KURZUS: Ellátási lánc menedzsment

MODUL: Vezetékes logisztika

12. lecke: Változó fogyasztói igények menedzselése a vezetékes ellátási láncokban

|  | Tanulási útmutató
| Tevékenység
| sorolja fel, milyen feltételek esetén célszerű vezetékes ellátást alkalmazni; jegyezze meg a víz és a villamos energia fogyasztói igényeinek jellemzőit; jegyezze meg, mi a különbség a víz és a villamos energia tárolása között; fogalmazza meg, hogyan alkalmazkodik a vízellátás és a villamos energia ellátás a változó fogyasztói igényekhez; jegyezzen meg néhányat azok közül a tényezők közül, amelyek a víz és a villamos energia iránti igényt befolyásolják; jegyezze meg, mely tényezők miatt nem kell jelentősen bővíteni a vízellátási infrastruktúrát; jegyezze meg, milyen új technikai lehetőség van a víztornyok kiváltására; fogalmazza meg, miért fontos a villamos energia tárolásának lehetősége;
| Követelmények
| Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha
| felsorolásból ki tudja választani, milyen feltételek esetén célszerű vezetékes ellátást alkalmazni; felsorolásból ki tudja választani a víz és a villamos energia fogyasztói igényeinek jellemzőit; a víz és a villamos energia tárolására, a fogyasztói igények követésére vonatkozó állításokról el tudja dönteni, hogy azok igazak vagy hamisak; a víz és a villamos energia fogyasztását befolyásoló tényezőkre vonatkozó állításokról el tudja dönteni, hogy azok igazak vagy hamisak; felsorolásból ki tudja választani azokat a tényezőket, amelyek várhatóan befolyásolni fogják a víz iránti igényt;
| Tananyag
| A változó fogyasztói igények menedzselésében, a lean/agile logisztikai rendszerek működésének elemzésében hasznos analógiákkal szolgálhatnak a fogyasztói igényeket természetüknél fogva húzott (pull) rendszerben kielégítő vezetékes ellátási rendszerek: a víz- és villamosenergia-szolgáltatás, ahol a fogyasztói igényeknek mind a napi, mind a havi időszakos változása számottevő.
| lean: készletezés és karcsúsított termelés, agile (agilis): agilis, a mindenkori fogyasztói igényekhez igazodó.
1. ábra
| forrás: http://www.eroterv.hu/uploadpics/0_P23_02.JPG
| Az ellátási hálózatok kialakulásában és fejlődésében kimutatható párhuzamok (legfőképpen a hálózatosodás és a túlméretezés) és eltérések (elsősorban a raktározás) feltárása rávilágít a simított gyártás kiegyensúlyozó, csillapító hatására, a hiány megítélésében kritikus tényezők és az ellátásbiztonság kérdéseire, valamint arra, hogy a legalkalmasabb ellátási rendszer kialakításához nélkülözhetetlen a fogyasztói szokások, igények, és befolyásolásuk lehetőségeinek ismerete.
| Ez a lecke a jellegzetes víz- és villamos energia ellátási rendszerek összehasonlító elemzésével kíván rávilágítani a logisztikai hálózatok sajátos természetére és a hagyományos logisztikai rendszerekkel lehetséges analógiákra, tanulságokra.
| A modul második leckéje a logisztikai szempontból speciális villamos energia ellátási hálózat működését, az infrastruktúra adottságait és lehetőségeit tárja fel és mutatja be. Az ismeretek közlésén túl kiemelt célja, hogy a speciális rendszer megismerésének, feltárásának módszertanával példát, mintát mutasson a hagyományos rendszerekben is sikert ígérő gondolatmenet elsajátítására.
Római vízvezeték Spanyolországban
2. ábra
| forrás: http://www.fotobara.hu/galeria/aquaspanyol.jpg
| A romjaikban is csodálatra méltó római kori aquaeductusok a hegyi források vizét gravitációs elven szállították a városokba - a vezetékes ellátást évezredek óta ismeri az emberiség.
Sorolja fel, milyen feltételek esetén célszerű vezetékes ellátást alkalmazni! | Vezetékes ellátást akkor célszerű alkalmazni, ha a termék vagy szolgáltatás iránt nagy volumenben, egyenletes minőségben és folyamatosan jelentkezik a kereslet, több végfelhasználói ponton, és rendelkezésre áll a megfelelő műszaki háttér a szállításhoz és elosztáshoz.
3. ábra
| Forrás: http://scienceblogs.com/aardvarchaeology/water%20tap.jpg
Jegyezze meg a víz és a villamos energia fogyasztói igényeinek jellemzőit! | Mind a víz, mind a villamos energia fogyasztásáról elmondható, hogy a napi terhelési görbe nagy érzékenységgel követi az adott település vagy ország termelési, életmód, meteorológiai és egyéb körülményeit. A vezetékes ellátást igénybe vevő nagyszámú, hasonló viselkedésű fogyasztónak köszönhetően, normál üzemben a fogyasztói területekre és a rendszer egészére vonatkozóan a véletlenszerű terhelésváltozások egymás hatását kiegyenlítik, illetve az összes fogyasztás viszonylag lassú, előre jól becsülhető változásában jutnak érvényre.
Víztorony Siófokon
4. ábra
| Forrás: http://www.balaton.click.hu/kepek/siofok_viztorony.jpg
| A hazai vízellátásban a fogyasztói igények változását egyenletes kitermelés mellett a különböző szinteken végzett jelentős mértékű raktározás egyenlíti ki.
Jegyezze meg, mi a különbség a víz és a villamos energia tárolása között! | A hazai villamos energia ellátás gyakorlatában a raktározás nem megoldott, a fogyasztói igényeket pillanatról pillanatra követnie kell a termelésnek, másként a szolgáltatás összeomlik.
Fogalmazza meg, hogyan alkalmazkodik a vízellátás és a villamos energia ellátás a változó fogyasztói igényekhez! | Mindkét rendszerről elmondható, hogy viszonylag rövid mind a napi csúcs-igény, mind a völgyidőszak igénye. A tartomány átfogásának eszköze a vízellátásban a rendszer számos pontján megvalósított raktározás (protective inventory, lean supply - készletezés és karcsúsított termelés), míg a villamosenergia-ellátásban hazánkban ma még szinte kizárólagos a rugalmasan, eltérő volumen-, költség- és időtényezővel igénybe vehető, folyamatosan rendelkezésre álló különböző erőművi termelő egységek indítása vagy leállítása (protective capacity, agile supply - agilis, a mindenkori fogyasztói igényekhez igazodó termelés).
A Mátrai Erőmű
5. ábra
| forrás: http://hg.hu/upload/images/photos/000/042/951/legifoto_Daniel_399.jpg
| Az összesített, aggregált (összesített) napi fogyasztási görbe alakjára a lakossági, háztartási fogyasztók gyakorolják a leginkább meghatározó hatást.
Jegyezzen meg néhányat azok közül a tényezők közül, amelyek a víz és a villamos energia iránti igényt befolyásolják! | Jellegzetes fogyasztói típusok a közintézmények, (itt például a vízfogyasztásban az iskolai szünetek szakaszosan kiugró terhelést jelenítenek meg). A másként mind villamos energia, mind víz tekintetében egyenletes fogyasztású ipari üzemekben is kiugró a műszakváltások környékén a tisztálkodási célú igénybevétel.
| A szezonalitás szerepe is számottevő: a vízfogyasztás nyáron lényegesen magasabb, de lassanként ez mondható el a villamos energia fogyasztásáról is, elsősorban a növekvő mértékű klimatizálás miatt. Várható új elem néhány évtizeden belül a villamos energia ellátó rendszernek a közúti közlekedéssel összekapcsolódó alkalmazása, a villamos és hidrogén hajtású járművek elterjedése.
| A számszerű előrejelzések áttekintése mutatja, hogy a vízellátásban az infrastruktúra bővülését a fogyasztói igények növekedése kevésbé sürgeti:
Jegyezze meg, mely tényezők miatt nem kell jelentősen bővíteni a vízellátási infrastruktúrát! |
1. | az új készülékek víztakarékosak,
2. | a fogyasztói helyek száma és
3. | az igényelt vízmennyiség nem nő jelentősen,
4. | a jelenlegi infrastruktúra komoly tartalékokkal bír,
5. | a víz- és csatornadíj ára is emelkedik, ami takarékosságra ösztönöz.
A győr-szabadhegyi víztorony
6. ábra
| Forrás: http://www.tigger.hu/gyor/gyor12.jp
| Győr vízellátásában a nyári csúcsfogyasztás 1970-80 között elérte a 70 ezer m3/nap ivóvízmennyiséget, 40 ezer m3/d ipari víz termelése mellett, akkor a meglévő magas-tározó kapacitást is bővíteni kellett. A lakótelep építések miatt a lakosságszám növekedett, a nagy termelőüzemek magas vízfogyasztással működtek, illetve a víztakarékosság foka alacsony volt. 1995-ben már más volt a kép, 45 ezer m3/d az ivóvíz, és 5 ezer m3/d az ipari víz. A város közüzemi ivóvízhálózatával 7,8 millió m3 vizet szolgáltattak 2004-ben. Az egy főre eső vízfogyasztás éves átlagban alig haladja meg a 100 l/fő/nap értéket. A távlati igény mértéke 150 l/fő/nap (a növekedés 2-3 l/fő/nap évente).
| Az infrastruktúra létesítésekor, fejlesztésekor döntő jelentőséggel bír a szolgáltatás rendelkezésre-állásának biztosítása - a másik oldalról közelítve a hiány, kiesés esetén az egyes jellegzetes fogyasztói típusok (viselkedések, szokások) számára rendelkezésre álló alternatívák minőségi, mennyiségi és különösen a költség jellemzői. Ez a megközelítés adhat alapot a szolgáltató számára (a fogyasztói típusok speciális igényeivel összefüggésben) a fogyasztói szokások befolyásolására irányuló lehetőségek megfogalmazására (tarifarendszer). A szolgáltatások jelenlétét a fogyasztók természetesnek érzik, a hiányra (karbantartás, átállás, hiba) érzékenyebben reagálnak.
| Az ivóvíz tekintetében ma már elfogadott alternatíva a palackozott ásványvizek fogyasztása, ez szükség esetén a főzésre is igaz, de a mosogatásra már nem. A tisztálkodás rövidebb ideig halasztható, a wc-öblítés átmenetileg megoldható az előzetesen tartalékolt, vagy a hálózatból még éppen kivehető vízmennyiséggel.
7. ábra
| Forrás: http://butorbolt.hu/uploads/images/termekek/_1225634123_ed0a7d5c78.jpg
| A locsolásra alkalmas az esővíz, a fúrt kút, de családi házaknál a megfelelően kivitelezett házi szennyvíztisztító mű megtisztított vize is. Vízben szegény területeken az ivóvíz fogyasztás csökkentésére a fürdővizet alapesetben is "visszaforgatják" wc-öblítésre, de a kiépítés beruházási költsége is számottevő.
| A villamos energia kiesésére - éppen a raktározhatóság hiánya miatt - sokkal érzékenyebbek a fogyasztók. Európában a hálózat rendelkezésre állása 95% felett van, a zavarok átlagosan kevesebb, mint 12 másodpercig tartanak. Ipari üzemek energetikai célú beruházások előtt számszerűsítik a kiesési idő és a kiesett mennyiség függvényében a hiány várható költségeit, és döntenek sok esetben kiserőmű megvalósítása mellett (szigetüzemű, multi-generációs villamos-, fűtő- és hűtőenergia-termelő rendszer).
8. ábra
| Forrás: http://www.bkv.hu/galeria/combino01_large.jpg
| A villamos vontatású közlekedési eszközök hálózati hiba vagy energiahiányos állapot bekövetkezése esetén egyáltalán nem működnek, a közlekedésben a kiesés azonnal érezhető. A háztartások számára is kritikus a villamosenergia-szolgáltatás hiánya (azon kívül, hogy áramszünetkor kénytelenek "gyertyafény mellett nézni a tv-t"), de például a korszerű hűtő- és fagyasztókészülékek a jó hőszigetelésnek köszönhetően akár hosszabb ideig is megfelelő hőmérsékletet tudnak biztosítani a hűtést igénylő élelmiszerek számára.
| A villamos főzésnek és fűtésnek alternatívája a földgáz használata, de a párhuzamosan kiépített infrastruktúrák költsége magas lehet. A gazdasági élet minden területén problémát jelenthet, hogy áramszünetkor megfelelő hálózati tartalék forrás kiépítésének hiányában a számítógépek sem működnek.
| Összefoglalva: kritikus, hogy az igények egy hiba esetén mennyire halaszthatók, átcsoportosíthatók, és a különböző mértékű és idejű kiesések milyen kellemetlenségeket, számszerűsíthető anyagi károkat okoznak a fogyasztóknak.
| A bemutatott vezetékes ellátási hálózatokban alkalmazott logisztikai stratégiáik kiforrottak, mégis érdemes áttekintést nyújtani a közelmúltban megjelent új típusú eszközökről, technológiákról.
| Az utóbbi évek technikai fejlődésének köszönhetően már a vízellátásban is megbízhatóan és elfogadható áron alkalmazhatók a frekvenciaváltós szivattyúk.
9. ábra
| forrás: http://www.hajtas.hu/img/content/MX_eco_pro/szivattyu3.gif
| A széles határok között, folyamatosan változtatható fordulatszámmal megvalósított nyomás-tömegáram szabályozás kiválthatja a nyomás biztosítására hagyományosan alkalmazott víztornyokat,
Jegyezze meg, milyen új technikai lehetőség van a víztornyok kiváltására! | Ezek a berendezések alkalmasak arra, hogy - a szivattyú fordulatszámának folyamatos változtatásával - kezeljék a változó felhasználói igényeket, feleslegessé téve ezzel a víztornyokat. Ezzel az adott beruházásnál jelentős megtakarítás érhető el.
| A villamosenergia-rendszer mindenkori terhelését az határozza meg, hogy a rendszer generátorait forgásban tartó mechanikai teljesítménynek mindig egyenlőnek kell lennie a tengelyt tulajdonképpen fékező fogyasztói teljesítmény és a veszteségek összegével, ehhez az erőművek összesített teljesítményét folyamatosan szabályozni kell.
Vízi erőmű működési vázlata
10. ábra
| Forrás: http://www.energymanagertraining.com/power_plants/img/hydro2.gif
| A szabályozáshoz szükséges teljesítménytartalékok itt egyrészt az erőművi tartalékokból (amelyek különböző költséggel és időtényezővel vehetők igénybe), másrészt importból, harmadrészt, végszükség esetén a fogyasztói korlátozásból származnak.
| A villamos energia raktározásában a hagyományos, és az utóbbi időkig szinte kizárólagosan alkalmazott eljárás a szivattyús-tározós erőművek létesítése volt. A szupravezetők, a modern teljesítményelektronikai eszközök, új típusú akkumulátorok és a hidrogén-technológiák alkalmazása technikai lehetőséget teremt a raktározásra, a beruházások költsége viszont magas.
| A raktározást - az agilis igénykövetés helyett védelmi készletek kialakítását - az infrastruktúra, mint logisztikai rendszer egészére gyakorolt hatását tekintve mégis rendkívül fontosnak és értékesnek kell ítélnünk, mert lehetővé teszi
Fogalmazza meg, miért fontos a villamos energia tárolásának lehetősége! | a túl alacsony (mélyvölgy) vagy túl magas (csúcs) fogyasztói energiaigények kezelését, és a gyors változásokhoz (meredek fel-lefutásokhoz) történő alkalmazkodást.

|  | Kiegészítő tananyag
| A győri vízellátó hálózat a beépített területen teljes, minden utcában üzemel vízvezeték. A városi hálózati rendszer alapvetően körvezetékes módon épült ki, ezzel jó minőségű és biztonságos ivóvíz, és a keresztmetszeti túlméretezésnek köszönhetően kitűnő adottságú tüzivíz ellátást tudnak szolgáltatni. A vízellátó hálózat anyaga nem homogén, a vezetékek építésének idejétől függően más-más anyagú vezetékekből áll, a hiba bekövetkezésének valószínűsége az idősebb vezetékeken nagyobb. A víznyomást a hálózati rendszer ellennyomó magas tározó medencéiben tárolt víz szintje határozza meg. Ezekbe a tározókba a vízművekben kitermelt vizet a nagy átmérőjű vezetékeken keresztül juttatják szivattyúk segítségével. A kedvező szivattyúzás biztosítására a vízmű telepeken térszíni tározókat létesítettek. A városban két fő ellátási nyomászóna került kialakításra, a rendszer összesen 28700m3 tározókapacitással bír, ebből 18000m3 magas tározó. A hálózati nyomást mindkét zónában a víztornyok biztosítják (szerepük tehát alapvetően nem az utánpótlás, hanem a nyomástartás), a mindenkori igényelt vízmennyiségről elsősorban a 10000m3-es tározó gondoskodik. Az alapnyomású elosztóhálózatból átemelő-telepek nyomásfokozásával jut el a víz a felsőövezeti rendszerbe, így biztosítható a kritikus, magasabb fekvésű területeken a nyomásigény. A győri vízszolgáltatás rendszeréhez számos környékbeli település is csatlakozik. A víz nem transzformálható, nem összenyomható - a hálózat kiterjedését a megfelelő kitermelés, forrás elérése és a szállítási, elosztási, raktározási infrastruktúra létesítésének és üzemeltetésének paraméterei határozzák meg. A nagyobb rendszer (esetünkben két kitermelési ponttal) létesítési költsége természetesen magasabb, de az ellátásbiztonság is nagyobb.
| A Győr város és térségének vízellátását szolgáló vízműtelepek kútjai a Duna kavicsteraszára vannak telepítve, ezek a kutak parti szűrésűek. Az összes kinyerhető napi ivóvíz mennyiség mintegy 60-63 ezer m3. A víznyerés egyenletessége a vízbázis adottságai, a kutak optimális működése szempontjából indokolt.
| Az egyenletesen kitermelt vízre nem feltétlenül van azonnal szükség a rendszerben. A két jelentős tározó (raktározó) szint, a szívóoldali medencék (14400m3) és a magastározók (28700m3) között szakaszos üzemű nyomószivattyúk szállítják a mindenkor szükséges mennyiséget.
| A napi átlagos ivóvízfogyasztás alig több mint 10000m3, a rendszer tározási-raktározási képessége tehát jelentősen túlméretezett. Ezt a létesítéskor várható jövőbeli bővítések figyelembe vétele mellett számos egyéb műszaki paraméter is indokolja: egy dunai szennyezés, vagy éppen egy levonuló árhullám esetén a kutakat akár napokra is le kell állítani, vagy fokozott mértékű fertőtlenítésre lehet szükség (a fertőtlenítés hosszabb időt vesz igénybe, a lead-time megnövekedése mellett a folyamatos ellátás csak magasabb védőkészlet tartásával oldható meg).

|  | Összegzés
| A vezetékes ellátási rendszerek összehasonlító elemzése számos tanulsággal szolgál a hagyományos logisztikai területek számára is.
| 1. A vezetékes ellátás két bemutatott példája jól illusztrálja, hogy a fogyasztás-vezérelt infrastruktúrák a fogyasztás sajátosságainak a függvényében telítődnek, érnek el műszaki-technikai korlátaik határára. A hiány költsége a döntő abban, hogy az igények kielégítése szempontjából szükséges beruházások mikor, milyen színvonalon valósulnak meg.
| 2. A vezetékes hálózatok integrált irányítási rendszerként működnek, ennek köszönhetően akár a karcsúsított, akár az agilis rendszer esetében alkalmasak a változó fogyasztói igények kielégítésére (automatizáltság, önszabályozás).
| 3. A vízellátásban új elem a frekvenciaváltós szivattyúk megjelenése, ezek statikus tárolókat, víztornyokat válthatnak ki. A villamos energia ellátásban a raktározás nagyobb mértékű elterjedése jelentős hálózati megtakarításokat eredményez (hosszú ideig használható még a jelenlegi távvezeték- és transzformátor-rendszer), gyorsan mozgósítható tartalékot jelent a hirtelen terhelésváltozások vagy hibák bekövetkezése esetén (dinamikus stabilitás), nem utolsósorban lehetőséget teremt az ingadozó természetű megújuló forrásokból (szél, nap) termelhető villamos energia hálózatba integrálásához, egy hatékonyabb, környezetbarát energetikai szerkezet kialakításához.
| 4. Megállapítható, hogy a vezetékes ellátási hálózatok esetében a változó fogyasztói igények kiszolgálására alkalmas karcsúsított/agilis (lean/agile) logisztikai rendszert a változó műszaki-technikai lehetőségek és az infrastrukturális beruházás megtérülése függvényében érdemes és indokolt újraformálni (re-engineering).

|  | Önellenőrző kérdések
| 1. Jelölje meg, milyen feltételek esetén célszerű vezetékes ellátást alkalmazni! "Ha a termék, vagy szolgáltatás iránti kereslet..."
| kis volumenű.
| folyamatosan jelentkezik.
| egyenletes minőségben jelentkezik.
| kevés végfelhasználói ponton jelentkezik.
| 2. Jelölje meg, hogy az alábbiak közül mely állítások igazak a víz és a villamos energia fogyasztói igényeire!
| A napi terhelési görbe általában független az adott település vagy ország termelési, életmód, meteorológiai és egyéb körülményeitől.
| Normál üzemben a rendszer egészére vonatkozóan a véletlenszerű terhelésváltozások egymás hatását kiegyenlítik.
| A terhelésváltozások az összes fogyasztás viszonylag lassú, előre jól becsülhető változásában jutnak érvényre.
| A vezetékes ellátást legtöbbször nagyszámú, teljesen eltérő felhasználási "viselkedésű" fogyasztó veszi igénybe.
| 3. Jelölje meg az alábbiak közül az igaz állításokat!
| Az ivóvíz tárolása viszonylag könnyen megoldható.
| Mind a víz-, mind a villamos energia-igényre jellemzők a hosszú napi csúcsidőszakok.
| A villamos energia tárolása Magyarországon jelenleg nem megoldott.
| A víz iránti igények változásának követése a kitermelt víz mennyiségének folyamatos változtatásával történik.
| A villamos energia iránti igények változásának követése az erőművek termelő egységeinek indításával vagy leállításával oldható meg.
| 4. Jelölje meg az alábbiak közül az igaz állításokat!
| A közintézmények vízfogyasztása nappal általában azonos szintű.
| Az ipari üzemekben műszakváltáskor kiugró lehet a víz iránti igény.
| A villamos energia fogyasztása az év során közel állandónak tekinthető.
| Az ipari üzemek villamos energia fogyasztása - a műszakváltástól eltekintve- egyenletes.
| 5. Jelölje meg, az alábbi, vízfogyasztást befolyásoló tényezők közül várhatóan melyek lesznek igazak a közeljövőben!
| Az új háztartási készülékek víztakarékosabbak.
| A fogyasztói helyek száma jelentősen nőni fog.
| Az igényelt vízmennyiség nem nő nagymértékben.
| A jelenlegi vízellátási infrastruktúrának komoly tartalékai vannak.
| A víz- és csatornadíj ára is emelkedik, ami takarékosságra ösztönöz.