EMS系统.docx

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EMS系统

1.EMS系统

EMS系统通过先进的网络化、数字化、信息化技术建立一个灵活、全面的生产管理平台，以实时数据库系统为核心，全面、实时、有效地集成生产数据，为作业优化提供依据，实现从生产一线到管理决策，从计划信息到车间业务执行，从产品管理到现场操作的信息无缝整合，使企业能源管理与能源生产使用的全过程有机结合，深度挖掘生产过程的根源性问题，达到生产能力和管理水平的同步提高。

1.1.总体目标

利用计算机系统辅助实施节能管理，具有投资小、见效快、技术风险小等特点，建立全面的能源管理系统数据库及统一的能源数据采集管理系统，帮助企业有效提高企业管理水平，最终实现向管理要效益，实行以能源监测计量数据为基础的能源管理模式从而达到优化生产资源、降低运营成本、提高生产效率的效果。

建立全面的能源管理系统数据库：

全面、实时的数据是一个企业能源分析和决策基础。

对于一个企业来说，能源管理系统的数据采集对象应该包括：

●总厂各种能源（蒸汽、水、电）用量；

●生产设备各种能源（蒸汽、水、电）用量数据及设备本身的关键参数，例如：

温度、压力等实时数据；

●各个分厂、车间、工组各种能源（蒸汽、水、电）用量数据及相关产品的产量；

●其他相关独立核算部门各种能源（蒸汽、水、电）用量数据及相关产品的产量；

因此，企业能源管理需要建立一个以工业现场网络和企业管理网络一体化的计算机信息化系统，同时需要与企业其他应用系统（如企业内部办公系统）紧密结合，协调完成企业能源的管理工作。

建立统一的能源数据采集管理系统：

由于能源管理系统涉及范围广、数量和类别较多，所采用的通信协议不一致，各个企业所采用的计量设备也千差万别，各个企业和分厂车间的不同能源系统也不尽相同。

建立的计算机系统需要统一各种现场协议，建立统一的数据采集平台，为企业能源管理系统的基础。

1.2.系统功能概述

1.2.1.业务及信息流图

1.2.2.实时监控模块

系统为企业操作人员提供图形化的应用界面，将生产过程中各个环节监测到的实时数据、历史数据通过曲线图、折线图进行多元化展示同时以动态画面加以呈现；对生产作业全过程进行全方位跟踪、监控，实现生产流程图动态再现，对设备事故停机进行定量分析，能够快速找出事故发生原因和故障位置，优化设备运行，为设备维护提供有力的帮助，大大提高了企业的监管效率。

1.2.2.1.列表展示

实时采集企业的主要能耗相关数据（电力、水、蒸气等），动态跟踪能源消耗，根据历史数据，进行数据挖掘，并以一定权重预测下一生产时间单位生产一定数量的产品所需消耗能源总量，来完成能源预测，实现能源购进及生产。

各种2D的曲线图表（曲线图，数值逼近曲线图），3D立体图形（柱状图）；

表格数据的展示：

列表结构：

为用户提供可自定义的行列颜色以及排序功能；

注：

1.监控选择：

根据工厂结构生产部门分布与地域进行配置

2.选项提供累时和实时2种结果进行切换

xxxx年xx月xx日（累时）监控区域下拉列表选项：

（累时/实时）

标准煤

用水量

用气量

用电量

综合能耗

监控区域

实时/累时

单位

万吨

万吨

万吨

亿千瓦时

万吨标准煤

时间粒度

……

……

1.2.2.2.工艺流程图

用一定的图标、文字、符号、单位将生产各单元有机的结合在一起，完整准确的表达出生产的图表，具体表现形式为2D图形。

包括主要管线布局，设备节点，控制开关（开、停、阀门开度、报警信号）等。

1.2.2.3.实时曲线

实时记录当前各类能源生产量，对比当前耗能总量，计算各能源产量与能源有效量的比例，绘制各能源有效利用率实时曲线，进行实时跟踪，反映总厂生产能源有效利用率情况，设定能源生产有效利用率额定最低值，若实际利用率低于额定值，则报警提示，节能办及生产技术部根据报警信息及时调整该类能源的生产量，降低能源浪费。

二维图，一条连续的曲线，以选定的时间为横轴，竖轴为用户选择的需要监控的项目（如某设备或园区的瞬时能耗）时间轴为用户选定的时间粒度为单元区间。

时间粒度选项:

◆秒，分钟，小时，日，月，年级

◆查看内容选项：

具体能耗的瞬时和累计两种类型选项

◆实时曲线的表现形式：

实时曲线动态波动

◆对于一个企业来说，能源管理系统的数据采集对象应该包括：

◆总厂各种能源（蒸汽、水、电）用量；

◆生产设备各种能源（蒸汽、水、电）用量数据及设备本身的关键参数，例如：

温度、压力等实时数据；

◆各个分厂、车间、工组各种能源（蒸汽、水、电）用量数据及相关产品的产量；

◆其他相关独立核算部门各种能源（蒸汽、水、电）用量数据及相关产品的产量；

xxxx年xx月xx日~XXXX年XX月选项：

实时/累时BTN：

生成

标准煤

原油

成品油

用电量

发电量

累时/实时

单位

万吨

万吨

万吨

亿千瓦时

亿千瓦时

时间粒度

时间粒度

……

1.2.2.4.历史曲线

根据历史数据，进行数据挖掘，分析历史生产过程中某一产品的所需消耗量。

二维图表，对保存在企业历史数据库里的生产资料，以时间为标准用连续曲线的形式来反映企业某一时间区间的用能情况。

查看选项：

◆需要查看的能耗种类选项

◆历史时间选项：

历史时间选择单位时间点数值：

曲线是x坐标为单位时间点处，显示x,y轴信息标识

曲线对标：

所选历史时间曲线与标准曲线进行对标

注：

1.能源项目选择：

用电量，用水量，用汽量

2.历史同期标准：

国家标准，地方标准，企业标准，竞争性标准

XXXX年XX月~XXXX年XX月能源项目下拉列表标准选择生成

所选择的能源项目

多段历史区间选择

区域

单位

能源指标所对应的单位

能源指标所对应的单位

时间粒度

时间粒度

…...

1.3.企业能源计划与预测模块

根据当前工艺设备的耗能定额和耗能的发展曲线，计划当前时间段各类能源的消耗量，完成企业的能源计划，包含企业能源的生产、购进、存储和使用。

1.3.1.长期计划预测

对原始变量进行线性组合从而得到新的综合变量（称为主成份），这些综合变量不仅保留了原始变量的绝大部分信息，而且去除了彼此之间的相关性。

对综合变量进行分析，即可抓住主要因素，使能耗的长期预测问题得到最佳综合简化。

以二维曲线图，数据表的形式，预测上报整个区域，企业下月、季度、全年、下年等主要指标，包括能源总量、综合能耗、电量、产值等。

（重点建设2-3种指标预测）

预测选项

◆预测范围；

◆预测目标；

◆预测指标；

数据展示（TAB页）：

◆二维曲线图，数据表展示

◆手动输入，区间预测区间，标准煤，能源资源标准

◆参照数据选择

◆国标等各种标准选择

注：

1.当前时间是系统的时间

2.目标时间：

年，季度，月，日

3.预测指标下拉表：

用电量、用水量、用汽量

XXXX年XX月（当前时间）XXXX年XX月（目标时间）（保留）预测指标下拉表

能耗总量

综合能耗

产值

用电量

标准煤

用水量

单位

万吨标准煤

万吨标准煤

亿元

亿千瓦时

万吨

亿千瓦时

时间粒度

时间粒度

……

当前时间

目标时间

1.3.2.短期计划预测：

根据当前工艺设备的耗能定额和耗能的发展曲线，计划当前时间段各类能源的消耗量，完成企业的能源计划，包含企业能源的生产、购进、存储和使用。

（重点建设2-3个重点工序预测）

预测选项：

◆预测设备范围；

◆预测设备列表；

数据展示（TAB页）：

二维曲线图（x轴单位节点显示x,y轴信息标识）,数据表展示二维曲线图与数据展示图例

注：

1.当前时间是系统的时间

2.目标时间：

下一个周，本月，下一个月，本季

3.预测指标下拉表：

用电量、用水量、用汽量

4.企业所有工序或产品生产线列表

XXXX年XX月（当前时间）XXXX年XX月（目标时间）

预测指标下拉表工序下拉表

能耗总量

综合能耗

产值

用电量

标准煤

单位

万吨标准煤

万吨标准煤

亿元

亿千瓦时

万吨

时间粒度

时间粒度

……

当前时间

目标时间

短期能耗预测：

根据预测设备以及设备范围，给出短期（时间可选）能耗评估以及企业能源计划。

1.4.能源指标分析模块

系统提供全面的数据汇总、统计分析等功能，进行能耗水平识别，实现企业指标异常分析，及时发现企业发展过程中的问题，以便于企业及时解决，充分挖掘企业的节能潜力。

通过采集的实时数据进行深度复杂计算获得企业耗能重要指标，通过与各项约束性指标对比分析，得到对企业的能耗情况优化方案。

1.4.1.全厂指标

统计总厂区的各类能源消耗量、能源费用及所生产的能源产品的总量，自动生成总厂区各能源报表。

对能耗数据进行收集整理，按工序进行能耗分析及按成本中心分析相结合,企业主要指标年度对比分析：

二维柱状图（x轴：

年度y轴：

企业的各项年度指标，工业生产总值，工业增加值，总成本，能源消费成本，销售收入）

能源单位主要指标日报：

为实现数据实时采集的企业可通过日报实现数据采集（二维表格：

上报日期、项目、单位、实物量、当量拆标系数、备注等）

重点指标分析：

单选项（开始年月、显示期、图类型、显示类型、对比类型）；

功能BTN（查询）；

显示页（TAB页:

产值、综合能耗、能源消耗总量、单位产值能耗、用电量、用煤量、原油用量、天然气用量）

图例：

本期、同期

注：

1.年度选择：

下拉列表应该包括最近五年的年份

2.设置比率：

能耗警戒比值，手动输入（超出比值用红色进行标注）

3.选择：

线性，柱状

4.用电量，发电量，原煤用量，原油用量4项由系统自动采集获得；综合能耗是根据前面4项的计算给出结果；工业总产值由企业通过手动输入模块进行填写；产品单耗由综合能耗和工业总产值为参数计算得出结果

1.4.2.工序指标

对各工段、各班组某一时间段内的能源有效利用率进行柱状图对比，简洁直观比较得出利用率高的时段，分析该时段的经验、参数，以达到优化节能的目的；自动生成报表数据给节能办及生产技术部（选择2-3种重点生产工艺过程）。

工序能耗（选择2-3种重点生产工艺过程在系统中实现）：

工序上各设备节点的能耗汇总分析（数据报表：

按设备节点所属工序，按时间，导出EXCEL）

表注：

1.年度为最近5年

2.工序列表的下拉列框内容根据实际项目的企业进行配置

3.生产部门下拉列表根据企业结果进行配置

xxxx年xx月~xx月生产部门下拉列表（车间）序列表（下拉列框）产品分组列表/班组导出

单位

时间粒度

……

综合能耗

万吨标准煤

同期

本期

能源消耗总量

万吨标准煤

同期

本期

工序总产值

……

单位产值能耗

千克标准煤

产品单耗

千克标准煤

用电量

亿千瓦时

……

原煤用量

万吨

蒸汽量

万吨

用水量

万吨

1.4.3.设备指标

提供设备的名称、型号、生产厂商、功率额定值、功率上下限值、设备净值、年损耗值、所在部门、使用情况等基本信息，管理设备的基本信息及损耗信息。

设备能耗数据指标（选择2-3种重点能耗设备在系统中实现）:

数据报表：

按时间，生产部门，生产线查询；报表项目：

综合用能量（一级能源：

蒸汽、水、电；二级能源：

纯水、压缩空气、氮气、冷冻水、冷却水、采暖水）、同比。

xxxx年xx月xx日生产部门：

xxx生产线/工序：

xxx导出

单位

时间粒度

……

综合能耗

万吨标准煤

本期

同期

能源消耗总量

万吨标准煤

本期

同期

用电量

亿千瓦时

原煤用量

万吨

蒸汽量

万吨

用水量

万吨

1.5.对标管理模块

对企业的能耗指标进行多角度比对分析，与国家标准、省市级标准、企业标准进行对比、限额和节能量目标对比。

当对标出现问题的时候，查找异常点（偏高或偏低），可迅速分析判断能耗变化趋势及原因，便于管理者挖掘节能潜力，找到节能管理的关键所在。

（选择全厂2-3种成品或半成品完成国家、省市、企业标准对标管理）。

1.5.1.产品单耗

对企业的单位能耗指标进行多角度分析，与国家标准、省市级标准、企业标准进行对比

1.5.1.1.数据报表

表列（产品本期单耗、国家标准、国标差值、省市级标准、省标差值、企业标准、企标差值）选项：

起始时间（年度、月份）、能源单位（Label）、导出Excel。

查询条件

内容

备注

时间

精确到月份，两个时间段区间

年标准和月标准时分开的，选择以年为单位，显示的是整年的

产品名称

可以模糊查询

可多选

标准选择

国标，省标，企业标准，内部标准，先进标准

多选

预警差值

可以输入数值，可以输入百分比，这里可选择

默认值可以后台设定

图表类型

数据表

产品名称

时间

产品本期单耗

国家标准

国标差值

省市级标准

省标差值

企业标准

企标差值

　某产品

2009年1月

　200

　190

　10

　180

　20

　175

　25

1.5.1.2.二维曲线图

查询参数列表（图表类型、报表类型、起始时间、产品选择、能源选择、标准选择）、图例（本期产品单耗、国家标准、省市级标准、企业标准。

查询条件

内容

备注

时间

精确到月份，两个时间段区间

年标准和月标准时分开的，选择以年为单位，显示的是整年的

产品名称

可以通过数据表选择

单选

标准选择

国标，省标，企业标准，内部标准，先进标准

多选

图表类型

折线图，数据表和图表双重展示

查询条件

内容

备注

时间

精确到月份，两个时间段区间

年标准和月标准时分开的，选择以年为单位，显示的是整年的

产品名称

可以通过数据表选择

单选

标准选择

国标，省标，企业标准，内部标准，先进标准

多选

图表类型

柱状图，数据表和图表双重展示

1.5.2.厂级能耗

本年度与历年节能完成情况（按产品计算的节能量和按产值计算的节能量），并与目标节能量进行对比。

1.5.2.1.数据报表

表列：

年度、全厂本期能耗量、国家标准、国标差值、省市级标准、省市级差值、企业标准、企标差值）；

选项：

起始时间（年度、月份）、能源单位（Label）、导出Excel。

1.5.2.2.二维曲线图

（图例：

全厂本期能耗、国家标准、省市级标准、企业标准）

查询条件

内容

备注

时间

年，月（两个时间，取区间）

年标准和月标准时分开的，选择以年为单位，显示的是整年的

标准选择

国家标准、省市级标准、企业标准、内部标准，先进标准，往年本期能耗量

多选

预警差值

可以输入数值，可以输入百分比，这里可选择

默认值可以后台设定

图表类型

数据表

超过设定差值，所显示数据标红

产品本期单耗

国家标准

国标差值

省市级标准

省标差值

企业标准

企标差值

查询条件

内容

备注

时间

精确到月份，两个时间段区间

年标准和月标准时分开的，选择以年为单位，显示的是整年的

标准选择

国家标准、省市级标准、企业标准、内部标准，先进标准，往年本期能耗量

多选

图表类型

折线图，数据表和图表双重展示

1.5.3.工序能耗

产品原材料经过一道工序变为半成品时，对一系列设备节点所产生的能耗进行实时的采集，参照历史记录、各种国家，地市企业标准，对能耗情况进行分析，计算出能耗的差异。

1.5.3.1.数据报表

表列：

工序开始时间、工序结束时间、工序能耗、历史数据、国家标准、省市级标准、企业标准）；

表选项：

工序列表；

查询条件

内容

备注

时间

精确到小时，开始时间，结束时间，取时间段

标准选择

历史数据、国家标准、省市级标准、企业标准，内部标准，先进标准

多选，这里的标准应该是计算出来的，这里历史数据应该是对比的重点

预警差值

可以输入数值，可以输入百分比，这里可选择

默认值可以后台设定

图表类型

数据表

超过设定差值，所显示数据标红

工序开始时间

工序结束时间

本期工序能耗

省市级标准

省标差值

企业标准

企标差值

1.5.3.2.曲线图

图例：

工序能耗、标准能耗

查询条件

内容

备注

时间

精确到小时，开始时间，结束时间，取时间段

标准选择

历史数据、国家标准、省市级标准、企业标准，内部标准，先进标准

多选

图表类型

折线图，数据表和图表双重展示

这里的折线图是累计的形式，和以前的历史数据进行对比，而国标，省标等是个定值

1.5.4.设备能耗

实时地读取设备的能耗情况，参照历史记录、各种国家，地市企业标准，对能耗情况进行分析，计算出能耗的差异。

1.5.4.1.数据列表

设备的实时能耗、历史数据、国家、地市、企业标准、差额、比率

表选项：

开始时间、结束时间、设备列表

查询条件

内容

备注

时间

精确到小时

设备名称

可以模糊查询

可多选

设备标识号

可以模糊查询

可多选

标准选择

设备标准能耗，历史平均能耗，最高能耗，最低能耗

多选

预警差值

可以输入数值，可以输入百分比，这里可选择

默认值可以后台设定

图表类型

数据表

超过设定差值，所显示数据标红

设备名称

设备编号

设备能耗

设备标准能耗

历史平均能耗

最低能耗

最高能耗

1.5.4.2.曲线图

（图例：

设备能耗、标准能耗）

查询条件

内容

备注

时间

精确到小时，开始时间，结束时间，取时间段

设备名称

可以模糊查询

可多选

设备标识号

可以模糊查询

可多选

标准选择

本历史数据、国家标准、省市级标准、企业标准，内部标准，先进标准，相同设备类型不同编号的设备

多选

图表类型

折线图，数据表和图表双重展示

柱状图显示设备能耗和其他标准的对比

查询条件

内容

备注

时间

精确到小时，开始时间，结束时间，取时间段

标准选择

本历史数据、国家标准、省市级标准、企业标准，内部标准，先进标准，相同设备类型不同编号的设备

多选

设备名称

可以模糊查询

可多选

设备标识号

可以模糊查询

可多选

图表类型

柱状图，数据表和图表双重展示

1.6.能耗专家系统

系统提供预警关系库，如果系统设备运行状态、能源重点耗能指标超出标准、发现异常，系统会立即提示报警，同时能够实现快速事件定位。

帮助企业找到产生故障的原因，为企业的决策层提供方向性的指导（系统实现2-3条重点生产工序能耗体系建设）。

1.6.1.能耗结构体系

1.6.1.1.工序设备能耗体系

此功能站在企业产品生产流程的角度，将企业生产流程中用到的工序和设备以树形结构展现出来，并在每一个树节点上显示其能耗值，最后将其中能耗超标的树节点以及相关的树节点以不同的颜色表示出来，使用户可以对能耗超标的因果体系一目了然。

1.6.1.2.重点指标体系

此功能主要展示企业综合能耗超标的原因，将系统中某段时间内的企业生产实际消耗的各种能源构成树形结构展现出来，并在每一个树节点上显示其能耗量，最后将其中能耗超标的数据以不同的颜色表示出来。

1.6.1.3.专家系统管理

对专家体系上的各个节点显示选定时间区间的能耗耗值，对异常的节点，给出常见的原因分析。

同时，也允许用户自定义异常的分析。

1.7.绩效考核模块

根据车间下达的工段日生产计划，对车间具体工作中心和操作人员分配当天作业任务，对生产记录进行分析，实现对工作重心任务进展情况的监控，月末对各个车间生产小组的工时等信息自动汇总比对，同时对操作人员的工作效率和各种指标进行打分，通过最直观的饼图和柱状图展现出来，为车间层的管理与决策提供可靠的量化数据（完成1-2个车间的绩效考核体系建设）。

1.7.1.主要生产指标评比

随着耗能企业改革的进一步深化和商业化运营工作的开展，节能降耗、降低成本，已成为提高企业经济效益的重要手段之一。

耗能公司制定的指标一般分解为“考核指标”和“竞赛指标”，竞赛对象为各设备和各运行值，实现按照班组运行评比机制。

查询条件

内容

备注

时间

小时，日，月，季度，年

单选，年月日显示的信息不一样

考核目标

各班组，车间，工序

可多选

考核指标

各种指标（基础数据模块中有的）

多选，自动计算

计划指标

对应考核指标

后台设定，手工输入

图表类型

数据表

这里可以允许选定一定时间范围，查看该时间范围内的班组，车间，工序的各种指标与所设定的指标进行对比，然后根据计算方法进行评分。

并且进行排名，在可视化的程度要做的友好，比如一个奖章或者流动红旗，这个是可以提高员工积极性的。

1.7.2.按照班组评的能耗指标评比

由原始数据计算得到当日、当值、该机组各项指标完成值，然后用当日能源指标值进行加权计算，得到当日、当值、该机组的指标累计完成值，每月的最后一天的累计完成值就是当月、当值、该机组的能源指标完成值。

这个能源指标完成值与每月制定的该机组指标计划完成值进行比较，得到指标得分。

将各指标得分累计就是当月、当值、该班组的指标竞赛得分。

按照得分进行排名，得出该机组各值别的排名。

1.7.3.按照班组的生产计划指标评比

将各值、各机组当月完成指标进行加权计算，得到该值当月的指标完成值，这个指标完成值与每月制定的全厂指标计划完成值进行比较，得到指标得分。

将各指标得分累计就是当月、当值的指标竞赛得分。

按照得分进行排名，得出各值别的排名。

生产指标同样并不是多就是好，要科学。

对各班组分别以天、周、月、季、年统计其生产产品的实绩比，采用柱形图形式，对各班组