CC BY
18
УДК 658.26:65.012
УПРАВЛ1ННЯ ЗАХОДАМИ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ НА МАШИНОБУД1ВНИХ П1ДПРИеМСТВАХ В УМОВАХ ÏX НЕДОСТАТНЬОГО Ф1НАНСУВАННЯ
© 2014
ХАН Т. Ф.
УДК 658.26:65.012
Хан Т. Ф. Управлшня заходами енергозбереження на машинобудiвних тдприемствах в умовах Ух недостатнього
фшансування
Мета cmammi полягае в дотдженн'! ефективного управлшня заходами енергозбереження в умовах недостатнього фшансування на тдпри-емствах. Застосування методичних розробок щодо економ/чного забезпечення ефективного використання енергетичних ресурав на тдставi економко-математичних метод'в дозволило вдосконалити планування програм енергозбереження, що сприяе формуванню набору заход'в iз енергозбереження на тдприемствi та приводить до досягнення найбшьшого економiчного ефекту. Методичн рекомендацИ щодо оптuмiза-цйного розпод'шу iнвестuцiй в енергозбер'гаючiзаходи можуть бути також запропонован для впровадження на тдприемствах нших галузей машинобудування тсля додаткових змш.
Ключов'! слова: енергозбереження, заходи з енергозбереження, оптuмiзацiя розпод'шу нвестицш, економiчнuй ефект. Рис.: 1. Табл.: 2. Формул: 10. Шбл.: 10.
Хан Тетяна Фелшавна - асистентка, кафедра оргаюзацИ виробництва та управлшня персоналом, Нацональний технчний ушверситет «Хар-ювський полтехн'тий iнститут»(вул. Фрунзе, 21, Харщ 61002, Украна) E-mail: xtf81@mail.ru
УДК 658.26:65.012
Хан Т. Ф. Управление энергосбережением на машиностроительных предприятиях в условиях их недостаточного финансирования
Цель статьи заключается в исследовании эффективного управления мероприятиями энергосбережения в условиях недостаточного финансирования на предприятиях. Применение методических разработок по экономическому обеспечению эффективного использования энергетических ресурсов на основе экономико-математических методов позволило усовершенствовать планирование программ энергосбережения, что способствует формированию набора мероприятий по энергосбережению на предприятии и приводит к достижению наибольшего экономического эффекта. Методические рекомендации по оптимизационному распределению инвестиций в энергосберегающие мероприятия могут быть также предложены для внедрения на предприятиях других отраслей машиностроения после дополнительных изменений. Ключевые слова: энергосбережение, мероприятия по энергосбережению, оптимизация распределения инвестиций, экономический эффект. Рис.: 1. Табл.: 2. Формул: 10. Библ.: 10.
Хан Татьяна Феликсовна - ассистент, кафедра организации производства и управления персоналом, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» (ул. Фрунзе, 21, Харьков, 61002, Украина) E-mail: xtf81@mail.ru
UDC 658.26:65.012
Khan T. F. Power Saving Management in Engineering Enterprises in Terms of Lack of their Funding
The purpose of the article is to investigate the effective management of energy-saving measures in the conditions of lack of funding for enterprises. Application of methodological approaches to economic support for the effective use of energy resources on the basis of economic-mathematical methods allowing to improve planning of energy efficiency programs, which contributes to a set of energy efficiency measures at the plant and leads to the achievement of the greatest economic benefit. Guidelines for the optimization allocation of investment in energy-saving measures can also be proposed for implementation in the enterprises of other branches of engineering after additional changes.
Key words: energy efficiency, energy conservation measures, optimization of the distribution of investments, the economic effect. Pic.: 1. Tabl.: 2. Formulae: 10. Bibl.: 10.
Khan Tetiana F. - Assistant, Department of organization of production and management personnel, National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute» (vul. Frunze, 21, Kharkiv, 61002, Ukraine) E-mail: xtf81@mail.ru
Усучасному свт питання енергозбереження давно вже перестали носити виключно економiчний характер. Сьогодш важливими складовими цих питань е еколопчш, сощальш та полiтичнi аспекти. Для Укра!ни пи-тання енергозбереження е важливими напрямками забез-печення незалежност та нащонально! безпеки [1]. З шшого боку, складне фiнансово-економiчне становище як держави в цкому, так i окремих тдприемств, зокрема машинобудш-них, не дозволяе забезпечувати фшансовими ресурсами ва актуальш енергозберiгаючi проекти в повному обсязь
Значш науковi результати у сферi енергозбереження висвгглеш в наукових працях зарубiжних i вггчизняних вчених, серед яких особливо можна вiдмiтити: Уейна Тернера, Ерика Вудраффа, Лу! Браке, А. А. Андрижiевського, Дж. Ситца, Л. Абалкша, В. Гейця, М. Гшдого, В. Жовтнян-ського, В. Микитенко, Ю. Бажала, М. Краснянського. На взаемозв'язку техшчних i енергетичних проблем провели сво! до^дження Л. Мельник, I. Карп, А. Паршин, В. Ро-
зен. Планування i регулювання енергоемност розглядали у сво!х роботах 6. Галиновський, А. Праховник, В. Лисенко, Т. Поспелова, А. Щокш, Б. Стогнш, А. Долшський.
Защкавлешсть i увага вчених до проблематики енергозбереження в рiзних 11 наукових напрямках привели до винятково значущих результапв, що зрушили з точки консерватизму не пльки практичну дiяльнiсть у сферi енергозбереження, а i сам характер мислення i в^ношення до проблеми в широкому колi економкпв i енергетикш, ке-рiвникiв тдприемств.
Мета статт - пошук ефективного управлшня заходами енергозбереження в умовах недостатнього фшансування на тдприемствах.
Актуальним вбачаеться застосування методiв мате-матичного комп'ютерного моделювання до оптимального управлшня заходами енергозбереження на машинобудш-ному пiдприемствi в умовах недостатнього фшансування цих заходiв. Зауважимо, що проекти з енергозбереження,
як правило, вимагають значного часу для ix виконання. Обсяги фшансування тут залежать вiд багатьох факторiв, а саме: доходш пiдприeмства, можливостi залучення запо-зичених коштiв, суб'ективне в^ношення кершництва до важливостi питань енергозбереження тощо. Таким чином, обсяги фшансування заходiв енергозбереження машинобу-дшних тдприемств часто носять стохастичний характер.
Упроцеа розробки методики оптимального управлшня заходами енергозбереження будемо орiен-туватися на методи лiнiйного програмування, що зрозумiлi та доступнi бiльшостi економктш та iнженерiв. Тим бкьше, що щ методи реалiзованi надбудовою «По-шук рiшення» Microsoft Excel, яка е недорогим, простим i зрозумким широкому колу споживачiв програмним продуктом. Питання стохастичного характеру процесу фшансування енергозбертаючих проектш на машинобудшному пiдприемствi будемо вирiшувати шляхом багатокрокового, циклiчного, iтерацiйного характеру застосування методiв лiнiйного програмування [2 - 4]. Надбудова «Пошук ршен-ня» дозволить нам оперативно знаходити новi оптимальнi рiшення при суттевiй змш числових характеристик моделi пiд впливом випадкових i неврахованих у моделi факторiв [5 - 10]. Враховуючи актуальнiсть та перелiченi вище особ-ливостi оптимального управлiння заходами енергозбереження на сучасному машинобудшному тдприемств^ пере-йдемо до розробки його методики.
Запропонований автором алгоритм методики оптимального управлшня заходами енергозбереження на машинобудшному пiдприемствi в умовах к недостатнього фiнансування представлено на рис. 1.
Спочатку в^буваеться вибiр заходш, '¿х змiсту, планового перюду 1х виконання, подк планового перiоду на часовi вiдрiзки.
Потiм вiдбуваеться подк заходiв на етапи за часови-ми вiдрiзками. Тут можливi два пiдходи до подку. Перший полягае в подш заходш на етапи залежно вк '¿х технiчного змiсту, такий тдхк е найбкьш перспективним. Другий тд-хiд полягае в подiлi заходш на етапи залежно вiд обсяпв '¿х
фiнансування. Такий принцип прийнятний лише тод^ коли його застосування дозволяе технiчна сутнiсть проекту.
Подк заходiв на етапи дозволяе визначити ккьисть та економiчний змiст керованих (шструментальних) змш-них майбутньо! оптимiзащйноí задачi. Допустима також комбiнацiя двох вказаних принципш.
Незалежно вiд вибраного тдходу до розподiлення енергозберiгаючого заходу (проекту) по етапах, принци-пи обрання критерш оптимальностi для оптимiзащйноí задачi лишаються такими ж самими. Приклади можливих критерпв оптимальностi, !х переваги та недолiки наведено в табл. 1. Також на етат вибору критерш оптимальностi доцкьно визначитися iз економiчним змiстом майбутнк цкьових коефiцiентiв табл. 1.
Пiсля обрання критерш оптимальностi оптимiзацiя процесу управлшня заходами енергозбереження на маши-нобудiвному пiдприемствi в умовах невизначеностi пропо-нуеться два шляхи вирiшення ще! задачi.
Розглянемо найпростiший шлях оптимiзацil, коли подк на етапи для кожного з проектш вкбуваеться залежно вк обсягш фшансування заходш. Така задача може бути зведена до тривiальноl задачi лшшного програмування, формалiзована та виршена в один етап. Пiсля чого проводиться аналiз чутливостi та вироблення практичних рекомендацш, впровадження управлiнського ршення. Цей варiант е достатньо простим i зводиться до тривiальноl за-дачi розподкення коштiв мiж деккькома проектами.
Однак у нього е два суттевi недолiки. Перший iз них ми вже розглянули - кошти розподiляються мiж етапами заходу енергозбереження, не враховуючи його техшчну сутшсть. До того ж, при суттевш змiнi числових характеристик оптимiзацiйноl моделi оптимальне рiшення стане в цкому непридатним до практичного впровадження, що призведе до необхкносп суттевого коригування прийня-того управлшського рiшення, i ми замiсть отримання висо-кого економiчного ефекту отримаемо збитки.
Другий тдид, хоча i виглядае бкьш складним, але значно зменшуе ризики необхiдностi суттево1 змши при-
Таблиця 1
Альтернативнi критерп оптимальностi управлiння заходами енергозбереження, коротка характеристика критерпв
№ Критерш оптимальностi Переваги Недолги Економiчний змiст цiльових коефщкнлв
1 Максимальна сумарна економня енергГГ на одини-цю вкладених кош^в ЗрозумЫсть, однознач-нiсть, сталiсть в умовах Ыфляцп Технiчна складнiсть визначення на початку проекту, необхiднiсть приведення до одн^Т одиницi вимiру. Економiя енергГГ, що дав кожнш iз етапiв проекту
2 Очiкувана максимальна рентабельнiсть Хороший показник для обфунтування доцiльностi проекту. Необхiднiсть врахування шфляцп Приведений прибуток вщ виконання певного етапу проекту
3 Максимальна шьюсть ви-конаних етапiв проекту Простота та зрозумЫсть Етапи проектiв, що по-требують незначного фшансування будуть мати перевагу над варткними етапами та проектами Цiльовi коефiцi£нти дорiвнюють одиницi.
4 Максимальний дисконто-ваний дохiд Зрозумiлiсть, однозначнiсть, простота визначення економiчного ефекту впровадження оптимiзацiйного рiшення Необхщшсть дисконту-вання Дисконтований дохщ вiд впровадження певного етапу кожного iз заходiв енергозбереження
<
CQ 2
о
=Г
о
о
<
о
Ш
<
т 2
о
=г
I
о
о
<
2 ш
Рис. 1. Алгоритм оптимального управлшня заходами енергозбереження в умовах недостатнього фшансування
инятого управл1нського р1шення на етат иого виконання. Вш полягае в тому, що подк заход1в на певш етапи в1д-буваеться за 1х техшчною суттю. Причому пропонуеться кожниИ етап, тобто комплекс техшчних заходш з енергозбереження, класифжувати за можливктю Иого частково-го виконання. Введемо таю поняття.
Обов'язковий комплекс заходiв енергозбереження -етап виконання проекту, який передбачае обов'язкове пов-не виконання вск Иого складових 1 мае забезпечуватись першочергово в умовах недостатнього фшансування.
Цшсний комплекс заходiв енергозбереження - етап виконання проекту, який передбачае повне виконання або не виконання вс1х Иого складових.
Умовно-цшсний комплекс захоЫв енергозбереження -етап виконання проекту, для якого рекомендоване повне виконання або невиконання вс1х Иого складових. Однак в умовах недостатнього фшансування такиИ комплекс до-пускае часткове виконання.
ПоЫльний комплекс захоЫв енергозбереження - до-пускае часткове виконання як в умовах повного, так 1 в умо-
вах недостатнього фшансування енергозбертаючих проек-т1в на машинобудiвному пiдприeмствi.
Зогляду на вищесказане етап формамзацц та ршення задачi оптимального управлiння заходами енергозбере-ження на машинобудшному пiдприeмствi в умовах ïx недостатнього фшансування почнемо з конкретизацц кiлькостi, економiчного змiстi та областi допустимих значень керованих змiнниx. Припустимо, ми маемо m енергозберггаючих заходш (проектiв), що мають бути роздiленi на n крок^в, тодi керованi змiннi будуть складати матрицю розмiрнiстю (m X n):
X :
21
12
22
2
4n
K2n
(1)
де I = } = 1...И.
Таким чином, задача оптимального управлшня заходами енергозбереження на машинобудiвному пiдприeмствi в умовах 1х недостатнього фiнансування буде в^носитись до двохiндексних задач лшшного програмування [1 - 5].
У табл. 2 наведено область допустимих значень для керованих змшних, що в^пов^ають певному комплексу зах^в енергозбереження на машинобудшному тдприем-ствi. Таблиця 2 показуе область допустимих значень як на першому етапi оптимiзащl - формалiзацiя та рiшення за-дачi iз бiнарними змiнними, так i на другому - оптимальне розподкення залишкш коштiв.
Таблиця 2
Кероваш змiннi задачi оптимального управлiння заходами енергозбереження
Назва комплексу заходiв енергозбереження Область допустимих значень керованоУ змiнноï
на 1-му етап на 2-му етапi
Обов'язковий xj = 1 не застосовувться
Цшкний x»={0 не застосовувться
Умовно-цткний xy.4. = J0 x [1 0 < xy< 1
Подiльний xr={0 0 < xij <1
Враховуючи вищевикладене, перший етап - задача лшшного програмування iз бшарними змiнними в загаль-ному виглядi може бути формалiзована таким чином:
n m
f(X ) = 22( c y ' xij ) ^ max= t=i j=i
Г m
E (aj'xj) < bj,
j=i
<
Xij I!'
(2)
(3)
(4)
(5)
a.. - витрати на певний етап кожного iз заxодiв енергозбереження;
bj - кошти, що видкяються на енергозбереження протягом обраного промiжку часу, наприклад року.
Економiчний змiст i значення ц1льових коефщенпв визначаються критерiем оптимальностi (див. табл. 1).
Ршення оптим!зацшно'1 моделi проведемо засобами надбудови «Пошук рiшення» Microsoft Excel, яка визначить т1 етапи кожного 1з проектiв, як1 доцкьно фiнансувати в першу чергу.
Дам визначимо залишки кошт1в по кожному 1з в1д-р1зк1в часу:
--bj~l ( aj'xj )■ j=i
(6)
Також величини можна отримати з1 звиу за результатами надбудови «Пошук ршення».
Для ршення задач! оптимального розподкення за-лишк1в кошпв використаемо матрицю (1), але ri зм1нн1, що ув1йшли в попередне оптимальне ршення приймемо ршни-ми нулю. тод1 оптимiзацiйну модель представимо у вигляд1:
f ( X ) = 22 ( Cj ' xy )-i=1j=1
m
2 (a j-Xj) = р j, j=1
0 < xj <1.
де Cj - ц1льов1 коефiцiенти;
к, (8)
(9) (10)
Ршення тако'1 оптимiзацiйноï задачi дозволить нам оптимально розподiлити залишки фшанав.
За результатами звгггв, що створюе надбудова «Пошук ршення» Microsoft Excel, проаналiзуемо чутливiсть оптимального ршення [6 - 10]. Тобто визначимо ri меж^ в яких можуть змшюватись числовi характеристики опти-мiзацiйноï моделi так, щоб оптимальне ршення залишалось незмiнним. Також сформуемо iншi практичнi рекомендацп по впровадженню управлiнського рiшення з оптимального управлшня заходами енергозбереження на машинобудiв-ному mдприемствi в умовах недостатнього фшансування.
У випадку, коли числовi характеристики моделi не пiддаються значним змшам, маемо отримати економiчний ефект, який буде виражатися в збкьшент показника взятого за критерш оптимальном! (див. табл. 1) порiвняно iз базовим рiшенням.
Якщо числовi характеристики моделi значно змшять-ся, потрiбно шукати нове оптимальне рiшення по розподь ленню залишкiв коштгв на енергозбереження для тих захо-дгв, що допускають часткове виконання. Причому попередне оптимальне ршення, в якому обрат найважлив^ заходи в цкому, скорше за все, залишиться незмiнним. Саме в цьому полягае основна перевага запропоновано'1 автором двохкроково'1 оптимiзацiï розподiлення коштгв мгж заходами енергозбереження на машинобудгвному пiдприемствi.
ВИСНОВКИ
Серед основних переваг запропоновано'1 методики, що використовуе класичний апарат лiнiйного та дискретного програмування, необх^но перелiчити такi: практичне використання безпосередньо на машинобудгвному тдпри-емствi, без залучення стороннк науково-досл^них органь зацiй; можливiсть опанування дано'1 методики спецiалiстами iз загальноекономiчною або техшчною освiтою, без залучен-
<
CQ 2
о
=г
о
о
<
о
ш
0
ня фах1вц1в з прикладно'1 математики; реал1защя ршення задач лшшного дискретного програмування i3 застосуванням надбудови «Пошук ршення» Microsoft Excel, без залучення дорогих i складних спещальних програм комп'ютерно'1 математики; оптимальне розподкення кошт1в не ткьки м1ж цшсними етапами енергозбереження, але i оптим1защя за-лишюв кошт1в, 1з ïx направленням на умовно-цшсш та по-дкьш етапи певних енергозберггаючих проект1в. ■
Л1ТЕРАТУРА
1. Ситник Г. П. Приорггети державно!' полiтики Kpi3b призму стратегГГ нацiональноï безпеки УкраТни / Г. П. Ситник // Матерiали круглого столу «Державна полита забезпечення нацiональноï безпеки Укра'ши: актуальн проблеми та шляхи ïx розв'язання», (19 лютого 2013 р.) / Нацюнальна академiя державного управлшня при Президентi Укра'ши. - Кшв, 2013. -С. 5 - 13 [Електронний ресурс]. - Режим доступа : http:// derzhava.¡n.ua:8081/kafedry/kaf_nbu/S¡teAssets/Зб¡рник%20 матерiалiв_Державна%20полiтика%20забезпечення%20нацiо-нально'l%20безпеки.pdf
2. Данциг Дж. Линейное программирование, его применения и обобщения / Дж. Данциг / Пер. с англ. - М. : Физматгиз, 1961. - 310 с.
3. Таха, Хемди А. Введение в исследование операций / Таха, А. Хемди, 7-е изд.; пер. с англ. - М. : Издательский дом «Ви-льямс», 2005. - 912 с.
4. Алесинская Т. В. Экономико-математические методы и модели. Линейное программирование : учеб.-метод. пособ. / Т. В. Алесинская, В. Д. Сербин, А. В. Катаев. - Таганрог : Изд-во ТРТУ, 2001. - 79 с.
5. Белобродский А. В. Поиск решения с Excel 2000. Руководство по решению экстремальных задач в экономике / А. В. Белобродский, М. А. Гриценко. - Воронеж : Воронежский государственный университет, 2001. - 76 с.
6. Каткова Т. I. Використання економко-математичних моделей пщтримки прийняття ршень за умов невизначеносп / Т. I. Каткова // Вкник Бердянського уыверситету менеджменту i бiзнесу. - 2008. - № 3(3). - С. 94 - 97.
7. Microsoft Excel 2010 Interactive Guide RUS - Microsoft Corporation, 2010.
8. Сингаевская Г. И. Функции в Microsoft Office Excel 2010 / Г. И. Сингаевская. - М. : Издательский дом «Вильямс», 2011. - 1094 с.
9. Долженков В. А. Microsoft Office Excel / В. А. Должен-ков, А. С. Струченков. - СПб. : БХВ-Петербург, 2011. - 816 с.
10. Курбатова Е. А. Microsoft Office Excel 2010. Самоучитель / Е. А. Курбатова - М. : Диалектика, 2010. - 416 с.
Katkova, T. I. "Vykorystannia ekonomiko-matematychnykh modelei pidtrymky pryiniattia rishen za umov nevyznachenosti" [The use of economic-mathematical models for decision support under uncertainty]. Visnyk Berdianskoho universytetu menedzhmen-tuibiznesu, no. 3 (3) (2008): 94-97.
Kurbatova, E. A. Microsoft Office Excel 2010. Samouchitel [Microsoft Office Excel 2010. Tutorial]. Moscow: Dialektika, 2010.
Microsoft Excel 2010 Interactive Guide RUS: Microsoft Corporation, 2010.
Singaevskaia, G. I. Funktsii v Microsoft Office Excel 2010 [Functions in Microsoft Office Excel 2010]. Moscow: Viliams, 2011.
Sytnyk, H. P. "Pryoritety derzhavnoi polityky kriz pryzmu stratehii natsionalnoi bezpeky Ukrainy" [Priorities of public policy through the prism of national security strategy of Ukraine]. http:// derzhava. in. ua:8081/kafedry/kaf_nbu/SiteAssets/36ipHMK%20 MaTepianiB_flep«aBHa%20noniTMKa%203a6e3ne4eHHfl%20 Ha^oHanbHoï0%206e3neKM.pdf
Takha, Khemdi A. Vvedenie v issledovanie operatsiy [Introduction to Operations Research]. Moscow: Viliams, 2005.
REFERENCES
Alesinskaia, T. V., Serbin, V. D., and Kataev, A. V. Ekonomiko-matematicheskie metody i modeli. Lineynoe programmirovanie [Economic-mathematical methods and models. Linear programming]. Taganrog: TRTU, 2001.
Belobrodskiy, A. V., and Gritsenko, M. A. Poisk resheniia s Excel 2000. Rukovodstvo po resheniiu ekstremalnykh zadach v ekonomike [Search solutions with Excel 2000. Guideline for solving extremal problems in the economy]. Voronezh: Voronezhskiy gosudarstven-nyy universitet, 2001.
Dantsig, Dzh. Lineynoe programmirovanie, ego primeneniia i obobshcheniia [Linear programming applications and generalizations]. Moscow: Fizmatgiz, 1961.
Dolzhenkov, V. A., and Struchenkov, A. S. Microsoft Office Excel. St. Petersburg: BKhV-Peterburg, 2011.
