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文檔簡介
資源有效性運營概述及精益基礎培訓課件2014年5月機密和專有未經麥肯錫許可,任何對此資料的使用嚴格禁止目前一頁\總數一百零九頁\編于十三點資源短缺是企業面臨的越來越重要的一個主題,它推動了對資源生產率解決方案的需求瞄準資源生產率通常比擴展資源所有權更可行、更具成本效益資源短缺資源需求不斷增長礦藏儲備枯竭環境制約供應資源成本日益提高問題:需求不斷增長,但資源日益減少潛在解決方案:
提高…確保額外的能源、材料和水資源來源擴展運營和伙伴關系在整個價值鏈上協調合作資源所有權梳理能源、材料和水資源的使用
優化運營重新設計節能系統資源生產率資料來源:高效資源(綠色)運營服務線目前二頁\總數一百零九頁\編于十三點在傳統的精益思維基礎上提高資源效率通過運用理論限額概念加大目標將利潤作為最終決策的主要因素優先處理讓整個組織參與進來實現變革的持續從長期效益考量資源的獲取和循環精益極限聯動利潤
利用精益原則和運用組織內部現有精益專長制定資源效率戰略。精益與綠色思維具備高度協同性且使用相同的基本原則運用理論極限概念制定倡導創造性思維和實現資源效率重大改善的宏偉目標實施資源效率變革時考察利潤率公式(收入減成本)。采取協同方式對(產量、產出率、能源和排放)進行權衡
,因為調整一個杠桿可能使另一個杠桿獲益或形成沖突對組織上下的管理體制以及理念和行為實施必要的提升以支持技術改良將先期的科學決策視為長期競爭力的前提循環長效三圈時效理論理念資源有效型運營五大核心理念資料來源:高效資源(綠色)運營服務線目前三頁\總數一百零九頁\編于十三點精益生產介紹資源有效型運營的迫切性企業開展資源有效型運營改善需要的改變主要框架和方法小結目錄目前四頁\總數一百零九頁\編于十三點精益不是...僅僅是生產車間的事情僅限于重復裝配方式一部改進方案一套工具和技術精益是...精益的簡單定義一整套綜合原則響應客戶需求持續追求完美地為客戶創造價值資料來源:麥肯錫目前五頁\總數一百零九頁\編于十三點精益生產的主要好處根本信念是四個主要目標的基礎競爭優勢源自人員健康和安全是所有事情中的重中之重安全必須對零缺陷品質進行設計和植入任何缺陷都應在產生之初即得到發現并加以解決品質制定流程必須考慮從端到端的流程只在需要的時間和地點、按照需要的數量生產產品交付整個組織都了解客戶所看重的價值采用系統的方法識別并消除浪費源頭成本客戶滿意度資料來源:麥肯錫目前六頁\總數一百零九頁\編于十三點豐田面對嚴峻的市場情況,需要在低產量時實現量產效率,TPS經過60年的發展運用范圍愈來愈廣精益生產19331950豐田汽車成立TPS的系統化供應商開發移植19601970198019902000資料來源:麥肯錫豐田汽車以小批量多品種的生產環境下達到大批量生產的效率豐田將TPS的觀念導入供應鏈位于歐美的日商公司也獲致與亞洲同樣的成效。歐美企業了解到他們的成功在一套制度化的運營方法目前七頁\總數一百零九頁\編于十三點精益生產源于日本的豐田汽車生產系統……“在豐田,生產一輛凌志車所需要的人工數,甚至比(別的公司)在生產線終端返工一輛頂級德國豪華車所需要的人工數還少”-摘自“改變了世界的機器”TheMachinethatChangedtheWorld資料來源:麥肯錫目前八頁\總數一百零九頁\編于十三點…如今已被廣泛地運用于各行各業之中制造流程服務原型19801990目前1960豐田汽車飛機船舶消費類產品鋁業紙張化學品上游勘探與生產鐵路金融服務電信電力行業資料來源:麥肯錫目前九頁\總數一百零九頁\編于十三點豐田屋作為豐田生產方式的架構被廣泛學習資料來源:豐田標準化作業穩定的因素:平準化,5S,績效管理,全員生產維護工作滿意度自働化(Jidoka)準時制生產(JIT)Kaizen
(持續改善)客戶滿意成本交付質量安全士氣-連續流-節拍時間-拉動式生產-防錯-安燈-根本問題解決目前十頁\總數一百零九頁\編于十三點豐田模式的14條原則建立連續生產流程,使問題得以顯現。重新設計流程,通過持續改善(Kaizen)來消除浪費(muda)使用拉動式生產系統,避免生產過剩(流程中的每一步向前一步發出信號,提示需要更多物料)使工作負荷均衡穩定(平準化)。(使浪費(muda)最小化、避免人員或設備負荷過大(muri)、避免造成不均衡的生產水平(mura))建立通過暫停生產線來解決問題、第一次就把質量搞好的文化(自動化–質量優先)將作業和流程標準化,建立持續改善和員工賦權的基礎使用目視化管控來確保問題無處隱藏(5S現場管理、業績看板、安燈系統、生產看板系統等)只使用可靠的、經過測試的技術來協助人員和流程(技術由生產拉動,而非推向生產)栽培能完全理解工作、踐行理念、教授他人的領導者(若不能長抓不懈,原則就會失去作用)培養能堅持公司理念的杰出人才和團隊(理想的團隊規模是4到5個人–成功歸功于團隊,而非個人)尊重廣大的合作伙伴和供應商,給予他們挑戰并幫助他們改善親臨現場,全面了解情況(GenchiGenbutsu–到車間現場去了解情況)決策要慢,要基于共識,要全面考慮各種方案;實施決策要快(nemawashi)通過不斷反省(hansei)和持續改善(kaizen)來形成學習型組織連續流拉動式生產工作負荷平準化首次質量標準化目視化管控可靠技術精益領導小而強的團隊供應商合作關系親臨現場觀察的方法審慎決策持續改善持續解決根本問題,推動組織學習通過培養人員來為組織增加價值正確的流程將產生正確的結果管理決策以長期理念為基礎,即使因此犧牲短期財務目標也在所不惜長期理念長期思維資料來源:麥肯錫目前十一頁\總數一百零九頁\編于十三點由3個部分組成的精益運營體系中融入了
“豐田模式”的14條原則,以及數種附加的方法資料來源:《豐田模式(TheToyotaWay)》,杰弗里·萊克博士著、、團隊分析2連續流3拉動式生產4工作負荷平準化5首次質量6標準化7目視化管控8可靠技術9精益領導10小而強的團隊11供應商合作關系12親臨現場觀察的方法13審慎決策14持續改善1長期思維長期理念持續解決根本問題,推動組織學習通過培養人員來為組織增加價值正確的流程將產生正確的結果長期思維精益領導小而強的團隊審慎決策持續改善理念標準化目視化管控供應商合作關系親臨現場觀察的方法持續改善體系小團隊架構167連續流拉動式生產工作負荷平準化首次質量可靠技術23458910111213141410體系工作活動約有75%集中在管理和理念,但許多企業卻往往忽略了這一部分運營體系理念和能力管理架構目前十二頁\總數一百零九頁\編于十三點業務流
(輸入)系統(損失)業績指標(產出)人員與流程原料資料質量成本交貨表現業績客戶/股東要求落差=業務問題時間實際業績浪費波動性不靈活性不論在任何系統中,浪費、波動性與不靈活性都會造成損失資料來源:麥肯錫目前十三頁\總數一百零九頁\編于十三點浪費波動性不靈活性樣本分布LCLUCL6σ(s.d.)LSLUSL精益改善工作的
重點6σ改善工作的
重點最大客戶化活動的重點「流程的心聲」「客戶的
心聲」要改善業績就必須了解損失發生的原因,并持續不懈的減少損失資料來源:麥肯錫額外成本高規格客戶愿意付的價格客戶的成本基本規格目前十四頁\總數一百零九頁\編于十三點浪費附帶工作增值工作增值工作會直接增加客戶眼中的產品價值的工作(例如零件組裝)客戶付錢購買的東西浪費不會增加產品價值的工作或資源利用浪費在日文又稱做「muda」,即日文的「浪費」附帶工作不會直接增加客戶價值,但卻是維持作業所必要的工作(例如在廠內移動以取得組裝所需的原料)目標我們的目標是消除浪費與附帶工作,將增值工作的比重盡可能擴大工作要素浪費就是會增加成本但不會增加價值的工作資料來源:麥肯錫目前十五頁\總數一百零九頁\編于十三點七種常見的浪費過量生產等待運輸過度加工庫存返工移動資料來源:麥肯錫目前十六頁\總數一百零九頁\編于十三點質量交貨表現轉嫁給客戶沒有突發狀況出現突發狀況增加突發
狀況成本客戶不滿波動性會對客戶造成質量或交貨表現問題,也可能因為突發狀況而導致
成本增加資料來源:麥肯錫突發狀況(存貨、備用產能等)會增加成本流程內的質量/交期不穩定目前十七頁\總數一百零九頁\編于十三點人員原料流程/方法設備質量交貨表現環境波動性的五大來源資料來源:麥肯錫目前十八頁\總數一百零九頁\編于十三點改善之后標準化之后原始狀況123原本流程的波動性高,并超過目標實施標準化可以降低波動性,讓流程更接近目標持續改善法(Kaizen)的落實可以進一步提升流程,讓波動性降至最低,達成目標平均周期時間改善途徑目標周期時間周期時間周期時間等待、返工等等的浪費會導致周期時間過長波動性必定會造成浪費,若欲減少浪費,必須先降低波動性資料來源:麥肯錫目前十九頁\總數一百零九頁\編于十三點精益生產介紹資源有效型運營的迫切性企業開展資源有效型運營改善需要的改變主要框架和方法小結目錄目前二十頁\總數一百零九頁\編于十三點“如何保持競爭力”對公司而言是最緊迫的問題,而我們的答案就是資源有效型運營管理如何應對世界資源日益匱乏的挑戰?如何超越傳統的轉型項目(例如精益)?12如何設計資源效率更高的產品?怎樣的組織形式才能更好地適應新的資源有效型業務模式?如何最好地利用供應鏈?如何才能做到綠色環保,而不僅是節能?如何才能在不損兵折將的情況下達到人員效率提升的效果?如何才能將資源所有權轉化成競爭優勢?如何將損益(固定成本)的掌控率從20-30%提升到70%以上?如何才能保證在生產過程中最高效地利用稀缺資源?如何從勞動生產率轉變為資源生產率?目前二十一頁\總數一百零九頁\編于十三點旺盛的資源需求和有限的國內供給使得中國成為幾個資源的主要進口國1Metalelementcontained,thousandtonsSOURCE:MckIOSupplyModel,MetalChina,WBMS,McKinseySteelRawMaterialsModel銅13,1801,267鎳礦
Ore1中國基礎原材料生產和需求2011年,百萬噸煤鐵礦氧化鋁生產消耗關鍵影響鎳:
鎳主要用于不銹鋼產業中國是全球最大的不銹鋼生產國家,但缺乏足夠鎳資源銅:全球最大的冶煉產能冶煉需求因能源行業投資和地產投資而大幅
上升
鋁:主要用于交通行業鐵礦/煤:
鋼鐵板塊的強勁需求國內資源不足12.639.844.442.381.3XXX自供率目前二十二頁\總數一百零九頁\編于十三點因此,資源消耗需要重大變革…0.01.21.81990-2008年歷史資源生產率的增長率,%2008-2030年資源生產率的目標增長率,%碳1GDP/噸CO2當量水GDP/立方米石油GDP/桶電力GDP/兆瓦時糧食/飼料噸/公頃資源的競爭關系水(水電、碳捕獲與封存)糧食/飼料(生物燃料、
林業)碳(重油)水(重油、生物燃料)糧食/飼料(生物燃料)電力(海水淡化、泵送)碳(煤電)水(水電)糧食/飼料(生物質)碳(毀林、干涸濕地)水(灌溉)1所有溫室氣體資料來源:GDP:環球通視;水:麥肯錫全球供需模型;溫室氣體:氣專委;石油:國際能源署2008年世界能源展望參考情景;電力:國際能源署2008年世界能源展望(歷史)和麥肯錫全球減排成本曲線v2.0(2030);糧食/飼料:聯合國糧農組織2008年目前二十三頁\總數一百零九頁\編于十三點…可變成本優化與資源所有權戰略地位的奪取勢在必行資料來源:麥肯錫研究信息部;小組分析西方2010年90550中國2010年50300西方2000年75600固定成本可變成本對亞洲而言,可變成本變得愈加至關重要舉例
–鋼鐵生產成本美元/噸利潤轉移到資源所有者,損害下游企業利益舉例
–2009年鋼鐵行業的稅后資本回報率%5-1025-30礦山鋼鐵廠目前二十四頁\總數一百零九頁\編于十三點舉例–鋼鐵生產成本美元/噸201286%201120062007200820092010資源價格致使成本壓力加大對亞洲而言,可變成本變得愈加至關重要資料來源:全球通視2008200920102011201297%20072006中國2010年550300西方2000年600西方2010年可變成本固定成本因此資源限制正在改變世界的同時也在改變中國,而且中國由于可變成本比重較高受到的影響也日益加大中國焦炭價格指數1
100%=2006年1月美元/噸
石油價格美元/噸進口原油
鐵礦石價格2
100%=2006年1月美元/噸
20072006+184%200920102002008201120121Ironoreconcentrate66%Fewet/ChinadomesticEx-N.E.ChinaWorks(incl.17%vat)$/t2NorthAmericanFreeTradeAgreement/EuropeanUnion目前二十五頁\總數一百零九頁\編于十三點中國的能源與基礎材料行業中,能源和原材料成本的占比遠高于西方同類企業…資料來源:NFID模型v4.30;金屬通報;OANDA(萬達)其它11%勞動力4%能源47%原材料38%原材料29%17%其它勞動力26%28%能源381美元/噸112011年美元對人民幣的平均匯率是6.455
288美元/噸運營成本高企的原因如下
原材料成本上升,例如鋁土礦進口價格上升中國能源成本上漲,例如煤炭、石油和電力價格上漲重要背景:可獲得低成本鋁土礦澳洲的主要能源是天然氣,與其它燃料相比成本更低勞動力成本遠高于中國85%57%2011年中國氧化鋁廠的平均加權運營支出2011澳大利亞氧化鋁廠的平均加權運營支出氧化鋁例子修改或者刪除本頁目前二十六頁\總數一百零九頁\編于十三點轉化為行業目標鋼鐵行業單位能耗
千克煤當量/噸…同時,中國政府對各行業提出了越來越高的能效要求資料來源:國家能源局新的水泥廠產能必須要超過4,000噸/天,并達到國家能耗標準
–水泥行業新項目投資限制“”五年計劃中設定的節能目標單位GDP能耗噸煤當量/10,000GDP
市場準入愈發嚴格十一五十二五-4%2015≦5802010-16%-16,6%-19,0%20200,7220150,8720101,0320051,28十三五目前二十七頁\總數一百零九頁\編于十三點在這樣的大背景下,生產廠家利潤空間被進一步壓縮舉例–鋼鐵生產成本美元/噸歐洲2010600歐洲20002300中國2010550可變成本固定成本-46%2010090807060504032002前五大鋼企平均息稅折舊及攤銷前利潤
1百分比12010年前五家鋼企產量:寶鋼、鞍鋼、武鋼、首鋼、河北鋼鐵導致中國鋼鐵行業的利潤不斷下滑在中國,可變成本變得越來越重要和關鍵目前二十八頁\總數一百零九頁\編于十三點但是,盡管能源效率存在巨大潛力…資料來源:德國聯邦統計局;麥肯錫1基于原油價格140美元/桶的基準價格2 能源成本占2006年披露的運營成本百分比海運50-60水泥352232352金屬和礦汽車和零部件整合油氣102452電力化學492航空35-451能源占總運營成本2
百分比運營成本中很大一部分是能源成本汽車及裝配消費品化工電廠鋼鐵/鋁行業已實現的能源節約百分比101020304050類別機械加工線批處理20%-30%連續處理10%-15%高密集度0%-5%發電
10%-20%電機和泵機5%-10%整合價值鏈10%-15%下游處理10%-20%固態產品加工17%-22%液態產品加工20%-50%包裝5%-10%裝配線連續生產10%-30%機械和設備工程10%-30%提高能效可在多種行業產生巨大效益目前二十九頁\總數一百零九頁\編于十三點…但在過去長期被忽視資料來源:德國聯邦統計局;麥肯錫1801701501301401601201001100能源生產率勞動力生產率材料生產率能源生產率在過去被忽視生產率百分比目前三十頁\總數一百零九頁\編于十三點如今,資源有效型(綠色)運營標志著下一波生產、設計和分銷的創新資料來源:麥肯錫時間業績大批量生產生產率和產品供應取得重大進步能源消耗和排放隨之顯著增長精益運營第一階段中,精益多用于實現全職員工人數節約,提高產量和產品交付業績對排放產生正面影響資源有效型(綠色)運營通過提高生產中的資源效率來提高利潤率消除資源限制顯著提升資源生產率…2010產能和質量提升產品產出和質量的顯著提升利潤率和排放隨之進一步增長目前三十一頁\總數一百零九頁\編于十三點我們從整個供應鏈循環思考資源有效型運營下游生產上游生產收集與分揀優化產品優化供應循環RPM–資源有效型運營:
如何優化生產,盡量減少資源使用(例如:原材料、能源)先進數據分析:
利用先進的數據分析手段,最大化資源有效性運營效率DfS
–可持續設計:
如何優化產品設計以獲得最佳的資源生產率、成本和客戶價值優化市場優化生產提升資源有效型運營的利潤影響采購和供應鏈:
怎樣有效利用循環生產以及新的所有權和業務模式形成戰略優勢能力培養:
培養具有資源有效性系統化思維,掌握核心管理工具的人才資料來源:麥肯錫目前三十二頁\總數一百零九頁\編于十三點而且,資源有效型運營包含的要素不僅限于能效資料來源:麥肯錫可持續性及資源生產率咨詢業務廢物減少廢物流,例如包裝和有機溶劑,增加回收利用水減少水資源使用,改善廢水處理盡量減少能源使用和由此帶來的CO2排放能源目標要素排放盡量減少直接過程排放,例如:CO2、
NOX、SOX原材料盡可能提高原材料到成品的轉化率(產出)令工藝流程的經濟效益最大化,同時盡量減小其環境影響目前三十三頁\總數一百零九頁\編于十三點精益生產介紹資源有效型運營的迫切性企業開展資源有效型運營改善需要的改變理念和能力管理構架運營系統主要框架和方法小結目錄目前三十四頁\總數一百零九頁\編于十三點40“不知道”–不了解“為什么管,管什么,怎么管”,不了解能效到底是什么損失,不知道需要數據計量“不愿意”
–對浪費“視而不見”,對操作“漠不關心”,把能效等同于節能減排“沒人才”–缺乏專業人員,專家不司要職企業在開展資源有效型運營改善工作上遇到的挑戰非窮盡資料來源:麥肯錫改善重點不明確–缺乏科學論證節能技術應用不到位–節能技術和操作脫節設備管理和日常管理和能效不相關–設備的可靠性和運行偏差、操作偏差等指標不銜接技術系統管理機構不合理–分散、孤立、不協調資金調配不到位–缺乏整體成本概念,投資和運營脫節缺乏機制和考核–KPI不明確,沒有分解到KAI,業績對話欠缺,激勵機制不到位管理體系理念與能力目前三十五頁\總數一百零九頁\編于十三點領導們開始考慮企業資源有效型運營前需要特別關注的10大重點A.理念和能力意識意愿能力B.管理構架組織設置資金支持業績管理C.運營系統改善關注技術應用基礎管理整體系統資料來源:麥肯錫目前三十六頁\總數一百零九頁\編于十三點精益生產介紹資源有效型運營的迫切性企業開展資源有效型運營改善需要的改變理念和能力管理構架運營系統主要框架和方法小結目錄目前三十七頁\總數一百零九頁\編于十三點理念能力需要提升–對資源有效型運營,尤其是能效管理的認識需要提升資料來源:小組分析對明顯的直接浪費“視而不見”傳統思維認為能源只是被使用,不能被改善能源管理專員的職能被錯誤定義為:“抄表員”“收費員”“報表上傳/政策下發員”不知道到底有多少能效損失不認識數據和計量的必要性和重要性計量設備缺失、不準或不使用能效數據沒有記錄、沒有統計、沒有分析無所謂是否零浪費沒分析過每個環節能效損失有多少,各是什么類型一提能效提升就是關燈節水節電A11.11.21.3“95%的企業都或多或少存在計量問題”全計量校準精確全計量有校準不當10部分計量80沒有計量5全部工廠100“需要使用能耗橋分析確定每種浪費的種類和大小”目前三十八頁\總數一百零九頁\編于十三點理念能力需要提升
–對資源有效型運營的意愿度需要轉變資料來源:小組分析不清楚能效“為什么管”,“管什么”,“怎么管”現場跑冒滴漏多年沒人問沒人管員工不以不合理使用能源為問題,根本不在乎對設備操作規范和控制要求“漠不關心”對片面化技術崇拜能效管理就是“節能減排”和“技改
升級”能效管理需要大投資,大投資往往批準周期長,且通不過投用新技術設備和軟件比運營基礎管理提升更快更方便更直接不控制參數控制參數范圍太寬控制參數往上限靠過程指標沒人管控制波動大A22.12.22.3“管理的提升也能快速高效取得能效收益”“設備參數偏離和“懶人管理法”參數過于寬泛,無法支持精細操作”目前三十九頁\總數一百零九頁\編于十三點例如,己內酰胺肟化車間壓縮機透平K5403的使用與控制分家,操作和管理不能聯動,有改善潛力氧化中控整體負責中控負責現場負責中控操作
方法閥門調節有問題才與現場溝通現場操作
方法蒸汽全開不用調整透平K5408D40-50%開度1.05MPa60t@
3.3MPa60t@
1.1MPa13,000Mm3/小時
@1.3MPa,70℃估計改善后10%汽耗降低,即6噸中壓蒸汽節省氧化透平K5408D100%開度1.05MPa54t@
3.3MPa54t@
1.1MPa13,000Mm3/小時
@1.3MPa,70℃資料來源:麥肯錫現場觀察及分析目前四十頁\總數一百零九頁\編于十三點理念能力需要提升
–急需培養資源有效型運營的專業人才和能力資料來源:小組分析沒有專家和專業骨干企業里找不出精通的專家各分廠和車間也沒有專職或兼職的骨干或主管一旦有能效問題,就找外部機構或設備廠商沒有資源開發這些工具和方法不是每個人都知道有這些工具可以使用缺乏相關培訓能源專家即使有,也無權考核其它部門的能效業績,只作為技術專家能源專家不能影響與能效和能源成本相關的戰略或運營決策A33.1專家不司管理要職3.2缺乏專業的提升工具和方法3.3專業診斷改善工具、多層次和方式培訓”目前四十一頁\總數一百零九頁\編于十三點精益生產介紹資源有效型運營的迫切性企業開展資源有效型運營改善需要的改變理念和能力管理構架運營系統主要框架和方法小結目錄目前四十二頁\總數一百零九頁\編于十三點組織架構需要轉型–組織機構需要建立并優化資料來源:小組分析能效管理職能分散集團里能效管理職能分散在多個部門各自能效關注點都非常片面工廠層面無部門負責能效具體工作企業內能效統一協調機制不存在,無法有效解決能效問題相關部門間沒有接口企業也沒有溝通能效問題的平臺或機制問題解決周期長,甚至無疾而終B13.1能效相關組織間溝通銜接不暢3.2能效整體協調性欠缺3.3“某客戶集團的能效管理職能分散且各部門關注不聚焦”工廠需要建立專職能效部門推進改善”14%得到實施的構想狀態未知的構想14放棄的構想10未能實施的構想26得到肯定的構想鋼鐵行業案例責任歸屬缺失導致實施效果差此前能源項目中的構想數量目前四十三頁\總數一百零九頁\編于十三點組織架構需要轉型–資金調配的決策需要合理優化資料來源:小組分析成本概念需要更新企業管理層沒有從資源有效型運營全成本的角度制定運營甚至戰略決策不同部門對于能源成本有不同的理解和數字投資與運營的投資考量脫節投資額限制,無法選用合理設備,導致長期運行費用,尤其是能耗成本過高做設備相關的投資和選型決策時,忽視或低估能耗的專業性、費用的連續性和長期性、以及后續改善的靈活性大型設備投資決策時,沒有能效專家參與在里面“資源有效型運營全成本避免“顧此失彼””“設備選型匹配可以大幅提升能效”產量排放能耗物耗2.12.2B2目前四十四頁\總數一百零九頁\編于十三點組織架構需要轉型–業績管理機制和考核機制需要升級資料來源:小組分析KPI不清楚KPI有重疊,有遺漏能效KPI沒有意義能效KPI給其它運營KPI讓路KPI未分解到KAI只有結果KPI,沒過程KPI和長期KPI,或三種KPI分不清楚缺乏基層KAI的落地缺乏業績對話各層級沒有有效開展業績對話改善目標設定沒有挑戰性沒有基于KPI的持續改善,改善停留在提案收集不清楚改善措施是否能達到既定目標考核機制有欠缺考核機制不支持各層級員工推進持續改善考核內容脫離了持續改善,變成了日常的“雞毛蒜皮”雜事“KPI梳理并合理化”“指標分解和KAI落地”“KPI梳理并合理化”“面向能耗KPI提升的考核機制”3.13.23.33.4B3目前四十五頁\總數一百零九頁\編于十三點煤熱值檢測時間基本有煤熱值上煤量無單爐上煤計量,對皮帶秤數據有質疑高溫水的能量無除氧器耗能的計量蒸汽熱焓排煙損失飛灰損失排污損失散熱損失每天定期進行鍋爐熱量反平衡不明損失不明損失量較小資料來源:麥肯錫分析輸入熱量主要問題現有狀態輸出熱量有有效跟蹤有跟蹤無跟蹤動力事業部無檢測系統,正在考慮上自動控制監測系統比如:在鍋爐能耗的管理上熱電事業部和動力事業部都存在盲點,需要迅速建立起數據檢測和指標跟蹤系統熱電事業部舉例目前四十六頁\總數一百零九頁\編于十三點精益生產介紹資源有效型運營的迫切性企業開展資源有效型運營改善需要的改變理念和能力管理構架運營系統主要框架和方法小結目錄目前四十七頁\總數一百零九頁\編于十三點運營技術系統需要轉型–改善重點需要聚焦資料來源:小組分析找不到改善重點缺乏數據支持,不知道能改什么,也不清楚改什么會有快且大的收益什么都想改,什么都改不好改善重點的確定,不同部門有不同意見和理解改善項目缺乏科學論證改善項目的確定沒有經過內容、時間、資源、收益、風險等的系統論證缺乏對改善項目的收益預期計劃項目的收益預期高于或低于既定目標,但不知道為什么,該怎么辦基于豐富成熟經驗的能效改善杠桿和潛在收益計算基于杠桿的資源、收益和分析評估基于杠桿的時間和收益效果預測C11.11.2目前四十八頁\總數一百零九頁\編于十三點運營技術系統需要轉型
–節能技術要用對用好資料來源:小組分析節能技術和操作脫節節能技術的導入和基層操作管理的培訓不能同步,或有缺失;而且基層的操作不當使得節能技術得不到發揮,反而影響設備的正常運行節能技術缺乏投用前的全面考量企業盲目采用由地方或國家相關部門推薦的節能技術,而這些技能技術不一定對企業有利節能技術前提考量缺乏生產、設備、能源、技術等多部門的全面支持2.12.2C2地方上為降炭耗摻用低質無煙煤,但反而影響產品質量,最終折算回來反而使得炭耗增加。投用氣液分離器,但安裝和操作都不當,使得無法產生作用,影響爐氣成分,導致石灰窯效率降低某客戶案例目前四十九頁\總數一百零九頁\編于十三點運營技術系統需要轉型–設備管理和日常操作管理與能效的關聯需要強化資料來源:小組分析忽視設備可靠性對于能效的影響設備故障停機和小停機對于能耗的影響沒有人關注忽視設備的運行參數狀態對于能效的影響設備帶病運行習以為常,導致的隱形浪費無人知曉日常操作的不精細影響能效業績操作規范定性內容多,定量內容少操作標準參數太寬泛操作都按照參數上限執行操作細節基本不關注,“懶人管理法”盛行“通過設備可靠性提升改善能效方法”“設備參數偏離極大影響能效”“設備參數偏離和“懶人管理法””“參數過于寬泛,無法支持精細操作”“設備可靠性差異直接導致成本差異”3.13.23.3C3目前五十頁\總數一百零九頁\編于十三點資料來源:小組分析指標上下游脫節上下游對于能效指標的實際效果有截然不同看法上下游之間存在能效KPI監管漏洞缺乏方法或機制來統一協調前后端或平行工序間的相互影響不能全盤考慮前后端相互影響和總體擁有成本沒有在所有相關部門獲得一致認可,各部門為了自己利益最大而追求局部最
優效“全系統回水案例,回水沿途各工序消耗了高質量高成本的回水”“上下游蒸汽指標問題”C4運營技術系統需要轉型–指標需要滿足上下游銜接4.14.2目前五十一頁\總數一百零九頁\編于十三點精益生產介紹資源有效型運營的迫切性企業開展資源有效型運營改善需要的改變主要框架和方法小結目錄目前五十二頁\總數一百零九頁\編于十三點資源有效型(綠色)運營是生產、設計和配送的下一波創新資料來源:可持續性和資源生產率Time表現批量生產生產率和產品可用性逐步改變副作用是能耗和排放大幅增加精益運營在第一階段,精益主要用于實現全職員工人數節省,改善生產能力和交付績效排放方面的機會效應資源有效型(綠色)運營提高資源的生產效率從而提升收益率消除資源限制大幅提升資源生產率……2010產能和質量提升產量和產品質量大幅提升副作用是收益率和排放都進一步增加資源有效型(綠色)運營是端對端的系統再設計,以便提升利用效率并減少對環境的總影響以及用于行業工藝、制造、產品設計和配送的自然資源目前五十三頁\總數一百零九頁\編于十三點有兩個關鍵理念–每小時利潤和理論極限-讓我們能夠從資源中獲得最大的價值每小時利潤有助于我們分析資源生產率舉措對收入和成本的影響理論極限通過脫離現有自下而上想法的影響制定遠大目標來拓寬我們的思維空間理論極限當前現狀實施自下而上設計后的狀態(循序漸進的方法)利用理論極限法的目標狀態過渡資源生產率收益美元收入成本小時??=V(P-C)
小時資料來源:高效資源(綠色)運營服務線目前五十四頁\總數一百零九頁\編于十三點為了優化運營的每小時利潤并且達到理論生產率極限,我們可以充分利用能源、環境、產出率和產量之間的相互作用產出率優化方法原材料采購方法產品重新設計方法OEE(設備綜合效率)的標準精益方法可靠性方法銷售利潤率優化方法水資源工具包二氧化碳減排成本曲線循環經濟模型廢水減排能源效率方法能源采購方法論產量
產出率能源環境資料來源:高效資源(綠色)運營服務線目前五十五頁\總數一百零九頁\編于十三點資源生產率制造的延伸“經典”精益資源生產率制造(RPM)以經典的精益方法為基礎并與之互補資源生產率可變成本和利潤率資產和勞動力生產率大部分固定成本現有概念的延伸所有四個元素都互相影響并且需要一起優化環境產量(OEE)能源轉換率主要概念目前五十六頁\總數一百零九頁\編于十三點“經典”精益基本觀點:資源有效型運營以經典的精益方法為基礎并與之互補——細述典型杠桿,杠桿間通常互相聯系,未全部列出所有四個元素都互相影響并且需要一起優化!現有概念的延伸資源生產率制造的延伸促成總體優化的主要概念利潤/小時:結合多個優化措施并重點關注從第一天起的最優財務效應理論限制:延伸到最大績效,詳細繪出所有利潤損失完善績效管理快速轉換計劃調度勞動力生產率定期維護嚴格的能耗跟蹤規模適當的設備找出并明確最優運營點減少廢棄物數量和濃度在廢棄物成本和生產能力之間進行權衡詳細繪出產出損失(包括分析的驅動因素)找出最優運營點產量(OEE)轉換率能源環境主要概念目前五十七頁\總數一百零九頁\編于十三點主要元素——產量、生產能力、能源和環境——以及以往單獨進行優化所忽視的相關性相關性舉例1限制生產能力可降低能耗2提高轉換率會增加能耗4改善產出還能減少待處理的廢棄物3提高產量會降低轉換率5優化能耗可減少碳排在過去,優化通常每次只關注一個元素產量(OEE)轉換率能源環境13245目前五十八頁\總數一百零九頁\編于十三點資源有效型運營提升的系統方法理論限制高級分析采用的其他知名工具,如負載曲線成本曲線……動態損失/易變性工具箱延伸思考打開改善的新維度為有多個變量的復雜流程關聯采取措施降低易變性的動態損失分析需要分開以便好消化對需要考慮的關聯排出優先順序標準化的流程有助于集合所有元素完全符合麥肯錫轉型框架整合方法1分析選擇5交叉討論8工具箱6整體優化24標準流程3內部和外部專家的合作7優先排序法在利潤/小時的公式中結合了四個元素特殊方法結合四個不同課題接觸營銷和銷售人員將關注點延伸到其他量,而不僅僅是削減成本高級分析需要外部支持特殊工具箱解決復雜技術課題的無法比擬的措施選擇定量所需分析特殊的新方法優化利潤/小時水平系統的產出方法整合產量、能源、環境和生產能力目前五十九頁\總數一百零九頁\編于十三點 1過程參數分析工具可用于:A)降低資源消耗;B)降低單位能源價格;C)優化組合或者提高定價降低單位能源價格降低資源消耗優化組合或者提高定價B公用事業和資源合同基線利用目前消耗資源的現有合同和定價制作資源矩陣圖15過程參數分析1量化由于關鍵參數的次優控制而導致的利潤損失9機器系統分析對于電機、泵和風扇按照因效率低下導致的量化損失進行優先級排序資源價值流圖繪制映射并量化資源在系統中每個步驟的流圖1C產品銷售和利潤率基線從銷售額、利潤率、利潤/小時、規格、與競品相比的質量角度了解產品12資源采購分析分析資源利用率和采購戰略(比如使用價值、供應商替代、燃料靈活性)6溫度映射及夾點分析量化因熱量的次優再利用導致的損失(以熱網為例)10成本曲線量化因資源供需錯配導致的損失(比如制冷系統)損耗橋識別資源消耗的最低理論水平22定價分析分析與可持續性有關的生產怎樣影響客戶的付費意愿3談判事實數據庫開發面向多個供應商的財務談判事實數據庫,以提高杠桿率7網絡地圖與損失分析映射并量化組成成分分布網絡中的損失(比如壓縮氣體)11風險值分析識別產出率和吞吐量變化1%帶來的資源影響資源損失框架識別浪費、變化和不靈活造成的資源損失33產品組合和產能需求分析確定將會滿足市場需求并最大化運營能力的產品組合4合同戰略結構化合同,以最大化資源的生命周期價值資源生命周期分析8識別各類能源或者資源在整個生命周期內的損失12產出率動因樹
識別并完善影響產出率的主要動因4負載曲線量化設備/工藝/生產的性能損失4新市場研究構建對新市場細分和區域內可持續性相關發展機會的理解力A目標:通過向利潤極限延伸最大化每小時利潤
小時ProfitperhourTheoreticallimit非詳盡麥肯錫提供一套全面的資源生產率工具包,解決資源優化舉措目前六十頁\總數一百零九頁\編于十三點具體說明能源使用分步驟勾畫各類能源的能源流確定并量化損失(計算/估計)各類能源從產生到消耗的路線圖回收未利用、濫用能源的改善
杠桿生產設備清單,包括電力/蒸汽/熱/空氣輸入技術數據發電和傳輸設備清單(包括變壓器、電容器)工廠設備布局,包括距離適用工藝/設備側重于使能源參數發生變化的轉換點(如壓力減小)關注能源參數的變化(如排氣排污中的余熱).生產過剩如排出的蒸汽運輸,如熱損、網絡冗余、過長網絡系統優化,
如未回收余熱過度加工,如壓縮空氣網絡中壓力過高浪費類型能源類型全部,主要針對集中供應實現各類能源從產生點到消耗點的可視化路線圖將布局信息(如機器位置)加入能源流視圖,對布局進行分析能源流分析目標A1輸入數據程序結果所需技能、儀器和時間每個區域約1天由工程師完成目前六十一頁\總數一百零九頁\編于十三點成本分析幫助節能工作的優先排序,并應涵蓋轉換、消耗和總體擁有成本總計
253蒸汽
人造氣壓縮空氣
城市水天然氣電
130氧氣氫氣
氬
氮氣總計15.5水泵0.1流程3的鍋爐0.81號大樓的鍋爐
0.4衛星鍋爐0.3加熱器0.9壓縮機
0.1主要鍋爐8.8直接4.0能量直接成本百萬美元直接使用成本–從生產單元看能量直接成本百萬美元直接能源成本–從內部消耗類型看下一步重點關注主要
鍋爐能量直接成本百萬美元直接使用成本–從消耗單元/流程步驟看總計259流程
L
110流程
K流程
J流程
I流程
H流程
G流程
F流程
E流程
D流程
C流程
B流程A
重點在這幾個主要的成本產生
環節額外的TCO(總體擁有成本)浪費運輸維修過度加熱折舊化學
品和添加
物成本總計全部運營成本稅費和罰金運營6,0463,165其它采購全部采購設施成本可變燃料和其
它消
耗品加入的水各種因素固定需要進一步分析運營和維修成本通過對比產生蒸汽的總量評價蒸汽的成本有否更細的
分類?x年地點1,x年年
蒸汽-第1年實例A1目前六十二頁\總數一百零九頁\編于十三點某公司年能源成本分解合計23.93水0.25壓縮空氣0.27直流電動力電煤氣蒸汽計量單位用量單價元總價億元噸4,867,149141.366.88千立方米1,202,636531.856.40萬千瓦時80,8980.544.37萬千瓦時121,3600.475.76噸23,538,6031.050.25單位
億元千立方米316,21386.70.27實例A1目前六十三頁\總數一百零九頁\編于十三點通過能源成本分析,確定整個分析的關注重點煤氣合計0.24動力廠0.10碳素廠0.12電解鋁直流電5.76電解鋁廠0.28礦山部0.35熱電廠1.12氧化鋁廠15.9623.93其他6.34動力電2.63蒸汽6.82水0.08壓縮空氣0.10項目總價
億元壩場
鐵精礦
五系列
其他
循環水
焙燒
100蒸發
分解
沉降
溶出原料百分比101525121413326713191513157029億元實例A1目前六十四頁\總數一百零九頁\編于十三點總體持有成本(TCO)的理解和認識變壓器采購方案1設備整個生命周期的成本(歐元),根據凈現值進行了修正1變壓器采購方案2總體持
有成本貨運
成本安裝
成本維修
成本能源
成本3采購
價2總體持
有成本貨運
成本安裝
成本維修
成本能源
成本3采購
價2設備整個生命周期的成本(歐元),根據凈現值進行了修正11假設使用期為30年,WACC(加權平均資本成本)為10%2包括箱體、線圈、冷凝器、壓縮機3負荷和非負荷損失匿名公司案例方案1購入價便宜600歐元,但是在整體生命周期中總體持有成本卻比方案2高出近5,000歐元在做與能源相關決策時,如原料采購、工藝變動、設備投入和更新、技術改造等,企業需要能按相應生命周期進行正確TCO估值,確保決策符合長期經濟利益A1目前六十五頁\總數一百零九頁\編于十三點各類能源流–桑基(Sankey)能量平衡圖供電
機組購買
電力熱損變壓器內部
發電一次能源
購買機械
損失熱
損機械損失熱損機械
能源供電輸送損失機器1機器2機械損失熱損機械損失熱損運輸
損失熱損機械損失熱損冷凝器變壓器運輸
損失熱損熱能源機械
能源機械
能源熱能源網絡
損失機械
能源產品流產品流產品流機器3機器4第一步總流程識別損失A1目前六十六頁\總數一百零九頁\編于十三點工具舉例:使用桑基圖將能源消耗可視化實例A1目前六十七頁\總數一百零九頁\編于十三點工廠布局能夠顯示出能源在運輸過程中的損失產品流壓縮空氣空氣蒸汽M…機器杠桿鍋爐1鍋爐2空壓機組1網絡總長空氣
蒸汽
壓縮空氣
100bar壓縮空氣
50bar–––
–w米x米y米z米如鍋爐2置于鍋爐1附近則不
必要?是否需要兩個壓縮空氣網絡?如鍋爐更靠近M2,M5和M6可減少運輸
損失蒸汽網絡中的熱輻射導致YkWh的能源
損失33333M1M3M4M5M6M2空壓機組2產生裝置2因何不更靠近M2?A1目前六十八頁\總數一百零九頁\編于十三點能耗橋/技術極限分析所需技能,儀器和時間每個區域大概需要1天由工程師進行分析設定基準數據,例:溫度和壓力建立估算必要能耗的簡單模型進行必要的修正識別導致實際能耗增長的根本原因,并預估影響大小)基于事實的能耗目標排定先后順序的改善區域估算的損失大小鑒于很多要求的參數通常情況下并未被測量,為了用好這一工具需要一定的創造性并建立必要的假設很重要的,對于不同流程步驟,尤其是低溫流程需要保證分析假設和方式的一致性適用工藝/設備全部全部浪費類型能源類型全部目標對所識別的能量損失設定優先級推動能耗改善的新思路將能量損失通過分項疊加形式打散確定損失的大小范圍A2數據輸入程序結果所需技能、儀器和時間每個區域約1-2天由工程師完成目前六十九頁\總數一百零九頁\編于十三點技術極限的定義技術極限是聯系最小理論能耗和實際能耗的能量損失橋在“橋”上所識別的損失可以歸為兩大類:根植于流程的附屬浪費:例如,廢氣排放造成的熱量損失由于流程的低效運行造成的浪費:例,在錯誤的溫度下運行程序這兩種損失都可以進行敘述消除低效生產造成的浪費需要較少的資金投入,因此在計算能耗損失過程中應當將其擺在優先位置;非生產浪費和部分生產浪費存在重疊,需要進一步的調整由于這些重疊,能耗橋需要遵照標準的損失種類排布順序進行搭建,例,生產浪費應當在非生產浪費之前進行敘述A2目前七十頁\總數一百零九頁\編于十三點根據技術極限定義目標狀態可以設定一個具有挑戰性、但又符合實際的目標當前狀態自下而上設計未來狀態后的狀態(遞增方法)確定24個月后的目標狀態,(還本期小于2年)表現技術極限時間技術極限計算可以設定較高的目標級別,因為它不會受到現有的自下而上的觀點的影響可以幫助較直觀的發現那些有較大節省空間的能耗區域可以促進對各工序能效和節能機遇的思索通常不考慮采購中涉及到的損失和可能的機會A2目前七十一頁\總數一百零九頁\編于十三點量化能耗橋中的每類損失,有助于找出熱量損失的主要原因提高換熱器效率減少散熱損失減少蒸汽放損和冷卻水熱損-49%1.500.85理論極限冷卻損失0.060.06煙氣損失0.42歷史最佳業績1.39返工0.02負荷損失0.05運營損失0.17停機損失0.06實際耗熱1.68板坯物理熱量0.18煤氣燃燒熱量爐體和開口部位散熱改進重點增加有效熱裝水平減少由于質量問題的返工優化產品規格,提高利用效率優化生產計劃編排提高設備作業率設計損失–流程附帶的損失理論極限和能耗橋分析管理損失–與OEE和業績管理相關能量輸入提高燃燒效率GJ/tA2目前七十二頁\總數一百零九頁\編于十三點6需要保證的要點需要避免的行為技術極限和損失計算中需要注意的關鍵點對所分析的單元和他們生產、消耗熱量的方式要有深入的理解在如何計算極限上要具有創造性,例如,如果沒有可用的更好估計方式,就用過去的最佳表現作為極限值對于損失的計算,在缺少所需數據的情況下要開展大膽假設如果極限的計算用于多個單元,要保證方法和產量的一致性把極限和損失僅僅視為診斷的最終結果而不是加速產生想法的工具在數據不全的情況下堅持完美的嚴格
計算在沒有弄清某一單元的能耗大小的情況下,輕易排除對這一單元的能耗橋分析A2目前七十三頁\總數一百零九頁\編于十三點案例:對煤氣發生爐能耗橋分析顯示,34%的能源在轉化環節損失掉了,存在巨大改進空間年均灰渣含碳量最優
生產煤氣18.05額外灰渣含碳量粉煤-34%帶出物熱損入廠煤26.86氣化劑熱量27.26蒸汽帶入熱量總輸入熱能其它損失21.37夾套熱損對流灰渣含碳量煤氣冷卻設計(最佳)庫損粉煤以公司物流部取樣化驗數據為準飽和氣化劑溫度為60℃計算2010年蒸汽消耗總量(0.4MPa,160℃)夾套軟水蒸發量750Kg/h.臺沉淀池煤泥量按照10%計算按照1021.5MJ/h.臺爐爐出溫度平均500℃冷卻至40℃包含全年質量損失及入廠和入爐熱值差輸煤皮帶篩出粉煤總量與入廠粉煤差值按8%計算熱備、低壓鼓風等非指標損耗入廠粉煤量按5%計算介質能量(MJ)說明資料來源:客戶資料實例A2目前七十四頁\總數一百零九頁\編于十三點案例:占事業部燃料能耗約85%的廢堿焚燒爐進行能耗平衡分析,凸顯出排煙損失、未完全燃燒損失、以及爐體散熱等是主要損耗其它損失4.63堿帶熱損失1.54造化液水蒸汽損失3.26爐體散熱損失產汽熱耗2.54未完全燃燒損失3.899.55排煙損失負載損失8.96運營損失61.903.73總輸入熱量100.00天然氣供熱41.36皂化液供熱58.6418,000廢堿焚燒爐能耗橋分析百分比關鍵能效問題點負荷差異大,皂化液處理量波動大配風過量且燃燒不均,導致煙氣過量且煙溫過高保溫效果差,襯里兩年未
更換皂化液水分含量高且波動大操作波動大,尤其是班組間和早晚間煙氣CO%較高,浪費天然氣皂化液固堿濃度波動較大天然氣調節不精確,缺乏煙氣氧含量和一氧化碳含量分析支持改善方向措施嚴控噴液量增加煙氣氧和一氧化碳在線分析,升級DCS嚴控負荷波動均衡配風,每班考核操作及按時檢查配風管桶更換天然氣槍,并修繕調節閥修復以及更換懷舊保溫材料環己酮、己內酰胺車間降低來料含水量、提高固形物含量監控過程指標,標準化操作,并加強晚班問題解決,建立標準作業環己酮、己內酰胺車間降低來料含水量、提高固形物含量增加氧含量和一氧化碳含量在線分析,并升級DCS,優調天然氣量修復噴嘴長效速贏資料來源:客戶資料實例A2目前七十五頁\總數一百零九頁\編于十三點能源浪費框架:10大浪費所需技能,儀器和時間目標掌握能源浪費的三大環節及具體表現:輸入系統輸出適用工藝/設備全部浪費類型10種能源類型全部現場觀察能源流分析能耗橋、負載曲線在能源不同環節系統的討論浪費現象及所屬種類能源浪費識別能效意識提升數據輸入程序結果所需技能、工具和時間對不同介質能耗損失要點的基礎認知最好由管理層、工程師和一線員工共同進行A3目前七十六頁\總數一百零九頁\編于十三點能源管理里也存在十種浪費系統輸出輸入8.加工過度加工要求超過所需的要求,例如在超標準的加工流程中造成的能源消耗9.返工不合格材料返工,例如誤操作導致產品回爐再造6.停機時耗能高因生產停頓造成的能源損耗,例如空壓機在生產停止后依然保持運行5.傳輸損失從一個介質/地方轉移到他處的傳輸效率低,例如非絕熱管中的熱量損失10.回收率低未利用能源回收率過低,例如煙氣直接排放7.庫存過高在存儲過程造成不必要的損失,例如在非絕熱的儲罐中長期存儲加熱的材料4.轉化效率低從一種能源轉化到另一種能源時效率低,例如低效的加熱爐造成燃料浪費1.次優的能源采用非最優化的能源類型,例如加熱爐燃用柴油而不是天然氣,采用低熱值氣體燃料2.次優的原材料采用不合格的原材料,例如進入高爐的礦石不合格,空壓機入口溫度過高損失資料來源:麥肯錫3.設備效率低設備的效率低下,功率偏離設備值A3目前七十七頁\總數一百零九頁\編于十三點能耗/產出分析(負載曲線)所需技能,儀器和時間目標分析具體的具體能源消耗以識別:浪費可變性不靈活性適用工藝/設備全部浪費類型等候時間、過度處理、動作(低效的工序或機器)、未使用的員工潛力能源類型全部能耗數據(每小時、每天、每月)廠房范圍工序/生產線范圍
電、氣、其它種類的能源生產產量及對應的產品規格(頻率、等級)維修周期在可能范圍內計算具體的能耗(每一產品)就每一項能耗,分析由時間、負荷、維修和操作等產生的影響進行量化生產產品所需的最低能耗水平
超過該能耗的時間能耗負荷的影響員工操作技能和維修對能耗造成的影響A4數據輸入程序結果所需技能、工具和時間對數據的有效性要求較高每個區域大約半天到三天最好由工程師進行目前七十八頁\總數一百零九頁\編于十三點14,168按照不同的工序、車間進行分析細節見后頁深入分析每個單元(如裝配)基本分析,最大能耗,按照:隨時間的能耗…能源類型隨時間和產量的能耗負載曲線…工序步驟/設施ABDECStromverbrauch白天工歇期間的能耗比夜間高48kW
周末平時A4目前七十九頁\總數一百零九頁\編于十三點對一定時間內能耗的簡單分析可以推論出直接的改善杠桿周末平時電能消耗
kW換班時的負荷高峰
表明與人員行為相關的能耗工歇中的不同負荷水平沒有固定目標工歇間的能耗比晚上的負荷高出48kW6:00新班次開始8:45-
9:00
工歇12:00-
12:30工歇14:45換班18.30-
19.00工歇21:00-
21:15工歇晚上負荷
~8kW23:30下班A4目前八十頁\總數一百零九頁\編于十三點指標時間天數能耗與產出對比的簡單制圖可以提出一些有見解的問題能耗生產什么造成了能耗的高峰?24782浪費種類4如何降低待機能耗?為什么這里的能耗遠比之前低?A4目前八十一頁\總數一百零九頁\編于十三點分析較長時期的具體能耗以全面了解停機對能耗的影響0,550,400,450,50每個月的運行天數0,800,850,600,750,650,70具體氣耗,每月平均
Nm3/part討論是否有不能在運行期間關閉的耗氣設備?停機的標準操作流程是
什么?這一最低點的原因是什么?A4目前八十二頁\總數一百零九頁\編于十三點舉例1:4個裝置之間存在明顯差異,1,2系列在2011年
產生了約8%的額外蒸汽消耗1.851.801.751.701.651.601.551.502系列平均1系列平均2012年5月12年4月12年3月12年2月12年1月11年12月11年11月11年10月11年9月1.4504系列平均3系列平均11年8月11年7月1.9011年5月11年4月11年3月11年2月2011年1月11年6月5系列4系列3系列2系列1系列全系列溶出月平均蒸汽單耗某公司實例資料來源:客戶資料A4目前八十三頁\總數一百零九頁\編于十三點主要能源KPI–負載曲線資料來源:小組分析1基于2009年2-4月的日消耗和生產數據統計,恢復到生產線1的一桶2
函數調整為0.05Nm3/桶比最佳擬合更好調整后的平均日消耗量,Nm3/桶1每日桶數9,0008,0007,0006,0005,0004,0003,0002,00015,00014,00013,00012,00011,00010,0001,0000使用了擬合函數2y=-0.1627Ln(x)+1.9652009年1-4月的負載曲線最佳20%盡可能使用以下擬合函數:F(x)=b+axx必須通過分析低離群獲得可能的最佳做法心得負載吞吐量-
業績客戶案例A4目前八十四頁\總數一百零九頁\編于十三點舉例1:而在各系列本身,以3系列為例,也存在較大的波動,有5%的
運營損失和6%的負載損失單位氣耗2.01.91.80300350400450500550氧化鋁產量
噸01.31.41.51.61.73系列溶出負載曲線(2012年4月、5月每班數據)班與班之間存在較大的波動3系列溶出蒸汽單耗,2011年1月至2012年5月一年以來月平均單耗也存在10%波動1.531.471.511.631.571.511.491.461.491.511.561.551.551.571.611.641.621.601.581.561.541.521.501.4801.551.4711年
1月12年
5月11年
9月負載損失運營損失某公司實例資料來源:客戶資料A4目前八十五頁\總數一百零九頁\編于十三點605856540蒸汽產量噸/班350300250062646668天然氣單耗
標立氣/噸汽18000裝置天然氣單耗vs產汽量負載曲線分析所有班:管理波動損失3.89%負荷損失3.73%舉例2:廢堿焚燒爐產蒸汽天然氣單耗有一定管理波動損失和負荷損失,而且早班盡管能效上優于晚班,但晚班波動性相對較低擬合(全)實際(晚)實際(早)天然氣單耗
標立氣/噸汽646260580250666856540蒸汽產量噸/班350300擬合(晚)擬合(早)擬合(全)早班:管理波動損失5.61%負荷損失3.86%晚班:管理波動損失4.12%負荷損失3.45%某公司實例資料來源:客戶資料A4目前八十六頁\總數一百零九頁\編于十三點確定改善杠桿選擇流程工藝參數分析過程包含3大步驟工作
步驟工藝流程專家參與確定驅動能耗的關鍵參數檢查通過參數調整是否可以降低能耗根據初步假設或能耗分析選擇高能耗的流程進行
分析根據相應的選擇標準,對分析流程優先排序根據選定分析的流程的推廣到更多的同類流程產量選定進行分析的流程更低能耗的流程參數
設定量化的改善潛力關鍵點和建議分析工作耗時耗力,須專注于少數幾個流程驗證能否在實際工作中實施新的參數質量部門參與審批…分析參數A5目前八十七頁\總數一百零九頁\編于十三點過程參數分析人工神經網絡(ANN)是一種生物神經網絡的結構和/或功能為靈感設計的數學模型或者計算模型。
在大多數情況下,人工神經網絡是一種自適應系統,它會根據在學習階段在整個網絡內流動的外部或者內部信息改變自身結構。現代神經網絡都是非線性的統計數據建模工具。它們通常用于模型化輸入與輸出之間的復雜關系,或者找出數據中存在的范式收集哪些數據?系統變量的完整列表:類似材料數量、集中度等的變量,溫度、流量、壓力等可被獨立控制的過程指標以及環境溫度等不可控但影響過程的參數輸出變量的完整列表:類似吞吐量、產出率等變量以及生成溫度、壓力等過程指標有意義的輸出變量:需要被模型化的參數,比如吞吐量/產出率等控制參數和區間的列表:需要維持在在既定區間內的輸入/輸出變量歷史數據:讀取有意義、需要被控制的所有輸入變量和輸出變量數據清洗:清洗歷史數據,去除明顯的異常值,比如工廠關閉、設備故障燈識別并報告時間依賴性:
比如催化劑壽命對產出率、工廠、設備壽命的影響
何時使用?可以解決哪些問題?識別系統性能的驅動因素,比如最影響產出率/質量/吞吐量的變量下述因素的預測建模吞吐量產出率/質量規劃/排班輸入與輸出變量之間的數學關系無法被確立或者未知可以被確立,但是建模很復雜并且耗時,因為這種關系:高度非線性有太多變量使用網絡輸入變量預測的輸出變量建立網絡歷史數據集1軟件平臺輸入變量輸出變量網絡測試網絡歷史數據集2輸入變量輸出變量歷史輸出如果錯誤很小則通過網絡預測的輸出網絡資料來源:可持續性和資源生產率咨詢業務能力中心A5目前八十八頁\總數一百零九頁\編于十三點能源管理指標需與生產指標相結合,并層層分解到可以評價考核的人員行為指標資料來源:麥肯錫崗位第二級第三級第四級第五級第一級維護經理NANA計劃外的停機時間(%)NA能源成本($)可靠性(#)可靠性(#);維護成本($)維護成本($)技術和計劃經理能源指數所有產品的產品質量工廠的輸入水平(t/d)產能利用率(%)能源成本($)原油采購成本($)催化劑、材料和人員成本($)催化劑、材料和人員成本($)運營經理能源指數所有產品的產品質量工廠的輸入水平(t/d)產能利用率(%)能源成本($)生產量(KBD)運營成本($);生產t(KBD)運營成本($)工區長能源指數;高爐效率(%)煤油fbp;區域的汽油fbp(oC)區域輸入水平(t/d)區域的產能利用率(%)能源成本($)生產量(KBD)生產成本($);生產量(KBD)生產成本($)班長過量氧氣(%);班次中所有高爐的CIT(oC)煤油fbp;區域班次的汽油fbp(oC)區域內班次的輸入水平(t/d)溫度范圍內工作(oC)NANA生產成本($);生產量(KBD)NA工廠經理能效指標,EEI(index)不合標產品(%)生產量(KBD)產能利用率(%)能源成本($)毛利潤
($)損失利潤機會
($)非能源現金成本($)操作員過量氧氣(%);班次中特定高爐的柱入口溫度(oC)煤油fbp;子區域班次的汽油fbp(oC)子區域內班次的輸入水平(t/d)溫度范圍內工作(oC)NANA生產成本($);生產量(KBD)NA財務原則:層級KPI將頂級KPI分解為各級的組成部分備注:采用類似KPI的用處在于衡量績效差異,例如,損失利潤機會和毛利潤備注:KPI應當僅分派給那些能夠影響特定績效的個人備注:
二級核心KPI的重疊鼓勵部門之間的協調運營目前八十九頁\總數一百零九頁\編于十三點能耗能源/餾分(噸SRF/100噸原油)時間熱交換績效
加熱器入口溫度(C)時間高爐效率能源輸出/能源輸入(%)時間餾分的質量
汽油閃點(C)時間煙氣出口溫度C時間氧氣水平過量氧氣的百分比
(%)時間可視化的能源業績看板促進問題解決和對一線指標的持續優化工廠的能源指數設備的能效控制中工藝目標的百分比
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