Синтез моделей оценки управления энергоресурсами предприятий в условиях неопределенности

© А.В. Ляхомский, Е.Н.Перфильева, 2009

А.В. Ляхомский, Е.Н.Перфильева

СИНТЕЗ МОДЕЛЕЙ ОЦЕНКИ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ ПРЕДПРИЯТИЙ В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

Приведены анализ современного состояния энергопотребления и результаты энергетических обследований, позволяющие повысить энергоэффективность предприятий горных предприятий.

Ключевые слова: энергоэффективность, энергосбережение, планирование энергопотребления.

ш ш овышение энергоэффективности предприятий неразрывно связано с управлением энергетическими ресурсами. Управление энергетическими ресурсами предприятий формируется под влиянием значительного числа факторов. Влияние этих факторов на процесс управления энергопотреблением имеет сложный и многообразный характер, описание которого в рамках детерминистических методов не всегда возможно в силу неполноты информации и неопределенности условий, определяющих влияние этих факторов. Информация о факторах, влияющих на процесс управления энергопотреблением, базируется на множестве разнообразных данных и характеризует указанные факторы как многомерные случайные признаки. В связи с наличием значительного числа указанных признаков задача описания процесса управления энергоресурсами становится достаточно сложной. Для решения этой задачи целесообразно описание процесса управления энергопотреблением с помощью методов теории распознавания образов с меньшим числом обобщенных характеристик, которые отражают внутренние, объективно существующие закономерности, неподдающиеся непосредственному наблюдению. Отмеченные особенности приводят к необходимости применения математических методов, позволяющих, с одной стороны, получить информацию о факторах, влияющих на процесс управления энергопотреблением, а, с другой стороны, обеспечить применение математических процедур, снижающих размерность исходной информации и идентифицирующих существующие факторы.

С учетом того, что измерить влияние указанных факторов как управленческих, так и технических на процесс управления потреблением энергоресурсов по количественным шкалам не представляется возможным (ввиду их отсутствия), оценку влияния факторов на процесс управления энергопотреблением целесообразно осуществлять по качественным шкалам, отражающим степень влияния рассматриваемых факторов на исследуемый процесс.

Получение модели оценки управления энергоресурсами может быть получено на базе комплексной оценки совместного влияния управленческих и технических факторов, осуществляемого с помощью интегрированного показателя уровня управления энергопотреблением. Информация о мультипликативном влиянии управленческих и технических факторов на процесс управления энергопотреблением представляется в виде матрицы:

" а1Ь1 а2Ь1 . .. апЬ1 "

и = АВ = а . 2Ь а2Ь2 . а п . 2* ,

_а1Ьт а2Ьт . .. а Ь п т _

где п - число технических факторов, оказывающих влияние на процесс управления энергопотреблением; т - число управленческих факторов, оказывающих влияние на процесс управления энергопотреблением; а1, а2 ... ап - технические факторы, оказывающие влияние на управление энергоресурсами; Ь1, Ь2 ...Ьп - управленческие факторы, оказывающие влияние на управление энергоресурсами.

В связи с тем, что рассматриваемые факторы имеют случайный и многообразный характер, а также в определенной степени взаимозависимы, можно констатировать, что исходная информация о комплексном влиянии управленческих и технических факторов на процесс управления энергопотреблением получена в условиях неполноты и неопределенности, имеет априорную избыточность, а анализируемая матрица содержит заведомо избыточную информацию.

Для “сжатия” исходной информации о влиянии управленческих и технических факторов на управление энергопотреблением целесообразно применять методы распознавания образов, в частно-

сти, метод главных компонент (МГК), позволяющий более адекватно описать процесс управления энергоресурсами.

МГК позволяет существенно снизить размерность исходной матрицы и с минимумом среднеквадратической ошибки, возникающей при описании реальной системы числом показателей меньшим, чем исходное.

В этом случае требуется подбор такого ортогонального преобразования А(а,к) случайного вектора и, при котором новые переменные (главные компоненты) Y не коррелированы:

Ц>,Ь) = А

где А(ак) - матрица преобразования; Y(b,k) - главные компоненты, описывающие влияние управленческих и технических факторов на процесс управления энергопотреблением в пространстве новых переменных; к - номер главной компоненты.

Эффективность, информативность каждой компоненты определяется соответствующим ей собственным значением.

В соответствии с методикой исследования на базе экспертных оценок была сформирована статистическая база и выполнена обработка информации о состоянии управления энергопотреблением предприятий АК «АЛРОСА», АО «Казцинк», ОАО «Лебединский ГОК». В результате обработки указанной информации с применением МГК найдены модели управления энергоресурсами предприятий (табл. 1-3), наиболее адекватного его описывающие.

Анализ моделирования управления энергоресурсами предприятий с применением МГК показывает, что в качестве модели управления энергоресурсами может быть принята 1-я главная компонента, накопленная доля дисперсии для которой составляет до 99,99%.

Максимальное среднее значение первой главной компоненты равно 2,5, что соответствует матрице исходных данных и(а,Ь), полученной при максимальных оценках (4-й уровень) факторов, влияющих на управление энергетическими ресурсами. Максимальное среднее значение первой главной компоненты, равное 2,5 является оценкой наивысшего уровня управления энергопотреблением на предприятии, который можно было бы достигнуть, если бы использование факторов было оценено по качественным шкалам по четвертому уровню.

и

Таблица 1

Результаты компонентного анализа состояния управления энергопотреблением предприятиями АК «АЛРОСА»

Критерий Номер компоненты, К

1 2 3 4 5 6

1. Среднее значение 0,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

2. Собственные значения 0,0043 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

3. Накопленная доля дисперсии 99,99 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

Таблица 2

Результаты компонентного анализа состояния управления энергопотреблением предприятиями АО «Казцинк»

Критерий Номер компоненты, К

1 2 3 4 5 6

1. Среднее значение 0,49 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

2. Собственные значения 0,0008 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

3. Накопленная доля дисперсии 99,99 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

Таблица 3

Результаты компонентного анализа состояния управления энергопотреблением ОАО «Лебединский ГОК»

Критерий Номер компоненты, К

1 2 3 4 5 6

1. Среднее значение 0,83 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

2. Собственные значения 0,0079 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

3. Накопленная доля дисперсии 99,99 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

Анализируя табл. 1-3 следует указать, что среднее значение первой главной компоненты для ОАО «Лебединский ГОК» имеет большее значение, чем соответствующие значение для АК «АЛРОСА» и АО «Казцинк». Следовательно, можно сделать вывод, что комплексное влияние технических и управленческих факторов на процесс управления энергопотреблением на ОАО «Лебединский ГОК» выше, чем на других исследуемых предприятиях, следовательно, состояние управления энергопотреблением на ОАО «Лебединский ГОК» находится на более высоком уровне. Таким образом, можно производить сравнительную оценку комплексного влияния управленческих и технических факторов на процесс управления энергоресурсами. [КШ

A. V. Ljahomsky, E.N. Perfiljeva

ESTIMATION MODEL SYNTHESIS OF ENTERPRISES POWER RESOURCE MANAGEMENT IN THE CONDITIONS OF UNCERTAINTY

Here is analyse of up-to-date condition of energy consumption, resalts of energy resourches, which allow to increase energy effectiveness of the enterprises of raw mineral complex.

Key words: Energy effectiveness, energy saving, planning of energy consumtion

Коротко об авторах ____________________________________________

Ляхомский А.В. - доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий», Перфильева Е.Н. - кандидат технических наук, ассистент, кафедра «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий», Московский государственный горный университет,

Moscow state mining university, Russia, mggu.eegp@mail.ru

A