УДК 001.895+ 658.5.012.2 Павлов П.С., магистр, Инженерный институт ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет». Хафизов И.И., доцент, кандидат технических наук, Инженерный институт ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет». КОНЦЕПЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ Аннотация: в данной статье произведен анализ текущих стандартов в области энергоменеджмента, а также сформирована концепция проектирования информационной системы управления энергоресурсами предприятия, на примере Инженерного института КФУ. Ключевые слова: управление качеством и международные стандарты, э н е р г о с б е р е ж е н и е , A N S I / M S E 2 0 0 0 , э н е р г о б е з о п а с н о с т ь , энергоменеджмент, энергоресурсы, инновация, ресурс, электроэнергия, проектирование ИС, информационные системы, инженерный институт. В настоящее время идет бурный процесс внедрения информационных технологий в повседневную жизнь человека. Нас повсюду окружают современные гаджеты, даже обувь уже с автоматической шнуровкой. Представить человека без современных девайсов уже невозможно, все мы стали рабами технологий. Но процесс автоматизации и информатизации производств идет медленно, ввиду более сложного строения всей системы взаимосвязей и в целом архитектуры процесса. Причиной этому в основном служит долгий переход от поколения X к поколению Y в управляющих кругах крупных компаний. В основных различиях людей данных поколений и кроется главная причина, по которой процесс внедрения современных информационных технологий (далее ИТ) затягивается. А основные отличия в том, что миллениалы (поколение Y) более восприимчивы к новым технологиям, знаниям, для них важнее интерес, они несут в себе компетенции собранные в разных предметных областях и генерируют из них совершенно новый, инновационных результат. В условиях современного мира менеджер больше похож на жонглера, только вместо цветных шариков у него в руках методы, инструменты, а порой и целые методологии о скрещивании которых ранее никто не мог и подумать. Идеальными
менеджерами, управленцами будущего, как раз должны стать представители поколения миллениалов. Итак, теперь имея представление о потенциальных интересантах, администраторах основных процессов ближайшего будущего, необходимо проектировать системы поддержки принятия решений, готовить инструментарий для решений инновационных задач. В рамках данной статьи я приведу основные тезисы и этапы проектирования подсистемы поддержки принятия решений для главного инженера, руководителя предприятия в области управления рациональным использованием энергоресурсов. Американский национальный стандарт ANSI/MSE 2000 [4] по системе энергоменеджмента (management system for energy, MSE) появился в апреле 2005 г. Среди выгод от внедрения системы энергоменеджмента по этому стандарту обычно называют значительное снижение энергозатрат и энергопотребления, а также обеспечение большего контроля за воздействием на окружающую среду. Как и другие национальные стандарты, американский базируется на методологии непрерывного улучшения "PDCA". Этот циклический процесс должен гарантировать, что энергоменеджмент и сопутствующие ему технические элементы поддерживаются в рабочем состоянии, а вносимые усовершенствования верифицируются. Достаточно гибкий, чтобы обеспечивать обозначенные выше выгоды для самого широкого диапазона организаций, стандарт ANSI/MSE 2000:2005 использует доказанный на практике подход, состоящий из простых и понятных шагов:  определите самую выгодную энергетическую стратегию,  включите энергостратегию в бизнес/план,  идентифицируйте средства, оборудование,  процессы и персонал, оказывающие существенное воздействие на использование энергию и/или экологические результаты,  ид е нт ифициру йт е и пр о а на лизиру йт е в о з м ож н о с т и энергосбережения и выберите тепроекты энергоменеджмента, которые лучше всего удовлетворяют потребности организации и ее приоритеты,  гарантируйте, что операционные и управленческие изменения включены в ежедневную практику организации,  обеспечьте наличие информации относительно энергопроектов, текущей ситуации и результатов улучшений, необходимых для принятия решения на каждом уровне организации,
 добейтесь понимания относительно энергии и экологического воздействия в рамках организации, обеспечив полномочия, чтобы поощрить самое плодотворное непрерывное улучшение,  обеспечьте доказательство "зеленых" действий, поддерживая усилия, чтобы продвинуть на первый план с помощью маркетинга о бя зат е л ь с т во о р г а н и за ц и и от н о с и т е л ь н о э кол о г и ч е с ко го и энергоменеджмента. Основные положения в области энергомененджмента представлены в ISO 50001:2011 [1]. Согласно которому, энергоменеджмент – это система управления, обеспечивающая рациональное использование топливно- энергетических ресурсов (ТЭР). На основе данного стандарта и многомерного статистического контроля процессов я по строю информационную систему (далее ИС) управления энергоресурсами, которая будет являться подсистемой поддержки принятия решений для главного инженера, руководителя предприятия. Методы статистического контроля в начале 30-ых годов были предложены Шухартом [2], но повсеместно внедрять их начали лишь в середине 50-ых. В общем данных подход выглядит следующим образом: периодически происходит измерение заранее определенных показателей технологического процесса, в случае если данные показатели не выходят за установленные рамки, то вмешательство в систему внешних сил не происходит. Данные учения Шухарта нашли отклик в работах большого количества ученых конца XX века и начала XXI. Значительным прорывом в области статистического контроля стали труды МакГрегора [3]. В них раскрывается сущность многомерного статистического контроля процессов. Под многомерным статистическим контролем я понимаю следующее: это подход к моделированию многомерных (многофакторных) процессов, основанный на математических методах, позволяющих выделять в больших массивах данных скрытые (латентные) переменные и анализировать связи, существующие в изучаемой системе. Актуальность данного подхода заключается в контроле множества показателей системы, имеющих различные связи. К тому же результаты данного подхода являются максимально отражают текущее состояние, а также позволяют прогнозировать будущие состояния системы. В целом данных подход дает максимальную информатизацию работы системы на основе бесконечного числа ее степеней свободы. Многомерный статистический контроль процессов устойчивый тренд в развитии крупных корпораций. Например, АО «ГидроИнжиниринг Сибирь» запускает на
объектах РусГидро пилотный проект по внедрению технологии многомерного моделирования, проект станет уникальным мировым опытом в гидроэнергетике и предполагает создание единого «сквозного» средства управления всем жизненным циклом энергообъектов. ИС управления энергоресурсами (далее ИСУЭР) должна стать подсистемой управления всем жизненным циклом предприятия. В рамках данной работы в качестве примера предприятия возьмем Инженерный институт Казанского федерального университета. Данная ИС должна анализировать множество массивов данных. Все данные должны подгружаться в систему, примеры таких массивов данных: 1) перечень энергообъектов (технические характеристики), с привязкой к местоположению; 2) план зданий, технические характеристики каждого объекта; 3) план электропитания, схемы электрический цепей; 4) плановые бюджеты на энергоресурсы и оборудование; 5) текущие политики предприятия; 6) расписание работы предприятия и т.д. Рисунок 1. Сбор данных в ИСУЭР Ввиду большого количества исходных данных, не целесообразно доводить до конечного пользователя системы все множество данных, поэтому в системе ИСУЭР несколько массивов данных объединяются в один показатель (на основе веса каждого массива и корреляции). То есть все массивы данных проходят сложный математический анализ, в ходе которого у
каждого массива данных находятся соответствующие ему атрибуты, между несколькими массивами происходит установления различных уровней связи. Массивы объединяются в один показатель на основе схожих атрибутов либо идентичных законах распространения (распределения). Если значимость какого-либо массива данных на систему не выявлена, то данный массив не участвует в дальнейших процессах, но на протяжении года продолжается процесс сбора данных, для дальнейшего анализа. В случае дальнейшего отсутствия значимости данных на функционирование системы данные продолжают собираться лишь в случае дешевизны их сбора. Рисунок 2. Связь атрибутов нескольких массивов данных После выделения показателей в системе начинается автоматический процесс определения текущего состояния системы. В случае если количество показателей более 15-ти, то процесс выявления зависимостей данных продолжается. Рисунок 3. Определение текущего состояния системы Для того чтобы агрегированный показатель текущего состояния системы имел какое-то практическое применение, необходимо спроектировать целевое состояние системы.
Рисунок 4. Целевое состояние системы Целевое состояние системы, также агрегированный показатель, он формируется на основе анализа соответствующих ему массивов данных. В целом проектируемая ИС выполняет следующими функции: 1) Сбор, анализ данных 2) Мониторинг данных 3) Визуализация 4) Агрегирование данных 5) Построение прогнозных моделей использования ресурсов 6) Проектирование целевого режима работы объектов 7) Учет оборудования, отслеживание состояния и т.д. В данной статье были приведены основные тезисы проектируемой системы ИСУЭР. Следующим этапом работы является анализ данных Инженерного института, на основе которого будет построен прототип системы. Для решения данной задачи собрана проектная команда в рамках Инженерного института, предполагается совместное участие в конкурсе инновационных идей «Энергопрорыв». Литература [1] ISO 50001:2011 «Energy management systems – Requirements with guidance for use» [2] Shewhart W.A. Economic Control of Quality of Manufactured Product. Van Nostrand, New York, 1931. [3] MacGregor J., Kourti Th. Statistical process Control of Multivariate Processes // Control Engineering Practice, 1995 (3), Р. 403-413. [4] ANSI/MSE 2000 «Management system for energy», MSE