эффективность их выполнения низка и многие предприятия, прежде всего энергоемкие, вынуждены реализовывать собственную техническую, экономическую и организационную политику в сфере энергосбережения на основе собственных директивных и нормативных документов.

Большинство научных работ в сфере энергосбережения нацелено на решение технических задач повышения энергетической эффективности промышленного производства: учета и анализа расхода энергоносителей, нормирования и планирования энергозатрат, оценки оптимальных режимов работы энергопотребляющего оборудования и др. Однако комплексный характер проблемы энергосбережения требует ее рассмотрения во взаимосвязи с целями и задачами регионального управления энергетическими ресурсами, в частности, разработки автоматизированных информационных систем, ориентированных на решение задач прогнозирования социально-экономического развития региона, а также моделирование влияние энергетики на экономику региона. Опыт создания подобных систем имеется в Самарской, Пермской, Новосибирской областях, но его пока явно недостаточно.

В Челябинской области на ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» успешно внедряется комплексная система энергетического менеджмента, включающая в себя автоматизированную информационную систему учета энергоресурсов, в рамках которой осуществляется регулярный сбор данных по энергопотреблению и выпуску продукции. Известен положительный опыт проведения энергосберегающих работ на других крупнейших металлургических предприятиях: ОАО «Северсталь», ОАО «Новолипецкий МК» и др.

Проблемы прогнозирования развития региональной экономики, а также фундаментальные основы управления себестоимостью продукции промышленных предприятий освещены в трудах Брю С., Гликмана Н., Долана Э. Дж., Канторовича Л.В., Леонтьева В.В., Макконелла К., Самуэльсона П., фон Неймана Дж., Форрестера Дж., Автуховича Э.В., Баканова М.И., Гамма Б.З., Гранберга А.Г., Дубровина Д.В., Кандауровой Г.А., Кононова Ю.Д., Логиновского О.В., Матросова В.М., Петрова А.А., Поспелова И.Г., Савицкой Г.В., Суслова Н.И., Суспицына С., Ушакова А., Цыбатова В.А., Шананина А.А., Шеремета А.Д. и др. Вопросы управления процессами энергосбережения в промышленности освещены в трудах Башмакова Н.А., Белавкина И.В., Гительмана Л.Д., Заславца Б.И., Казаринова Л.С., Кудрина Б.И., Никифорова Г.В., Олейникова В.К. и др.

Вопросы повышения энергетической эффективности промышленного производства в регионе необходимо рассматривать как комплексную задачу оптимизации производства, решение которой достигается в многоуровневой постановке следующих составных задач: 1) оптимального планирования выпуска продукции при ограничениях на используемые энергетические ресурсы; 2) сбалансированного регулирования тарифов на энергетические ресурсы; 3) снижения удельных показателей энергоемкости. Только в совокупности указанных задач обеспечивается системное решение проблемы энергосбережения в регионе. Такая комплексная постановка задачи в литературе исследована недостаточно, что и определяет актуальность данной работы.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка методов и алгоритмов автоматизации управления энергетической эффективностью промышленного производства в регионе на основе внедрения на уровне органов государственного управления автоматизированной системы, позволяющей прогнозировать показатели развития промышленного производства региона в зависимости от тарифов на энергетические ресурсы и на этой основе оценивать сбалансированные величины тарифов на электрическую энергию; а также разработка и внедрение на уровне промышленного предприятия автоматизированной системы ведения энергетических паспортов, позволяющей выявлять резервы снижения энергетических издержек.

Для достижения указанных целей поставлены и решены следующие задачи:

1) разработка экономико-математических моделей, системно связывающих основные показатели промышленного производства в регионе, с учетом тарифов на энергетические ресурсы;

2) создание программного обеспечения, автоматизирующего решение задач прогнозирования показателей развития промышленного производства региона в зависимости от тарифов на энергетические ресурсы;

3) разработка метода оценки сбалансированной величины тарифов на электрическую энергию;

4) проектирование информационной базы данных энергетических паспортов промышленного предприятия;

5) создание метода оценки объектов-потребителей энергетических ресурсов с целью выявления объектов с аномальными объемами потребления.

Связь диссертации с федеральными и региональными программами. Диссертационное исследование выполнялось в соответствии с «Законом Российской Федерации о государственном прогнозировании, индикативном планировании и программах социально-экономического развития Российской Федерации №115-ФЗ от 20.07.95», в рамках федеральной целевой Программы «Энергосбережение России на 1998-2005 годы» (утверждена постановлением правительства Российской Федерации №80 от 24.01.98), «Программы энергосбережения Челябинской области до 2005 года» (утверждена постановлением Губернатора Челябинской области №582 от 11.12.98), «Основных направлений энергосбережения в Челябинской области до 2010 года» (утверждены постановлением Губернатора Челябинской области от №112 от 26.03.2003 г.).

Объектом исследования являются технико-экономические взаимозависимости тарифов на энергетические ресурсы и основных показателей промышленного производства в регионе, рассматриваемые в комплексе с энергетическими потоками потребления энергоресурсов на промышленном предприятии.

Предметом исследования является управление энергетической эффективностью промышленного производства в регионе на основе современных автоматизированных информационных систем.

Методология и методика исследования. Теоретической и методологической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых по управлению себестоимостью продукции промышленных предприятий, моделированию технико-экономических процессов, методологии создания автоматизированных информационных систем, управлению энергосбережением в промышленности, а также нормативные и законодательные акты в сфере энергосбережения, прогнозирования регионального социально-экономического развития, нормативно-правовая база энергосбережения регионов РФ, нормативные документы промышленных предприятий в области энергосберегающих мероприятий.

Конкретными информационными материалами для расчетов стали исходные статистические данные экономических показателей предприятий, полученные Региональной энергетической комиссией Челябинской области по договору с Областным комитетом по статистике Челябинской области на проведение статистического опроса 32 крупнейших предприятий региона; а также данные энергетических паспортов 30 промышленных цехов ОАО «ММК», полученные в результате выполнения хоздоговорной работы между ОАО «ММК» и Управлением научных исследований Южно-Уральского государственного университета (УНИ ЮУрГУ).

Научная новизна работы. В ходе исследования были получены следующие научные результаты:

1) впервые предложен двухуровневый подход к решению комплексной задачи автоматизации управления энергетической эффективностью промышленного производства в регионе;

2) дана новая интерпретация классической двойственной задачи линейного программирования в терминах регулирования тарифов на энергетические ресурсы при условии соблюдения баланса интересов производителей и потребителей энергоресурсов;

3) разработан оригинальный алгоритм прогноза цен на промышленную продукцию, основанный на имитационном моделировании процессов формирования цен, с учетом региональных и внешних производственных связей предприятий, тарифов на энергетические ресурсы и параметров статистической динамики цен;

4) разработан новый метод оценки величины тарифа на электрическую энергию, который, в отличие от существующих, позволяет учитывать баланс экономических интересов энергопотребителей и энергопроизводителей;

5) предложена и внедрена методика оценки объектов-потребителей энергетических ресурсов, позволяющая выявлять объекты с аномальными объемами потребления энергоресурсов.

Практическое значение. Разработанное программное обеспечение, автоматизирующее прогнозирование развития промышленного производства в регионе, в зависимости от тарифов на энергоресурсы, было использовано в работе Единого тарифного органа Челябинской области в процессе принятия управленческих решений по определению величины тарифа на электрическую энергию. На ОАО «ММК» внедрено программное обеспечение информационной базы данных энергетических паспортов, а также реализована методика поиска аномальных объектов в рамках хоздоговорной работы №114756 от 8 июля 2003 г. «Разработка системы комплексной оптимизации температурных и гидравлических режимов тепловых сетей на основе энергетических паспортов объектов ОАО «ММК». Паспортизация объектов ОАО «ММК» с целью определения фактических расходов энергоресурсов» между УНИ ЮУрГУ и ОАО «ММК». Экономический эффект от внедрения результатов работы по окончании отопительного периода должен достичь более 9 млн. руб

Применение разработанных методик и программного обеспечения позволяет:

1) оптимизировать процесс назначения тарифов на электрическую энергию в органах государственной власти регионов;

2) повысить эффективность использования энергетических ресурсов на промышленных предприятиях.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на научно-практической конференции "Информационно-аналитические компьютерные системы и технологии в региональном и муниципальном управлении" (Челябинск, 2000 г.); II международной научно-технической конференции «Энергосбережение на промышленных предприятиях» (Магнитогорск, 2000 г.); международной научно-методической конференции «Управление устойчивым развитием социально-экономических систем» (Челябинск, 2001 г.); межрегиональном научно-практическом семинаре "Компьютерные системы поддержки принятия решений руководителей" (Челябинск, 2001 г.); международной научно-практической конференции "Информационные технологии в управлении промышленностью и экономикой субъектов РФ", (Челябинск, 2002 г.); международной научно-практической конференции "Региональная информационная экономика: проблемы формирования и развития" (Челябинск, 2002 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ общим объемом 2 печатных листа.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы, включающего 96 наименований, а также 3 приложения. Диссертация содержит 137 страниц основного текста, 36 иллюстраций, 26 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Анализ состояния дел в сфере управления энергетической эффективностью промышленного производства показал, что используемые для этой цели методы и алгоритмы решают частные задачи и не позволяют сбалансировать интересы энергопроизводителей и энергопотребителей. Поэтому для повышения энергетической эффективности промышленного производства в регионе необходимо комплексно решать задачи автоматизации управления энергетической эффективностью производства.

Комплексное решение задачи автоматизации управления энергетической эффективностью производства достигается посредством использования двухуровнего подхода. На верхнем уровне следует проанализировать деятельность органов тарифного регулирования, с точки зрения оценки влияния изменения цен на энергетические ресурсы на основные показатели развития промышленных предприятий. На нижнем уровне в рамках конкретного предприятия необходима проработка теоретических и практических вопросов, связанных с ведением энергетических паспортов, выявлением объектов с аномальными объемами потребления энергоресурсов и последующей разработкой планов энергосберегающих мероприятий. Проведенные исследования позволили получить следующие конкретные результаты:

1. Впервые предложен двухуровневый подход к решению комплексной задачи автоматизации управления энергетической эффективностью промышленного производства в регионе. Дана интерпретация классической двойственной задачи линейного программирования в терминах регулирования тарифов на энергетические ресурсы при условии соблюдения баланса интересов производителей и потребителей энергоресурсов.

2. Создан комплексный алгоритм прогноза цен на промышленную продукцию, основанный на имитационном моделировании процессов формирования цен, с учетом региональных и внешних производственных связей предприятий, тарифов на энергетические ресурсы и параметров статистической динамики цен.

3. Разработана и внедрена автоматизированная система поддержки управленческих решений по тарифному регулированию, позволяющая прогнозировать индексы цен на продукцию выделенных отраслей, рентабельность, объемы реализации промышленной продукции, изменения суммарных бюджетных отчислений, в зависимости от изменения цен на электрическую энергию.

4. Сформулирован метод оценки величины тарифа на электрическую энергию, который, в отличие от существующих, позволяет учитывать баланс экономических интересов энергопотребителей и энергопроизводителей.

5. Спроектирована и внедрена информационная база данных, позволяющая автоматизировать ведение энергетических паспортов объектов-потребителей энергоресурсов на промышленном предприятии.

6. Разработана и введена в практику методика принятия решений по энергетическим показателям, в основе которой лежит ведение двухуровневой базы данных энергетических паспортов. На первом уровне рассчитываются обобщенные характеристики потребления ресурсов, на втором уровне - по данным детальных обследований оцениваются детализованные параметры потребления ресурсов оборудованием.

Разработанное программное обеспечение, автоматизирующее прогнозирование развития промышленного производства в регионе, в зависимости от тарифов на энергоресурсы, было использовано в работе Единого тарифного органа Челябинской области в процессе принятия управленческих решений по определению величины тарифа на электрическую энергию. На ОАО «ММК» внедрено программное обеспечение информационной базы данных энергетических паспортов, а также реализована методика поиска аномальных объектов в рамках хоздоговорных работ между УНИ ЮУрГУ и ОАО «ММК». Экономический эффект от внедрения результатов работы по окончании отопительного периода должен достичь более 9 млн. руб.

1. Автухович Э.В., Гуриев С.М., Оленев Н.Н. и др. Математическая модель экономики переходного периода. - М.:ВЦ РАН, 1999. - 143 с.

2. Апарцев М.М. Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения: Справочно-методическое пособие. — М.: Энергоатомиздат, 1983.-204 с.

3. Баканов М. И., Шеремет А. Д. Теория экономического анализа. -М.: Финансы и статистика, 1997. 416 с.

4. Башмаков Н.А. Энергоэффективность: от риторики к действию. -М: ЦЭНЭФ, 2001.-224 с.

5. Борисевич В.И., Кандаурова Г.А., Кандауров Н.Н. Прогнозирование и планирование экономики. — Мн.: ИП «Экоперспектива», 2000.-432 с.

6. Бурков В.Н. и др. Большие системы: моделирование организационных механизмов. М.: Наука, 1989.

7. Бурков В.Н., Ириков В.А. Модели и методы управления организационными системами. М.: Наука, 1994.

8. Вагнер Г. Основы исследования операций. Т. 1-3. - М.: Мир, 1973.

9. Вендров А. М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. М.: Финансы и статистика, 2000.

10. Гальперова Е.В., Кононов Ю.Д. Изменение тарифов на электроэнергию: оценка возможных последствий для экономики региона// Регион: экономика и социология, 2001, №2. С. 28-37.129

11. Гладкий Ю. Н., Чистобаев А. И. Основы региональной политики. .СПб.: Изд-во Михайлова В. А., 1998. 659 с.

12. Гранберг А.Г. Динамические модели народного хозяйства. — М.: Экономика, 1995.-430 с.

13. Гранберг А.Г. Основы региональной экономики: Учеб. для вузов. — М.: ГУ ВШЭ, 2000. 495 с.

14. Гуриев С.М., Поспелов И.Г. Модель общего равновесия экономики переходного периода// Математическое моделирование. 1994. — Т. 6. - №2. -С. 3-21.

15. Данилов Н.И. Энергосбережение — от слов к делу. Изд. 2-е. — Екатеринбург: Энерго-Пресс, 2001. — 232 с.

16. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных. 6-е изд. - М., СПб., Киев, Изд. дом Вильяме, 2000.

17. Дзагуров JI. Опыт автоматизации промышленных предприятий // Бухгалтерский учет. 1998. - № 2.

18. Для руководителей предприятий жилищно-коммунального хозяйства и организаций бюджетной сферы. Выпуск 2. Челябинск: ОГУП «Энергосбережение», 2003. - 100 с.

19. Дойль П. Менеджмент: стратегия и тактика. М., 1999. — 262 с.

20. Долан Э.Д., Линдсей Д.Е. Рынок: Микроэкономическая модель. -СПб., 1992.

21. Долятовский В. А. Построение активных информационных систем для управления предприятием // Управление большими системами: Материалы международной науч.-практ. конф. 22 26 сент. 1997 г. - М.: Синтег, 1997. - С. 213.

22. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. — М.: Финансы и статистика, 1996. 368 с.

23. Ермольев Ю. М. Методы стохастического программирования. М., 1976.-239 с.

24. Иванов Ю.Н. Теория информационных объектов и системы управления базами данных. М.: Наука, 1988.

25. Ивантер В. В. и др. Экономика роста (Концепция развития России в среднесрочной перспективе) // Проблемы прогнозирования, 2000. №1.

26. Иоффин А. И. Системы поддержки принятия решений // Мир ПК, 1993, №5.-С. 47-57.

27. Казаринов JI.C., Казаринова В.Л. Методика прогнозирования показателей экономики области // Энергосбережение на промышленных предприятиях: Материалы II Международной научно-технической конференции. Магнитогорск: Изд-во "Дом печати", 2000. — С. 303-308.

28. Казаринов JI.C., Образцов С.Ю., Белавкин И.В., Казаринова В.Л. Алгоритм прогнозирования развития экономики области // Автоматизация и управление в технических системах: Сб. науч. тр. под ред. Л.С. Казаринова. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000. С. 15-18.

29. Казаринов Л.С. Энергетическая эффективность одна из основных задач развития хозяйства области / В кн. Проблемы и пути перехода к устойчивому развитию региона // Челябинск. — Челябинская областная Дума, 1996. - С.50-53.

30. Казаринов Л.С. Энергетический менеджмент на предприятиях / В кн.: Стратегия энергосбережения: региональный подход // Челябинск, адм. Челябинской обл., Областной фонд энергосбережения, 1996. С.21-50.

31. Казаринова В.Л. Алгоритм прогнозирования показателей промышленного производства области // Управление устойчивым развитием социально-экономических систем: Сб. статей под ред. А.А. Алабугина. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001. С. 147-150.

32. Казаринова В.Л. Автоматизация ведения электрических паспортов промышленного предприятия // Компьютерные технологии, управление и радиоэлектроника: Вестник ЮУрГУ, 2003, №4(20). Челябинск: Изд-во ЮУрГУ-С. 132-133.

33. Казаринова В.Л. Автоматизация прогнозирования индексов цен промышленной продукции в регионе // Компьютерные технологии, управление и радиоэлектроника: Вестник ЮУрГУ, 2001, №9(09). — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ С. 100-105.

34. Касюк С.Т. Автоматизация управления процессами энергосбережения в организациях бюджетной сферы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Челябинск.: 2001.

35. Кейслер Г., Чэн Ч.Ч. Теория моделей. М.: Мир, 1997.

36. Коптев А.В. Мониторинг энергоэффективности производства на промышленных предприятиях. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук. Екатеринбург.: 1999.

37. Королев М.А. и др. Теория экономических информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1984.

38. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. — М: Энергоатомиздат. 1995. 416 с.

39. Лабренц Б. В., Лейбкина Ю. Р., Петухова О. В. и др. Опыт создания информационной инфраструктуры регионального управления // Тезисы докладов Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика-96». СПб., 1996. - С. 23.

40. Леонтьев В.В. Межотраслевая экономика. — М.: Экономика, 1997. -477 с.

41. Логиновский О. В. Управление и моделирование в социальных и экономических системах. Челябинск: Издательство Южно-Уральского государственного университета, 1997. - 501 с.

42. Логиновский О.В., Болодурина И.П. Государственное управление промышленностью в регионах РФ: Научное издание. М: Издательство «Машиностроение», 2003. — 368 с.

43. Макаров И.М., Виноградская Т.М., Рубчинский А.А. Соколов В.Б. Теория выбора и принятия решений. М.: Наука, 1982.

44. Макконнел К. Р., Брю С. Л. Экономика: Принципы, проблемы и политика, В 2 т. - М.: Изд-во Туран, 1996. - 399 с.

45. Марка Д., Мак Гоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М.: Метатехнология, 1993. - 240 с.

46. Мартин Дж. Планирование развития автоматизированных систем. -М.: Финансы и статистика, 1984.

47. Математические методы и модели в планировании / А. И. Карасев, Н. Ш. Гремер,Т. И. Савельева.-М.: Экономика, 1987. 239 с.

48. Матросов В.М., Головченко В.Б., Носков С.И. Моделирование и прогнозирование показателей социально-экономического развития области. — Новосибирск.: Наука, Сиб. отд-ние, 1991. 144 с.

49. Мескон М., Альберт М., Хедуори Ф. Основы менеджмента. М.: Дело, 1995.

50. Мишеин А. И. Теория экономических информационных систем. -М.: Финансы и статистика, 1999.

51. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.

52. Нейман Дж. Фон, Моргенштерн О. Теория игр и экономическое поведение. М.: Наука, 1970. - 707 с.

53. Никифоров Г.В., Олейников В.К., Заславец Б.И. Энергосбережение и управление энергопотреблением в металлургическом производстве. М.: Энергоатомиздат, 2003. - 480 с.

54. Нуреев Р. Теории развития: новые модели экономического роста// Вопр. экономики. 2000. - №8. - С. 136-157.

55. Основы энергетического менеджмента// Библиотека энергоменеджмента. М: АСЭМ, Энизан, 1997. - 88 с.

56. Первозванский А. А. Математические модели в управлении производством. М.: Наука, 1975. - 616 с.

57. Перспективы развития металлургической промышленности России до 2005 года. М.: Министерство экономики Российской Федерации. Департамент экономики металлургического комплекса, 1999. - С. 2 - 13.

58. Петров А.А., Поспелов И.Г., Шананин А.А. Опыт математического моделирования экономики. М.: Энергоатомиздат, 1996. - 558 с.

59. Петров Н.А., Корякин А.К., Ефимова Е.А., Ткаченко Е.Г., Гальперова Е.В., Аношко В.Ф. Влияние изменения тарифов на электроэнергию на экономику республики Саха// Проблемы прогнозирования, 1998, №5. С. 74-79

60. Райков А. Н. Информационные системы поддержки государственных решений // Вестник РОИВТ. № 5. М.: ВИМИ, 1995. - С. 18 - 29.

61. Райхлин Э.Н. Основы экономической теории. Экономический рост и развитие. — М.: Наука, 2001. 319 с.

62. Региональная экономика / Под ред. Т. Г. Морозовой. М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1995. - 304 с.

63. Региональное развитие: опыт России и Европейского союза // Под ред. Гранберга А.Г. М.: ЗАО Издательство «Экономика» 2000. - 435с.

64. Редкозубов С. А. Статистические методы прогнозирования в АСУ. -М.: Энергоатомиздат, 1981.

65. Роль государства в становлении и регулировании рыночной экономики /Общ. ред. Абалкина Л.И. М.: Институт экономики РАН, 1997.

66. Савицкая Г.В. Анализ хозяйственной деятельности предприятия. -Мн: ООО «Новое знание», 2000. 688 с.

67. Самуэльсон П. Экономика. М.: НПО Алгон, ВНИИСИ. - Т. 1 и 2. 1992; 1997.-533 с.-416 с.

68. Стратегия энергосбережения: Региональный подход // Под ред. Ливинского А.П. Челябинск, 1996. - 170 с.

69. Суворов Н. В., Емельянов С. С. Макроэкономический анализ технологических и структурных изменений в российской экономике // Проблемы прогнозирования, 2000. № 2.

70. Суслов Н.И. Анализ взаимодействий энергетики и экономики в период рыночных преобразований. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора экономических наук. Новосибирск.: 2001.

71. Суслов Н.И., Гамм Б.З. Межотраслевая модель субъекта Федерации: постановка и методология использования (на примере Новосибирской области)// Регион: экономика и социология, 1991, №1.

72. Суслов Н.И., Гамм Б.З. Проблемы экономического роста: влияние тарифов на энергию на промышленное производство// Регион: экономика и социология, 2000, №3. С. 61-79.

73. Суспицын С. А. Методологические проблемы прогнозирования приоритетов и последствий государственной региональной политики// Рос. экон. журн. 2000. - №2. - С. 57-71.

74. Тироль Ж. Рынки и рыночная власть: теория организации промышленности. СПб.: Экономическая школа, 1996.

75. Толстик Н. В., Матегорина Н. М. Статистика. Ростов н/Д: Изд-во «Феникс», 2001.

76. Управление социально-экономическим развитием России: концепции, цели, механизмы / Рук. авт. кол. Д. С. Львов, А. Г. Поршнев; Гос. университет управления, Отделение экономики РАН. М.: ЗАО Издательство «Экономика», 2002.

77. Ушаков А., Рязанова JL, Андрианов Д., и др. Разработка прогнозов социально-экономического развития регионов с использованием комплексной имитационной модели// Рос. экон. журн. — 2000. №2. -С.72-78.

78. Форрестер Дж. Динамика развития городов. М.: Прогресс, 1974.

79. Хайд Д., Лоскутов А.Б. Целевой энергетический мониторинг в системе энергетического менеджмента // Промышленная энергетика. — 1998. №4. С. 2-4.

80. Хандуев П.Ж. Прогнозирование экономического развития региона (аспекты структурной политики). — Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. ун-та, 1996.- 177 с.

81. Харин Ю.С., Малюгин В.И., Кирлица В.П. и др. Основы имитационного и статистического моделирования: Учеб. пособие. Минск: Дизайн ПРО, 1997. - 228 с.

82. Цыбатов В.А., Дубровин Д.В. Методы, модели и системы прогнозирования регионального развития/ Под ред. Хасаева Г.Р. Самара: Изд-во Самар. гос. экон. акад., 2003.-248 с.

83. Чибинев В.М., Очередько В.П., Чибинев A.M. Ценообразование. -Спб.: ООО «Лексикон», 2001.- 180 с.

84. Шапиро В.Д. и др. Управление проектами. СПб.: ДваТрЦ, 1996.

85. Шапот В. Д., Осипов А. В. Двухсекторная имитационная модель прогнозирования развития экономики // Проблемы прогнозирования. 2001. -№ 4. - С. 74-87.

86. Шлеер С., Меллор С. Объектно-ориентированный анализ: Моделирование мира в состояниях. Киев: Диалектика, 1993.

87. Штоиер Р. Многокритериальная оптимизация. Теория, вычисления и приложения. М., 1992. - 504 с.

88. Шумпетер И. А. Теория экономического развития. М.: Прогресс,1983.

89. Экономический мониторинг России: глобальные тенденции и конъюнктура в отраслях промышленности. М.: Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН, 1997.

90. Энергетическая стратегия России на период до 2020 г. (проект). -М.: Минтопэнерго РФ, 2000.

91. Яковец Ю. В. Экономика России: перемены и перспективы. — М1996.

92. Якубайтис Э. А. Информационные сети и системы. М.: Финансы и статистика, 1996.1. КОМИТЕТ

93. ЕДИНЫЙ ТАРИФНЫЙ ОРГАН ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

94. Проведен статистический опрос по технико-экономическим показателям производства 32 крупнейших предприятий Челябинской области.

95. Предложена методика оценки оптимальной величины тарифа на электрическую энергию.

96. Проведено обследование энергетических характеристик 30 промышленных цехов ОАО «ММК».

97. Разработана методика выявления объектов с аномальными характеристиками в базе данных.

98. Автоматизированная база данных энергетических паспортов в настоящий момент установлена в ЦЭСТ ОАО «ММК» и используется специалистами центра. Планируется внедрение в базу данных дополнительных процедур и методик анализа.

99. Оценка ожидаемого экономического эффекта от внедрения результатов работы составляет 9,3 млн. руб.1. Начальник ЦЭСТ ОАО «ММК»хж1. Зуевский В.В.

100. Начальник спец. лаборатории анализа и управления энергоресурсами1. Копцев Л.А.

101. Гл. инженер НТЦ «ИСиС» УНИ ЮУрГУ1. Шнайдер Д.А.