CN104200389A - 基于生产工艺时间和设备工作时间的产品耗电量分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于产品工艺时间、设备功率和工作时间的产品耗电量的分配方法，涉及产品生产过程中总电耗的统计和分配问题，具体地，通过将耗电总区域分为生产区域、公共生产辅助区域、企业运营区域，利用产品工艺时间、生产设备的额定功率、工作时间等参数将生产区域耗电量分配到产品，利用产品工艺时间、生产设备工作时间将公共生产辅助区域耗电量分配到产品，利用产品产量与企业产品总产量的比例将企业运营区域耗电量分配到产品，从而得到单位某产品耗电量。本发明改善了只利用产量进行分配方法的不精确问题，通过先分层次，再按照不同的比例关系将电耗分配到产品的方法，获得相对精确的产品电耗，从而进行不同产品、不同工序之间耗电量的比较。

Description

基于生产工艺时间和设备工作时间的产品耗电量分配方法

技术领域

本发明涉及产品生产过程中总电耗的统计和分配问题，具体地，涉及利用机器设备的功率、产品生产工艺时间和设备每天工作时间等参数进行耗电量的分配。 

背景技术

目前环境问题日益受到重视，而温室气体是造成环境恶化的重要原因之一。2014年1月，国家发展改革委气候司对外发布了《关于加强应对气候变化统计工作的意见》指出，要建立健全覆盖能源活动、工业生产过程等领域的温室气体基础统计制度，改善温室气体清单编制和排放核算的统计支撑。电耗是引起温室气体排放的重要原因之一。因此，采用合理的分配方法核算工业生产过程中不同产品耗电量至关重要。如何将电耗数据分配到每个产品上是亟待解决的问题。由于工厂生产种类繁多的产品，往往无法尽列其种类，生产需要很多个工序，生产过程中需要多种耗电设备。然而大多数企业未能实现对每台机器耗电量的测量设备，这给产品电耗核算造成了很大的困难。 

现有对产品电耗的核算，大多是用产品产量比例进行简单的分配，忽略了不同产品之间除产量外其他影响电耗的因素，如设备种类、工艺时间的差异，而这些差异直接导致不同产品生产过程之间耗电量的差异。 

发明内容

本发明的目的是利用耗电设备功率、工艺时间等参数对企业总体的电耗数据进行分配，从而获取单种产品工业生产阶段的耗电量。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于生产工艺时间和设备工作时间的产品耗电量分配方法，其特征在于，步骤为： 

分配步骤一：进行电耗数据收集，数据收集范围根据事先设定的核算边界确定； 

分配步骤二：将数据分配为三个层次：生产设备电耗，生产辅助设备电耗和运营设备电耗，利用额定功率×设备个数×一天工作时间的比例进行分配，公式如下： 

式中： 

Q为工厂在生产周期内总耗电量； 

Q_生产为生产周期内所有生产设备耗电量，即第一层次耗电量； 

Q_辅助为生产周期内所有生产辅助设备耗电量，即第二层次耗电量； 

Q_运营为生产周期内企业运营部分的耗电量，即第三层次耗电量； 

P_生产i为生产设备i的额定功率； 

N_生产i为生产设备i的个数； 

T_生产i为生产设备i每天工作时间； 

P_辅助i为生产辅助设备i的额定功率； 

N_辅助i为生产辅助设备i的个数； 

T_辅助i为生产辅助设备i每天工作时间； 

P_运菅i为企业运营耗电设备i的额定功率； 

N_运菅i为企业运营耗电设备i的个数： 

T_运营i为企业运营耗电设备i每天工作时间； 

m为生产设备的种类； 

n为生产辅助设备的种类； 

l为运营部门耗电设备的种类； 

分配步骤三：将第一层次的数据分配到所要核算的产品，利用这种产品的工艺时间×所用设备的额定功率与此产品生产周期内所有生产设备的额定功率×设备个数×一天工作时间的比例关系进行分配，得到某个工序设备上的耗电量，第x种产品在生产设备i上的耗电量Q_生产i为： 

式中： 

t_生产i为产品x在生产设备i上的加工时间； 

然后将每种产品在各个工序的耗电量相加，即可得到该种产品的生产设备耗电量，其中，第x种产品的生产设备耗电量Q_生产(x)为： 

式中： 

a为生产第x种产品的生产设备个数； 

分配步骤四：由第二层次耗电量获得分配各种产品生产辅助耗电量，利用产品工艺时间与所有生产设备运行时间的比例进行计算，其中，车间生产辅助设备耗电分配在第x种产品上的耗电量Q_辅助(x)为： 

式中： 

t_生产i是第x种产品在工序i上的工艺时间； 

分配步骤五：将第三层次按照产量的比例关系分配到每种产品上，生产周期 内企业运营部分的耗电量分配到第x种产品的耗电量Q_运营(x)为： 

式中： 

为企业所生产的N种产品的总产量，m(x)为第x种产品的产量； 

分配步骤六：将三个层次的耗电量相加得到每种产品的电耗，然后除以其产量得到单位每种产品的耗电量，其中，单位第x种产品的耗电量Q(x)为： 

优选地，在进行分配步骤一的电耗数据收集时，需要知道核算产品的生产周期，收集企业在这个周期内每个车间和办公室的耗电量的统计数据，工厂内每个车间包括的耗电设备和耗电器材的名称、个数、额定功率及核算产品生产周期内每天工作时间，核算产品的生产周期、各个工序所用设备、以及在此设备上的工艺时间。 

本方法创新性地将根据企业复杂的电耗数据得到某种产品的耗电量，有利于产品电耗的评估，从而获得单种产品的耗电量。解决了核算产品耗电量的困难。。 

附图说明

图1是此分配方法将总体电耗数据分配到三个层次的说明图； 

图2是此分配方法的步骤示意图； 

图3是B工厂办公区域示意图； 

图4是B工厂A产品工序流程及所用设备图。 

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。 

本实施例以一个产品种类繁多，且无法根据耗电量进行分类的情况下A产品耗电量的碳足迹核算为例，碳足迹是一种分析温室气体排放数量的方法，它是指一项活动、一个产品(或服务)的整个生命周期、或者某一地理范围内直接和间接产生的二氧化碳排放量(或二氧化碳当量排放量)。其中，产品碳足迹标签的 使用成为一种国际发展趋势，越来越多的企业要求供应商提供产品的碳足迹值。而在碳足迹核算过程中，电耗引起的温室气体排放是产品碳足迹的重要组成部分。因此本实施以产品电耗碳足迹的核算过程为典型应用，但本发明不仅限于产品碳足迹的核算。 

图3是B工厂的布局图，图4是B工厂的A产品工序及设备信息表，表1是A产品工艺时间表；表2是所有生产设备的信息表；表3是生产辅助和车间办公室的耗电设备信息表，表4是行政办公室耗电设备信息表。产品A是在2013年5月份完成了整个生产周期的，B工厂2013年5月份工作25天，电耗为46480kwh，产品总产量是200000件，其中A产品1200件。本发明以以上数据为分析对象进行本发明方法的实施案例分析。 

表1 

表2 

表3 

表4 

结合图2，具体计算步骤如下： 

分配步骤一：根据B工厂数据：总耗电量以2013年5月的电耗46480kw进行计算；工厂内每个车间包括的耗电设备和耗电器材的名称、个数、额定功率及配置产能等信息。 

分配步骤二：然后将数据分配为三个层次：生产设备电耗，生产辅助设备电耗和运营设备电耗，附图1说明数据收集的三个层次。利用额定功率×设备个数×一天工作时间的比例，公式如下： 

分配步骤三：将第一层次的数据分配到所要核算的产品，利用这种产品的工艺时间×所用设备的额定功率与此产品生产周期内所有生产设备的额定功率×设备个数×一天工作时间的比例关系进行分配，得到某个工序设备上的耗电量，如公式(4)。然后将第x种产品在各个工序的耗电量相加，即可得到第x种产品的生产设备耗电量，如公式(5)。 

分配步骤四：由第二层次耗电量得到第x种产品生产辅助耗电，利用产品工艺时间占所有生产辅助设备的运行时间比例进行计算，具体公式如下(6)。 

分配步骤五：最后，将第三层次按照产量的比例关系分配到每种产品上，生产周期内企业运营部分的耗电量分配到第x种产品的耗电量Q_运营(x)为： 

分配步骤六：将三个层次的耗电量相加得到每种产品的电耗，然后除以产量得到单位某种产品的耗电量，具体如公式(9)。 

分配步骤七：将单位产品耗电量乘以电的碳排放系数即可得到单种产品的单位产品电耗碳足迹，具体如公式(10)，其中Q(x)为第x种产品的总耗电量，单位为kwh；f_E为B工厂所用电的碳排放系数，为0.8244kgCO₂e/kwh。 

ECF_x＝Q(x)×f_E       (10) 

ECF_A＝0.86×0.8244＝0.71kgCO₂e。 

Claims (2)

1.一种基于生产工艺时间和设备工作时间的产品耗电量分配方法，其特征在于，步骤为：

分配步骤一：进行电耗数据收集，数据收集范围根据事先设定的核算边界确定；

分配步骤二：将数据分配为三个层次：生产设备电耗，生产辅助设备电耗和运营设备电耗，利用额定功率×设备个数×一天工作时间的比例进行分配，公式如下：

式中：

Q为工厂在生产周期内总耗电量；

Q_生产为生产周期内所有生产设备耗电量，即第一层次耗电量；

Q_辅助为生产周期内所有生产辅助设备耗电量，即第二层次耗电量；

Q_运营为生产周期内企业运营部分的耗电量，即第三层次耗电量；

P_生产i为生产设备i的额定功率；

N_生产i为生产设备i的个数；

T_生产i为生产设备i每天工作时间；

P_辅助i为生产辅助设备i的额定功率；

N_辅助i为生产辅助设备i的个数；

T_辅助i为生产辅助设备i每天工作时间：

P_运营i为企业运营耗电设备i的额定功率；

N_运营i为企业运营耗电设备i的个数；

T_运营i为企业运营耗电设备i每天工作时间；

m为生产设备的种类；

n为生产辅助设备的种类；

l为运营部门耗电设备的种类；

分配步骤三：将第一层次的数据分配到所要核算的产品，利用这种产品的工艺时间×所用设备的额定功率与此产品生产周期内所有生产设备的额定功率×设备个数×一天工作时间的比例关系进行分配，得到某个工序设备上的耗电量，第x种产品在生产设备i上的耗电量Q_生产i为：

式中：

t_生产i为产品x在生产设备i上的加工时间；

然后将每种产品在各个工序的耗电量相加，即可得到该种产品的生产设备耗电量，其中，第x种产品的生产设备耗电量Q_生产(x)为：

式中：

a为生产第x种产品的生产设备个数；

分配步骤四：由第二层次耗电量获得分配各种产品生产辅助耗电量，利用产品工艺时间与所有生产设备运行时间的比例进行计算，其中，车间生产辅助设备耗电分配在第x种产品上的耗电量Q_辅助(x)为：

式中：

t_生产i是第x种产品在工序i上的工艺时间；

分配步骤五：将第三层次按照产量的比例关系分配到每种产品上，生产周期内企业运营部分的耗电量分配到第x种产品的耗电量Q_运营(x)为：

式中：

为企业所生产的N种产品的总产量，m(x)为第x种产品的产量；

分配步骤六：将三个层次的耗电量相加得到每种产品的电耗，然后除以其产量得到单位每种产品的耗电量，其中，单位第x种产品的耗电量Q(x)为：

2.如权利要求1所述的一种基于生产工艺时间和设备工作时间的产品耗电量分配方法，其特征在于，在进行分配步骤一的电耗数据收集时，需要知道核算产品的生产周期，收集企业在这个周期内每个车间和办公室的耗电量的统计数据，工厂内每个车间包括的耗电设备和耗电器材的名称、个数、额定功率及核算产品生产周期内每天工作时间，核算产品的生产周期、各个工序所用设备、以及在此设备上的工艺时间。