2.4.2. Технико-экономическая эффективность аскуэ

К основным технико-экономическим показателям, делающим привлекательным комплекс АСКУЭ для пользователей, относятся [51, 53]:

• невысокая стоимость технических средств и программного обеспечения;

• имеющийся опыт эксплуатации (желательно более 5 лет) обслуживающего персонала от фирмы – производителя АСКУЭ на предприятиях различных отраслей промышленности, энергетики и транспорта;

• возможность учета всех видов энергоресурсов (электроэнергия, тепло, вода, газ и др.);

• наличие различных способов передачи информации (коммутируемые и некоммутируемые линии связи, включая телефонные симплексный и полудуплексный способы передачи данных);

• простой интерфейс для пользователя; поддержка предприятием-изготовителем программного обеспечения (новые модификации версий программного обеспечения должны поставляться пользователям по цене значительно ниже первоначальной);

• высокая надежность технических средств (наработка на отказ – от 70 до 100 тыс. часов).

Одним из важнейших параметров, определяющих оптимальность системы, является экономическая эффективность. Экономической эффективностью технических средств называют степень соответствия их условию, заключающемуся в том, что эффект от использования средств должен окупить затраты на их разработку, производство и эксплуатацию за заданное время.

Экономическая эффективность ориентировочно определяется на стадии проектирования (модернизации) объекта с целью экономической оценки вариантов исполнения системы и в дальнейшем после внедрения должна быть проверена и уточнена.

К основным источникам экономии энергии от внедрения разрабатываемых методов и средств можно отнести:

• сокращение нецелевого энергопотребления (потерь тепла);

• уменьшение эксплуатационных расходов (автоматизация процессов, сокращение обслуживающего персонала);

• учет неодинаковой стоимости единицы энергии от разных источников в различные периоды дня, года, более длительных сроков;

• улучшение качества работы агрегатов, механизмов, устройств (например, благодаря введению диагностики их состояния).

Основными показателями экономической эффективности рассмотренных выше методов и средств являются следующие:

• приведенные затраты, необходимые для осуществления мероприятий по внедрению новых средств;

• сроки окупаемости капитальных вложений;

• производительность труда (в расчете на одного работающего);

• себестоимость продукции объекта, на котором используется новая техника;

• сумма годового экономического эффекта.

Полные приведенные затраты представляют собой денежные затраты на проектирование, производство и эксплуатацию данного варианта системы в течение определенного промежутка времени, чаще всего года. Они определяются по формуле

, (2.4)

где К_в – капитальные вложения по данному варианту; С_В – эксплутационные расходы в течение выбранного промежутка времени; Е_Н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

Для сравнения различных вариантов приведенные затраты определяются при сопоставлении исходных данных для одного и того же числа контролируемых величин: энергопроизводительности, энергопотребления, энергопотерь, точности измерения этих параметров, быстродействия системы, показателей надежности. Лучшим является вариант с наименьшей суммой приведенных затрат. Капитальные вложения слагаются из стоимости проектирования, стоимости вспомогательного оборудования, оптовой цены системы и стоимости строительных сооружений. Эксплутационные расходы по данному варианту есть сумма заработной платы обслуживающего персонала, стоимости потребляемой энергии, стоимости запасных деталей, узлов и материалов, стоимости амортизации аппаратуры и здания, накладных расходов на ремонт. Все эти составляющие должны быть отнесены к одной и той же единице времени.

Срок окупаемости. Оценка срока окупаемости необходима при решении вопроса о целесообразности разработки и внедрения конкретного варианта системы.

Срок окупаемости системы определяется как период времени, в течение которого экономический эффект от эксплуатации системы достигает капитальных вложений на нее. Он не должен превышать нормативного срока окупаемости. Если при внедрении новых решений снижается энергопотребление, то срок окупаемости рассчитывается по формуле

(2.5)

где К₁, К₂ – капитальные вложения до и после внедрения системы, руб.; S₁, S₂ – себестоимость потребляемой энергии до и после внедрения АСКУЭ, руб./год.

Внедрение предлагаемых методов и средств способствует повышению качества управления (как автоматического, так и ручного) процессом или объектом благодаря уменьшению энергопотерь, рациональному использованию энергии на объектах, увеличению достоверности измерения и контроля, ускорению обработки информации об энергопотреблении. Повышение роли технико-экономической эффективности приводит к необходимости решения ряда методических вопросов, разработки методов расчетов эффективности функционирования системы, обоснования границ экономически эффективного применения методов и технических средств.

При разработке систем важно не только обеспечить требуемые технические характеристики, но и знать затраты на их получение. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется проблеме общей эффективности, объединяющей техническую и экономическую эффективность систем.

Часто в качестве обобщенного критерия энергоэффективности используется показатель [53]

, (2.6)

где С_рр – результат использования системы (реальный расход ТЭР, руб.); С_сэ – затраты на создание и эксплуатацию системы; С_ир – результат применения системы при выполнении всех функций и отсутствии затрат на их осуществление (идеальный расход ТЭР).

Числитель в (2.6) фактически равен экономии, получаемой при эксплуатации исходной (доработанной) системы.

В качестве критерия энергетической эффективности системы может применяться вероятность выполнения стоящих перед ней задач. Этот критерий можно сформулировать как вероятность выполнения заданных функций с определенной надежностью.

Соответствующее выражение имеет вид

(2.7)

где Р_r – коэффициент готовности системы; p₀ – вероятность того, что все элементы работоспособны; p_i – вероятность отказа i-того элемента; р_ij – вероятность отказа i-того и j-того элементов; р_1,…,n – вероятность отказа всех элементов; W₀, W_i, W_ij,…,W_1,…,n – условные критерии эффективности, равные условным вероятностям выполнения задачи в предположении безотказности всех элементов, отказа i-того элемента и т.д.

Условные критерии эффективности предполагаются независимыми от моментов возникновения отказов элементов системы на заданном интервале времени.

В системе ограничений особое место занимает стоимость создания системы. Существующие методы позволяют разработать системы технических средств с высокими внешними параметрами (энергопроизводительность, энергооотдача, надежность, быстродействие). Однако такие системы могут оказаться очень сложными, а их стоимость – чрезвычайно высокой. Возникает задача оптимального распределения «ресурсов» стоимости для достижения максимума показателя качества при выполнении ограничений на остальные внешние параметры. В связи с этим выбор основной структуры системы технических средств и общего алгоритма функционирования предшествует заданию перечня внутренних параметров. Формализация этого этапа проектирования представляет отдельную задачу, решаемую с учетом интересов и возможностей заказчика.

В процессе составления плана проектирования, создания и внедрения АСКУЭ используются первичные рекомендации и предложения организационного, экономического, архитектурно-строительного, технического и другого характера от разработчиков АСКУЭ и других компетентных лиц. За основу проектируемой АСКУЭ, как правило, берутся базовые системы, получившие распространение в России и за рубежом и отличающиеся высокой степенью адаптированности к конкретным условиям эксплуатации и возможностью замены комплектующих отечественными аналогами.