Оценка факторов, влияющих на энергетическую эффективность промышленных предприятий

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

УДК 338.2

Н.Н. Сергеев

ОЦЕНКА ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Рассмотрены и классифицированы факторы, влияющие на энергетическую эффективность промышленных предприятий Удмуртской Республики. С помощью методов априорного ранжирования и корреляционнорегрессионного анализа определены наиболее значимые факторы. Выявлены недостатки предложенной методики.

Ключевые слова: энергосбережение, факторы энергосбережения, энергетическая эффективность, промышленное предприятие, модель энергосбережения.

Энергосбережение и энергетическая эффективность в России долгое время были обделены вниманием как государства, так и предпринимателей. Во многом такая ситуация сложилась благодаря неоднозначной структуре сформировавшегося за многие годы рынка энергетических ресурсов. Кроме того, общая ситуация в стране складывалась таким образом, что вопросы энергосбережения были отнесены к разряду второстепенных по многим объективным для того времени причинам. Однако в настоящее время более чем очевидным становится факт необходимости разработки и принятия программы мер по снижению энергоемкости экономики страны, в первую очередь ее промышленного сектора как главного потребителя энергетических ресурсов. В связи с этим необходимо провести комплексную оценку факторов, влияющих на энергетическую эффективность и энергосбережение промышленных предприятий.

Развитию энергоэффективности и энергосбережения препятствует ряд правовых, экономических, организационных и технических факторов, существующих как на уровне большинства российских предприятий, так и на уровне регионов и страны в целом. Подобные факторы можно разделить на внешние и внутренние. Предприятия для успешной деятельности должны обязательно учитывать весь комплекс внешних и внутренних факторов. На внешние факторы предприятие активно влиять не может, но оно должно обязательно учитывать их при своей деятельности. На внутренние факторы, в отличие от внешних, предприятие может активно воздействовать и пытаться снизить их влияние до определённого минимума.

Для реализации и внедрения энергосбережения на предприятии исключительную важность приобретает выборочный характер использования энергосберегающих технологий. Подобный принцип означает реализацию энергосберегающих мероприятий применительно к определенным видам энергоресурсов или объектам предприятия, где это принесет наибольший экономический эффект. Для этого необходимо выявить первостепенные факторы, влияние которых на систему энергосбережения значительно. После этого предприятие может разработать действенную модель энергосбережения и повышения энергетической эффективности. Иными словами, прежде чем снижать энергопотребление предприятия, необходимо выявить, от чего оно зависит и какого характера эта зависимость.

Для выявления факторов воспользуемся методикой априорного ранжирования и корреляционно-регрессионного анализа [2]. При постановке задачи оптимизации использования энергетических ресурсов первоначально рассматривается множество возможных факторов, влияющих на энергосбережение и энергетическую эффективность. На основе проведенного анализа необходимо установить рациональный набор факторов с оптимальными параметрами. После этого существенные факторы включаются в разрабатываемую модель энергосбережения. Факторный анализ показателей необходимо начать с моделирования многофакторной модели. Сущность построения модели заключается в создании конкретной математической зависимости между факторами.

В качестве результативного показателя Y выбран один из показателей энергетической эффективности предприятия (удельные энергетические затраты на 1 руб. выпуска продукции). В качестве признаков-факторов Х1, X2, Х3, Xп , влияющих на результативный признак, были выявлены основные возможные показатели:

Х1 - объем выпуска продукции, млн. руб.;

Х2 - затраты на содержание энергоснабжающих сетей предприятия, млн. руб.;

Х3 - инвестиции в программы энергосбережения, млн. руб.;

Х4 - численность персонала предприятия, чел.;

Х5 - средняя заработная плата, тыс.руб.;

Х6 - выработка энергетических ресурсов собственными источниками энергии (доли);

Х7 - удельная материалоемкость продукции, руб.;

Х8 - средняя продолжительность рабочих смен на предприятии, час;

Х9 - средний разряд рабочих;

Хю - количество структурных подразделений;

Хц - общая площадь помещений, обеспеченных энергоресурсами, м2;

Х12 - коэффициент загрузки оборудования;

Х]3 - коэффициент фактической энерговооруженности труда (кВт/чел.);

Х14 - вооруженность труда основным капиталом, тыс. руб/чел.;

Х15 - удельный вес оборудования в стоимости основного капитала.

Далее формируется экспертная группа из числа компетентных лиц, в состав которой привлекаются работники энергетических цехов, подразделений, занимающихся энергетической, технологической и экономической подготовкой производства. Кроме того, целесообразно привлечь руководство предприятий. В результате была сформирована группа из 10 экспертов.

После формирования группы экспертов каждому из экспертов было предложено ознакомиться с указанными факторами. После этого они должны проранжировать предложенные факторы, то есть выразить предпочтения, заключающиеся в расположении предъявленных элементов в порядке возрастания (так называемое прямое ранжирование) или убывания (обратное ранжирование) их предпочтительности. В нашем случае использовалось строгое ранжирование, то есть каждому признаку можно присвоить ранг только в виде натурального числа.

Полученные данные ранжирования признаков-факторов целесообразно представить в виде таблицы (табл. 1).

Таблица 1

Ранжирование экспертами признаков-факторов

Признаки- факторы Сумма рангов Занимаемое место Вес фактора

т А =У а х хт т=1 М1 Чх

Х1 42 5 0,091

Х2 40 4 0,1

Х3 22 2 0,116

Х4 145 15 0,008

Х5 139 14 0,016

Х6 26 3 0,108

Х7 20 1 0,125

Х8 112 11 0,041

Х9 120 12 0,033

Х10 123 13 0,025

Х11 110 10 0,05

Х12 72 7 0,075

Х13 69 6 0,083

Х14 74 8 0,066

Х15 86 9 0,058

Итого 1200 1,0

С помощью коэффициента конкордации Кэнделла W необходимо оценить степень согласованности мнений экспертов. Данный коэффициент находится по следующей формуле:

ш 12 • ^ т

Ж = 2

т •

где т - число экспертов; х - число факторов;

S - сумма квадратов отклонений суммы рангов по х факторам от их средней арифметической, определяется по формуле

Я = £ (Ах )2 = 26260.

х=1

Коэффициент конкордации может изменяться от 0 до 1. Если он существенно отличается от нуля (Ж > 0,5), то можно считать, что между экспертами имеется определенное согласие.

Значение коэффициента конкордации Кендэла W=0,937.

Если коэффициент конкордации недостаточен (Ж < 0,5), то необходимо провести анализ причин негативного результата. Такими причинами могут быть: нечеткие постановка вопросов или инструктаж, неправильный выбор факторов, подбор некомпетентных экспертов, возможность сговора между ними и др.

При Ж > 0,5 проверяется гипотеза о неслучайности согласия экспертов. Для этой процедуры используется критерий Пирсона (х-квадрат), определяемый по формуле

Хр = Ж • т •

где (х-1) - число степеней свободы.

Расчетное значение коэффициента сравнивается с табличным, определенным при числе степеней свободы (х-1). Если расчетное значение критерия Пирсона больше табличного, а W > 0,5, то это свидетельствует о наличии существенного сходства мнений экспертов, значимости коэффициента

~ ~ 2 2 конкордации и неслучайности совпадения мнений экспертов, то есть хр > %т.

Определим критерий Пирсона

х] = 131,18

при числе степеней свободы 14 и уровне значимости 0,05; выявленный критерий больше табличного значения х2т = 23,68 , то есть результаты экспертизы могут быть признаны удовлетворительными и адекватными.

По сумме рангов Ах производится ранжирование факторов. Минимальной сумме рангов (А х )тт соответствует наиболее важный фактор, имеющий приоритетное значение, далее факторы

располагаются по мере возрастания суммы рангов.

Таким образом, по результатам априорного ранжирования рассматриваемые факторы располагаются по их влиянию на уровень энергетической эффективности предприятия следующим образом. Определим наиболее важные факторы, по мнению экспертов:

1) удельная материалоемкость продукции (а 7 )= 20;

2) инвестиции в программы энергосбережения (а 3) = 22;

3) выработка энергетических ресурсов собственными источниками энергии (а 6) = 26;

4) затраты на содержание энергоснабжающих сетей предприятия (а 2 ) = 40

5) объем выпуска продукции (А1 )= 42.

Для наглядного представления о весомости факторов построим априорную диаграмму рангов (рис.) и определим удельные веса факторов по их влиянию на результативный показатель. При этом удельный вес фактора определяется по следующей формуле:

2

Чх = / ^ ч ,

х

где М - место фактора по результатам ранжирования.

Фактор, занявший первое место (X7 ), имеет вес qx = 0,125 .

Рис. Априорная диаграмма рангов признаков-факторов

Таким образом, с помощью метода априорного ранжирования отобраны наиболее влиятельные, по мнению экспертов, признаки-факторы. Тем не менее существуют определенные недостатки использованного в исследовании метода, а именно большая зависимость результатов от качества организации экспертизы и подбора экспертов, то есть определенная субъективность. Кроме того, при оценке тех или иных факторов для данной системы эксперты пользуются своим прежним опытом или взглядами. Правильная постановка вопросов и выбор факторов для данной системы имеют особое значение и существенно влияют на результаты экспертизы.

Поэтому полученные данные необходимо сравнить с теми, которые получены при использовании метода корреляционно-регрессионного анализа. Для этого отобранные с помощью метода априорного ранжирования признаки-факторы сравним с результативным фактором Y. Затем сопоставим роль различных факторов в формировании модели, определив факт наличия связи, степень ее тесноты и степень существенности.

Таблица 2

Характеристика признаков-факторов Х и результативного фактора Y некоторых промышленных предприятий за год

Предприятия Y Х7 Х3 Х6 Х2 Х1

ОАО «Воткинский завод» 0,173

ЗАО «Технология» 0,241

ООО «Завод НГО «ТЕХНОВЕК» 0,163

Воткинский филиал ОАО «ГАЗМАШ» 0,212

ООО «Завод РТО» 0,261

ООО «Электротехнический завод “Вектор”» 0,242

ОАО «Воткинская промышленная компания» 0,198

ООО «Спецмаш» 0,226

ООО «ПКФ “ПРОМРЕСУРС”» 0,184

ЗАО «Базальтовое волокно» 0,193

Характеристика отобранных методом априорного ранжирования признаков-факторов и результативного фактора Y некоторых промышленных предприятий г. Воткинска и Воткинского района Удмуртской Республики приведена в табл. 2.

На основании представленных данных необходимо:

1) определить коэффициент корреляции;

2) сопоставить роль различных факторов в формировании моделируемого показателя.

Для измерения тесноты зависимости воспользуемся ранговыми коэффициентами корреляции (или коэффициентами корреляции рангов). При использовании этих коэффициентов коррелируются не сами значения показателей Х и Y, а их ранги, то есть номера их мест, занимаемых в каждом ряду значений по возрастанию или убыванию. В нашем случае ранги обозначаются N.

Воспользуемся коэффициентом корреляции рангов Спирмена (р - «ро»), который рассчитывается по формуле

бЕ й 2

п(п2 -1) ’

где й = Ых — Nу , то есть разность рангов каждой пары значений Х и Y;

п - число наблюдений.

Кроме того, применим коэффициент корреляции рангов Кенделла (т - «тау»), который определяется по следующей формуле:

5 2S

Р = 1 ,ч,

т

п(п -1) п(п -1) ’

2

где S - общая сумма баллов;

п - число наблюдений.

Для подсчета коэффициентов ранговой корреляции проведем попарно сравнение признаков-факторов с результативным фактором. После этого с помощью коэффициента конкордации определим тесноту зависимости между всеми факторами. В результате вычислений получаем следующие значения коэффициентов:

РТх 7 = 0,781, ттх7 _ : 0,555 ,

Рух 3 = -0,539, ттх 3 = -0,377,

Ртх 6 = -0,818, ттх 6 = -0,555,

рух 2 = -0,333, ттх 2 = 1 2,

ртх 1 = -0,273, ттх 1 = -0,111.

Анализируя полученные коэффициенты и сравнивая их с критическими значениями, можно сделать вывод о существовании определенной связи результативного фактора с каждым из признаков-факторов. Согласно найденным коэффициентам наиболее тесная связь наблюдается между результативным фактором У и признаками-факторами Х7 и Х6.

Далее с помощью коэффициента конкордации определим корреляцию рангов не для двух показателей, а для совокупности всех признаков-факторов и результативного фактора.

В данном случае коэффициент конкордации W находится по формуле

12 ^

К = -ТГ-ъ---------------------------------------7,

т •

где т - количество коррелируемых факторов;

п - число наблюдений;

S - сумма квадратов отклонений суммы рангов по т факторам от их средней арифметической, то есть

/ Л2

,

S = £ £ R.-£ R

1 ч 1

где Ri - ранг ьго показателя.

Находим S = 342

Далее рассчитываем коэффициент конкордации:

12•342 Ж = 12 342 = 0,115. 36•990

Учитывая значение коэффициента конкордации, можно утверждать, что зависимость между всеми этими показателями весьма незначительна и рассматривать эти факторы необходимо попарно с результативным фактором.

Определив важность каждого показателя для развития энергосбережения и повышения энергетической эффективности, можно спроектировать модель управления энергосбережением на промышленном предприятии. Разработка данной модели должна базироваться на общих приоритетных направлениях энергосбережения.

Однако существуют определенные недостатки предложенной методики, обусловливающие погрешность в результатах исследования. Предложенная методика может быть использована как теоретическая база по определению возможных путей повышения энергетической эффективности промышленного предприятия. Тем не менее выбор окончательных вариантов энергосберегающих проектов должен быть основан на инструментальном энергетическом обследовании каждого отдельного предприятия.

Таким образом, на энергетическую эффективность влияет несколько факторов. Наибольшее влияние имеют два фактора - снижение удельной материалоемкости продукции и увеличение выработки энергетических ресурсов собственными источниками энергии. Исходя из этого можно спроектировать мероприятия по повышению энергетической эффективности и энергосбережению промышленного предприятия.

* * *

1. Артемьев Д.Г. Стратегия промышленного предприятия в условиях конкурентной среды: автореф. дис. ... канд. экон. наук. Ижевск, 2010. 24 с.

2. Громыко Г.Л. Теория статистики: практикум. 4-е изд. М.: ИНФРА-М, 2009. 240 с.

Поступила в редакцию 20.01.13

N.N. Sergeev

Analysis of the factors influencing the energy efficiency in industrial enterprises

The article considers and classifies some factors influencing the energy efficiency in industrial enterprises of the Udmurt Republic. The most important energy conservation factors are defined by prior ranking methods and correlation analysis methods. The drawbacks of the methodology describedare revealed.

Keywords: energy conservation, factors of energy conservations, energy efficiency, industrial enterprises, model of energy conservations.

Сергеев Николай Никифорович, старший преподаватель Sergeev N.N. senior lecturer

ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет» Udmurt State University

426034, Россия, г. Ижевск, ул. Университетская, 1 (корп. 4) 462034, Russia, Izhevsk, Universitetskaya st., 1/4

E-mail: sergeev-11@mail.ru E-mail: sergeev-11@mail.ru