книги из ГПНТБ / Любутин О.С. Автоматизация производства стеклянного волокна

Гл а 13 а 4

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛЯННОГО ВОЛОКНА

Внастоящее время становится все более очевидным, что проблема экономического обоснования является од­ ной из основных современных проблем автоматизации производства как по важности, так и по сложности воз­ никающих вопросов. В работе [65] приведен обстоятель­ ный перечень трудностей, возникающих при определении экономической эффективности автоматизации химиче­ ских производств. Поскольку определение экономической эффективности проводится на различных стадиях разра­ ботки и внедрения систем КИП и автоматики, обычно рассматривают следующие три стадии расчета экономи­ ческой эффективности автоматизации: предполагаемую, ожидаемую и фактическую.

Расчеты экономической эффективности автоматиза­ ции на каждой из этих стадий преследуют различные це­ ли, проводятся по исходным данным, отличающимся объ­ емом и степенью достоверности, и с различной точностью. Тем не менее на каждой из этих стадий расчета прихо­ дится решать следующие четыре практически независи­ мых вопроса.

1.Определение затрат на автоматизацию.

2.Определение технического (технологического) эф­ фекта от автоматизации.

3.Определение экономического эффекта автомати­ зации.

4.Принятие решений о целесообразности автомати­ зации.

Определение затрат на автоматизацию обычно не вы­ зывает затруднений на стадии определения фактической экономической эффективности. На всех остальных ста­ диях приходится решать задачу предсказания (прогно­ за) затрат на работы по автоматизации. Все существую­ щие научные методы прогноза Ю. Л. Клоков тіодразде-

130

Ляет ііа две существенно различные1 группы: экспертные и объективные.

Экспертный прогноз — это субъективный прогноз, осуществляемый одним специалистом или группой высо­ коквалифицированных специалистов (экспертов) на ос­ новании собственных знаний и опыта. Метод применим к прогнозам любой сложности и в этом смысле является универсальным. Однако ему присуща сравнительно низ­ кая точность (возможность больших субъективных оши­ бок). Экспертные методы широко" используются за рубе­ жом для осуществления экономических, медицинских и других научных прогнозов. Эти методы используются и в отечественной практике, в том числе и при определе­ нии экономической эффективности автоматизации.

Все объективные методы прогноза основаны на пост­ роении и использовании той пли иной математической модели прогнозируемого явления. Для прогнозирования затрат па автоматизацию используются, как правило, экспериментальные модели, полученные статистической обработкой данных, т.е. исходным материалом для прог­ нозирования являются результаты определения фактиче­ ской экономической эффективности аналогичных объек­ тов.

Следует отметить, что хотя в настоящее время извест­ ны методы, пригодные для прогноза величины затрат на автоматизацию по всем этапам работ, однако для их ши­ рокого практического использования необходимо решить вопросы, связанные с организацией сбора, накопления, анализа и обобщения данных определения фактической экономической эффективности автоматизации, а также уточнения статистической основы и разработки практи­ ческой методики использования этих методов для прогно­ за затрат по всем этапам работ, связанных с автомати­ зацией производства. ^ [

Определение технического эффекта автоматизации производства является ключевым звеном всего расчета экономической эффективности автоматизации.

Успехи в области математического описания процес­ сов химической технологии на базе использования ана­ литических методов [63, 64] позволяют надеяться, что в ряде отраслей химической промышленности с хорошо

Для промышленности стеклянного волокна аналитиче­ ский метод в настоящее время вряд ли может найти широкое Применение. По-видимому, сейчас для промыш­ ленности стеклянного волокна наиболее реальным явля­ ется использование экспертного метода оценки техниче­ ского эффекта. Но в отличие от существующей отечест­ венной практики экспертная оценка должна вводиться в

явном виде.

Вопросу оценки технического эффекта при автомати­ ческой стабилизации процессов химической технологии посвящена работа [66]. Автор отмечает, что объем вы­ пуска продукции, расход сырья и качество продукции обусловливаются точностью поддержания режимных па­ раметров либо оптимальных в технологическом отноше­ нии, либо предельно допустимых по соображениям безо­ пасности, безаварийности или бездефектности работы. В [66] предлагается оценивать технический эффект ав­ томатической стабилизации следующим образом:

где Хз.р — заданное значение регулируемого параметра при ручном управлении; ,ѵ3.а — то же, при автоматическом регулировании; k — коэффициент, определяющий допустимую вероятность выхода за: ограничение.

Таким образом, за счет автоматического регулирова­ ния можно приблизиться к ограничению xR на величину

А*3 = * з . а — * з . р = k (о-р — ога) = k Op ( 1 — а). (70)

После этого технический эффект а можно выразить через приращение технико-экономического показате­ ля ày:

132

В последней формуле, если функция F известна, ве­ личина бр легко определяется непосредственно на объ­ екте, величина коэффициента k задается на основании анализа потерь, связанных с превышением допустимого значения хя. Величину а можно найти, используя фор­ мулу статистической динамики [67] :

риментально на реально существующем объекте, а значе­ ние передаточной функции регулятора может быть опре­ делено выбором структурной схемы регулирования, пос­

ции можно определить экономический эффект. При этом часто возникают затруднения, в основном в тех случаях,

дукта. Эти затруднения возникают по следующим причи­ нам.

Технический эффект определен на одной из промежу­ точных технологических стадий, а дифференцированная система цен существует только на конечной стадии про­ изводства; существующая система цен недостаточно диф­ ференцирована для того, чтобы выразить технический эф­ фект в стоимостном выражении.

При этом связь между техническим эффектом (изме­ нением среднего значения или уменьшением разброса) промежуточного параметра (на одной из промежуточных технологических стадий) и выходными параметрами про­ цесса может быть чисто статическая (безынерционная), либо указанные параметры связаны динамическим опера­ тором.

В первом случае для выражения технического эффек­ та через выходные технико-экономические параметры

133

возможно исііользоватъ известные методы регрессионно­ го анализа с учетом специфики производства. Методиче­ ски применение этого метода изложено в [69]. Основное назначение указанной методики — нахождение уравне­ ния регрессии, связывающего качество у производителя продукции с качеством у потребителя. Поскольку зача­ стую повышение качества продукции эквивалентно уве­ личению ее количества, то, имея указанное уравнение регрессии, можно легко выразить технический эффект улучшения качества у производителя продукции в денеж­ ной форме даже при отсутствии дифференцированных цен.

Второй случай принципиально также не вызывает за­ труднений: необходимо использовать многомерные мето­ ды статистической динамики. Однако методически эти вопросы разработаны гораздо слабее.

Проблема принятия решения о целесообразности ав­ томатизации объединяет следующие вопросы.

1. Формулирование математической " модели ситуа­ ции, в которой происходит принятие решения о целесо­ образности автоматизации конкретного производства.

2.Выбор или формулирование критерия, на основа­ нии которого можно судить о целесообразности вложе­ ния средств в автоматизацию производства.

3.Нахождение математического метода, с помощью которого в сформулированной ситуации при наличии вы­

бранного критерия эффективности можно было бы нахо­ дить оптимальные решения.

4. Нахождение упрощенных критериев и методов, с помощью которых можно было бы принимать ориенти­ ровочные решения о целесообразности автоматиза­ ции.

Указанной группе вопросов посвящена основная мас­ са литературы по экономическим' аспектам автоматиза­ ции, и в данной книге они не рассматриваются. На эта­ пе принятия решения о целесообразности автоматизации специфика конкретного производства не имеет сущест­ венного значения. Однако вопрос выбора локального критерия эффективности дополнительных капитальных вложений представляется очень важным. В качестве подходящего локального критерия эффективности до­ полнительных капитальных вложений принят срок окупаемости, который определяется по «Методике опре­ деления эффективности новой техники, механизации

134

номеру (тексу) стеклянной нити в результате уменьше­ ния выхода его за пределы допуска;

2)увеличения производительности и срока службы стеклоплавильных сосудов;

3)снижения себестоимости продукции и расхода электроэнергии.

При расчете экономической эффективности все пока­ затели по базовому и новому вариантам приняты на ос­ нове данных передовых заводов стеклянного волокна, которые первыми начали внедрение регуляторов. Полу­ ченный средневзвешенный экономический эффект в рас­ чете на один регулятор по этим заводам распространен на общее количество внедренных регуляторов в целом по отрасли.

Расчет экономического эффекта от внедрения регу­ ляторов температуры в расчете иа один регулятор Эш проводили по следующей формуле:

дросселя насыщения ДОС-3,5/0,38, печного трансформа­ тора ОСУ=20/05 и регулятора КРСТП-3, позволяющее обеспечить греющий ток стеклоплавильного сосуда до 2200—2600 а. В связи с переходом на применение новых

136

(60 суток). К концу второго месяца непрерывной работы стеклоплавильных сосудов в результате их старения и ухудшения теплоизоляции рабочий ток возрастает на 14—17%. Дроссель насыщения уже не обеспечивает нор­ мального регулирования температуры, и для выработки стеклянного волокна того же ассортимента и качества надо переходить на более низкие скорости вытягивания, что приводит к снижению производительности стекло­ плавильных сосудов на 20%:

70 кг/сутки — (70 кг/сутки х 0,2) = 56 кг/сутки.

К концу четвертого месяца работы сосуда дроссель насыщения уже не обеспечивает и этого режима, и вы­ работка стекловолокна прекращается, хотя сосуд еще пригоден для эксплуатации. Тогда среднесуточная про­ изводительность стеклоплавильного сосуда при данном оборудовании составит:

= 63 кг/сутки.

Учитывая сказанное, дроссель насыщения заменили тиристорами ВКДУ-150 (класс 7), работающими в ком­ плекте с регулятором КРСТП-3 [53]. Капитальные за­ траты на приобретение тиристоров блока управления ти­ ристорами и дросселя насыщения даны в табл. 10.

Исходные данные для расчета экономического эф­ фекта от внедрения регулятора температуры на 200фильерном восьмирядном стеклоплавильном сосуде (2-8П) даны в табл. 11.

С учетом сменности 5,935X1.2 = 7,122 руб.

137

Т а б л и ц а I I

138