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【摘要】电能消耗费用是大型企业生产成本的重要组成部分之一。通过对主要能耗设备、用能方式进行跟踪，结合生产方式、工作效率等影响因素，某发动机生产基地建立了电能消耗模型；并以电能消耗模型及实际数据为支撑，通过实施多项管理及工艺改进措施，实现了能耗降本。
【关键词】电能消耗模型；节能降本措施；试验验证
引言
推进节能降耗，建设低碳工厂，是大型企业积极响应国家节能减排号召应尽的社会责任，也是在激烈的市场竞争环境下降低生产成本的内在需求。某发动机生产基地主要从事发动机关键部件生产及装配工作，电能消耗费用是生产成本的重要组成部分之一，约占其能耗费用的97%。从建成投产开始，该生产基地即开始推进建立电能消耗模型的研究工作，期望通过掌握各环节的能耗构成以在此基础上推进能耗降本工作。通过近3年的摸索及不断完善，基本达成了预订目标。
1.电能消耗预测模型建立
根据实际情况，将电能消耗主体分为缸体缸盖机加工、总装、试车、油封等生产设备以及公用动力等生产辅助设备等，对各消耗主体分别跟踪各主要工作状态下的平均功率，然后逐一建立电能消耗模型，主要考虑如下：
缸体、缸盖机加工能耗主要包括正常生产、待机、暖机等状态。总装、试车、油封能耗主要包括正常生产和待机状态，其中油封的空气加热设备需考虑外界环境温度的影响因素。公用动力设备电能消耗仅与开启时间有关。
2.电能消耗模型验证、修正
在初步建立电能消耗模型后，连续进行了三个月的预测及实际消耗的对比，发现总装及公用动力设备符合率均在97%以上，而机加工设备低于93%，试车设备低于90%，油封设备低于80%。因此需对生产情况再次进行梳理，分析非正常生产能耗构成情况，修正能耗模型。
2.1缸盖、缸体机加工
实际生产过程中存在在制件，因生产需要偶尔会清空在制件，因此增加清铺线生产状态。
生产过程中在制数量持续发生变化，另外还存在工料废、返工等情况，这些未完成的发动机部件需引入折算产量概念来计算这一部分部件的电能消耗。
机加与装配生产衔接过程中存在库存件，需经清洗机返洗后才能进行装配，因此返洗发料电能消耗也需计入消耗模型中。
修正后的电能消耗模型：机加线=单台能耗*（实际产量+折算产量）+待机能耗*待机时间+断电能耗*断电时间+清铺线能耗*清铺线次数+暖机能耗*暖机时间+清洗发料能耗+其他用电。
2.2总装、试车、油封
试车时间随车型不同而不同，因此采用生产时间为基准重新建立消耗模型。
油封线主要用电设备为加热设备，该部分电能消耗受生产时间和产量双方的影响，因此在消耗模型中加入生产效率系数。
修正后的电能消耗模型：总装=单台能耗*产量+待机能耗*待机时间+断电能耗*断电时间+清铺线能耗*清铺线次数+其它用电；
试车=生产小时能耗*（产量*单台耗时/60-8*清铺线次数）+待机能耗*待机时间+清铺线能耗*清铺线次数+冷试直接出产产量*单台能耗+其它用电；
油封=单台能耗*（产量-80*清铺线次数）*温度系数*生产效率系数+待机能耗*待机时间+清铺线能耗*清铺线次数*温度系数+其他用电。
使用修正后的模型进行预测与实际对比验证，机加工、总装、校车符合率均达到97%以上，油封符合率在96%以上，说明当前的电能消耗模型已基本能反应实际情况。
3.节能降本实施
通过对电能消耗构成及实际生产情况进行分析，发现在以下4个方面存在较大的节能空间：1）生产线暖机、待机电能消耗；2）大功率加热设备电能消耗；3）非正常生产状态电能消耗；4）生产辅助设备电能消耗。于是分别实施了相应的节能措施。
3.1减少设备非生产用电
原来所有机加工设备均暖机120分钟，通过多次缩短暖机时间试验，分析工件加工精度情况，最终将粗加工机床暖机时间调整至15-30分钟，精加工机床调整至30-60分钟。
针对所有生产设备，在预计24小时内没有生产任务时，当班生产结束后切断设备电源，减少待机能耗。
3.2减少大功率加热设备用电
合理设定机加线清洗机水温上限。通过每次将水温上限调低1℃进行试验，并持续跟踪好工件清洁度情况，最终将水温上限设定值下调5℃。
合理设定喷漆烘干设备温度设定值。通过每次将设定温度调低5℃进行试验，并持续跟踪油漆烘干质量，最终将温度设定值下调20℃。
3.3减少非连续生产用电
制定并完善换型生产的在制储备规范及换型工艺，减少因换型造成的段落生产。结合现场库库存量、装配排产计划及换型周期等要素，减少返洗数量。
结合销售订单及物料资源，做好机加与装配的衔接，减少机加或装配线单独生产的情况，降低生产辅助设备的电能消耗。
3.4减少生产辅助设备设施用电
规范中央空调控制措施。根据各生产区域温度控制要求差异，设定相应区域的目标温度设定值；根据排产计划分区域开启空调系统；通过人工介入控制，结合实际生产情况及天气情况提前30-60分钟关闭制冷/制热；利用谷电时段提前开启主机，对生产区域进行预冷/预热，减少峰电期间的电能消耗。
减少空压站的大型空压机开启时间。对需要24小时持续运行的设备如输调漆、污水处理、乳化液集中过滤等，分别增装小功率空压机，在非生产时段进行局部供气。
减少照明用电。对围墙灯、路灯等外场照明设施进行线路改进，在无特殊照明需求时，采用半亮控制方式；对装配区域的工序照明进行线路改造，正常工作时关闭低效照明灯。
4、结语
通过大量艰苦细致的工作，该生产基地基本建立了科学的电能消耗模型，每月用电量预测符合率达到了95%以上，并通过实施多项管理及工艺改进措施，每年可实现节约能耗约10%。随着工艺要求的不断变化及技术改造带来的设备变化，消耗模型也需不断修正、完善。
参考文献
[1]宫运启.《基于知识的产品制造过程能耗的计算与预测》.华南理工大学学报（自然科学版），2009
【关键词】电能消耗模型；节能降本措施；试验验证
引言
推进节能降耗，建设低碳工厂，是大型企业积极响应国家节能减排号召应尽的社会责任，也是在激烈的市场竞争环境下降低生产成本的内在需求。某发动机生产基地主要从事发动机关键部件生产及装配工作，电能消耗费用是生产成本的重要组成部分之一，约占其能耗费用的97%。从建成投产开始，该生产基地即开始推进建立电能消耗模型的研究工作，期望通过掌握各环节的能耗构成以在此基础上推进能耗降本工作。通过近3年的摸索及不断完善，基本达成了预订目标。
1.电能消耗预测模型建立
根据实际情况，将电能消耗主体分为缸体缸盖机加工、总装、试车、油封等生产设备以及公用动力等生产辅助设备等，对各消耗主体分别跟踪各主要工作状态下的平均功率，然后逐一建立电能消耗模型，主要考虑如下：
缸体、缸盖机加工能耗主要包括正常生产、待机、暖机等状态。总装、试车、油封能耗主要包括正常生产和待机状态，其中油封的空气加热设备需考虑外界环境温度的影响因素。公用动力设备电能消耗仅与开启时间有关。
2.电能消耗模型验证、修正
在初步建立电能消耗模型后，连续进行了三个月的预测及实际消耗的对比，发现总装及公用动力设备符合率均在97%以上，而机加工设备低于93%，试车设备低于90%，油封设备低于80%。因此需对生产情况再次进行梳理，分析非正常生产能耗构成情况，修正能耗模型。
2.1缸盖、缸体机加工
实际生产过程中存在在制件，因生产需要偶尔会清空在制件，因此增加清铺线生产状态。
生产过程中在制数量持续发生变化，另外还存在工料废、返工等情况，这些未完成的发动机部件需引入折算产量概念来计算这一部分部件的电能消耗。
机加与装配生产衔接过程中存在库存件，需经清洗机返洗后才能进行装配，因此返洗发料电能消耗也需计入消耗模型中。
修正后的电能消耗模型：机加线=单台能耗*（实际产量+折算产量）+待机能耗*待机时间+断电能耗*断电时间+清铺线能耗*清铺线次数+暖机能耗*暖机时间+清洗发料能耗+其他用电。
2.2总装、试车、油封
试车时间随车型不同而不同，因此采用生产时间为基准重新建立消耗模型。
油封线主要用电设备为加热设备，该部分电能消耗受生产时间和产量双方的影响，因此在消耗模型中加入生产效率系数。
修正后的电能消耗模型：总装=单台能耗*产量+待机能耗*待机时间+断电能耗*断电时间+清铺线能耗*清铺线次数+其它用电；
试车=生产小时能耗*（产量*单台耗时/60-8*清铺线次数）+待机能耗*待机时间+清铺线能耗*清铺线次数+冷试直接出产产量*单台能耗+其它用电；
油封=单台能耗*（产量-80*清铺线次数）*温度系数*生产效率系数+待机能耗*待机时间+清铺线能耗*清铺线次数*温度系数+其他用电。
使用修正后的模型进行预测与实际对比验证，机加工、总装、校车符合率均达到97%以上，油封符合率在96%以上，说明当前的电能消耗模型已基本能反应实际情况。
3.节能降本实施
通过对电能消耗构成及实际生产情况进行分析，发现在以下4个方面存在较大的节能空间：1）生产线暖机、待机电能消耗；2）大功率加热设备电能消耗；3）非正常生产状态电能消耗；4）生产辅助设备电能消耗。于是分别实施了相应的节能措施。
3.1减少设备非生产用电
原来所有机加工设备均暖机120分钟，通过多次缩短暖机时间试验，分析工件加工精度情况，最终将粗加工机床暖机时间调整至15-30分钟，精加工机床调整至30-60分钟。
针对所有生产设备，在预计24小时内没有生产任务时，当班生产结束后切断设备电源，减少待机能耗。
3.2减少大功率加热设备用电
合理设定机加线清洗机水温上限。通过每次将水温上限调低1℃进行试验，并持续跟踪好工件清洁度情况，最终将水温上限设定值下调5℃。
合理设定喷漆烘干设备温度设定值。通过每次将设定温度调低5℃进行试验，并持续跟踪油漆烘干质量，最终将温度设定值下调20℃。
3.3减少非连续生产用电
制定并完善换型生产的在制储备规范及换型工艺，减少因换型造成的段落生产。结合现场库库存量、装配排产计划及换型周期等要素，减少返洗数量。
结合销售订单及物料资源，做好机加与装配的衔接，减少机加或装配线单独生产的情况，降低生产辅助设备的电能消耗。
3.4减少生产辅助设备设施用电
规范中央空调控制措施。根据各生产区域温度控制要求差异，设定相应区域的目标温度设定值；根据排产计划分区域开启空调系统；通过人工介入控制，结合实际生产情况及天气情况提前30-60分钟关闭制冷/制热；利用谷电时段提前开启主机，对生产区域进行预冷/预热，减少峰电期间的电能消耗。
减少空压站的大型空压机开启时间。对需要24小时持续运行的设备如输调漆、污水处理、乳化液集中过滤等，分别增装小功率空压机，在非生产时段进行局部供气。
减少照明用电。对围墙灯、路灯等外场照明设施进行线路改进，在无特殊照明需求时，采用半亮控制方式；对装配区域的工序照明进行线路改造，正常工作时关闭低效照明灯。
4、结语
通过大量艰苦细致的工作，该生产基地基本建立了科学的电能消耗模型，每月用电量预测符合率达到了95%以上，并通过实施多项管理及工艺改进措施，每年可实现节约能耗约10%。随着工艺要求的不断变化及技术改造带来的设备变化，消耗模型也需不断修正、完善。
参考文献
[1]宫运启.《基于知识的产品制造过程能耗的计算与预测》.华南理工大学学报（自然科学版），2009