Разработка и внедрение системы оптимального планирования на НПЗ

После анализа задачи эксперты NAUKA выяснили, что в первую очередь нужно решить проблему планирования производства. MS Excel, применяемый на предприятии для этих целей, не позволял быстро пересчитать производственные планы с учетом меняющихся различных факторов.
У заказчика был опыт использования решений Aspen. Но из-за закрытости исходного математического аппарата было непонятно, как система функционирует и как правильно интерпретировать получаемые данные. Кроме того, заказчик не располагал квалифицированными специалистами по настройке программного продукта. Поэтому решение было сложно интегрировать в другие существующие системы на НПЗ. Уровень автоматизации и выстроенная экосистема на предприятии были по качеству выше, чем в программном обеспечении Aspen. В результате предприятие отказалось от этого решения.

Для автоматизации управления планированием эксперты NAUKA предложили разработать программный продукт, который будет логическим развитием системы производственного учета заказчика.

У процесса производственного планирования НПЗ существуют свои особенности:
● Вариативность сценариев получения товарной продукции;
● Изменяющиеся исходные данные и факторы;
● Необходимость использования системы в едином информационном пространстве.

Основная цель – автоматизация процесса планирования, которая подразделяется на следующие:

Для этого были определены следующие задачи:
● Разработать методологию планирования производства по критерию увеличения прибыли (маржинальности).
● Разработать и внедрить программный продукт, который реализует необходимую методологию планирования.
● Разработать модуль для расчета выпуска товарной продукции. Модуль должен учитывать компоненты для приготовления продукции и подбирать оптимальную рецептуру с минимальным запасом по качеству.

Чтобы рассчитать возможные сценарии производства в системах планирования применяется принцип линейного программирования (LP-модель). В программном решении учитываются необходимые факторы, создается несколько вариантов плана производства продукции, из которых выбирается тот, который обеспечивает максимальную маржинальность.

Особенности и важные функции:
● Система одновременно рассчитывает несколько производственных планов по выпуску товарной продукции на различные периоды.
● В алгоритме работы системы учитываются коэффициенты отбора, список товарной продукции, режимы работы каждой установки.
● Рассчитанный объем компонентов используется в модели компаундирования товарной продукции, в которой выполняется поиск оптимального плана производства.
● Определяется величина маржинальной прибыли для искомого режима работы завода.
● Используется единая программная информационная среда.

1. Сформировали базу исходных данных. Использовали информацию предприятия о фактических результатах работы производства. Сведения загружали из существующих на предприятии автоматизированных систем.
2. Разработали математическую модель производства. С ее помощью можно рассчитывать и сравнивать возможные планы, определять наилучший результат работы НПЗ.
3. Сформировали модели однопериодного и многопериодного типа. Они позволяю задавать данные по запасам сырья, промежуточным и конечным продуктам.
4. Разработали модели компаундирования потоков. В них можно задавать индексы по неаддитивным показателям качества и настроить смешение компонентов.
5. Разработали систему оптимального планирования производства. Критерий оптимальности — максимальная маржинальность продукции.
6. Сформировали отчетно-аналитическую документацию: матбалансы по видам сырья, планы переработки по объектам и процессам.
Перед началом опытно-промышленной эксплуатации эксперты NAUKA провели обучение для пользователей. По итогам опытно-промышленной эксплуатации были внесены необходимые корректировки в ИТ-решение, после чего оно было принято заказчиком в промышленную эксплуатацию.

● Создана система оптимального планирования на НПЗ.
● Решена задача поиска оптимальных рецептур для разных объемов и качества получаемых нефтепродуктов.
● Проведен реинжиниринг бизнес-процессов планирования и управления: на предприятии выстроено эффективное взаимодействие между отделами экономики и маркетинга, а также производственными и технологическими подразделениями.

● Повышение маржинальности за счет снижения запаса по качеству продукции, реализуемое в блоке смешения;
● Существенное повышение скорости, точности и вариативности расчета планов;
● Снижение трудоемкости процесса планирования за счет перехода с расчетов в Excel на автоматизированную систему;
● Развитие бизнес-навыков и компетенций специалистов заказчика в области оптимального планирования.
● Возможность оценки запаса качества продукции и оптимального вовлечения компонентов

В результате работы над проектом был создан программный продукт, который решает задачи импортозамещения известных вендоров: PIMS Aspen и Honeywell RPMS. Система предназначена для внедрения на НПЗ различной производительности, например, в проекте по импортозамещению ПО для крупного нефтеперерабатывающего завода.
В настоящее время разработчиками NAUKA подготовлена новая кроссплатформенная версия системы на базе трёхуровневой серверной архитектуры и СУБД PostgreSQL, которая работает через браузер, независимо от типа операционной системы. Используется импортонезависимый стек на базе opensource решений.