Разработка цифровой платформы контроллинга инженерного бизнеса на основе производства воды требуемой жесткости

Размещено на http://www.allbest.ru/

5

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗРАБОТКИ ЦИФРОВОЙ

ПЛАТФОРМЫ КОНТРОЛЛИНГА ОПЕРАЦИОННОГО ЦИКЛА

КОНВЕРСИИ

1.1 Формирование понятийного аппарата работы

1.2 Процедура сертификации продукции

1.3 Патент на полезную модель цифровой платформы контроллинга

2 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ВОДЫ

2.1 Методы очистки воды

2.2 Технология получения воды требуемой жесткости

2.3 Анализ рынков сбыта дистиллированной воды

2.4 Технология производства дистилляции воды с использованием

лабораторного оборудования на базе ВоГУ

2.5 Оценка технологических затрат при производстве дистиллированной

воды на лабораторном оборудовании

2.6 Цифровая платформа контроллинга инженерного бизнеса по

производству дистиллированной воды на лабораторном оборудовании

3 РАЗРАБОТКА ЦИФРОВОЙ ПЛАТФОРМЫ

КОНТРОЛЛИНГА ИНЖЕНЕРНОГО БИЗНЕСА НА ОСНОВЕ

ПРОИЗВОДСТВА ВОДЫ ТРЕБУЕМОЙ ЖЕСТКОСТИ

3.1 Организация производства воды требуемой жесткости в

условиях АО «ЭкоЭнПром»

3.2 Оценка операционных и технологических затрат при производстве

питьевой и дистиллированной воды требуемой жесткости

3.3 Оценка параметров операционного цикла конверсии

производственного капитала в денежный капитал при

производстве питьевой и дистиллированной воды требуемой

жесткости

3.4 Разработка цифровой платформы контроллинга инженерного бизнеса

на основе производства воды требуемой жесткости

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Патент на изобретение «Устройство

для обеззараживания воды в потоке»

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Схема автоматической линии розлива воды в

ПЭТ бутылки

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Перевод на английский язык темы,

содержания и аннотации выпускной квалификационной работы

вода дистиллированный платформа цифровой



ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования состоит в решении производственно-экономической задачи по организации производства воды требуемой жесткости на основе технологии дистилляции, обеспечивающей получение конкурентных преимуществ продукции. Технологический процесс является многопараметровой системой, что требует разработки математического инструментария оцифровки параметров модели.

Целью исследований является решение производственно-экономической задачи организации производства дистиллированной воды с применением инструментов контроллинга цифровой платформы на базе АО «ЭкоЭнПром». Следовательно, необходимо разработать цифровую платформу контроллинга для производства. Для этого требуется провести исследования операционного цикла конверсии производственного капитала в денежный капитал при формировании потребительских свойств воды с использованием метода дистилляции.

Задачи исследования:

- обосновать актуальность темы выпускной квалификационной работы (ВКР), сформулировать цель и задачи ВКР, определить методологическую и информационную базы;

- изучить научные публикации и учебные пособия кафедры управления инновациями и организации производства. На основе изученных публикаций сформировать понятийный аппарат работы, провести исследование операционного замкнутого цикла конверсии производственного капитала в денежный капитал, изучить математический инструментарий модели цифровой платформы инженерного бизнеса;

- провести анализ существующих технологий очистки воды, изучить технологию дистилляции воды, разработать цифровую платформу при производстве дистиллированной воды на лабораторном оборудовании;

- разработать проект по производству дистиллированной воды на базе акционерного общества «ЭкоЭнПром» и организации параллельного бизнеса по снижению деловых отходов, оценить операционные и технологические затраты при производстве питьевой и дистиллированной воды требуемой жесткости;

- разработать цифровую платформу контроллинга инженерного бизнеса на основе производства воды требуемой жёсткости.

Объектом исследования является производственно-технологическая система получения воды требуемой жесткости.

Предметом исследования является цифровая платформа контроллинга инженерного бизнеса.

Методологией исследования являются: использование метода анализа, метод фундаментальных наук (математический, экономический), сравнения, модель операционного цикла конверсии производственного капитала в денежный капитал при формировании потребительских свойств воды, с использованием метода дистилляции, описывающая организацию производства соответствующей прикладной задачи в денежном эквиваленте. Теоретической базой исследования послужили: научные труды Шичкова А. Н. в области управленческого учёта, контроллинга, цифровых платформ, инженерного бизнеса, методические рекомендации Фролова А. А. по выполнению лабораторных работ на оборудовании «Аквадистиллятор ДЭ-4», учебное пособие по сертификации Ананьевой Т. Н., Налоговый Кодекс РФ, учебное пособие по оценке материальных и нематериальных активов Ивлеевой Н. Н, методические рекомендации по управлению инновационными проектами Кремлёвой Н. А.

Практическая значимость заключается в возможности использования результатов исследования при организации производства дистиллированной и питьевой воды в условиях Теплоэлектроцентрали.

В первой главе выпускной квалификационной работы рассмотрены теоретические аспекты разработки цифровой платформы контроллинга операционного цикла конверсии: сформирован понятийный аппарат исследования, рассмотрен равновесный операционный замкнутый цикл конверсии производственного капитала в денежный капитал, изучена процедура проведения сертификации и проведен поиск организаций предоставляющих услуги по сертификации в городе Вологде, рассмотрено содержание патента на полезную модель цифровой платформы контроллинга, разработанного Шичковым А. Н.

Во второй главе изучены основные методы очистки воды, рассмотрена технология дистилляции воды требуемой жесткости, проанализирован рынок производителей питьевой и дистиллированной воды в городе Вологде, изучен метод дистилляции воды с использованием лабораторного оборудования ВоГУ «Аквадистиллятор ДЭ-4», проведена оценка потребительских характеристик дистиллированной воды, а именно жесткости, комплексометрическим методом (титрование), оценены технологические затраты на производство дистиллированной воды с использованием лабораторного оборудования и предложена цифровая платформа контроллинга инженерного бизнеса по производству дистиллированной воды на лабораторном оборудовании.

В третьей главе предложена организация производства дистиллированной воды на базе производственно-технологической системы по переработке твердых коммунальных отходов АО «ЭкоЭнПром», предложено оборудование для производственно-технологической системы по производству питьевой и дистиллированной воды, проведена оценка операционных и технологических затрат при производстве воды требуемой жесткости, сформирован доход от производства и реализации продукции, оценены параметры операционного цикла конверсии производственного капитала в денежный капитал при производстве питьевой и дистиллированной воды, построена эпюра равновесного операционного замкнутого цикла конверсии производственного капитала в денежный капитал, разработана формула патента на полезную модель цифровой платформы контроллинга инженерного бизнеса на основе производства воды требуемой жесткости.



1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗРАБОТКИ ЦИФРОВОЙ ПЛАТФОРМЫ КОНТРОЛЛИНГА ОПЕРАЦИОННОГО ЦИКЛА КОНВЕРСИИ

1.1 Формирование понятийного аппарата работы

Контроллинг является инструментом операционного менеджмента, включающий: организацию производства, управленческий учет (организация производства в денежном эквиваленте) и инновационную деятельность. Инновационная деятельность - это непрерывный процесс формирования и поддержания субъектами инфраструктуры региональной инновационной системы конкурентных преимуществ товаров и услуг на внешнем рынке. [1]

Систему контроллинга, как базу и инструмент, необходимо рассматривать для структурирования обоснованных решений в управленческом учёте. Контроллинг позволяет адаптироваться к внешним и внутренним переменам функционирования предприятия и повышать степень удовлетворенности стратегиям предприятия на оказывающие факторы внешней среды. Также контроллинг позволяет управлять процессами достижения конкретных целей, методом перевода стратегии на конкретно поставленные задачи и показатели, необходимых для осуществления стратегических целей.

Цифровая платформа контроллинга является инструментом инженерного бизнеса в условиях цифровой экономики, включающего оцифрованный математический инструментарий модели инженерного бизнеса. [1]

Инженерный бизнес - это экономическая система, обеспечивающая потребности жизнедеятельности людей, эффективность которого зависит в первую очередь от параметрической модели, используемой в организации производства, системе управленческого учета и инновационной деятельности, формирующих требуемые пропорции параметров экономической среды инженерного бизнеса.

С точки зрения профессора Шичкова А. Н. моделью инженерного бизнеса является замкнутый операционный цикл конверсии производственного капитала производственно-технологической системы в денежный капитал в форме произведенной продукции, имеющей требуемую затратную стоимость и потребительские свойства, обеспечивающие её реализацию с требуемой добавленной рыночной стоимостью.

Замкнутый операционный цикл конверсии производственного капитала в денежный капитал состоит из четырёх процессов, включающих:

1) формирование основных фондов производственного капитала производственно-технологической систем по каждому технологическому переделу, имеющего заданную характеристику бизнеса;

2) формирование технологических затрат необходимых и достаточных для производства продукции, имеющей требуемую затратную стоимость и потребительские свойства, обеспечивающие ей конкурентные преимущества на внутреннем и внешнем рынках;

3) реализацию производственного процесса (конверсии производственного капитала), обеспечивающего планируемые деловые отходы и добавленную рыночную стоимость продукции;

4) разработку и освоение (при необходимости) продуктовой и (или) технологической инноваций, обеспечивающих требуемую пропорцию затратной и добавленной стоимости продукции. Характеристика бизнеса основных фондов, эпюра векторов денежных потоков в операционном цикле конверсии и полезная параметрическая модель управленческого учёта являются исходными для инновационного паспорта предприятия.

Параметрическая модель операционного цикла конверсии производственного капитала в денежный капитал описывается восемью параметрами, являющимися векторами денежных потоков: Umf - основные фонды производственно-технологической системы, включающие основные средства (материальные активы) и нематериальные активы; Сес - технологические затраты, включающие операционные затраты, формирующие потребительские свойства продукции и деловые отходы; Vev - затратная стоимость продукции; Vav - добавленная рыночная стоимость продукции; Qmc -производственный капитал; Vsv - денежный капитал; T - производительность основных фондов и производственного процесса; S - энтропия основных фондов и производственного процесса. Все параметры изменяются одновременно. [2]

Формирование денежного капитала происходит при конверсии производственного капитала, обеспечивающего планируемые деловые отходы и добавленную рыночную стоимость продукции, а также при разработке и освоении продуктовой и (или) технологической инновации, обеспечивающих требуемую пропорцию затратной и добавленной стоимости продукции.

Равновесный операционный замкнутый цикл конверсии производственного капитала Qmc (1-3) в денежный капитал Vsv (1-2) представлен на рисунке 1 в виде равностороннего векторного треугольника (1-2-3). Согласно модели управленческого учёта, производственный капитал Qmc (1-3) является суммой равных ортогональных векторов технологических затрат Сtc (1-4) и вектора основных фондов Umf (4-3), включающего основные средства и балансовые нематериальные активы.

Математический инструментарий модели цифровой платформы контроллинга предприятия инженерного бизнеса формируется по математической аналогии с первым и вторым законом термодинамики. Модель цифровой платформы контроллинга в замкнутом операционном цикле конверсии производственного капитала в денежный капитал описывается системой двух векторных уравнений. Вектор производственного капитала Qmc равен сумме вектора денежных потоков технологических затрат Ctc и вектора основных фондов Umf (1). Эти векторы формируются из разных источников, поэтому имеют различные направления и являются ортогональными:

. (1)

В свою очередь, вектор технологических затрат (2) равен сумме коллинеарных векторов, включающих с точки зрения управленческого учёта, векторы денежных потоков операционных материальных и прочих затрат, затрат на оплату труда:

. (2)

Вектор стоимости основных фондов (3) равен сумме коллинеарных векторов денежных потоков основных средств, как правило, материальных активов, облагаемых налогом на имущество и амортизируемых (обесцениваемых):

. (3)

Вектор денежного потока денежного капитала (4) Vsv равен сумме вектора денежного потока затратной стоимости продукции Vev сформированной в производственно-технологической системе предприятия и вектора денежного потока добавленной рыночной стоимости продукции Vav, сформированной по маркетинговым технологиям, поэтому их сумма является ортогональной:

. (4)

Вектор денежного потока затратной стоимости продукции (5) равен в управленческом учёте коллинеарной разности вектора денежного потока технологических затрат и вектора денежного потока деловых отходов:

. (5)

Вектор денежного потока добавленной рыночной стоимости продукции (6), с точки зрения управленческого учёта равен коллинеарной сумме векторов денежных потоков, включающих:

, (6)

вектор налога на добавленную стоимость, вектор налога на имущество, в форме чистой прибыли собственников бизнеса, вектор обесценивания материальных активов, вектор амортизации нематериальных активов и вектор деловых отходов.

Равновесный операционный цикл конверсии принят в качестве системы координат для исследования векторного поля операционного цикла конверсии.



1

2

3 4

Рисунок 1 - Равновесный операционный замкнутый цикл конверсии производственного капитала в денежный капитал

Организация производства замкнутого операционного цикла конверсии включает в себя: разработку производственно-технологических систем технологических переделов продукции, каждый из которых имеет рыночную стоимость и разработку производственно-технологических систем, формирующих на основе технологических переделов конечную продукцию, имеющей конкурентные преимущества.

Производственно-технологическая система инженерного бизнеса - это минимальный комплекс материальных активов и НМА, обеспечивающих требуемую затратную стоимость произведенной продукции и требуемые деловые отходы, которая включает в себя необходимые и достаточные материальные, нематериальные и цифровые активы, обеспечивающие производство технологических переделов, имеющих требуемую затратную стоимость и потребительские свойства, обеспечивающие получение требуемой добавленной рыночной стоимости конечной продукции. Все технологические переделы производственно-технологической системы должны иметь требуемую затратную и рыночную стоимость.

Цифровая платформа производственно-технологической системы включает модель, сформированную на основе двух законов операционного менеджмента и математического инструментария, обеспечивающего цифровизацию и графоаналитическое проектирование операционного цикла конверсии. [3]

Помимо управленческого учета, на предприятии организован бухгалтерский и налоговый учет.

Бухгалтерский учет - формирование документированной систематизированной информации об объектах, предусмотренных Федеральным законом № 402-ФЗ «О бухгалтерском учёте», в соответствии с требованиями, установленными законом, и составление на ее основе бухгалтерской (финансовой) отчетности.

Действие закона распространяется на следующих лиц (далее - экономические субъекты):

1. Коммерческие и некоммерческие организации.

2. Государственные органы, органы местного самоуправления, органы управления государственных внебюджетных фондов и территориальных государственных внебюджетных фондов.

3. Центральный банк Российской Федерации.

4. Индивидуальных предпринимателей, а также на адвокатов, учредивших адвокатские кабинеты, нотариусов и иных лиц, занимающихся частной практикой (далее - лица, занимающиеся частной практикой).

5. Находящиеся на территории Российской Федерации филиалы, представительства и иные структурные подразделения организаций, созданных в соответствии с законодательством иностранных государств, международные организации, их филиалы и представительства, находящиеся на территории Российской Федерации, если иное не предусмотрено международными договорами Российской Федерации.

Объектами бухгалтерского учета экономического субъекта являются: факты хозяйственной жизни; активы; обязательства; источники финансирования его деятельности; доходы; расходы; иные объекты в случае, если это установлено федеральными стандартами.

Ведение бухгалтерского учета и хранение документов бухгалтерского учета организуются руководителем экономического субъекта. [4]

1.2 Процедура сертификации продукции

Сертификация - это комплекс действий, направленных на подтверждение соответствия определенным нормам ГОСТ и других нормативных документов.

Предметом сертификации является продукция, предназначенная для реализации на товарном рынке РФ. В соответствии с Законом РФ «О защите прав потребителей» перечень продукции, подлежащей обязательной сертификации, перечень показателей качества, обеспечивающих функциональное использование данной продукции, а также показателей, которые обеспечивают ее безопасность, утверждаются Правительством РФ. Кроме продукции объектами сертификации могут быть услуги, персонал, рабочие места и др.

Подтверждение соответствия может быть добровольным (в форме добровольной сертификации) или обязательным (в формах принятия декларации о соответствии и обязательной сертификации).

В рамках выпускной квалификационной работы, для дистиллированной воды сертификация не требуется или проводиться добровольная для подтверждения характеристик производимой продукции. Следует провести процедуру обязательной сертификации для питьевой воды, так как она входит в список товаров подлежащих обязательной сертификации. Товары, подлежащие обязательной сертификации, включены в Единый перечень, определенный Постановлением Правительства РФ от 1 декабря 2009 года № 982 «Об утверждении единого перечня продукции, подлежащей обязательной сертификации, и единого перечня продукции, подтверждение соответствия которой осуществляется в форме принятия декларации о соответствии». Нарушение законодательства в части отсутствия обязательных разрешительных документов (сертификат, декларация) на продукцию влечет за собой административную ответственность, в виде наложения административного штрафа в размере от 5000 руб. до 10000 руб. с конфискацией продукции. Это установлено в статьях 4 и 7 закона Российской Федерации № 2300-1 «О защите прав потребителей» от 7 февраля 1992 г. Без сертификата или декларации о соответствии, безопасность которых должна быть подтверждена в процессе обязательной сертификации или декларирования, невозможен законный выпуск в обращение такой продукции.

К нормативным документам, используемым при обязательной сертификации, относятся Законы Российской Федерации, государственные стандарты (в том числе признанные в Российской Федерации межгосударственные и международные стандарты), санитарные нормы и правила, строительные нормы и правила, нормы по безопасности, а также другие документы, которые в соответствии с законодательством Российской Федерации устанавливают обязательные требования к продукции. [5]

Добровольная сертификация - это официально действующая система, которая применяется для товаров и услуг или оборудования, подтверждение качества которых не является обязательным требованием действующего законодательства о техническом регулировании в Российской Федерации.

Добровольная форма сертификации продукции регулируется законодательством. Для проведения данной процедуры организация, которая выдает сертификат соответствия, должна иметь государственную аккредитацию. Для импортных товаров может быть проведена оценка качества по заявленным показателям спецификации изготовителя, если в России нет обязательных нормативов к этому виду продукции.

Процедура обычно проводится по желанию производителя, продавца товаров или по требованию заказчика. В таком случае проводятся испытания, на основании которых оформляется сертификат соответствия. Для продукции, которая подлежит сертификации в соответствии с законодательными актами Российской Федерации, сертификация может быть проведена Федеральным органом исполнительной власти, на которой законодательными актами Российской Федерации возлагается проведение работ по обязательной сертификации однородной продукции (как правило, при отсутствии соответствующего органа по сертификации).

Для проведения сертификации продукции заявитель направляет заявку в соответствующий орган по сертификации. При отсутствии у заявителя информации о таком органе и порядке сертификации интересующей его продукции, он может получить ее в территориальном органе Госстандарта России или в Госстандарте России. При наличии нескольких органов по сертификации данной продукции заявитель вправе направить заявку в любой из них. При отсутствии на момент подачи заявки органа по сертификации заявка направляется в Госстандарт России или в федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий работы по сертификации в пределах своей компетенции.

При отсутствии испытательной лаборатории, аккредитованной на компетентность и независимость, или значительной ее удаленности, что усложняет транспортирование образцов, увеличивает стоимость испытаний и удлиняет их сроки, допускается проводить испытания для целей сертификации в испытательных лабораториях, аккредитованных только на компетентность, под контролем представителей органа по сертификации конкретной продукции.

В зависимости от схемы сертификации проводится анализ состояния производства продукции, сертификация производства или системы качества. Порядок анализа состояния производства сертифицируемой продукции устанавливается в правилах по сертификации однородной продукции. Результаты анализа состояния производства отражают в заключении, которое учитывают при выдаче сертификата. Срок действия сертификата устанавливает орган по сертификации с учетом срока действия нормативных документов на продукцию, а также срока, на который сертифицировано производство или сертифицирована система качества (если это предусмотрено схемой сертификации), но не более, чем на три года. [5]

1.3 Особенности правовой охраны полезной модели

В качестве полезной модели охраняется техническое решение, относящееся к устройству. Правовая охрана для полезной модели предоставляется только в том случае, если она является новой и промышленно применимой.

Полезная модель является промышленно применимой, если она может быть использована в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении, других отраслях экономики или в социальной сфере.

Уровень техники в отношении полезной модели включает любые сведения, ставшие общедоступными в мире до даты приоритета полезной модели. В уровень техники также включаются все заявки на выдачу патента на изобретение, полезную модель или промышленный образец, которые поданы в Российской Федерации другими лицами и с документами, которых вправе ознакомиться любое лицо и запатентованные в Российской Федерации изобретения и полезные модели. Полезная модель является новой, если совокупность ее существенных признаков не известна из уровня техники.

Раскрытие информации, относящейся к полезной модели, автором полезной модели, заявителем либо любым получившим от них прямо или косвенно эту информацию лицом, вследствие чего сведения о сущности полезной модели стали общедоступными, не является обстоятельством, препятствующим признанию патентоспособности полезной модели, при условии, что заявка на выдачу патента на полезную модель подана в федеральный орган исполнительной власти по интеллектуальной собственности в течение шести месяцев со дня раскрытия информации. [6]

Формула патента на полезную модель электронного блока цифровой платформы контроллинга равновесного операционного цикла конверсии производственного капитала в денежный капитал в форме произведенной и проданной продукции с требуемой затратной и добавленной рыночной стоимостью, разработанная А. Н. Шичковым, представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Содержание электронного блока цифровой платформы контроллинга равновесного операционного цикла конверсии производственного капитала в денежный капитал

Электронно-цифровая платформа содержит электронный цифровой блок 1, формирующий на основе складского учёта предприятия технологические затраты с учётом деловых отходов, электронный цифровой блок 2, формирующий основные фонды производственно-технологической системы, участвующей, согласно бухгалтерскому учёту в производстве данной продукции, электронно-цифровой блок 3, управляющий равновесием производственного капитала, электронно-цифрового блока 4, формирующий, на основе бухгалтерского учёта, требуемую затратную стоимость продукции, электронно-цифрового блока 5 формирующий требуемую добавленную рыночную стоимость продукции и электронного цифрового блока 6, управляющий равновесием денежного капитала и блока 7 формирующий требуемый объём реализованной продукции, отличающийся тем, что математический инструментарий электронного цифрового блока 4, путём измерения реальных технологических затрат, определяет реальные деловые отходы как разность технологических затрат и реальные технологические затраты на производство продукции, а, математический инструментарий электронно-цифрового блока 6, путём определения реальной рыночной стоимости продукции и вычитания реальной затратной стоимости продукции, определяет ожидаемую добавленную рыночную стоимость продукции и сравнивает её с требуемой рыночной добавленной стоимостью продукции. [2]

2 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ВОДЫ

2.1 Методы очистки воды

Используемые методы очистки воды выбираются с учетом состава, объемов и физико-химических свойств загрязняющих примесей, санитарных и технологических требований, эффективности процесса обеззараживания, а также наличия необходимых производственных систем.

Выделяют следующие методы очистки воды: механическая фильтрация, ионный обмен, обратный осмос, электрохимическая очистка, сорбция, дистилляция.

Механическая фильтрация наиболее распространенный способ очистки воды (рисунок 3). Таким образом обеспечивается улавливание частиц нерастворенных веществ за счет разницы размеров частиц и каналов фильтра, по которым протекает очищаемая вода. Размеры частиц, задерживаемых фильтром, определяются диаметром каналов в материале водоочистителя, по которым протекает вода. Например, колонки, заполненные активированным гранулированным углем с диаметром гранул 0,2 - 1,2 мм способны задерживать частицы такого же размера, но большая часть частиц нерастворенных в воде имеет гораздо меньший размер. Микроорганизмы не задерживаются при механической фильтрации, так как их размер - 0,4 - 3 микрона. Механическая фильтрация применяется на муниципальных станциях водоочистки. Такой метод эффективен при заборе воды.

Рисунок 3 - Механический метод очистки воды

Ионный обмен - сорбция заряженных частиц, т.е. ионов, когда поглощение иона сопровождается выходом в раствор другого иона, входящего в состав сорбента (рисунок 4). Таким образом происходит замещение одних ионов на другие. Чаще всего в процессе водоочистки ионный обмен используют для удаления из воды катионов тяжелых металлов, например, свинца, представляемого опасность для здоровья и жизни человека.

Рисунок 4 - Способ очистки воды методом ионного обмена

Метод обратного осмоса (рисунок 5) - это очистка воды с помощью обратноосмотической мембраны. При таком способе очистки вода пропускается через мембрану, поры которой не пропускают растворенные в воде примеси. Такой способ позволяет получать воду высокой степени очистки (близкую к дистиллированной) и удалять одновалентный ионы, например, ионы натрия и хлора. Обратноосмотические установки содержат фильтры в состав которых входит активированный уголь, так как мембрана не задерживает низкомолекулярную высоколетучую органику (хлороформ) и бактерии.

Рисунок 5 - Схема очистки воды обратным осмосом

Электрохимический метод (рисунок 6) основан на окислительно-восстановительных реакциях, которые происходят в воде под действием сил электрического тока и приводит к образованию «живой» и «мертвой» воды. Такой способ позволяет очистить воду от всех микроорганизмов, но при этом разрушается также часть органических веществ. [7]

Рисунок 6 - Электрохимический метод очистки воды

Проведен анализ производителей установок по обеззараживанию и очистке воды в городе Вологде. Компания «Новотех-ЭКО» создана в 2004 году на базе вологодского научно-производственного предприятия «Александра-Плюс». Предприятие занимается разработкой и совершенствованием технологий обеззараживания воды ультрафиолетом и ультразвуком, а также производство оборудования на их основе. Организацией получен патент РФ № 2664920 на изобретение «Устройство для обеззараживания воды в потоке», выдан 23.08.2018, приоритет от 05.02.2016 (приложение 1).

Установки по обеззараживанию могут быть внедрены на городском водозаборе после всех стадий очистки и осветления перед подачей воды в городскую сеть. Такая система позволит охватить всю городскую систему водоснабжения и эффективно обеззараживать воду. [8]

ООО «Новотех-ЭКО» производит широкий ряд стандартного оборудования, а также изготавливает установки по индивидуальным требованиям заказчика. Описание устройства по обезараживанию воды представлено в приложении 2.

2.2 Технология получения воды требуемой жёсткости

Дистилляция - перегонка, процесс испарения жидкости с последующим ее охлаждением, и переходом жидкости в газообразное состояние (пар). Так же, понятие дистилляция - процесс разделения и рафинирования многокомпонентных веществ.

Выделяют дистилляцию с конденсацией пара в жидкость (получаемый дистиллят имеет усредненный состав в следствие перемешивания) и дистилляцию с конденсацией пара в твердую фазу (при которой в конденсате возникает распределение концентрации компонентов). Продуктом дистилляции является дистиллят.

При дистилляции из воды полностью или частично удаляются растворенные соли, удаляются всевозможное запахи и привкусы, а также радиоактивные вещества и загрязнители. [9]

2.3 Анализ рынков сбыта дистиллированной воды

Дистиллированная вода применяется в разведении аккумуляторного электролита, т.к. со временем вода из раствора серной кислоты испаряется, что приводит к понижению уровня электролита, а, следовательно, свинцовые пластины из-за контакта с воздухом начинают окисляться и перестают проводить электричество. Заливать в ячейки аккумуляторной батареи необходимо только дистиллированную воду, т.к. минеральные соли, содержащиеся в воде не прошедших процедуру дистилляции, могут ускорить процесс окисления свинцовых пластин.

Так же дистиллированная вода используется при разведении антифриза (жидкость, использующаяся для охлаждения двигателей внутреннего сгорания). Водопроводная вода содержит соединения и вещества, которые ухудшают качество антифриза и снижают температурные характеристики, что может привести к повреждению деталей двигателя внутреннего сгорания.

В бытовой деятельности дистиллированная вода используется в паровой технике (утюги и пароочистители одежды) т.к. дистиллированная вода предохраняет от образования накипи и обеспечивает более длительный срок эксплуатации устройства.

Также дистиллированная вода используется для ухода за измерительными приборами метрологического обеспечения. Многие приборы после измерений необходимо очищать от остатков исследуемых веществ, это можно делать только в дистиллированной воде с минимальным содержанием примесей.

В медицине дистиллированная вода применяется для разведения различных веществ и получения инъекционных растворов. Большинство препаратов, предназначенных для проведения внутримышечных, подкожных, внутривенных инъекций содержат именно дистиллированную воду. Обыкновенная, водопроводная вода прошедшую фильтрацию может содержать большое количество загрязнений и вызвать риск заражения организма.

Также дистиллированная вода применяется для увлажнения перевязочных материалов, разбавления порошковых и концентрированных растворов.

Поиск производителей дистиллированной воды в городе Вологде не дал результатов. Вся продукция производится за пределами Вологодской области. Выделены наиболее крупные импортеры дистиллированной воды, такие как:

- ООО «ЛТД - ГРУПП», предприятие расположено в городе Дзержинск, Нижегородская область, цена дистиллированной воды 17 руб. / литр;

- ООО «СанТерм», предприятие расположено в городе Екатеринбург, Свердловская область, цена дистиллированной воды 15 руб. / литр;

- ООО «Терма-МСК», предприятие расположено в городе Москва, Московская область, цена дистиллированной воды 16 руб. / литр;

- ООО «ГрандАвто», предприятие расположено в городе Люберцы, Московская область, цена дистиллированной воды 15 руб. / литр.

При анализе рынка производителей питьевой воды были выявлены предприятия:

- ООО «Родина» производство питьевой воды торговой марки «Вологодская», цена 20 руб. / литр;

- ООО «СтарТ-Плюс» производство питьевой воды торговой марки «Серебряная Роса», цена 25 руб. / литр;

- ООО «Чистая вода 100%», цена 26 руб. /литр (цены приведены на 31.05.2019 г.).

2.4 Технология дистилляции воды с использованием лабораторного оборудования на базе ВоГУ

Способ очистки воды методом дистилляции рассмотрен с использованием оборудования «Аквадистиллятор ДЭ-4», представленный на рисунке 7, установленный в лаборатории ВоГУ. Принцип действия аппарата основан на конденсации отсепарированного пара. Аквадистиллятор состоит из основания 1, испарителя 2, кожуха 3, электронагревателя 4, датчика уровня жидкости 5, патрубка 6, наружной камеры 7, внутренней камеры 8, конденсатора 9, ниппеля питания 10, сливной трубки 11, ниппеля дистиллята 12, уравнителя 13, ниппеля 14, сливного крана 15.

Рисунок 7 - «Аквадистиллятор ДЭ-4» (принципиальная схема)

Испаритель 2 соединен с конденсатором 10, через патрубок 6, состоящим из двух самостоятельных камер, внутренней 8 и наружной 7, вмонтированных одна в другую. Между камерами во время работы аппарата непрерывно протекает водопроводная вода, охлаждающая внутреннюю камеру 8. В испарителе вода нагревается электронагревателями до кипения. Образующийся пар поступает во внутреннюю камеру 9, конденсируется и вытекает в виде дистиллята через ниппель 12.

В начале работы водопроводная вода, непрерывно поступающая через ниппель 10, заполняет конденсатор 9 и по сливной трубке 11 через уравнитель 13 заполняет испаритель до установленного уровня. По мере выкипания вода будет поступать в испаритель только частично, основная же ее часть, проходя через конденсатор, будет сливаться по сливной трубке в уравнитель и далее через ниппель 14 в канализацию. Уравнитель предназначен для постоянного поддержания необходимого уровня воды в испарителе.

Аппарат снабжен автоматическим устройством - уровня жидкости 5, предохраняющим электронагреватели от перегорания в случае понижения уровни воды ниже допустимого.

Чтобы предотвратить повышение давлении в испарителе, в стенку конденсатора впаяна трубка, через которую выходит небольшой избыток пара.

Температура охлаждающей жидкости на входе и выходе из рабочего участка измеряется термопарами ТХК 2 и 1 соответственно. Количество охлаждающей жидкости и конденсата измеряются объемными способами.

После начала кипения воды и вытекания сконденсированной жидкости (при установившемся режиме системы) измеряют расход охлаждающей жидкости Gж, кг/с и производительность установки Gдис, кг/с.

При работающей установке измерить нагрев охлаждающей жидкости:

, °С, (7)

где t1 - температура поступающей жидкости, °С;

t2 - температура вытекающей жидкости, °С.

Проведено исследование жесткости воды комплексонометрическим способом, до дистилляции и после.

Жёсткость воды - совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния.

Жесткость воды выражают числом грамм-эквивалентов Са2+ и Mg2+ в 1 л воды. Принято считать воду с жесткостью 4 мг-экв/л мягкой, от 4 до 8 - средней, от 8 до 12 - жесткой и свыше 12 - очень жесткой. В таблице 1 приведен состав элементов, содержащихся в дистиллированной воде, концентрация которых не должна превышать допустимых значений, установленных в ГОСТ 6709. [10]

Таблица 1 - Показатели воды прошедшую дистилляцию

Концентрация в мг на дмі	Название элемента
1. < 5	Остатки примесей после испарения
2. < 0,02	Количество элементов аммонийных солей и частиц аммиака
3. < 0,2	Доля нитратов
4. < 0,5	Присутствие в составе сульфатов
5. < 0,02	Уровень хлорирования
6. < 0,05	Наличие частиц алюминия
7. < 0,05	Остатки железа
8. < 0,8	Доля элементов кальция
9. < 0,02	Наличие частиц меди
10. < 0.05	Присутствие свинца
11. 5,4-6,6	Кислотность жидкости

Комплексонометрический метод исследования состоит в образовании комплексных соединений анализируемых катионов с органическими реагентами - комплексонами.

Измерение жесткости воды данным методом состоит из нескольких этапов:

1. В мерную колбу налить 100 мл исследуемой Н2О и перелить ее в коническую колбу.

2. Добавить к воде 5 мл аммиачно-буферной смеси, затем 7-8 капель спиртового раствора индикатора эриохром черного Т или щепотку его смеси с NaCl или KCl (сухую).

3. Тщательно перемешать, раствор окрасится в винно-красный цвет.

4. Смесь оттитровать 0,05 Н раствором Трилона Б. К концу титрования раствор Трилона Б добавлять по каплям, встряхивая смесь в колбе после добавления каждой капли.

5. Титрование можно считать законченным если после добавления очередной капли окраска раствора приобретает синий цвет с зеленоватым оттенком и с добавлением лишней капли раствора комплексона не изменяется.

6. Определить объем трилона Б, израсходованного на титрование.

7. Титрование повторить 2-3 раза и для расчета взять среднее значение.

8. Произвести расчет общей жесткости воды.

Величину общей жесткости воды (Ж0) в мг•экв/л вычисляют по формуле:

, мг•экв/л, (8)

где N - нормальность раствора трилона Б, г-экв/л;

V - объем раствора трилона Б, мл;

V1 - объем воды, мл.

При измерении общей жесткости воды данным методом на оборудовании «Аквадистиллятора ДЭ-4» были получены следующие результаты:

Жо (до дистилляции)=2,65 мг-экв/л ; Жо(после дистилляции)=0,35 мг-экв/л.

Также, для контроля жесткости дистиллированной воды используется прибор-солемер (TDS-метр). Допустимая концентрация солей, согласно ГОСТ 6702-02, составляет 5мг/л. Для определения процентного содержания хлоридов используют прибор-хлорметр, показания которого должны быть равны 0,02 мг/л., в соответствии с ГОСТ 6702-02. При определении кислотности используется pH-метр, который позволяет установить кислотно-щелочной баланс дистиллированной воды, показания которого не должны превашать предел от 5,4-6,6 мг/л. Удельную электропроводность дистиллята измеряют кондуктометром. Показатель электропроводности считается нормой, если кондуктометр показывает 500 Ом?1.

В связи с большой концентрацией солей магния и кальция, жесткая вода способствует оседанию налета на дне и стенках оборудования, посуды, накипи на нагревательных элементах, засорение водопровода. Для этого необходимо снижать жесткость воды, тем самым повышая её потребительские свойства и решая вышеперечисленные проблемы. [11]

2.5 Оценка технологических затрат при производстве дистиллированной воды на лабораторном оборудовании

При производстве дистиллированной воды на лабораторном оборудовании проведена оценка технологических затрат.

Материальные затраты:

1. Электроэнергия. Удельный расход электроэнергии дистиллятора составляет 0,75 кВТ/ч, при производстве одного литра дистиллята. Производительность установки составляет 4 л/ч, следовательно, в час, установка будет потреблять 3кВТ энергии. При работе оборудования 8 ч/сутки и тарифе электроэнергии 4,3 руб. за 1 кВт/час затраты составят 25 490 руб./год.

2. Запасные части. Запасными частями являются:

а) две резиновые трубки, длинной по 1 м, каждая, стоимость 57 руб./м (114 руб./ пара) производить замену по степени изношенности или 1 раз в год;

б) ТЭНы медные, 1 пара, стоимостью 1030 руб., необходимо заменять 1 раз в год.

3. Сырье: Исходным сырьём при производстве дистиллированной воды является трубопроводная вода. При производительности дистиллятора в 4 л/час, при тарифе на водоснабжение 35,5 руб./м3 или 0,035 руб./л, затраты составят 276,4 руб./год.

4. Деловые отходы: деловым отходом при производстве дистиллированной воды является полностью необработанная вода - 71 136 л/год. Так как по мере выкипания вода будет поступать в испаритель только частично, основная её часть, проходя через конденсатор, будет сливаться по сливной трубке в уравнитель и далее через ниппель в канализацию. Объем сливной воды при дистилляции равен 36 л/час при общем объеме расходуемой воды в 40 л/час. Тариф на водоснабжение составляет 35,5 руб./м3 или 0,035 руб./л, затраты составят 2 489 руб./год.

5. Бутылки для дистиллированной воды объёмом 5 л. Кол-во 1581 штука. Цена 12 руб. / шт. Затраты на бутылки для разлива воды составят 18 972 руб./год.

6. Оплата труда. Для обслуживания данного устройства понадобиться сотрудник, с фиксированной ставкой оплаты труда размером, не превышающим минимальный размер оплаты труда 11 280 руб./месяц. Следовательно, оплата труда одного сотрудника (с учетом страховых взносов) составит 176 232 руб./год.

Итого технологические затраты составят: 224 603 руб./год.

Доля технологических затрат при производстве дистиллированной воды на лабораторном оборудовании «Аквадистиллятор ДЭ-4» без учета амортизации от нематериальных активов и оплаты труда представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 - Доля технологических затрат при производстве дистиллированной воды на лабораторном

2.6 Цифровая платформа контроллинга инженерного бизнеса по производству дистиллированной воды на лабораторном оборудовании «Аквадистиллятор ДЭ-4»

В качестве цифровой платформы предложен электронный блок, представленный на рисунке 9.

Рисунок 9 - Цифровая платформа производства дистиллированной воды

Цифровая платформа производства дистиллированной воды включает в себя технологические затраты на производство данной продукции в соответствии со складским учетом; согласно бухгалтерскому учету основные средства производственно-технологической системы, участвующих в производстве продукции, требуемый критерий равновесия производственного капитала, затратной, добавленной рыночной стоимости продукции и их требуемой пропорции; контролирует объем реализованной продукции, являющийся суммой затратной и добавленной рыночной стоимостью. Все метрологические и технологические параметры производственно-технологической системы в программе цифровой платформы контроллинга отображаются в режиме онлайн, которая установлена в программное обеспечение предприятия. [13]



3 РАЗРАБОТКА ЦИФРОВОЙ ПЛАТФОРМЫ КОНТРОЛЛИНГА ИНЖЕНЕРНОГО БИЗНЕСА НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДСТВА ВОДЫ ТРЕБУЕМОЙ ЖЕСТКОСТИ

3.1 Организация производства воды требуемой жесткости в условиях акционерного общества «ЭкоЭнПром»

Предложено организовать производство дистиллированной воды на базе производственно-технологической системы по переработке твердых коммунальных отходов в муниципальном образовании г. Вологда акционерного общества «ЭкоЭнПром», обеспечивающее уменьшение объемов захоронения, а также производство готовой продукции и сырья для металлургической, строительной, тепличной и пищевой промышленности.

Для снижения затрат на электроэнергию предложено заменить процесс нагрева воды, который в традиционной технологии осуществляется с помощью ТЭНов на процесс нагрева за счет тепловой энергии выделяемой экономайзером.

Для организации инженерного бизнеса предложено зарегистрировать предпринимательскую деятельность в форме индивидуального предпринимательства с применением упрощенной системы налогообложения по ОКВЭД 11.07 «Производство безалкогольных напитков, разных питьевых вод в бутылках». ИП - физическое лицо, зарегистрированное в установленном законном порядке и осуществляющее предпринимательскую деятельность без образования юридического лица. [14]

Для организации производства дистиллированной воды в условиях акционерного общества «ЭкоЭнПром» необходимо: внести предложение по реконструкции производственно-технологической системы на этапе проектирования экономайзера, а именно разработки тепловой трубопроводной системы.

Объем инвестиций на приобретение оборудования составит 5 352 тыс. рублей и включает в себя: затраты на монтаж оборудования; приобретение персонального компьютера; приобретение насоса высокого давления; приобретение парового барабана; приобретение поверхностного конденсатора для получения конденсата (дистиллята); приобретение конденсатного насоса; приобретение систем метрологического обеспечения; автомобиль (Газель).

Так как объем деловых отходов (охладителя) при конденсации воды составляет 1000 л/час, необходимо организовать параллельное производство по получению питьевой воды. Для этого потребуется приобрести промышленную систему водоочистки методом обратного осмоса по цене 386 040 рублей (цена указана на 31.05.2019 г.). Для розлива дистиллированной и питьевой воды необходимо приобрести автоматизированную линию розлива, по цене 2 400 000 рублей (приложение 2).

Производственно-технологическая система представлена на рисунке 10. Насос (1) производительностью 2000 л/ч подает воду из трубы. Затем вода поступает в разветвленную систему трубопровода, расположенную в экономайзере (2), температура в котором достигает 400оC. Вода переходит в газообразное состояние и по тепловым трубам в виде пара попадает в паровой барабан (3), откуда под давлением создаваемого паром поступает в конденсатор поверхностного типа (4). В конденсаторе расположены трубки охладителя необходимые для конденсации пара в жидкость (конденсат). Конденсат откачивается специальным насосом конденсатного типа (5), напрямую в систему автоматизированного розлива воды (7). Охладитель после конденсатора сливается через сливной кран и проходит систему очистки воды обратного осмоса (6). Очищенная вода до состояния питьевой также направляется на автоматизированную линию розлива (7).

Рисунок 10 - Производственно-технологическая система дистилляции воды

3.2 Оценка операционных и технологических затрат при производстве питьевой и дистиллированной воды требуемой жесткости

Согласно 25 главе НК РФ, к основным средствам как совокупности материально-вещественных ценностей, используемых в качестве средств труда при производстве продукции, выполнении работ или оказании услуг или для управления организации в течение периода, превышающего 12 месяцев, либо обычного операционного цикла, если он превышает 12 месяцев, относятся здания, сооружения, рабочие и силовые машины и оборудование, измерительные и регулирующие приборы и устройства, вычислительная техника, транспортные средства, инструмент, производственный и хозяйственный инвентарь и принадлежности, рабочий и продуктивный скот, многолетние насаждения, внутрихозяйственные дороги и прочие основные средства, первоначальной стоимостью более 100 000 рублей. [15]

Основными средствами при производстве питьевой и дистиллированной воды требуемой жесткости являются:

1. Барабан паровой, для сбора пара, объем 1000 литров, производитель «Ylanda», по цене 128 460 рублей (цена указана на 31.05.2019 г.). [16]

2. В качестве устройства для получения дистиллята (конденсата) выбран поверхностный конденсатор, который представляет собой систему труб, включенных между собой параллельно, встроенных в камеру и омываемых холодной водой. Вода (охладитель) поступает в конденсатор от источника (реки, озера, скважины) и нагревается в нём за счет тепла, полученного от пара, сливаясь обратно в источник. Преимущество поверхностного конденсатора состоит в том, что охлаждающая жидкость (вода) не загрязняется и может быть использована для повторного использования. В поверхностном конденсаторе тепло отнимается от конденсирующегося пара через стенку конденсатор. Пар конденсируется на внутренних поверхностях конденсатора. Таким образом, конденсат и охладитель (вода) отводятся раздельно, и конденсат может быть использован. Поверхностные конденсаторы обычно используют если охлаждение перегретого пара является завершающей операцией производственного процесса.

Выбран конденсатор КП-50-25, производитель ООО «РемЭнерго», по цене 346 000 рублей (цена указана на 31.05.2019 г.). [17]

3. В результате анализа рынка производителей систем очистки способом обратного осмоса выбрано оборудование предприятия ООО «VipEcology», по цене 386 040 рублей (цена указана на 31.05.2019 г.). Поиск оборудования проводился с учетом характеристик температуры охлаждающей воды (t=60 Cо), рабочий температурный диапазон установки составляет от 3 до 85 Cо. [19]

4. Автоматическая линия розлива. В результате анализа рынка производителей автоматических линий розлива воды было выбрано оборудование предприятия ООО «УРАЛУПАК» - автоматическая линия розлива воды в ПЭТ бутылки объёмом 0,5-5л., производительностью до 2 000 бут. / час, по цене 2 400 тыс. рублей (цена указана на 31.05.2019 г.). [20]

5. Метрологическое обеспечение производства включает в себя: приборы для учета фактического расхода ресурсов - воды, электроэнергии, приборы проверки качества воды (дистиллированной и питьевой), установленные в системе розлива воды, датчик температуры и давления пара в паровом барабане, датчик температуры охладителя, датчик давления в системе, датчик уровня износа фильтрующих элементов в системе очистки воды способом обратного осмоса. Стоимость метрологического обеспечения производства составляет 843 000 рублей (цена указана на 01.06.2019 г.).

6. Автомобиль Газель для распространения произведенной продукции стоимостью 1 150 000 рублей (цена указана на 01.06.2019 г.).

Итого, для приобретения основных средств потребуется инвестиций 5 253 тыс. руб., с учетом монтажа оборудования и пусконаладочных работ инвестиции составят 7 202 101 рублей. Финансовые ресурсы на реализацию проекта предложено получить у кредитно-финансовой организации публичного акционерного общества «РайфайзенБанк», с процентной ставкой по кредиту 15,9% годовых.