Оптимізація енергозабезпечення підприємства
-
~30млн
грн економії витрат на енергоресурси щомісяця
-
−15%
скорочення витрат на енергозабезпечення
-
Щотижня
автоматичний перерахунок оптимальної конфігурації
Контекст
Стан на момент початку роботи
На великому промисловому підприємстві з безперервним виробничим циклом було розроблено та впроваджено оптимізаційну модель управління забезпеченням енергоресурсами, спрямовану на мінімізацію витрат. Підприємство має кілька альтернативних джерел енергозабезпечення: власні генеруючі потужності різного типу потужності та типу, централізовану закупівлю енергоресурсів, а також можливість використання різних видів палива для власної генерації.
З метою мінімізації витрат вибір оптимальної конфігурації енергозабезпечення має здійснюватися щотижня — залежно від виробничих планів, цін на ресурси та технічних обмежень. До впровадження моделі це завдання вирішувалось інтуїтивно або на основі спрощених ручних розрахунків, що систематично призводило до надлишкових витрат.
Деталі проєкту
- Галузь
- Промислове підприємство з безперервним циклом
- Напрямок
- Оптимізаційне моделювання / Управління енергоресурсами
- Джерела енергозабезпечення
- Власна генерація + централізована закупівля + альтернативне паливо
- Економія
- ~30 млн грн щомісяця
- Скорочення витрат
- −15%
Проблема
Інтуїтивні рішення в умовах багатофакторної оптимізації
Вибір найбільш економічно ефективної конфігурації енергозабезпечення залежав від великої кількості змінних параметрів, що одночасно змінювались. За відсутності інструментів для комплексного швидкого аналізу рішення приймались інтуїтивно або на основі спрощених розрахунків — що для підприємства з масштабною системою енергопостачання означало систематичні надлишкові витрати.
-
Багатофакторна залежність без інструменту аналізу
Оптимальне рішення визначалось одночасно виробничими планами, технічними обмеженнями, графіками ремонтів, прогнозним споживанням та поточними цінами на паливо — вручну це неможливо прорахувати коректно
-
Стислі строки прийняття рішень
Оптимальну конфігурацію необхідно було визначати протягом кількох годин після отримання актуальних вихідних даних — часу на ручні розрахунки не було
-
Волатильність вихідних параметрів
Постійна зміна цін на ресурси, виробничих планів і технічних обмежень вимагала безперервного перегляду рішень — без автоматизації це фізично неможливо
-
Відсутність сценарного аналізу
Неможливість швидко оцінити кілька альтернатив одночасно призводила до прийняття швидкого рішення замість оптимального
-
Систематичні надлишкові витрати
Рішення, прийняті без комплексного економічного порівняння альтернатив, регулярно призводили до неефективного використання власних генеруючих потужностей і неоптимальної структури закупівлі енергоресурсів
Як була ідентифікована проблема
Проблема виявлена під час аналізу структури витрат підприємства та процесу прийняття управлінських рішень у сфері енергозабезпечення. Встановлено, що значна частина рішень приймається без комплексного економічного порівняння альтернатив, розрахунки виконуються вручну або на основі спрощених моделей, а швидка зміна вихідних параметрів унеможливлює оперативну оцінку оптимальної конфігурації. Ретроспективний аналіз підтвердив, що в минулих періодах фактично мали місце рішення, що призводили до надлишкових витрат на енергоресурси.
Алгоритм рішення
Кроки побудови оптимізаційної моделі
Для вирішення проблеми розроблено оптимізаційну модель управління енергозабезпеченням підприємства. Команда провела комплексний аналіз усіх внутрішніх та зовнішніх джерел енергоресурсів, технічних характеристик генеруючих потужностей, технологічних взаємозв’язків між енергетичними системами та економічних параметрів. На основі цього сформовано систему залежностей між виробничими потребами, технічними обмеженнями та економічними параметрами — і побудовано математичну модель оптимізації.
-
Аналіз джерел енергозабезпечення
Проведено комплексний аналіз усіх внутрішніх та зовнішніх джерел енергоресурсів, їх технічних характеристик, обмежень і вартісних параметрів.
-
Картування технологічних взаємозв'язків
Ідентифіковано та структуровано технологічні взаємозв'язки між енергетичними системами підприємства — як основу для математичної моделі.
-
Побудова математичної моделі оптимізації
Розроблено математичну модель, що інтегрує виробничі потреби, технічні обмеження та економічні параметри в єдину систему з чітко визначеною цільовою функцією мінімізації витрат.
-
Інтеграція змінних вхідних параметрів
Модель налаштована на прийом актуальних змінних параметрів на будь-який плановий період: виробнича програма, прогнозне споживання, поточні ціни на паливо та енергоресурси, технічні обмеження, графіки ремонтів.
-
Автоматична оптимізація конфігурації
Модель автоматично визначає оптимальну комбінацію джерел енергозабезпечення, що забезпечує мінімізацію сукупних витрат при заданих параметрах і обмеженнях.
-
Автоматичний перерахунок при зміні параметрів
При зміні будь-якого вхідного параметра модель автоматично перераховує оптимальну конфігурацію — без необхідності ручного втручання аналітика.
Результати
Вимірювані досягнення після впровадження
Впровадження оптимізаційної моделі дозволило перейти від інтуїтивного прийняття рішень до системної економічної оптимізації енергозабезпечення.
До впровадження моделі
-
Інтуїтивний вибір конфігурації
-
Ручні розрахунки на основі спрощених моделей
-
Епізодичний перегляд рішень
-
Відсутність сценарного аналізу
-
Надлишкові витрати на енергоресурси
-
Рішення без економічного обґрунтування
Після впровадження моделі
-
Математична оптимізація з мінімізацією витрат
-
Автоматична модель з повним урахуванням параметрів
-
Щотижневий автоматичний перерахунок
-
Миттєва оцінка необмеженої кількості сценаріїв
-
−15% витрат на енергоресурси / ~30 млн грн економії щомісяця
-
Рішення на основі даних і математичної моделі
