Введение к работе
Актуальность темы В последние 10-15 лет правительством СССР и России приняты ряд постановлений, направленных на повышение эффективности планирования и проектирования промышленных объектов. В условиях перехода страны к рннісу повышается роль регионального планирования. Подчеркивается необходимость создания системы стратегического прогнозирования, планирования и управления. Отмечается, что на создание и развертывание современной промышленности, значительная часть которой является аналогом транснациональных корпораций, и инфраструктуры ушли десятки лет и в последующие 10-15 лет стратегические концепции останутся неизмененными. Детализация и конкретизация территориальной экономической политики должна начинаться с привязки реализуемых программ к предстоящим стадиям социально-экономической реформы. Важным исходным пунктом при разработке планов является определение потребности в продукции ( применительно к электрохозяйству промышленного предприятия - определение потребности в электротехнической продукции, параметров электропотребления ).
Электрохозяйство металлургического предприятия следует считать сложной (большой) системой, так как оно состоит из большого количества взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов (на крупном предприятии установлено 103-104 силовых трансформаторов. 105 электродвигателей, 10б низковольтных аппаратов, проложены сотни километров кабельных линий; капитальные затраты в электрохозяйство составляют до 15 7. от общих капиталовложений). Актуальным является исследование и практическое использование системных свойств электрохозяйства, не вытекающих иэ совокупности свойств отдельных элементов, так как применение при проектировании методов, основанных только на классической электротехнике, регламентированных, например, в "Указаниях по определению расчетных нагрузок в промышленных установках", приводит к существенным ошибкам (почти на всех предприятиях заявленный максимум нагрузки завышен в среднем на 10-20 7. ; загрузка трансформаторов ГІШ в среднем по отрасли составляет 25-40% ; коэффициент спроса в среднем по отрасли не превышает 0,2-0,25).
В настоящее время предъявляются жесткие требования к срокам и качеству проектирования промышленных объектов. Проект на стадии рабочих чертежей должен быть выполнен за 9-15 месяцев с
момента получения задания. В условиях сложившейся стадийности проектирование ведется параллельно всеми отделами проектных институтов при неполноте исходной информации. Выделены и играют все более важную роль предпроектные стадии (тендер, ТЭО). Проектировщику на предпроектных стадиях приходится принимать решения, опираясь лишь на личный опыт, используя аналоги. А именно на этих стадиях решения по электрохозяйству являются определяющими, которые конкретизируются и уточняются на последующих стадиях.
Таким образом, актуалными задачами являются научное, методическое, математическое, информационное обеспечение и нормативное оформление системного подхода к принятию решений на предпроектных стадиях, который заключается в представлении электрохозяйства промышленного предприятия как единого целого системой наиболее информативных обобщенных электрических показателей, прогнозируемых во времени и сравнимых для различных предприятий отрасли. Выделение обобщенных показателей позволит более обоснованно выбирать аналоги при проектировании, внедрять в практику проектирования статистические методы, методы научного прогноза, вычислительную технику.
В черной металлургии появились условия для применения данного подхода с внедрением в 1976 г. информационного банка данных "Черметэлектро", в котором хранится информация по всем отчетным электрическим показателям каждого предприятия и практически по всем видам выпускаемой продукции. Актуальным является разработка методов использования этой информации на предпроектных стадиях, извлечения из нее новой информации, интересующей проектировщика, для повышения эффективности и сокращения времени принятия решений.
Диссертационная работа выполнена на кафедре "Электроснабжение промышленных предприятий" Московского энергетического института в соответствии с координационным планом научных исследований, проводимых по проблеме 0.01.11. "Разработка и внедрение новых методов и технических решений в области межотраслевых проблем промышленной энергетики, направленных на энергосбережение".
Целью работы является исследование системных свойств электрического хозяйства на основе анализа выделенных основных электрических показателей, выявление связей основных электри-
ческих показателей с технологическими показателями функционирования металлургического предприятия и разработка на основе полученных закономерностей методики расчета количества основного электрического оборудования при проектировании ялектрохо-эяйства отдельного предприятия, схемы развития отдельных регионов и отрасли в целом.
В соотвествии с целью решены ел едущие задачи.
-
Выделение из всех электрических показателей, входящих в банк "Черметэлектро", основных, описывающих электрохозяйство как систему, на базе основных и функционально образуемых иг них показателей, имеющих физический смысл и необходимых проектировщику .
-
Выявление взаимосвязей между основными электрическими показателями и исследование их устойчивости во времени.
-
Классификация предприятий черной металлургии по матрице основных показателей с использованием методов кластерного анализа.
-
Прогнозирование значений основных электрических показателей функционирования электрохозяйства предприятия на стадии проекта по технологическим параметрам.
-
Идентификация законов формирования электрохозяйства предприятия основными электротехническими изделиями по основным электрическим показателям.
-
Разработка методики расчета потребности в основном X электрооборудовании на предпроектных стадиях для отдельного предприятия и при проектировании схемы развития отрасли.
Методы исследования определялись поставленными задачами и опирались на положения теории систем, теории вероятностей, методы математической статистики, кластерного анализа, анализа временных рядов, прогнозирования. Использованы научные труды отечественных и зарубежных специалистов, нормативные и сравоч-ные материалы, статистические данные банка "Черметэлектро" и собранная автором статистика.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендацій подтверждается репрезентативной статистикой,' корректным применением математических методов, сопоставлением полученных результатов расчетов с экспериментальными данными. В качестве информационной базы использованы отчетные показатели генеральной совокупности предприятий отрасли с 1971 г.
Научная новиана работы оостоит в следующем:
1. Показано, что система показателей, описывающих электро-
. хозяйство металлургического предприятия на 6 уровне, обладает
достаточной информационностью для принятия обоснованных решений на определяющих стадиях проектирования и планирования.
-
Доказана невозможность использования среднеотраслевых норм расхода электроэнергии на основные виды продукции для оценки показателей электропогреблвния предприятии и предложена методика оценки этих показателей.
-
Предложена классификация металлургических предприятий по основным электрическим показателям, которые в отличие от существующих классификаций, позволяют обоснованно выбирать аналог с точки зрения функционирования электрохозяйства.
-
Обосновано и предложено использование методов самоорганизации для идентификации характеристик сложных систем типа электрохозяйства промышленного предприятия.
-
Разработаны модели формирования электрохозяйства основным электрооборудованием на основе отчетных показателей банка "Черметэлектро".
-
Предложена методика принятия решений в условиях неполноты и неопределенности исходной информации на определяющих стадиях планирования и проектирования.
Практическая ценность работы заключается в возможности использования подученных моделей, программ, методик в составе САПР электрохозяйства металлургического предприятия. Замена профессионально- логически:' '.:ртодов принятия решений в условиях неполноты и неопределенности исходной информации формализованными математическими процедурами позволит повысить качеотво проектных и плановых решений в черной металлургии и смежных отраслях с сокращением трудоемкости и времени на принятие решений и экспертизу, проанализировать большое количество возможных вариантов решений, что особенно актуально в условиях нестабильности развития экономики . Более высокая достоверность получаемых при этом результатов позволит проводить обоснованную инвестиционную политику в экономике. Расширены возможности использования банка данных "Черметэлектро" без увеличения его оогема.
Апробация работы. Материал диссертации в целом и отдельные ее положения докладывались автором и обсуждались на б научно-технических конференциях, на научных семинарах кафедр "Электроснабжения промышленных предприятий" Московского энергетического института, Новомосковского филиала Российского химико-технологического университета в 1982-1994 г.г. Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, выполнено 2 научно-технических отчета.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков и 30 таблиц. Работа состоит из введения , четырех глав, заключения, приложения. Описок использованной литературы включает 118 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Приложений 6.
