（计算机应用技术专业论文）基于j2ee架构燃料管理信息系统的研究与实现.pdf

摘要 本文研究运用供应链和成本控制的思维和方法，结合计算机技术和管理科学理 论，进行火电厂燃料管理系统的研究与实现。在深入分析和研究燃料管理业务和相 关理论的基础上，结合对华能集团达拉特火电厂的实际调研情况设计和开发了火电 厂燃料管理信息系统。重点是对燃料管理的成本控制，其中主要通过燃料的采购、 燃料的入厂、燃料的质量管理和燃料的成本分析的设计构成对燃料管理成本的闭环 控制。系统是基于j 2 e e 技术和w e bs e r v i c e s 技术等，结合供应商选择和成本分析 的数学模型，以及r i f d 技术对燃料管理成本方面进行控制。最后，对所开发的燃 料管理信息系统的主要模块及其功能和实现进行了介绍。 关键词：火电厂，燃料管理，供应链，成本控制，j 2 e e a b s t r a c t t h i sa r t i c l er e s e a r c h e sr e a l i z e sap o w e rp l a n t sf u e lm a n a g e m e n ts y s t e mb yu s i n g t h e o r i e sa n dm e t h o d so fs u p p l yc h a i n ，t h ec o s tc o n t r o l ，c o m p u t e rt e c h n o l o g ya n d m a n a g e m e n ts c i e n c et h e o r y b a s e do ni n d e p t ha n a l y s i sa b o u tf u e lm a n a g e m e n ts e r v i c e a n di nc o r r e l a t i o nt h e o r i e s ，u n i f i e dt ot h eh u a n e n gg r o u pd a l a tp o w e rp l a n ta c t u a l i n v e s t i g a t i o na n ds t u d ys i t u a t i o nd e s i g n sa n dd e v e l o p st h ep o w e rp l a n t sf u e lm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m t h ek e yp o i n tr e a l i z e st h ec o n t r o lo fp o w e rp l a n t sf u e lm a n a g e m e n t c o s t ，a n dt h ef u e lm a n a g e dc o s tc l o s e d l o o pc o n t r o lm a i n l yt h r o u g ht h ef u e lp u r c h a s e ， t h ef u e le n t e r st h ef a c t o r y , t h ef u e lq u a l i t yc o n t r o la n dt h ef u e lc o s ta n a l y s i s t h es y s t e m i sb a s e do nt h ej 2 e et e c h n o l o g ya n dw e bt h es e r v i c e st e c h n o l o g ya n ds oo n ，u n i f i e s m a t h e m a t i c a lm o d e lo ft h es u p p l i e rc h o i c ea n dt h ec o s ta n a l y s i s ，a sw e l la st h er i f d t e c h n o l o g yr e a l i z e st h ec o n t r o lt ot h ef u e lm a n a g e dc o s ta s p e c t f i n a l l y , s h o w st h e m a i n l ym o d e l sf u n c t i o na n dr e a l i z a t i o no fs o f t w a r es y s t e m f um i n q i n g ( c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f s h e nx i a o l i u k e yw o r d s ：p o w e rp l a n t s ，f u e lm a n a g e m e n t , s u p p l yc h a i n ，c o s tc o n t r o l ，j 2 e e 摘要 本文研究运用供应链和成本控制的思维和方法，结合计算机技术和管理科学理 论，进行火电厂燃料管理系统的研究与实现。在深入分析和研究燃料管理业务和相 关理论的基础上，结合对华能集团达拉特火电厂的实际调研情况设计和开发了火电 厂燃料管理信息系统。重点是对燃料管理的成本控制，其中主要通过燃料的采购、 燃料的入厂、燃料的质量管理和燃料的成本分析的设计构成对燃料管理成本的闭环 控制。系统是基于j 2 e e 技术和w e bs e r v i c e s 技术等，结合供应商选择和成本分析 的数学模型，以及r i f d 技术对燃料管理成本方面进行控制。最后，对所开发的燃 料管理信息系统的主要模块及其功能和实现进行了介绍。 关键词：火电厂，燃料管理，供应链，成本控制，j 2 e e a b s t r a c t t h i sa r t i c l er e s e a r c h e sr e a l i z e sap o w e rp l a n t sf u e lm a n a g e m e n ts y s t e mb yu s i n g t h e o r i e sa n dm e t h o d so fs u p p l yc h a i n ，t h ec o s tc o n t r o l ，c o m p u t e rt e c h n o l o g ya n d m a n a g e m e n ts c i e n c et h e o r y b a s e do ni n d e p t ha n a l y s i sa b o u tf u e lm a n a g e m e n ts e r v i c e a n di nc o r r e l a t i o nt h e o r i e s ，u n i f i e dt ot h eh u a n e n gg r o u pd a l a tp o w e rp l a n ta c t u a l i n v e s t i g a t i o na n ds t u d ys i t u a t i o nd e s i g n sa n dd e v e l o p st h ep o w e rp l a n t sf u e lm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m t h ek e yp o i n tr e a l i z e st h ec o n t r o lo fp o w e rp l a n t sf u e lm a n a g e m e n t c o s t ，a n dt h ef u e lm a n a g e dc o s tc l o s e d l o o pc o n t r o lm a i n l yt h r o u g ht h ef u e lp u r c h a s e ， t h ef u e le n t e r st h ef a c t o r y , t h ef u e lq u a l i t yc o n t r o la n dt h ef u e lc o s ta n a l y s i s t h es y s t e m i sb a s e do nt h ej 2 e et e c h n o l o g ya n dw e bt h es e r v i c e st e c h n o l o g ya n ds oo n ，u n i f i e s m a t h e m a t i c a lm o d e lo ft h es u p p l i e rc h o i c ea n dt h ec o s ta n a l y s i s ，a sw e l la st h er i f d t e c h n o l o g yr e a l i z e st h ec o n t r o lt ot h ef u e lm a n a g e dc o s ta s p e c t f i n a l l y , s h o w st h e m a i n l ym o d e l sf u n c t i o na n dr e a l i z a t i o no fs o f t w a r es y s t e m f um i n q i n g ( c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f s h e nx i a o l i u k e yw o r d s ：p o w e rp l a n t s ，f u e lm a n a g e m e n t , s u p p l yc h a i n ，c o s tc o n t r o l ，j 2 e e 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于j 2 e e 架构燃料管理信息系 统的研究与实现，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行 的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：期：丝翌堑：兰! ! y 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保管、。并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或 其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校 可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不 同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期： 导师签名： 蟹笪! 日期：芝乡! 兰! 、 华北电力大学硕士学位论文 1 1 课题背景及研究意义 第一章引言 随着改革开放的深入开展，我国电力工业原有的一体化垄断经营的旧体制越来 越不适应市场经济体制的需要，在2 0 0 3 年国家实施在电力行业实施“厂网分家， 竞价上网 的体制改革方案【l 】，整个电力系统进入商业化运营，原来计划经济条件 下以发电车间形式存在的经营管理模式彻底改变，电厂逐步成为经济利益独立的市 场经济主体，并在“公平、公正、公开 的原则下参与企业间的竞争。 在2 0 0 7 年以“电煤价格市场化”为主要内容的能源体制改革，完全放开了电 煤价格的控制【2 1 ，并要求发电企业消化3 0 的电煤价格涨幅，原来由国家以计划价 格对火电厂供煤的管理模式彻底改变。火力发电厂在获得燃料采购自主权的同时， 在煤炭供应紧张、铁路运力不足的情况下，承担着经营成本上涨的压力，成本控制 就是其中主要压力之一。 目前，我国发电行业中占主导地位还是燃煤火力发电，这主要是由于我国能源 储备的实际情况和我国水电、核电技术落后的原因造成的。图1 1 和图1 2 分别给 出了我国2 0 0 6 年发电机组装机容量构成和火力发电机组装机容量构成【3 】【4 】。预计到 2 0 5 0 年我国燃煤发电装机容量仍占到5 0 以上，其主导地位在相当一段时间内不 会发生变化。 剪知 ”o 1 3 0 丑7 0 鑫器 4 0 1 0 0 垴油矾组 鸵气机迢 燃爆机组 火电机坦冀机相或 图1 12 0 0 6 年发电机组装机容量构成图1 22 0 0 6 年火电机组装机容量构成 保证锅炉运行的安全和提高经济效益是火电厂追求的两大目标，电厂燃料供应 部门肩负着保证生产所需要的燃料( 主要指煤炭，下同) 物资的采购供应任务，燃 料管理在火力发电厂生产过程中起着举足轻重的作用。一方面，燃料供应在数量、 质量上的稳定性是保证发电企业安全生产的基础。由于发电企业生产经营的特殊 性，燃料供应不足或燃料质量问题会造成锅炉出力不足，甚至出现停产，导致发电 i 华北电力大学硕士学位论文 企业生产经营成本升高；另一方面，火力发电厂能源消耗量大，华能集团达拉特火 电厂每年消耗煤炭资源超过8 0 0 万吨( 数据来源于火电厂燃料管理部门) ；同时也 是资金占用大户，稳定生产的火力发电厂，燃料成本占发电成本的7 5 左右【5 】。对 于面临着激励竞争的发电企业来说，加强燃料管理工作不仅是保证生产经营的基 础，而且可以大大降低发电成本，减少经济损失，增强企业市场竞争力。 总之，燃料管理是火力发电企业生产经营过程中的重要环节，加强燃料管理是 提高发电企业综合经济效益的途径之一。采用有效的信息化管理手段，在保障发电 企业安全生产的前提下，有助于提高企业管理水平、提高燃料质量、降低生产经营 成本、增强企业抵御风险能力，是一个非常具有现实意义的问题。 1 2 国内外研究状况 1 2 1 国外研究现状 目前，国外发达国家工业化、信息化程度高，动力用煤大多采用的是精选优质 煤，在火力发电厂有关燃料管理方面课题研究主要集中在燃煤耗用、储存和混配煤 方面，旨在降低储存损耗、降低污染、提高燃烧效率和降低煤耗上。 国外发达国家对火力发电厂燃煤耗用方面的研究主要集中于燃煤煤质对发电 影响的研究上。英国i e a 煤炭研究所对1 2 个国家的6 0 个电厂进行调查，从电厂实 践和经验来确定煤质对电厂的影响【6 】。美国电力工程协会e p r i 在2 0 世纪8 0 年代初 建立了一个“煤质对发电厂运行和成本影响的研究 课题，并建立了“煤质影响模 型 c q i m 【7 】；其后又开发了煤质工程分析c q e i 系统，用来对可能获得的不同煤 质进行运行和维修成本的计算，估算煤的结渣和积灰倾向，计算飞灰的电阻特性及 其它排放参数等，以便优选煤种或混配比。 国外在燃煤存储方面主要集中在保证生产的前提下，如何使库存物资和资金 量最小，以提高物资利用率和加速资金周转( 8 】。国外火力发电厂根据存贮论的观点 研究建立了燃料储备量经济数学模型，其目标是在保证电厂燃料供应的前提下，确 定最佳储备量、最佳进货量，以使燃料费最小。据国际权威机构a p i c s 的统计表明， 火力发电厂在利用存储论管理后，可明显改善燃料库存管理、减少库存资金占用、 提高资金周转次数有效降低成本，从而提高经济效益。 在混配煤方面主要集中在混和系统和混和方法的研究，旨在提高燃烧率、降低 污染物的排放，其研究较早的有美国、德国、日本、加拿大等。美国在采用混烧减 少s o x 排放方面有深入研究，同时保证了煤质稳定，降低了电厂运行费用；混配煤 技术主要采用仓配和堆配1 9 儿1 0 】。在德国从7 0 年代初就开始了对混配煤的研究，如德 2 华北电力大学硕士学位论文 国的v r k u h u 研究了混煤的着火性和可磨性，并对燃用混煤的电站的初投资和运 行经济性进行了分析【l 。德国的j z e l k o w s k i 等人研究了不同氧浓度下不同细度的 混煤的着火情况。日本燃烧界对混煤的特性及燃烧技术进行了深入研究，目前，日 本针对混烧不同煤种时出现的污染物增加及未燃损失增加等问题正在进行更深入 的研究【l2 1 。 1 2 2 国内研究现状 电力企业是技术密集型企业，是我国应用信息技术较早的行业之一。目前，针 对火电厂燃料管理的不适应因素，许多科研院所，高校及公司都在研究和开发，国 内许多火力发电厂积极进行燃料管理信息化建设，研究开发了燃料管理信息m i s ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) 系统，利用现代管理理念对企业的管理流程进行 规范化，并采用计算机技术和网络技术对燃煤进行管理，从一定程度上克服人工管 理效率低、统计汇总难度大、信息流动慢的缺点。 由于我国一次能源的分布不均和国内各地区经济发展水平的不同，以及发电、 输电的成本等原因，我国目前的各地区的发电企业的建设情况各不相同，在火电厂 的燃料管理水平和模式上也不相同。我国从上个世纪8 0 年代已经开始发电企业燃 料管理的研究，主要是集中在数据的处理、报表的生成和信息的查询等方面，在采 用供应链的思想，对燃料成本的控制研究尚较少，基于供应链思想的燃料管理系统 软件还未见报道。 目前，在我国发电企业燃料管理的研究情况和成果如表1 1 和表1 2 所示。 表1 1 燃料管理国内研究现状 研究单位研究的领域或方向研究成果评价 中南大学信 燃料计划模型的研根据燃料计划的自身特点和需要没有考虑到实际应用中 息科学与工究满足的各种限制条件，归纳总结计划规模大，信息多等问 程学院出数学模型，并以图论为基础，题，模型需要进一步优化 建立了燃料计划的网络流计划模 型。 浙江大学热 煤质优化研究根据锅炉特性和煤质特性建立反缺乏燃料入厂控制对燃 能工程研究 映经济性的发电成本数学模型，料成本的影响分析 所指导燃料采购和合理配煤，并预 测不同煤对燃料成本的影响1 4 】 华北电力大燃料配给模型的研通过对火电厂燃料配给模型的研模型的应用大大降低了 学电力智能 究 究和改进，并把该模型和电厂的 电厂的运行成本 3 华北电力大学硕士学位论文 软件研究所 实际情况相结合，验证了模型的 实效性【”】 西南电力设厂内运煤方案优化设计了四种厂内卸煤、储煤和上 对厂内运煤方案给出了 计院 煤方案，通过对四种方案的技术较好的方案，但只适合新 经济比较，得出较优的方案1 6 】建电厂，对已建电厂来 说，改造费用较高 表i - 2国内燃料管理软件情况 研发单位 应用单位功能优缺点 中国电力科学中能电力工业燃 通过应用图表和地理信息系统直实现了燃料的全局调 研究院 料管理公司观反映了全国铁路分布、煤矿分度，没有对燃料入厂 布、电厂分布、港口分布，以及生管理和燃料质量管理 产能力直观反映。实现燃料订货、进行有效控制 调运、管理业务的信息化和煤炭价 格的检测，电煤经营情况分析 东北大学自动清河发电厂 对燃料管理落后环节和不合理因主要从发电企业内部 化研究中心 素进行了分析，通过合同质价分加强了对燃料的成本 类、按批次计算价格、煤耗计算方控制，主要侧重于后 法的应用，降低了采购成本、提高 台的数据处理 了管理水平和加强了决策指挥使 成本节约7 ，煤耗降低1 0 【1 7 1 华电能达科技有晋能燃料公司实现了晋能燃料公司对下属电厂 对电厂燃料汽车运输 限责任公司 燃料的调配，对电厂燃料的铁路运部分没能实现自动化 输部分实现了自动称重管理 大唐兴朱软件内蒙古托克托电 通过对燃料的购、存、耗管理，明只是针对火车煤运输 技术有限公司 厂确了燃料管理的内部流程，有效地进行控制 进行了数据提炼和分析，通过分析 成本构成找到降低成本的最佳途 径 1 3 课题的提出 燃料管理体系主要包括燃料的供应、耗用和储存管理三个环节，对作为是火力 4 华北电力大学硕士学位论文 发电企业“口粮 的燃料进行有效管理，是保证企业生产的重要环节。近年来信息 化技术的快速发展，为改善火力发电厂燃料的管理提供了技术支持，为现有燃料管 理中存在的问题和不足的解决提供了帮助。 目前，国内对火力发电厂燃料管理的研究和系统的开发还存在不足，以华能集 团达拉特火电厂为例，存在以下不足： ( 1 ) 火力发电厂燃料管理仍较粗放，多数未用系统论的观点来综合考虑各个 环节的联系、协调，使得目前燃料管理的各个环节，都不同程度地存在着不尽人意 的因素； ( 2 ) 在燃料数据采集( 尤其是汽车运输煤，简称汽车煤) 上漏洞比较大，还 存在着自动化程度低，出错率高、人员劳动量大等问题，致使采集数据失真，造成 成本分析和核算上的偏差，以及影响燃料采购计划的制定； ( 3 ) 信息系统建设不够合理，燃料的采购、消耗和储存信息还处于相对开环 状态，不能为燃料管理的决策提供很好的帮助。 上述存在的不足制约火力发电厂燃料管理效益的提高。研究建立燃料管理体系 及研究开发燃料管理信息系统，解决上述存在的不足已成目前燃料管理的一项重要 工作。 本论文结合目前国内研究现状及国内的客观条件，借鉴国外研究的先进方法和 思路，研究适合目前火力发电厂燃料管理状况，提出系统构建方案，在华能集团达 拉特热电厂现场调研基础上进行信息系统应用开发。 1 4 论文的研究内容和主要从事的工作 1 论文研究的主要内容： ( 1 ) 燃料管理研究的背景和意义，以及燃料管理在国内外研究的现状，从而 提出了课题。 ( 2 ) 华能集团达拉特火电厂燃料管理系统的分析。主要是针对达拉特火电厂 燃料的调查，分析了该火电厂燃料管理的业务流程，存在的问题。 ( 3 ) 根据对达拉特火电厂燃料管理的分析结果，以及系统设计的目标和用户 需求，介绍了火电厂燃料管理系统的逻辑结构设计、数据库设计和主要功能模块的 设计与实现。 2 在论文工作期间，主要从事以下几个方面的工作： ( 1 ) 通过对华能集团达拉特火电厂现场调研和与发电企业的管理人员的交流、 沟通，获取需求，了解发电企业的燃料管理基本概况。归纳整理华能集团达拉特火 电厂燃料管理的现实情况及存在的主要问题。 ( 2 ) 根据华能集团达拉特发电厂燃料管理特点和存在的问题，提出了应用供 s 华北电力大学硕士学位论文 应链的思想对燃料成本进行控制的解决方案。 ( 3 ) 针对供应商评价和燃料成本分析过程建立了数学模型，并就达拉特电厂 的情况给出了实例。 ( 4 ) 设计并实现了燃料入厂无人职守子系统，降低了管理人员的工作量；在 燃料质量管理中，采用数据加密和审核，降低了人为因素的影响。 ( 5 ) 结合调研情况和存在问题以及对燃料管理的理论了解、学习，确定整个 系统的系统架构和完成了系统设计。 ( 6 ) 系统的编码、测试、实施以及维护。完成对火电厂燃料管理信息系统的 开发与实现。 6 华北电力大学硕士学位论文 第二章火电厂燃料管理系统需求分析 火力发电厂燃料管理是一项复杂的系统工程，涉及燃料订货、采购、接卸、验 收化验及车辆管理、费用结算、配煤燃烧、煤场管理、统计核算等一系列工作，跨 越经济学、燃烧学、管理学、统计学、信息学等多个学科，随着电力市场环境的变 化及科学技术的进步，对燃料管理的研究也应逐步深入。 本章在针对华能集团达拉特火电厂的燃料管理现状和存在的主要问题，进行达 拉特火电厂燃料管理需求分析时，以燃料的采购管理、入厂管理、质量验收管理和 燃料的成本分析为主要内容，采用供应链的思想对燃料成本控制进行分析和研究。 2 1 华能集团达拉特火电厂简介 华能集团达拉特火电厂是国家在“八五 期间建设的大型坑口燃煤火力发电企 业，达拉特发火电厂的兴建是实施华能集团煤电转换战略，实现煤从空中走的重大 举措，为满足华能集团西部地区电力供应、缓解京津唐供电紧张局面发挥了重要作 用。位于华能集团鄂尔多斯高原，东靠包( 头) 西( 安) 公路，西邻包( 头) 神( 木) 铁路，北距黄河约1 8 公里，南距东胜煤田万利川煤矿5 0 公里。总规划装机容量为 5 0 0 万千瓦，从1 9 9 6 年第一批机组投产到2 0 0 6 年四期两台6 0 万机组投产，装机容 量为3 1 8 万千瓦( 6 x 3 3 万+ 2 x 6 0 万千瓦) ，每年原煤需求量超过了8 0 0 万吨。 自投产以来，华能集团达拉特火电厂始终坚持“以安全生产为基础，以经济效 益为中心 的发展目标，不断加强生产经营管理工作。电厂主设备一类率和主要辅 助设备完好率均达到了1 0 0 ，为发电机组的长期安全稳定经济运行提供了有力的 保障。电厂建设之初由于华能集团相对于当时国内发电企业管理创新能力和设备技 术的先进性，以及坑1 ：3 电厂煤源充足、煤炭价格低的优势，曾一度呈现欣欣向荣的 景象。但随着电力体制改革的不断深入，已实现厂、网分开。原国家电力公司的发 电企业已被划分为五大发电集团，发电企业之间的竞争更加激烈。另外，随着能源 体制改革的陆续开展，使电厂面i 临着燃料价格上涨、煤质下降、电煤供需的日趋紧 张，燃料供应正面临着很大的困难和压力。管理体制落后等重重不利条件，严峻的 形式使电厂领导决策层意识到，企业管理的现代化需要以信息化技术为支撑，对企 业进行科学管理，降低生产经营成本，增强企业竞争力。 7 华北电力大学硕士学位论文 2 2 达拉特火电厂燃料管理系统特点分析 华能集团达拉特火电厂原设计煤种为设计煤种为东胜、神木地区长焰煤；运输 方式为铁路、汽车联运；燃料的验收方式为：铁路运输经轨道衡进行数量验收，汽 车运输应用汽车衡进行数量验收，然后通过采样进行煤质化验。 目前该电厂拥有1 7 个储煤场，可存储原煤近1 0 0 万吨，经汽车运输的来煤， 经汽车衡进行数量验收后，可根据煤质的差异分煤场存储，可根据发电负荷选择煤 种送至混煤仓进行混合，再经制粉设备进入锅炉燃烧；达拉特电厂铁路运输的车辆 是底部开口，经铁路运输的来煤经轨道衡数量验收后，就直接根据运输的煤种和发 电负荷的需要送至混煤仓，经制粉设备进入锅炉燃烧。厂内输煤系统的示意图如图 2 1 所示。 图2 - 1 达拉特火电厂输煤系统示意图 近年来燃料的消耗量以及汽车运输所占比例如表2 1 所示。 表2 1 达拉特电厂近年燃料入厂情况表单位：万吨 年份 2 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 7 ( 1 1 1 月) 火车来煤量( 万吨) 16 4 6 8 7 52 2 2 3 3 6 01 6 4 1 5 2 22 7 7 5 9 2l 汽车来煤量( 万吨) 3 0 0 1 8 5 75 3 3 5 7 4 35 5 0 9 7 1 44 4 8 7 9 7 2 年度总来煤量( 万吨) 4 6 4 8 7 3 27 5 5 9 1 0 37 1 5 1 2 3 67 2 6 38 9 3 汽车煤所占比例( ) 6 4 5 77 0 5 97 7 0 46 1 7 9 ( 资料来源：达拉特火电厂燃料管理部) 由表2 1 可以看出，电厂燃料一半以上是来源于汽车运输的小窑煤，其接卸量 大( 储煤期的进煤高峰时期，每天需要接卸1 0 0 0 多车煤) ，管理人员劳动量大；煤 场数量多，拉运车辆流量大，现场管理困难。目前的达拉特电厂燃料管理系统的功 8 华北电力大学硕士学位论文 能主要是燃料入厂数据的处理、报表的生成和统计结算。汽车运输、火车运输的燃 料入厂需要手工过磅，燃料入厂数据、燃料化验数据以及燃料的消耗数据都需要手 工输入，造成数据出错率高；在轨道衡、化验室与统计结算系统间没有网络连接， 造成现场数据传输不及时，影响了统计结算工作；并且没有供应商的评价系统，在 计划的制定方面，还处于手工编制状态，随意性比较大，因此，管理上存在着较大 的漏洞。达拉特火电厂燃料管理系统现状如图2 2 所示。 淼ii 采样数据( 手工输入) li ”一“ 圉 嚣图圈国 囤 合同数据 囤 一 表示跟系统直接相连 一一表示需要利用纸质文件传送 燃料管理系统现状示意图 图2 2 达拉特火电厂燃料管理系统示意图 2 3 达拉特火电厂燃料管理分析 2 3 1 火电厂燃料管理介绍 火力发电厂是将燃料热能转变为蒸汽动能，通过汽轮机驱动发电机产生电能的 企业。燃料管理是在保障锅炉安全和发电计划的前提下使燃料购、运、存费用最低， 如图2 3 所示。 ，一一一一一+ 一一一一一一 ；臣至 _ ( 亘 叫三互卜圜i 发电负荷 图2 3 达拉特电厂燃料管理模块划分及相互之间的关系 9 华北电力大学硕士学何论文 整个问题可以用一个目标函数概括： c = c e + c r + c 一_ m i n ( 2 1 ) 公式( 2 1 ) 中，c 表示系统总发电燃料费用，l e 表示燃料购买费，乙r 表示燃 料运输费，l 表示附加费，可以表示存储和搬运费等。 火力发电厂燃料管理是一个多环节，业务范围分散、步骤连续的组织活动，从 燃料管理业务流程上可以分为燃料采购、燃料检验、燃料存储和燃料使用等环节( 其 业务流程如图2 4 所示) ，各个环节相互关联、相互制约，并存在效益悖反现象【1 8 1 。 如：降低储存成本至一定程度将威胁耗用的安全；按耗用煤质要求进行采购将可能 导致供应成本升高；按最低煤价进行采购可能不符合耗用要求而影响安全耗用等。 价 格 表 燃料管理业务科室 年月 计划 燃料 入厂 检斤单 工 生产 报表 露卜刚荔 用煤 储煤卜_ 叫煤场 图2 4 达拉特火电厂燃料管理业务流程图 2 3 2 火电厂燃料管理的成本控制 2 3 2 1 成本控制概念 成本控制就是运用系统工程原理对企业的生产经营活动过程中，发生的各种耗 费进行计算、调节和监督过程【l 引。在其过程中把实际计划和标准进行比较，发现其 中的差异，查明产生差异的原因，以迅速的信息反馈来消除导致差异的因素，并采 取有效的措施纠正不利差异，发展有利差异，使成本控制在目标范围之内，以确保 目标和计划的实现，从而使企业成本不断降低的一切管理活动。这里讨论的成本控 制是狭义的，即火力发电企业燃料管理的成本控制。 1 0 一验一化勰而 一织货癃 靴工麟 苎 i 定同一鉴合 一一 一蛾一一一一 悭兰瓣 华北电力大学硕士学位论文 2 3 2 2 成本控制的内容 按照现代成本控制论的理论，完整的成本控制包括事前控制、事中控制和事后 控制。具体来说就是在成本形成过程中，对其事先进行规划；事中进行指导、限制 和监督：事后进行分析评价，并总结，修订和建立新的计划和成本目标，促进企业 成本不断降低。 ( 1 ) 事前控制：制定成本控【制标准和计划，根据燃料管理的成本控制目标， 制定各种控制计划，制定成本控制计划是成本控制的起点。 ( 2 ) 事中控制：即执行成本控制计划，根据燃料管理的成本指标，加强对计 划执行过程的执行监督，降低计划执行的成本开支和资源。 ( 3 ) 事后控制：即确定成本产生差异，分析和确定成本形成过程中产生差异 的原因和责任归属；然后消除不利成本差异，挖掘潜力，确定降低燃料管理成本的 措施或修订成本控制计划。 可以看出，成本控制的过程是“决策一调节执行评价反馈 的一体化的过程。 决策是制定成本控制的目标，调节是保障系统按预定目标运行，执行是对既定目标 的实施，评价反馈是揭示控制结果与目标值的差异，确定产生差异的原因。 2 3 2 3 成本控制的原则 成本控制通常从以下方面考虑【1 9 】： ( 1 ) 全面性原则：包括两个方面：其一，对燃料管理的整个过程加以控制， 即在整个价值链上的控制；其二，对燃料管理活动的耗费的全部成本加以控制。 ( 2 ) 分级归口管理原则：通过对燃料管理成本目标的层层分解，落实到各个 部门、个人，形成一个成本控制系统。一般来说，归口管理的范围越小，效果越好。 ( 3 ) 责权利相结合原则：即按照经济责任制的要求，对谁执行谁负责，贯彻 责权利相结合的原则。 ( 4 ) 例外管理原则：企业实际发生的成本费用，每一项都不可能和计划预算 完全一致，成本控制应该把注意力集中到对企业盈利能力有重要影响的“例外差异” e 。 2 3 2 4 火电厂燃料成本控制现状 在计划经济条件下，达拉特火电厂的燃料由国家按计划供应，所发电量由国家 统一分配，是一种生产型企业，以完成上级下达的任务为目标，企业管理模型基本 是处于开环结构( 如图2 5 所示) ，企业管理系统支持侧重于企业内部资源管理。 华北电力大学硕士学位论文 图2 5 计划条件下企业管理模型 随着市场经济的不断深入发展，特别是竞价上网的电力市场的启动，电煤市场 化的能源改革启动后，火力发电厂不在单单是一个生产企业，而是真正作为发电市 场的竞争主体，直接面临市场竞争压力，开环的企业经营模型不再适应新的企业经 营环境。 市场化的环境要求企业优化自身的资源配置，对市场变化做出及时准确的响 应，最大限度地发挥资源潜力，追求可能的最大利润；竞价上网则要求企业及时对 已完成计划做出决算，对将执行的计划提出准确的预算，支持企业的竟价策略；发 电燃料市场化则要求企业及时对以燃料供应市场做出反映，对市场供应做出合理评 价和判断，这就构成一个典型的闭环控制的企业运行模型。如图2 - 6 所示。 图2 - 6 发电企业闭环运行模型 在整个火力发电企业生产过程中，燃料管理是其重要的组成部分，在优化资源 配置、调整各种利益关系方面具有不可替代的作用，因此，对加强火力发电企业燃 料管理有其重要意义， 2 3 3 燃料的供应链管理 2 3 3 1 供应链的概念 “供应链 ( s u p p l yc h a i n ) 由原材料零部件供应商、生产商、批发经销商、零 售商、运输商等一系列企业所组成。原材料零部件依次通过“链 中的每个企业， 逐步变成产品，产品再通过一系列流通配送环节，最后交到最终用户手中，这一系 列的活动就构成了一个完整供应链的全部活动如图2 7 所示2 们。 1 2 华北电力人学硕士学位论文 鬟囊：h 耋h 囊薏嘉至斗嚣耋h | | h 喜h 帚菩 图2 7 供应链的基本概念 在传统的企业管理中，一条“链上的各个企业互相只把对方视为“买卖关系”、 “交易对手”，各自只关注自己企业内部的运作和管理，而供应链管理的目的，即 是要把整条“链看作一个集成组织，通过“链 上各个企业之间的合作和分工， 致力于整个“链 上物流、信息流和资金流的合理化和优化，从而提高整条“链” 的竞争能力。这是一种跨企业集成管理的新型思想。 2 3 3 2 供应链管理基本策略 按照供应链管理策略，企业的采购物料可按其重要性和供应市场的复杂度二个 维度来进行分类，基本分类模型如图2 8 所示【2 们。 物 料 的 重 要 性 供应市场的复杂性 图2 8 采购物料的基本模型 根据这种分类方法，各种物料可分成四类：战略性物料、瓶颈物料、重要物料 和一般物料，企业应针对这四种不同的物料分别采取不同的管理策略。“企业对于 战略性物料的采购管理策略首先必须致力于与质量可靠的供应商建立一种长期的、 战略伙伴关系。这种关系的基本特点是保持双赢，即通过致力于合作使供应商也得 到应有的好处。惟有这样，才有可能保持长期、稳定的关系。 华北电力大学硕士学位论文 2 3 3 3 电力企业中的供应链 电力行业是公用性服务行业，中断供电或电力供应不足会给国民经济和广大用 户造成巨大损失。电力与一般商品不同，是一种特殊的商品，其生产、供应和销售 需要同时进行，瞬间完成。电力供应链是起始于发电企业向供应商购买生产电能所 需要的原料，通过各项技术使原料转化成电能，然后有供电公司购买发电企业所生 产的电能，最后供电公司通过电网为用户提供电能这一商品，而用户为所使用的电 能支付费用。电力供应链的体系结构图如图2 - 9 所示。 图2 - 9 电力供应链体系结构图 2 3 3 4 火电厂燃料供应链管理 长期以来，达拉特火电厂只重视企业内部的规范化管理和建设，而忽视与外部 利益梧关者的关系，导致与外部交易的成本过高，使企业的经济利益受到影响和损 失。按照供应链管理理念，原材料供应是发电企业供应链上的首要环节，是重要的 外部资源，而燃料又是主要的原材料。因此，发电企业应更加重视与燃料供应商的 关系，通过加强燃料供应环节的管理，达到不断提高燃料质量、降低燃料成本的目 的。达拉特火电厂的供应链结构可用图2 1 0 表示。 1 4 华北电力大学硕士学位论文 发电企业 原材料供应商 电网最终 物资采购生产发电送电 - p 售电 - p 用户 物资材料供应商 图2 1 0 达拉特火电厂供应链结构图 在论文阶段主要从达拉特火电厂燃料供应商的选择、燃料的采购、燃料的入厂 控制、燃料质量的控制和影响燃料成本分析方面进行分析研究，对燃料管理形成事 前、事中、事后的一体化控制，从而构成对燃料管理的一个闭环控制。 2 4 燃料采购管理 目前，达拉特火电厂燃料管理上存在的问题主要是燃料的供应量、质量和价格 问题，要解决好这些问题，应该从源头上解决，即从燃料采购环节开始。 供应链管理理念告诉我们：当今企业的竞争已经不是单独某个环节的竞争，而 是整个生产经营全过程的供应链上各个环节的全面竞争。因此，要提高企业的竞争 力，就必须致力于整个链上的资源优化管理，对整个链进行集成管理。 在市场化的经济条件下，采购管理主要有供应商的选择和采购计划管理组成。 选择好的供应商和制定符合企业需求的采购计划对生产企业的采购管理是至关重 要的。 2 4 1 燃料供应商选择 燃料是发电企业的主要原材料，其特点是：消耗量大，价值昂贵，直接影响发 电企业的安全生产和经济效益；燃料的各个特性指标又必须符合锅炉的设计要求， 对供应商具有选择性。因此，燃料对发电企业来说具有战略性的意义，发电企业就 应该与质量、信誉等好的供应商建立长期的战略伙伴关系。发电企业与供应商实行 长期的战略合作，既能保证燃料的稳定供应，又能降低双方的市场风险，达到互惠 互利的目的。 供应商的选择是采购管理的一项重要内容，选择一批好的供应商不但对企业的 正常生产起着决定作用，而且对企业的发展非常重要。企业在选择供应商时结合自 身经营状况和对供应商的基本要求，确定供应商选择和评价准则，获得供应商的相 关信息，并把获得的信息整理、归并到相应的准则中，采用合适的定性定量的分析 方法，给供应商总体评定量化分值，以确定最终合适的供应商。其评定选择过程如 华北电力大学硕士学位论文 图2 1 1 所示。 2 4 1 1 供应商选择的目标 图2 1 1供应商选择业务分析图 降低企业的采购成本，是企业选择供应商的主要目标之一。评价和选择供应 商，不仅仅是生产企业对其上游企业的一个单纯的抉择过程，它也是企业自身和 企业与企业之间的一次业务流程的重构过程，如果实施得好，企业能够选择到合 适的供应商，从而产生显著的经济效益，并是企业正常生产运营的保证。 2 4 1 2 选择供应商的准则 燃料供应商是个多因素的选优问题，必须综合供应商的各个方面的表现，根据 实际情况制定适当的选择准则。一般来说，供应商的选择准则一般集中在质量、价 格、交货、服务、性价比等方面，另外还要考虑供应商的外部环境等方面的因素。 但各个发电企业的具体情况不同，在实际的应用中还要具体的问题具体分析，选择 适合该发电企业的评价分析准则。 2 4 1 3 数学模型的选择 评价供应商有定性分析法、定量分析法以及定性与定量相结合的分析方法。常 用的方法有： ( 1 ) 直观判断法：主要是根据对供应商的调查了解以及采购人员的经验来做 出判断，这是一种定性分析方法，这种方法常用于选择非主要原材料的供应商。 ( 2 ) 线性权重法：先制定出对供应商进行综合评价的各个指标，然后给每个 指标分配一个权重，根据各个指标的得分与相应的权重来计算供应商的得分，从而 选择供应商。这是一种定量分析方法。 ( 3 ) 采购成本法：对质量和信誉都较好的供应商，采购方可通过计算采购成 1 6 华北电力大学硕士学位论文 本来进行比较分析。采购成本应包括售价、管理费用、运输费用等各项支出的总和。 采购成本法是在保证质量的前提下选择采购成本较低的供应商的方法。 发电企业的燃料是主要的原材料，是电厂的战略性物料，因此不能使用直观判 断法来进行分析。另外，电厂要选择的供应商是进行长期稳定合作的战略伙伴，如 果以采购成本法来选择也不适宜。 在发电企业燃料供应商评价中，由于能获取到客观的数据，本文拟采用熵权法 = 一种客观赋权法来对燃料供应商进行评价和选择。熵权法是根据各指标的观测值所 提供的信息量的大小来确定权重的方法【2 1 1 ，从而避免了主观因素的影响。其综合评 价步骤如下： 构造初始化矩阵 根据评价指标类型进行归一化处理 计算评价指标的熵和熵权 计算各评价对象的综合评价值 2 4 1 4 模型计算 火力发电厂在进行锅炉设计时均有一个锅炉的设计标准，其中包括煤质方面的 一些标准值；在进行煤炭供应商的选择时，所选择的供应商提供的煤质越靠近这些 标准值越好。 达拉特火电厂是一个坑口电站，煤源丰富，供应商的情况差别较大。在煤炭供 应商的评测时应该综合考虑的煤质、煤价及煤量方面的数据( 包括：水分、灰分、 挥发分、发热量、硫分、煤价) ，下面是达拉特火电厂部分供应商的供应商的情况。 ( 1 ) 选煤质方面的几个指标作为评价指标，对部分供应情况构造初始化矩阵。 彳= 供应商 水分( ) 灰分c ) 挥发分( ) 硫分( ) 发热量煤价 大地1 3 4 3 6 4 3 3 9 5 7 0 8 32 9 6 0 1 4 0 韩家村 1 9 6 31 7 2 13 9 4 81 3 l2 5 2 61 2 7 巴图塔 1 3 o o1 0 6 84 0 4 20 7 92 7 8 11 2 3 自家梁 1 3 0 79 7 73 8 4 20 5 12 8 8 91 5 2 唐公沟3 撑 1 6 3 518 8 4 4 0 7 l 1 3 52 4 4 l 1 1 5 ( 2 ) 根据评价的各项指标的要求不同，分为：越大越优型、越小越优型和中 间型三类。对不同类型评价指标评价值进行归一化处理也不相同，方法如下： 1 7 华北电力大学硕+ 学位论文 r y m l n 勺 勺2 ；鬲i 高越大越优型 白= 1 一 巧一，幸i 丁m a x i