AT404074B - METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING PRODUCT-SPECIFIC VALUES FOR EXPENDITURE, WASTE AND EMISSIONS WITH SIMULTANEOUS PRODUCTION OF DIFFERENT PRODUCTS - Google Patents
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Description
AT 404 074 BAT 404 074 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung von erzeugnisspezifischen Werten für Verbrauche bzw. Aufwendungen, Abfälle und Emissionen von Materialien, Medien, Energie und Reaktionsprodukten bei einer gleichzeitigen Herstellung unterschiedlicher Arten von Erzeugnissen, insbesondere bei einer Verwendung von Einzel-ver-bzw. bearbeitungs-Einheiten für jeweils unterschiedliche Erzeugnisse in einem begrenzten Gebiet, einem geschlossenen Ortsbereich oder dgl., zum Beispiel einer Halle, einem Werksgelände oder einem Industriegebiet.The invention relates to a method and a device for determining product-specific values for consumption or expenditure, waste and emissions of materials, media, energy and reaction products with simultaneous production of different types of products, in particular when using single-ver or. Processing units for different products in a limited area, a closed area or the like, for example a hall, a factory site or an industrial area.
Weiters bezieht sich die Erfindung auf eine Verwendung eines Verfahrens und/oder einer Vorrichtung zur Feststellung von erzeugnisspezifischen Werten für Aufwendungen, Abfälle und Emissionen bei einer gleichzeitigen Herstellung unterschiedlicher Arten von Erzeugnissen in einem begrenzten Gebiet. In einem überwiegenden Teil der Produktionsstätten werden auf einem begrenzten Gebiet, wie Firmengelände, Halle und dgl. unterschiedliche Erzeugnisse oder verschiedene Erzeugnisarten im wesentlichen gleichzeitig hergestellt. Dabei durchlaufen die verschiedenen, im Stadium des Entstehens befindlichen Produkte oft zumindest teilweise dieselben Ver- oder Bearbeitungsanlagen, wie Mischer, Öfen, Reaktoren und dergleichen. Für eine Kostenermittlung jedes einzelnen Erzeugnisses werden neben einer Anzahl von indirekt anfallenden Kosten im wesentlichen die Einsatzkosten, also die Kosten des zur Herstellung des Produktes erforderlichen Materials und die Be- oder Verarbeitungskosten in Anlagen oder Einrichtungen, herangezogen. Die bei einer Ver- oder Bearbeitung entstehenden Verbräuche, zum Beispiel elektrische Energie, Gas, Öl, Wasser und anderes mehr, und die entstehenden Abfälle sowie Emissionen, die oft behandelt, z.B. entgiftet, entschwefelt und/oder entsorgt werden müssen, werden kostenmäßig vielfach der Anlage zugeordnet und das Erzeugnis anteilmäßig mit diesen Kosten belastet.The invention further relates to the use of a method and / or a device for determining product-specific values for expenses, waste and emissions while simultaneously producing different types of products in a limited area. In a predominant part of the production facilities in a limited area, such as company premises, hall and the like, different products or different types of products are produced essentially simultaneously. The various products in the process of being created often go through at least some of the same processing or processing systems such as mixers, ovens, reactors and the like. In addition to a number of indirect costs, the costs of use, i.e. the costs of the material required to manufacture the product and the machining or processing costs in plants or facilities, are used to determine the cost of each individual product. The consumption resulting from processing or processing, e.g. electrical energy, gas, oil, water and other, and the resulting waste and emissions, which are often treated, e.g. detoxification, desulphurization and / or disposal must often be allocated to the system in terms of costs and the product will be charged proportionately with these costs.
Oftmals erfolgt eine anteilsmäßige Kostenbelastung der Erzeugnisse auch bei allgemeinen Aufwendungen für eine Beseitigung , zum Beispiel Neutralisation und/oder Deponie, oder eine Bereitstellung zur Wiederverwertung von Reaktionsprodukten und/oder Produktionsabfällen.Proportionate costs are often charged to the products even in the case of general expenses for disposal, for example neutralization and / or landfill, or provision for the recycling of reaction products and / or production waste.
Große Anstrengungen werden unternommen, um den Schadstoffanfall, insbesondere den Schadstoff-ausstoß, und die Belästigung sowie Irritation der Umwelt bei der Herstellung insbesondere von chemischen Produkten oder mittels chemischer Reaktionen gefertigter Erzeugnisse zu vermeiden. Eine vollkommene Vermeidung derartiger Belastungen der Umwelt ist jedoch in einigen Fällen nicht möglich, so daß Schadstoffe mit hohem Verdünnungsgrad zum Beispiel in fließendes Gewässer eingeleitet oder emittiert werden müssen. Dabei sind die gesetzlich vorgeschriebenen Grenz- und/oder Maximalbelastungswerte der Schadstoffkonzentrationen keinesfalls zu überschreiten.Great efforts are made to avoid the generation of pollutants, in particular the emission of pollutants, and the annoyance and irritation of the environment in the manufacture, in particular, of chemical products or products produced by means of chemical reactions. In some cases, however, it is not possible to completely avoid such pollution of the environment, so that pollutants with a high degree of dilution, for example, have to be introduced or emitted into flowing water. The legally prescribed limit and / or maximum exposure values of the pollutant concentrations should never be exceeded.
Bei einem neuronalen Netzwerk wurde gemäß WO 94/20887 für eine Erstellung von neu angepaßten Steuersignalen für eine Regelung zur Steuerung eines Betriebes vorgeschlagen, die Steuersignale in einer Speicher- und Vorhersageeinrichtung zu bearbeiten und die Vorhersagesignale in einer weiteren Einrichtung derart zu optimieren, daß die Extremwerte dem vom Betreiber festgelegten Maximalwerten entsprechen. Damit kann beispielsweise bei genauen Emissionsgrenzen der Durchsatz maximiert werden.In the case of a neural network, according to WO 94/20887, for the creation of newly adapted control signals for a regulation for controlling an operation, it has been proposed to process the control signals in a storage and prediction device and to optimize the prediction signals in a further device such that the extreme values correspond to the maximum values specified by the operator. With this, for example, the throughput can be maximized at precise emission limits.
Um die Sicherheit einer Anlagenregelung zu erhöhen und bei Ausfall des zugehörigen Rechners automatisch noch eine ausreichende Regelung aufrecht zu erhalten, wurde gemäß DE 1 302 871 B1 vorgeschlagen, daß dem Vergleicher des Reglers ein Summiergerät vorgeschaltet ist. Mit obigen Einrichtungen können zwar übermäßige Verbräuche, Aufwendungen und Emissionen bei der Herstellung von Erzeugnissen verhindert werden, ein Feststellen der erzeugnisspezifischen Werte bei einer gleichzeitigen Herstellung von artverschiedenen Erzeugnissen ist jedoch nicht möglich.In order to increase the safety of a system control and to automatically maintain sufficient control in the event of failure of the associated computer, it has been proposed according to DE 1 302 871 B1 that the comparator of the controller is preceded by a summing device. With the above devices, excessive consumption, expenses and emissions in the manufacture of products can be prevented, but it is not possible to ascertain the product-specific values while simultaneously producing different products.
Bei einer gemischten Erzeugung, also bei einer im wesentlichen gleichzeitigen Herstellung von unterschiedlichen Erzeugnissen, ist jedoch der Nachteil gegeben, daß die erzeugnisspezifischen Werte für Verbräuche bzw. Aufwendungen, Abfälle, Emissionen von Materialien, Medien, Energie und Reaktionsprodukten nur sehr aufwendig oder überhaupt nicht mit hoher Genauigkeit feststellbar sind. Dies bedeutet, daß die tatsächlich anfallenden Gesamtkosten der jeweiligen Erzeugnisse zumeist nicht exakt angegeben werden können, was insbesondere bei Wirtschaftlichkeitsermittlungen und Produktionsbewertungen bzw. Planungen nachteilig ist. Ein weiterer Nachteil ist dadurch gegebenm, daß bei sich ändernden Einmalkosten, zum Beispiel Deponiekosten, Energiekosten und dergleichen, eine daraus sich ergebende jeweilige Erzeugniskostenänderung meist nur grob bzw. ungenau ermittelbar ist.With mixed production, i.e. with essentially simultaneous production of different products, there is the disadvantage, however, that the product-specific values for consumption or expenditure, waste, emissions of materials, media, energy and reaction products are only very complex or not at all high accuracy can be determined. This means that the total costs actually incurred for the respective products can usually not be specified exactly, which is disadvantageous in particular in the case of economic efficiency assessments and production evaluations or planning. A further disadvantage is that in the case of changing one-off costs, for example landfill costs, energy costs and the like, a resulting change in product costs can usually only be determined roughly or imprecisely.
Auch bei einer Einhaltung der Grenz- und/oder Maximalwerte der Schadstoffkonzentrationen im Umfeld wirkt sich ein Fehlen von genauen erzeugnisspezifischen Abfallwerten nachteilig aus.Even if the limit and / or maximum values of the pollutant concentrations in the environment are adhered to, a lack of precise product-specific waste values has a disadvantageous effect.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, obige Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren anzugeben sowie eine Vorrichtung zu erstellen, mit welchem bzw. mit welcher die erzeugnisspezifischen Werte für Verbräuche und Abfälle sowie Emissionen bei einer im wesentlichen gleichzeitigen Herstellung von unterschiedlichen Erzeugnissen bei einer Verwendung von Einrichtungen für jeweils unterschiedliche Erzeugnisse ermittelt und weitergegeben bzw. verwertet werden können. 2The invention has for its object to eliminate the above disadvantages and to provide a method and to create a device with which the product-specific values for consumption and waste as well as emissions with an essentially simultaneous production of different products when using devices can be determined and passed on or used for different products. 2nd
AT 404 074 BAT 404 074 B
Weiters ist es Ziel der Erfindung, die Verwendung eines Verfahrens und/oder einer Vorrichtung zur Ermittlung des Schadstoffanfalles bei einer im wesentlichen gleichzeitigen Herstellung von unterschiedlichen Erzeugnissen anzugeben.Another object of the invention is to specify the use of a method and / or a device for determining the amount of pollutants in a substantially simultaneous production of different products.
Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die Stück- oder Einsatzliste und der Arbeitsplan bzw. der quantitative Ablauf der Herstellung aller Erzeugnisarten jeweils in an sich bekannter Art in eine bzw. einer elektronischen Rechen- und Speicheranlage eingegeben bzw. abgelegt werden und daß beim Ablauf der Herstellung der jeweiligen Erzeugnisse Ereignis- Werte bzw. Ereignis-Daten, wie Rohmaterialeinsatz, Beginn und Ende von Einzelverarbeitungsschritten und dgi. festgestellt sowie im Betriebszeitraum bzw. kontinuierlich, insbesondere durch Sensoren, Summen oder Teilsummenwerte für Verbrauche der Herstelleinrichtungen, wie Energie-Medien -und dgl.-Verbräuche, und Summen oder Teilsummenwerte von Emissionen gemessen und die Meßwerte der Rechen-und Speicheranlage zugeführt werden, wonach von dieser mittels der Ereignisdaten die in Herstellung befindlichen Arten und Mengen und der jeweilige Herstellungsfortschritt der Erzeugnisse bestimmt, mit den gleichzeitig oder verzögert anfallenden, kontinuierlich ermittelten Verbrauchs- und Emissionswerten in Relation gesetzt und die erstellten Daten gespeichert werden, worauf aus einer Vielzahl von gespeicherten Daten mit jeweils unterschiedlichen Anteilen von Erzeugnisarten unter Verwendung mindestens eines Rechenprogrammes, vorzugsweise mindestens eines an sich bekannten multivariaten Korrelationsprogrammes, die Feststellung der artspezifischen Aufwendungen, Verbräuche, Abfälle und Emissionen bei der Herstellung der Erzeugnisse erfolgt, welche Ergebnisse mittels geeigneter Geräte angezeigt und/oder in Datenform weitergegeben werden können.This object is achieved in a method according to the invention in that the parts or insert list and the work schedule or the quantitative sequence of manufacture of all types of products are entered or stored in a manner known per se in an or an electronic computing and storage system and that in the course of the production of the respective products, event values or event data, such as the use of raw materials, the start and end of individual processing steps and dgi. determined and measured in the operating period or continuously, in particular by sensors, sums or partial total values for consumption of the manufacturing facilities, such as energy media and the like. Consumption, and sums or partial total values of emissions and the measured values are fed to the computing and storage system, after which by means of the event data, the types and quantities in production and the respective production progress of the products are determined, compared with the continuously determined or delayed, continuously determined consumption and emission values and the data created are saved, whereupon a large number of stored data with different proportions of product types using at least one computer program, preferably at least one known multivariate correlation program, the determination of the species-specific expenses, consumption, waste and emissions at de r The products are manufactured, which results can be displayed using suitable devices and / or passed on in data form.
Bei einer gattungsgemäßen Einrichtung erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß eine programmierbare Rechen- und Speicheranlage, in welcher die Stück- oder Einsatzliste und der Arbeitsplan bzw. der quantitative Ablauf der Herstellung aller Erzeugnisarten gespeichert ist, mit Erfassung- und/oder Eingabemitteln für eine Feststellung von einerseits Ereignis-Werten bzw. Ereignis-Daten , mittels welcher der Ablauf bzw. der jeweilige Stand bzw. Schritt der Herstellung, z.B. Einsatz von Rohmaterialien, Beginn und Ende von Einzelverarbeitungsschritten und gegebenenfalls Zwischen(lager)schritten erfaßbar ist und von andererseits kontinuierlich gemessenen, insbesondere durch Sensoren festgestellten, Werten, mit welchen Verbräuche und Emissionen erfaßbar sind, über zugehörige Leitungen in Verbindung steht, wobei in der Anlage errechnete Daten von Geräten, welche über Kabel angeschlossen sind, für eine Anzeige der Daten und/oder eine Steuerung einsetzbar sind.In a generic device, the object is achieved in that a programmable computing and storage system, in which the parts or application list and the work schedule or the quantitative process of manufacturing all types of products is stored, with acquisition and / or input means for a Determination of event values or event data on the one hand, by means of which the sequence or the respective status or step of manufacture, for example Use of raw materials, the beginning and end of individual processing steps and, if necessary, intermediate (storage) steps can be recorded and, on the other hand, is connected via associated lines with continuously measured values, especially those determined by sensors, with which consumption and emissions can be recorded, in the system Calculated data from devices that are connected via cables can be used to display the data and / or a controller.
Schließlich wird das Ziel durch eine Verwendung eines Verfahrens und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Ermittlung des Schadstoffanfalles, insbesondere für eine Abfallwirtschaft und/oder zur Kontrolle der Schadstoffkonzentration, insbesondere für eine Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Grenz- und/oder Maximalbelastungswerte, erreicht.Finally, the goal is achieved by using a method and a device of the type mentioned at the outset for determining the amount of pollutants, in particular for waste management and / or for controlling the pollutant concentration, in particular for compliance with the legally prescribed limit and / or maximum load values.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß es erstmals möglich ist, in einem gemischten Produktionsbetrieb, also bei einer im wesentlichen gleichzeitigen Herstellung von unterschiedlichen Produkten, für jedes Erzeugnis die jeweiligen Werte für Verbräuche und Aufwendungen für Abfälle und für Emissionen mit hoher Genauigkeit feststellen bzw. angeben zu können. Weil nun die Werte für jeden Abschnitt im Produktionsablauf feststellbar sind, können beim einzelnen Erzeugnis in Abhängigkeit vom Fertigungsgrad die Aufwendungen und Zufuhr bzw. Abgabe von Stoffen örtlich und zeitlich verfolgt werden. Zum Beispiel kann leicht ermittelt werden, wo welche Schadstoffe anfallen.The advantages achieved with the invention are essentially to be seen in the fact that it is possible for the first time in a mixed production plant, that is to say with essentially simultaneous production of different products, for each product the respective values for consumption and expenditure for waste and for emissions to determine or specify with high accuracy. Because the values for each section in the production process can now be determined, the expenditure and supply or delivery of substances can be tracked locally and over time for the individual product depending on the degree of manufacture. For example, it is easy to determine where which pollutants occur.
Aus der Möglichkeit, die jeweiligen Zufuhr- und Abgabewerte bei der Herstellung eines Erzeugnisses mit hoher Genauigkeit feststellen zu können, ist eine daraus resultierende kostenmäßige Belastung des Produktes vorteilhaft erreichbar. Dies kann zum Beispiel auch einer Schadstoffkostenermittlung und insgesamt einer Abfallwirtschaft dienen.From the possibility of being able to determine the respective feed and discharge values during the manufacture of a product with high accuracy, the resultant cost burden on the product can advantageously be achieved. This can also be used, for example, to determine pollutant costs and overall waste management.
Sowohl für eine produktionstechnische Planung und Steuerung zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit, zum Beispiel Kostensenkung des Energieverbrauches und Vermeidung von Spitzenlasten, Nutzung latenter Energie und dgl., als auch zur Feststellung von Schwachstellen im Produktionssystem hat sich das erfindungsgemäße Verfahren als vorteilhaft einsetzbar erwiesen. Insbesondere für eine Herstellung von Erzeugnissen, bei welchen bei einem Produktionsschritt hohe Emissionen entstehen, kann durch eine entsprechende Ausrichtung bzw. Steuerung der Gesamtproduktion, eine sogenannte Organisation des internen Produkt-Mix, eine Schadstoffkonzentration in Umweltmedien bevorzugt gleichmäßig niedrig gehalten werden.The method according to the invention has proven to be advantageously usable both for production engineering planning and control to increase the cost-effectiveness, for example reducing the cost of energy consumption and avoiding peak loads, use of latent energy and the like, and for determining weak points in the production system. In particular for the production of products in which high emissions occur in one production step, a suitable concentration or control of the overall production, a so-called organization of the internal product mix, can keep the concentration of pollutants in environmental media preferably uniformly low.
Es hat sich bei dieser erfindungsgemäßen Einrichtung als besonders vorteilhaft auch in wirtschaftlicher Hinsicht erwiesen, daß die Anzahl der Meßstellen bzw. Eingabestellen gering ist bzw., daß nur die wichtigsten Ereignisse, Verbräuche, Abfälle und Emissionen signalisiert bzw. gemessen werden müssen. Dabei werden von der Rechen- und Speicheranlage durch Verfolgung der Verbräuche bei unterschiedlichen Anzahlen von verschiedenen Erzeugnissen in einem Aggregat bzw. in einem Erzeugungsschritt die 3In this device according to the invention, it has also proven to be particularly advantageous in economic terms that the number of measuring points or input points is small or that only the most important events, consumption, waste and emissions have to be signaled or measured. Here, the computing and storage system by tracking the consumption of different numbers of different products in an aggregate or in a generation step, the 3rd
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