汽车企业经济化用能管理的“两个终端，四项措施”（论文）

摘要：汽车企业的能源消耗是构成整车制造成本的重要部分。在国家节能减排政策要求、企业成本压力的双重背景下，采取切实有效的对策降低能耗已经是当务之急。本文根据汽车企业的工厂环境，结合现地现物的精益化管理思维，创新性地提出了“经济化用能管理”的“两个终端、四项措施”，并列举了部分应用案例，对在传统机械类产业中如何开启节能创效的空间提供了可资借鉴的思路。但笔者所在企业也正处在探讨和试行阶段，所提出方法的应用效果还有待实践的持续检验。

关键字：供给端、用户端、停产减供、停产停机、定标运行、合理排产

1、节能减排是汽车行业面临的重大课题

随着全球气候变化给人类生存环境带来的压力不断加重，节能减排已经成为全球性的人类社会可持续发展的重要课题。

对汽车行业来讲，它既关联到企业经营的成本，也体现了企业所承担的社会责任。

以笔者所在公司为例，2015、2016年能源消耗费用各为3.0亿元和2.7亿元，加上由于产能不足，单车能耗达到千元以上，在整车内制成本中占举足轻重的位置，成为制约企业效益的重要瓶颈。

为此，探讨汽车企业节能减排的有效方法并立即付诸行动，已经成为汽车企业刻不容缓的使命。

2、开源与节流是节能减排的双通道

对一个已经完成规划投资，进入生产运行中的企业，节能减排大致可以考虑如下两种基本思路：

一是开源。即通过技术改造引进新的可用绿色能源，或使现有能源尽量再生利用。

如太阳能发电、太阳能热水系统、雨水收集等都属于引进新的可用能源。而烟气余热回收、中水回收、空压机余热回收等属于能源的再生利用。

开源本质上属于技术节能的范畴，一般需要有一定的资金投入，而且回收期相对比较长，如果回收期超过3年以上，对企业的成本拉动效果并不明显。

所以开源的措施最好在工厂建设规划阶段就实施，这样做远比在投产后再投入进行改造更经济。

二是节流。节流属于管理节能的范畴，可以通过投入较少的成本而快速实现，对企业成本拉动效果比较显著。

这是本文我们要重点讨论的范畴。运用精益化的思想，依据现地现物，搭建基于现场的节能管理体制，把节能措施落实到现场，以达到节能降耗的目的。

3、经济化用能管理的构想

面对成本压力，我们集思广益，进行管理创新，在实践中创新了许多接地气的节能管理方法。并逐步提出了一套供给端与用户端互动，实现按需供给，合理节约用能，即“经济化用能管理”的思路。

　　所谓“经济化用能管理”，具体体现在“供给端”、“用户端”两个终端，“停产减供”、“停产停机”、“重点耗能设备定标运行管理”、“合理排产和安排工艺调试”四项管理对策。

3.1　供给端实行“停产减供”

根据我们跟踪测算的数据，工业用电、生产生活用水、压缩空气等能源，在停产期间的负荷率约为生产期间的50%左右。

图1：停产期间仍有50%左右的能源消耗被浪费

以往为了应付随时发生的加班生产、工艺调试、设备改造、检修等，大部分站房实行满供，这就使动力设备处于过供应状态，浪费能源。

为此，我们提出第一项管理对策：“停产减供”，即在非生产时间主动与工厂互动，按需供应，通过调降供应参数，保障检修、工艺调试的基本需要，同时节约用能。

以2016年夏季检修7天为例，通过部分站房的减供，共节约用能十多万元。

今后我们还将推出“临时用能申请”制度，以实现非生产时间临时用能的有序管理。

3.2　用户端推进“停产停机”、“重点耗能设备定标运行管理”、“合理排产和安排工艺调试”

工厂为保证设备停产时设备的基本状态能持续维持，以减少开班时的设备停机，全部设备均处于待机空耗能状态，因而需要消耗大量能源。

为此，我们推出了第二项管理对策：“停产停机”。除了少数工艺有特殊要求的设备不能中断动能外，我们将逐步落实大部分设备实现停产停机并就地关闭动能；同时主动协调工艺、维修部门解决停产关闭现场动能可能导致的设备状态不确定而导致停台的问题。如停电停气可能造成的设备原位变化、夹具与定位装置的松开等。

我们还重点关注单台消耗大的重点耗能设备，通过识别，建立了《重点耗能设备台帐》，辅导车间逐步落实第三项管理对策：“重点耗能设备定标运行管理”。这是一座效益可观的金矿，以外网冬季依据环境温度、生产班制人工调节采暖供应为例，一个采暖期就节约高温水费用244万元。

由于公司正处于产品的切换期，产能利用率严重不足，生产节拍慢，必然提高单位产品综合能耗。加上备品生产、工艺调试等，待机耗能现象不可避免。这就需要积极协调生产计划部门和工厂，把“合理排产和安排工艺调试”作为第四项节能对策，在考虑综合成本的情况下，尽量集中安排生产、调试，以减少单位产品能耗。

图2：“两个终端、四项措施”的“经济化用能管理”思路框架

4、运用“两个终端、四项措施”方法的案例

2016－2017年，我们运用上述管理方法，实施了一批改善，并取得了一定成效。下面分享几个典型案例，以从现地现物角度展示“两个终端、四项措施”的运用方法。

4.1　供应端减供——站房停产减供制度建立

我们在动力中心试点停产期间根据实际负荷减少供应，并逐步建立运行规范。目前已经在一动力中心全面实施规范化的停产减供的制度化运行，并于2017年实现在公司本部范围内三个动力中心的全覆盖。

具体做法是：

空压机：停产期间低压供气，满足检修及调试需要。

冷却塔：根据环境温度，减少开机数量。

水泵房：节假日生活水一次网直供；停产期间循环水低压供应。

图3：动力中心停产减供运行效果统计

动力中心经过停产减供的制度化运行，2016年上半年节约成本110余万元。

4.2　用户端停产停机——冲压车间停产停机管理

冲压车间率先推行停产停机管理，并优先落实到重点耗能设备，具体措施如下：

（1）制定《能源管理制度》、《节能实施办法》，涵盖重点耗能设备、辅助用能设备，实施规范化管控。

（2）根据实际设备使用需求及生产需要编制生产线《重点耗能设备断电标准》，现场张贴并培训。

（3）区域网格化细化，落实具体责任人，不定期检查监督执行效果，对不符合项予以通报并推动整改、复查，考核相应绩效。

图4：冲压车间停产停机节能效果统计

方案实施后，单车能耗有较明显的下降。

4.3　用户端重点耗能设备定标运行管理

4.3.1　采暖系统定标供应节能

在东北地区，采暖系统是企业典型的大耗能设备，每年的采暖费用一定程度摊高了单车成本，成为东北地区汽车企业的成本劣势之一。本公司全年采暖费用就多达一千多万元。

因此，对采暖系统实行定标运行，依据季节、环境温度、班制进行按需供应，有比较大的能源降成本空间。

具体的做法是：

（1）根据环境温度变化曲线，确定最经济的系统供应温度，比温度曲线调低5-10度。

（2）节假日实施低温运行，温度进一步调低。

（3）采暖初期、末期低温运行，充分利用气候条件。

（4）办公区域安装调节阀门，做精细化调节。

图5：采暖节能运行方案及效果

2016-2017冬春一个采暖季，经过采暖系统的节能定标运行，节约费用244万元。

4.3.2　厂房空调定标运行

厂房空调是耗电大户，满载启动时约占车间瞬时消耗的30%左右。且不管班制、环境温度、节假日，均按同一模式运行，能源浪费严重。

图6：二工厂有厂房空调25台

按照节能要求，重点耗能设备应该按实际需要定标运行，定制不同工况下的经济运行标准，按需用能。

轿车公司二工厂有厂房空调共25台，全部使用PLC控制。我们利用现有的PLC控制系统，把部分“定标”通过自动控制的方式来实现，自动化/人为控制相结合，实现空调的节能运行。设计按班制时段、按季节、按环境温度等不同工况下的自动启停控制程序，最终实现厂房空调智能化无人操作“定标经济运行”。

同时，我们经过分析和实验验证，空调在电机频率（风量）80％时，消耗功率可以减少到50%，考虑到原始设计时留有余量，把频率降低到80%运行。

图7：厂房空调频率（风量）和耗电的关系

初步核算，改造后一台空调可节电62%，节热24%，取得了良好的经济效果。

4.3.3　工艺方法优化节能

公司组织冲压、焊装、涂装、总装四大工艺研发通过优化工艺进行节能的方法，各专业都做了一系列有益的探索。如冲压研究压机节拍和电能消耗的关系，焊装试验机器人节电运行的方法，涂装试验烘干炉等的最低适用炉温等，都获得了一定进展。

以涂装烘干炉为例，通过实验室实验数据证明，炉温降低5度，对车身质量没有影响。通过温度的降低，达到了节约天然气的目的：

PVC烘干炉节约天然气=99m³/h-90m³/h=9m³/h

每年节约费用=9m³/h*2.8元/m³*16h*250=100800元

图8：实验室开展不同温度下的车身漆面质量试验

4.4　合理排产——动态数据分析揭示了合理排产的重要性

“合理排产和安排工艺调试”作为经济化用能管理的第四项措施，目前在数据分析和论证阶段。

如下图，小批量试制性质的生产整体能耗和正常生产消耗数据很接近，从而很大程度上拉高了单车消耗，因此，合理排产和安排调试是有益的。把小批量试制穿插到正常生产中，或者提高节拍集中排产，可能会提升管理成本，但很大程度降低了能源消耗。最终的取舍在于对综合成本的分析。

图9：经过数据分析得到的产量－能耗关系图

基本思路是：

（1）在兼顾综合成本的前提下，尽量集中排产和安排工艺调试。

（2）未来将试点临时用能管理，非生产日的计划外用能采用“申请——汇总——优化——安排供能”体制。

5、供给端、用户端必须良性互动，才能达到经济化用能的目标

能源管理牵涉的部门多，人员覆盖面大，公司所有部门、人员都是能源的使用者。为此，必须提升全员节能意识，让每个人都成为节能的改善者。

我们开展了一系列节能教育活动，提升全员节能意识。重点走访车间等大耗能单位，与车间互动，共同探索节能方法。通过与各车间加强信息交流、行政协调，使我们的各项管理措施逐步落地。同时，我们还和冲、焊、涂、总等专业科共同研讨工艺节能技术，为后期工艺优化、节能改造挖掘新课题。

“经济化用能管理”的每一项措施，都需要供给端、用户端的相关单位扎扎实实地工作，依托现地现物，研究和化解变化点带来的新问题，用技术支撑管理措施落地。我们必须脚踏实地，从现场做起，从每一台设备做起，不断创新节能工作方法，并通过标准化、持续化夯实工作成果，才能不断见到效果。

金矿就在脚下，不做事，就永远不会有收获。