Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Технические и экономические аспекты обеспечения бесперебойности электроснабжения и качества электроэнергии. 14
1.1. Проблемы обеспечения качества электроэнергии 14
1.2. Анализ номенклатуры и количественно-стоимостных показателей САЭ, представленных на российском рынке 18
1.2.1. Основные фирмы, занимающиеся разработкой и производством источников бесперебойного питания (ИБП) и их продукция 19
1.2.2. Аккумуляторы для источников бесперебойного питания . 22
1.2.3. Аналитический обзор состояния рынка дизельных электростанций для систем автономного электроснабжения 25
1.3. Постановка задач исследования 33
ГЛАВА 2. Предпосылки разработки принципов формирования параметрического рада энергетического оборудования 39
2.1. Основные положения 39
2.2. Разработка принципа формирования параметрического ряда САЭ на предприятии 42
ГЛАВА 3. Общие принципы унификации и особенности их приме нения для САЭ 48
3.1. Общие принципы унификации и особенности их применения для САЭ 48
3.1.1. Особенности СЭС как сложной многоуровневой структуры для модульной унификации на базе адаптивных САЭ 48
3.1.2. Термины и определения модульной унификации применительно к САЭ 54
3.2. Классификация СЭС и их составляющих САЭ, как основа модульно-блочной унификации 57
3.3. Особенности модульной технологии разработки адаптивных структур САЭ из набора унифицированных узлов 63
3.4. Формирование критериальной базы для количественной оценки адаптивных свойств САЭ 66
3.5. Методика формирования и выбора вариантов адаптивных структур САЭ 72
ГЛАВА 4. Методика формирования параметрического ряда САЭ ... 81
4.1. Существующая модель формирования параметрического ряда САЭ 81
4.2. Методика формирования параметрического ряда САЭ 83
4.3. Планирование затрат на ОКР при разработке типоряда САЭ . . 91
4.4. Практическая реализация разработанных методических по ложений при планировании создания адаптивных САЭ 95
ВЫВОДЫ 100
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 102
ПРИЛОЖЕНИЯ 109
- Проблемы обеспечения качества электроэнергии
- Разработка принципа формирования параметрического ряда САЭ на предприятии
- Общие принципы унификации и особенности их применения для САЭ
- Существующая модель формирования параметрического ряда САЭ
Введение к работе
ВВЕДЕНИЕ.
При принятии каким-либо предприятием решения об инвестировании своих свободных или заемных денежных средств в производство нового продукта, перед производителем непременно встанет вопрос об определении номенклатурного типоряда планирующегося к производству изделия.
В том случае если разрабатываемый к производству товар не является исключительным в своем роде, предприятие столкнется с объективными сложностями при продвижении своей продукции на уже сложившийся сегмент рынка.
Чтобы заполучить часть имеющегося на рынке спроса производитель должен предложить потребителю товар либо с пониженной, по сравнению с конкурентами, ценой изделия, что практически невозможно реализовать предприятию с ограниченными финансовыми возможностями, либо предложить покупателю товар с такими потребительскими свойствами, которые в наибольшей степени удовлетворяли бы имеющийся спрос ПІ. По причине ограниченных финансовых возможностей большинства российских производителей, включая недостаток заемного капитала, инвестируемого во вновь создаваемые производства, предприятиям, стремящимся сегодня достичь успеха, необходимо идти по второму пути продвижения своей продукции на рынок.
При разработке изделия производитель должен определиться в принятии тех или иных параметров для планирующегося к производству товара. Здесь и далее под параметрами товара подразумеваются технические показатели, характеризующие его основные потребительские свойства при определенном функциональном предназначении. Изделия (товар), выполняющие одни и те же функции, могут иметь, например, разную мощность или производительность. Совокупность таких изделий с разными показателями параметров образовывают параметрический ряд.
Введение.
Параметрический ряд может быть одно- (монопараметрический) или многопараметрический (мультипараметрический). Большинство энергетического оборудования и в том числе средства автономной энергетики (САЭ) характеризуются целым набором параметров /5/, т.е. параметрический ряд данного товара будет мультипараметрический. Из теории синтеза больших систем известно /32/, что размерность системы уравнений описывающих модель формирования мультиряда будет степенной функцией от количества имеющихся параметров. Данное обстоятельство достаточно серьезно осложняет процесс принятия решения по выбору конкретных показателей, планирующегося к производству САЭ. Поэтому, для производителя важно выделить группу (пакет) основных параметров в полной мере характеризующих данный товар. Учитывая, что у большинства САЭ можно всегда выделить главное свойство, через которое выражаются или от которого зависят все остальные основные параметры, задача формирования параметрического ряда может быть упрощена за счет преобразования мультиряда в квазимультипа-раметрический ряд, характеризующий в совокупности весь продукт на основе главного параметра.
После определения на основе качественного экспертного анализа главного свойства товара, процесс формирования параметрического ряда технического товара при обосновании инвестиционных вложений для его производства может быть разбит на несколько этапов:
Устанавливаются зависимости между основным параметром и остальными и посредством метода экспертных оценок или другим способом производится ранжирование параметров.
Производится анализ особенностей технологии производства выбранного товара с точки зрения оптимизации структуры затрат на формирование технологического цикла производства товара. При этом необходимо иметь ввиду, что для последующей оценки затрат на формирование типоряда товара, товары необходимо разбить на несколько групп:
Введение.
I группа - товары с гибкой технологией производства, и следовательно с возможностью изменить величину основного параметра товара без существенных капитальных затрат;
II группа — товары с частично-гибкой технологией производства;
Ш группа - товары с жесткой технологией производства, где изменение величины основного параметра требует существенных капитальных вложений.
Данный анализ является важным ввиду того, что при допущении ошибки на этапе формирования номенклатурного типоряда изделия последствия, вызванные принятием мер по ее устранению, будут неодинаковы для разных групп товаров /4, 8, 9/.
Так, например, неверное определение значения основного параметра (емкости бутылки) для производителя стеклотары, повлечет за собой необходимость реконструкции технологической линии по производству бутылок, а это дополнительные капиталовложения.
В связи с этим производитель должен, уже на начальном этапе формирования миссии и концепции развития производства своей фирмы, заложить адаптивность свойств предполагаемого к производству товара. Чем больше адаптивность и соответственно унификация товара, тем меньше риск дополнительных капитальных вложений в реконструкцию технологии производства, связанных с неверным определением значения основного параметра планирующегося к производству товара.
Определение ограничений, накладываемых на организацию производства товара.
Определение оптимального диапазона предельных значений основного параметра товара, посредством исследования и сбора информации на рассматриваемом сегменте рынка.
Определение внутри диапазона предельных значений шага или фиксированных промежуточных значений основного параметра.
Введение.
Производителю необходимо определить ряд основного параметра с точки зрения наиболее благоприятного соотношения затрат на организацию производства товара и планируемой прибыли от его реализации. Эта задача, решаемая в диссертационной работе, может быть также в обратной постановке: определение и оптимизация соотношения сэкономленных средств от сокращения числа типов изделий в типоряде и упущенной, на определенном отрезке времени, выгоды от потери части рынка из-за сокращения ряда.
Здесь надо иметь ввиду то обстоятельство, что достижение адаптивности свойств не одинаково для различных видов товаров /13/ и следовательно, полагая, что модели формирования параметрического ряда для товаров 1-ой и И-ой групп, как более простых систем, будут частным случаем более сложной, зададимся целью создания модели для товаров Ш-ей группы, как наиболее сложной и универсальной в своем применении.
Актуальность темы. Общеизвестно, что в, так называемый, доперестроечный период номенклатура сложных электротехнических изделий и средств автономной энергетики определялась на основании заявок заказывающих министерств (Минэнерго, Минобороны, Минморфлота и др.) и уточнялась и складывалась в процессе взаимодействия соответствующих структур Госстандарта СССР 121.
В такой специфической отрасли как автономная энергетика на государственном уровне назначался куратор по продукции определенного сегмента рынка и его ведомственные НИИ разрабатывали требования к продукции и определяли типоряд.
Распределение такой продукции было строго плановым, а недостаток производственных мощностей создавал ее дефицит и позволял производителям диктовать свои условия не только по ценовым показателям, но даже по номенклатуре и техническим параметрам.
При формировании типоряда продукции основными учитываемыми факторами были прямой и косвенный ущерб для потребителя.
Введение.
Такой фактор как «упущенная выгода» предприятия-производителя фактически не существовал вообще, т.к. при плановой специализации и наличии дефицита продукции на закрытом для конкуренции рынке у предприятий не было проблем с реализацией.
Постперестроечный период в сфере формирования рынка средств автономной энергетики (САЭ) начался в 1992 г. с развала плановой системы выпуска САЭ и закончился через 2-3 года полным хаосом в этом сегменте рынка. Производственная кооперация российских предприятий развалилась и рынок САЭ в 1996-1998 годах, фактически, был завоеван дистрибьюторами западноевропейских фирм.
Сегодня ситуация постепенно меняется в пользу российских производителей. Причин здесь несколько /70, 71, 73, 74, 75, 76/:
Технически зарубежные САЭ не вполне удовлетворяют российским условиям применения.
Высокая цена не пропорциональна, безусловно, высокому качеству, причем, цена продолжает расти за счет изменяющихся условий налогообложения при ввозе промышленной продукции.
Завершается передел государственной собственности на средства производства, особенно в сфере малоэнергоемкого сборочного производства, к каким и относится САЭ. Появляются высокоэффективные с хорошим уровнем технологии негосударственные российские фирмы, выпускающие с использованием импортных комплектующих конкурентоспособную продукцию. Эта продукция более привлекательна для российского потребителя, так как, во-первых, ниже по цене, во-вторых более адаптирована к запросам покупателя и, в-третьих, имеет близкий и реальный рекламационный адрес.
4. В России постепенно улучшается инвестиционный климат в сфере промышленного производства и ощутимо проявляется тенденция поиска сферы эффективного вложения свободных средств.
Введение.
Если рассматривать производство САЭ как такую сферу, то специфика ее заключается в том, что главную роль в эффективности вложения средств будет играть правильно определенная, исходя из коньюктуры рынка и объема инвестируемого капитала, первоначальная номенклатура продукции. Под первоначальной номенклатурой продукции понимается та часть параметрического ряда (непрерывная или дискретная), которая при минимуме затраченных средств даст более быструю отдачу. Эта постановка задачи актуальна для любого бизнеса в сфере производства и особенно для САЭ.
Причина развития рынка САЭ заключается в высоких требованиях к надежности и качеству электроснабжения со стороны увеличивающегося количества высокотехнологичных потребителей и, так называемых, потребителей повышенной ответственности. В России проблема с потребностью в аварийном электроснабжении усугубляется общим кризисом в экономике страны, кризисной ситуацией в энергетике страны вообще и в развитии систем электроснабжения в частности. Это дало толчок развитию автономной энергетики и резкому увеличению спроса на САЭ. Сегодня на российском рынке средств электроэнергетики в основном представлена продукция зарубежных фирм таких, как АРС (США), Fiskars Power Systems (Финляндия), Merlin Germ (Groupe Shneider) (Франция), Exide Electronics (США), SIEMENS (Германия), Liebert (Англия, Италия), SDMO (Франция), F.G.Wilson (Ирландия), Cummins (США), MTU-DDS (Германия) и др. Однако, в настоящее время совместные предприятия и предприятия с преимущественно российским капиталом, используя большое количество свободных производственных площадей бывшего Минэлектротехпрома, начинают производить российские САЭ, используя зарубежные комплектующие. Представляется, что для организаторов такого производства и инициаторов инвестиционной деятельности в этой области, методика определения типоряда энергетического оборудования при организации его производства в условиях ограниченных инвестиционных возможностей будет иметь важное практическое значение. Поэтому в дис-
Введение. сертационной работе рассматривается формирование типоряда на примере средств автономной энергетики.
Постановка задачи исследования. Специфика рассматриваемого сегмента рынка заключается в том, что успешная предпринимательская деятельность в области производства САЭ будет зависеть, в первую очередь, от правильной оценки и прогнозирования потребностей рынка в товаре с определенными параметрами, а также от правильности планирования очередности и объема инвестиций в последовательное или параллельное создание параметрического ряда САЭ для удовлетворения этих потребностей. Так как сегодня маловероятно найти инвестора готового профинансировать создание в России всего типоряда САЭ и освоение его серийного выпуска, то необходима методика позволяющая обосновать эффективность производства САЭ определенного (сокращенного) типоряда (номенклатуры) с учетом конъюнктуры рынка, стоимости разработки и ограниченных финансовых ресурсов производителя. Также в диссертационной работе показана важность и возможность придания, на стадии разработок, адаптационных свойств САЭ.
Цель исследования. Повысить эффективность использования технологических и финансовых ресурсов на предприятиях, занимающихся разработкой и производством САЭ за счет разработки методов формирования типоряда САЭ и распределения средств на ОКР по годам их проведения, при организации производства САЭ в условиях огранченных инвестиционных возможностей.
В соответствии с поставленными целями, в диссертационной работе решаются следующие основные задачи:
1. В теории:
1.1. Обоснование теоретической базы синтеза адаптивных структур САЭ.
1.2. Математическая модель оптимизации формирования параметриче ского ряда САЭ.
Введение.
2. В методических разработках:
2.1. Разработка принципов формирования адаптационных свойств САЭ.
Методика формирования типоряда САЭ при организации его производства на предприятии с ограниченными финансовыми возможностями.
Методика организации ОКР по созданию адаптивных САЭ.
3. В практической реализации:
3.1. Опробование разработанных методик на промышленных предприятиях, занимающихся производством САЭ.
Объект исследования. Объектом исследования является рынок и организационно-хозяйственные особенности производства средств автономной энергетики.
Предмет исследования - Методы формирования типорядов промышленной продукции при организации ее производства и распределение средств на ОКР САЭ по годам их проведения в условиях ограниченных инвестиционных возможностей.
Информационной базой исследования явились фактологические материалы, труды отечественных и зарубежных ученных, данные экономического и технологического анализа, полученные автором в процессе его профессиональной деятельности в ООО «АРТЭС» и ООО «ТСН», и взаимодействия с фирмами ОАО «Звезда», АО «Ленинградский электромеханический завод», ООО «Нева электрик», ООО «СПЭЛ», ООО «ЭФО» и др. В работе использованы статистические данные и другие материалы, характеризующие развитие рынка САЭ и проблем борьбы за этот рынок в России за период с 1990 по 2000 гг.
Метод исследования. Используемая в работе методология и методы исследования базируются на общих принципах экономической теории, теории развития больших систем, системном подходе и экономико-математическом анализе.
Введение.
В ходе исследования применены статистико-математические методы анализа информации, а также хорошо известные в радиоэлектронике и машиностроении методы модульно-блочной унификации и синтеза адаптивных структур.
Разработанность темы. Основополагающая роль энергетики по отношению к другим отраслям народного хозяйства является объективной закономерностью, а потребность в САЭ базируется не только на возможности САЭ обеспечить требуемое качество и надежность электроснабжения ответственных потребителей, но и на наилучшем удовлетворении, имеющегося с их стороны, спроса на САЭ требуемой номенклатуры.
Вопросы, связанные с формированием типорядов оборудования, исследовались в трудах видных отечественных ученых и нашли свое применение в плановом ведении народного хозяйства СССР, но смена политической и экономической ситуации в нашей стране диктует необходимость и подчеркивает актуальность совершенствования имеющихся и создание новых подходов к формированию типоряда САЭ. Вопросам системного анализа в автономной энергетике, а также формирования типорядов продукции с требуемыми адаптационными свойствами посвящен целый ряд работ. Наиболее активно в настоящее время идею параметрических рядов адаптивных САЭ разрабатывают ученые: Орлов А.В., Окороков В.Р., Булат В.А., Герасимов А.Н., Петрушкин В.Ф., Толмачев В.Н., Конторович Л.В., Долгов П.П., Макаров А.А.
Научная новизна работы заключается в разработке теоретических положений и понятий параметрических рядов адаптивных САЭ и создании математических моделей для формирования такого типоряда САЭ при организации его производства в условиях ограниченных инвестиционных возможностей.
Практическая ценность результатов диссертационной работы заключается в возможности использования, на промышленных предприятиях и фирмах, разработанных методов формирования типоряда САЭ и
Введение. фирмах, разработанных методов формирования типоряда САЭ и планирования распределения затрат на ОКР САЭ по годам их проведения.
Апробация промежуточных и конечных результатов работы прошла на научно-практических семинарах «Экономика и энергетика XXI век», проводимых Международной Высшей Школой Управления и при планировании производственно-хозяйственной деятельности ООО «АРТЭС».
Основные положения, выносимые на защиту:
Основные понятия и принципы формирования адаптационных свойств САЭ.
Методики формирования типоряда САЭ при организации его производства на предприятии с ограниченными финансовыми возможностями.
Методика организации ОКР по разработке и созданию адаптивных САЭ.
Результаты работы опубликованы: в ежегоднике за 1998 г. «Электротехника и электроэнергетика. Проблемы управления электроэнергетическими системами. Труды СПбГТУ №471.», статья «Качество электрической энергии и его влияние на функционирование систем связи и управления» (5/16 усл. печ. л.); в Академии им. Можайского учебное пособие «Системы бесперебойного электроснабжения», глава «Маркетинговые исследования рынка средств бесперебойного электроснабжения» (2 и 3/8 усл. печ. л.), изд. МО РФ 1997 г.; в г. Краснодар книга «Резервное и гарантированное электроснабжение (проблемы, методы и технические средства)», параграф 2.3. (3/4 усл. печ. л.), изд. «Энергия» 1998 г.; в сборнике статей молодых ученых РАВШУ «Экономика, энергетика и общество на пороге 21-го столетия», статья «Оптимизация формирования параметрического ряда технического товара при обосновании инвестиционных вложений для его производства» (3/4 усл. печ. л.) - июнь 1999 г.
Введение. в сборнике материалов межвузовской научной конференции XXVIII недели науки СПбГТУ, часть VI, статья «Методика формирования номенклатурного ряда технического товара». - СПбГТУ, 2000 г. - (5/16 усл. печ. л.).
Проблемы обеспечения качества электроэнергии
Объекты с потребителями повышенной ответственности (ТШО), несмотря на наличие собственных средств автономной энергетики (САЭ), в повседневном режиме эксплуатации с целью экономии ресурсов энергетического оборудования и запасов топлива и сред для автономной работы, получают электроэнергию от Госэнергосистемы. Следовательно, качество электроэнергии в системе электроснабжения объекта, в повседневном режиме, зависит от качества электроэнергии во внешней сети /1, 3, 6, 72/.
Проведенный анализ статистических данных ЦДУ РАУ ЕЭС показывает, что как бы не была совершенна энергосистема региона, в ней имеют место:
1. Повреждение одного или нескольких элементов и локализация поврежденного участка устройствами релейной защиты автоматики без отключения существенной части потребителей и деления энергосистем (более 100000 ежегодно).
2. Отказ релейной защиты или выключателя и локализация аварии резервной защитой, автоматикой и устройством резервирования отказов выключателей (примерно 0,05 % всех повреждений).
3. Нарушение синхронизма по одному сечению с ресинхронизацией или делением без существенного отключения нагрузки (несколько сотен ежегодно).
4. Каскадное нарушение синхронизма, которое ликвидируется устройствами «делительной» автоматики и не сопровождается существенным отключением нагрузки (несколько событий в году).
5. Отключение части нагрузки автоматикой при понижении частоты или напряжения (несколько десятков событий в год).
6. Дополнительная потеря значительной мощности тепловых электростанций (несколько событий ежегодно).
7. Длительный асинхронный ход вследствие того, что не произошла ресинхронизация и отказала «делительная» автоматика или выключатель (единичные события).
8. Длительное понижение (лавина) напряжения в основной сети вследствие того, что не отключалось короткое замыкание, нарушалась устойчивость части нагрузки и т.п. (единичные события).
9. Разделение энергосистемы или энергообъединения на отдельные части с погашением электростанций и отключением значительной части потребителей (редкие события).
Причинами, вызывающими возникновение и развитие аварийных ситуаций, приводящих к нарушению устойчивости энергосистем, а тем самым и нарушению качества энергии, являются: отключение линий, автотрансформаторов, трансформаторов; отказ или неправильные действия релейной защиты и противоаварийной автоматики; отключение или снижение мощности энергоблоков, аварии в системе собственных нужд электростанций; повреждение или отказ оборудования; неправильные действия оперативного и ремонтного персонала, ошибки службы релейной защиты и автоматики; превышение предела передаваемой мощности из-за нарастания нагрузки и опоздания с действиями по ограничению потребителей. Это может быть связано также с короткими замыканиями при грозе, дожде, пожаре, ветре, в результате попадания постороннего предмета и перекрытия изоляции на посторонний предмет, обрыва проводов из-за различных катастроф. Кроме того, кратковременные колебания напряжения могут создать переключение батарей конденсаторов мощных потребителей, при подключении мощных нелинейных нагрузок и т.д. Вредное воздействие указанных причин на параметры электропитания может усиливаться при нерациональном выборе топологии построения электросети и неправильном заземлении и занулении оборудования.
В приложении 1.1 представлены основные виды неполадок возникающие в электросети с указанием возможных причин приведших к сбою в электропитании, их последствий и методов борьбы с ними. Круговая диаграмма в приложении 1.2 показывает процентное соотношение различных видов неполадок согласно данным, приведённым в каталоге фирмы Exide Electronics.
Разработка принципа формирования параметрического ряда САЭ на предприятии
При разработке изделия производитель должен определиться в принятии тех или иных параметров для планирующегося к производству товара.
Под параметрами товара подразумеваются технические показатели, характеризующие его основные потребительские свойства при определенном функциональном предназначении. Изделия (товар), выполняющие одни и те же функции, могут иметь, например, разную мощность или производительность. Совокупность таких изделий с разными показателями параметров образовывают параметрический ряд.
Большинство технических товаров характеризуются целым набором параметров, т.е. параметрический ряд товара будет мультипараметрический. Данное обстоятельство достаточно серьезно осложняет процесс принятия решения по выбору конкретных показателей, планирующегося к производству товара.
Поэтому, для производителя важно выделить группу (пакет) основных параметров в полной мере характеризующих данный товар /19, 26/.
Таким образом первым шагом на пути формирования параметрического ряда САЭ будет - определение группы (пакета) основных параметров в полной мере характеризующих данный технический товар.
У большинства технических товаров, и в частности у САЭ, на основе качественного экспертного анализа (методы прямых критериев) можно всегда выделить главное свойство, через которое выражаются или от которого зависят все остальные основные параметры.
Таким образом задача формирования параметрического ряда может быть упрощена за счет преобразования мультиряда в квазимультипараметрический ряд, характеризующий в совокупности весь продукт на основе главного параметра.
Выделение главного параметра и осуществление ранжирования параметров - второй этап формирования параметрического ряда.
Далее важным шагом на пути формирования оптимального параметрического ряда САЭ будет, как уже отмечалось выше, анализ технологических особенностей процесса производства конкретного технического товара /41, 44, 46, 83/.
Так в зависимости от технологических особенностей процесса производства, товары можно разбить на несколько групп:
I группа - товары с гибкой технологией производства, и следовательно с возможностью изменить величину основного параметра товара без существенных капитальных затрат;
II группа - товары с частично-гибкой технологией производства;
III группа - товары с жесткой технологией производства, где изменение величины основного параметра требует существенных капитальных вложений.
В связи с этим производитель должен, уже на начальном этапе формирования миссии и концепции развития производства своей фирмы, заложить адаптивность свойств предполагаемого к производству товара. Чем больше адаптивность и соответственно унификация товара, тем меньше риск дополнительных капитальных вложений в реконструкцию технологии производства, связанных с неверным определением значения основного параметра планирующегося к производству товара.
Следующим этапом при формировании параметрического ряда будет исследование комбинаций конкретного технического продукта и сегмента существующего или потенциального рынка его сбыта. При данном анализе должны учитываться влияния как внешних рыночных факторов так и собственных возможностей предприятия.
Общие принципы унификации и особенности их применения для САЭ
Из проведенного анализа следует, что САЭ являются сложными техническими системами с присущими им свойствами, и, поэтому, научное обоснование направления их развития должно строиться на системном подходе. Суть системного подхода по отношению к САЭ заключается в том, что, во-первых, САЭ не должны рассматриваться как простая сумма своих элементов или подсистем; во-вторых, САЭ по своему предназначению сами является частью большой системы, какой является СЭС объекта /69/.
Мировым и отечественным опытом создания и эксплуатации энергоматериальных систем доказано, что для них должна быть принята модульная стратегия развития на базе унифицированных модулей (УМ). В ее основе заложен принцип конструктивной обособленности, когда с изменением одного элемента остальные не изменяются /2,4/.
Необходимо отметить принципиальное отличие стратегии основанной на использовании унифицированных модулей от так называемого «принципа агрегатирования». При агрегатировании, системы создаются на основе ограниченного разнообразия деталей, узлов и агрегатов. При модульном исполнении - на базе комплекса агрегатов с самостоятельной конечной функцией. Классическое определение модуля: «Модуль - это совокупность агрегатов, представляющих собой функционально и конструктивно обоснованную часть системы со стандартными связями внешней совместимости по входу и выходу» /4/.
Модульная система (МС) это: «Организация и управляемая совокупность разнофункциональных модулей, позволяющая создавать на месте применения любой из возможных объектов энергоматериальной системы» /4/.
Многоцелевая МС с переменной структурой обладает адаптивными свойствами, так как комбинаторные возможности модулей при правильном агрегатировании и универсальности связей внешней совместимости позволяют реализовать необходимое разнообразие обликов СЭС без существенных капитальных затрат.
Таким образом, в основе создания адаптивных структур САЭ должна лежать блочно-модульная унификация. Это обусловлено тем, что существует большое разнообразие потребителей, которые отличаются как по виду потребляемой энергии, так и по числу и мощности фидеров, по которым энергия подается к технологическому оборудованию.
С учетом вышеизложенного, структура СЭС, создаваемая из набора САЭ, должна обеспечивать необходимые изменения ее конфигурации, мощности и параметров электрической энергии. Реализация этого условия возможна двумя способами:
1. Созданием СЭС с максимальной избыточностью структуры, в которой элементы и связи между ними были бы в таком номенклатурном наборе, чтобы с помощью автоматических переключений или оперативных действий обслуживающего персонала могли быть решены любые задачи электропитания.
2. Создание СЭС из набора унифицированных модулей (УМ), замена которых в конструктивной структуре СЭС на УМ с требуемыми параметрами, позволит полностью удовлетворить предъявляемые требования со стороны потребителя к изменению какого либо параметра СЭС.
Опыт эксплуатации и выполненные ранее исследования показали, что для СЭС первый способ является нецелесообразным по технико-экономическим показателям. Он, несомненно, требует больших капитальных затрат, а достигнуть таким путем оперативного создания всех возможных вариантов структуры СЭС практически невозможно /1, 2, 4, 5/. Анализ проектных решений показывает, что этот способ подразумевает создание, в основном, централизованных схем, в которых удельный вес электрических связей значительно превосходит удельный вес источников и преобразователей электроэнергии. Второй способ подразумевает создание децентрализованных схем с преобладанием наоборот, удельного веса преобразователей и источников над удельным весом электрических связей.
Существующая модель формирования параметрического ряда САЭ
Модели формирования типоряда промышленной продукции особенно в энергетической области в СССР были разработаны слабо /4, 52/. Проблема решалась больше ни с маркетинговой точки зрения исследования потребностей рынка, а нормативно. Наиболее данная тема была развита с точки зрения оборонительной и тактико-технической позиций в структурах Министерства Обороны СССР.
Одной из самых распространенных моделью формирования типоряда промышленной продукции являлась модель при которой параметрический ряд формировался, главным образом, на основе минимизации суммарных затрат на разработку, изготовление и эксплуатацию САЭ /21/.
В соответствии с этой методикой постановка задачи выбора оптимального параметрического ряда САЭ представляется, как множество видов спроса j={l, .., п}, где п - численное значение требуемой мощности САЭ, каждому из которых соответствует некоторый набор параметрических рядов САЭ, описывающий спрос данного вида. Далее задается перечень к={1, ..., т} типоразмеров САЭ, способных в совокупности удовлетворить указанные виды спроса.
В общем случае, под оптимальным мощностным рядом со технических средств систем специального (автономного) электроснабжения, согласно рассматриваемой методики, понимается такой ряд, при котором функция суммарных затрат: достигает минимума по всем рядам со є j и по переменным xkj , Уfc(k=l,. . . , m; j=l, . . . , п), подчиненным ограничениям:
где C /CP - затраты на разработку k-ro типоразмера САЭ; Ск(УкУ затраты на изготовление k-го типоразмера САЭ из оптимального мощностного ряда, выпускаемого в количестве Vк единиц;
g.. - затраты на эксплуатацию единичного изделия k-го типоразмера, удовлетворяющего спрос j-ro вида;
Piq— число САЭ k-го типоразмера, необходимых для удовлетворения единицы спроса j-ro вида;
X..- количество единиц спроса j-ro вида, удовлетворяемые САЭ k-го типоразмера;
VЬ - объем производства САЭ k-го типоразмера;
Ф j - величина спроса j-ro вида.
Выбор оптимального ряда со типоразмеров в такой постановке сводится к отысканию таких значений xkj 0, для которых выполняется ограничение (4.2), а целевая функция (4.1) принимает наименьшее значение.
В основу решения этой задачи, связанной с вычислительными трудностями, обычно кладутся различные модификации метода динамического программирования.
Наряду со сложностями использования существующих методик расчета, принимавшиеся методологические подходы, после смены экономических ориентиров в обществе и смене курса развития нашей страны, проявили также ряд серьезных недостатков:
1. В моделях не учитываются ограничения накладываемые финансовыми возможностями предприятия или инвестора, вкладывающего деньги в организацию производства САЭ.
2. Нет учета влияния конкурирующих субъектов рынка САЭ.
3. В критериальной базе методик не учтены принципиально новые технические свойства адаптивности САЭ.
4. Не производится оптимизация распределения затрат на ОКР САЭ с учетом складывающейся ситуации на рынке.
В настоящее время для САЭ представляется целесообразным разработать новую методику формирования оптимального параметрического ряда САЭ и в расчетах использовать более простой метод последовательных опорных решений.
