Связаться с нами

Разработка и внедрение системы оптимального планирования на НПЗ

От прогнозирования качества продукции и разработки рецептур смешения к системе поиска оптимального производственного плана
2017
7 мин
Эксперты
Резюме проекта
Эмиль Гасанов
менеджер проектов
Повышена скорость, точность и вариативность расчета планов
Снижена трудоемкость процесса планирования за счет отказа от работы в Excel
Решена проблема оценки запаса по качеству продукции за счет оптимального вовлечения компонентов и формирования рецептуры
Сергей Дрогов
руководитель проекта

Предпосылки

Изначально производственное подразделение НПЗ обратилось в NAUKA за решением для оперативного расчета оптимальной рецептуры смешения компонентов для производства товарной продукции.

Поиск решения

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.

Предложения

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.
Упрощеная схема формирования плана производства
Проблема планирования производства всегда актуальна для НПЗ: существует много параметров и требований, которые нужно учесть, чтобы получить достижимый и эффективный план.
Планирование в MS Excel не позволяет оперативно получать приемлемые результаты, поскольку весьма сложно учитывать большое количество существующих параметров.
Сергей Дрогов
руководитель проекта

Цели и задачи проекта

Основная цель – автоматизация процесса планирования, которая подразделяется на следующие подцели
Цели автоматизации процесса планирования
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.
В системе процесс планирования подразделяется на несколько взаимосвязанных задач:
  • Объемное планирование. Предназначена для определения оптимальных производственных программ на месяц, квартал, год.
  • Календарное планирование. Используется для определения графика работы установок, резервуарных парков и узлов смешения.
  • Оперативное планирование. Необходимо для детализации текущего плана работ в рамках нескольких дней. При этом сравнивается план на месяц и фактическая производственная ситуация, учитываются текущие данные по сырью и готовой продукции, материальный баланс установок, их технологические возможности.
Эмиль Гасанов
менеджер продукта

Решения и разработка

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.
Логика системы оптимального планирования
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.
В системе процесс планирования подразделяется на несколько взаимосвязанных задач:
  • Объемное планирование. Предназначена для определения оптимальных производственных программ на месяц, квартал, год.
  • Календарное планирование. Используется для определения графика работы установок, резервуарных парков и узлов смешения.
  • Оперативное планирование. Необходимо для детализации текущего плана работ в рамках нескольких дней. При этом сравнивается план на месяц и фактическая производственная ситуация, учитываются текущие данные по сырью и готовой продукции, материальный баланс установок, их технологические возможности.
Эмиль Гасанов
менеджер проектов

Этапы проекта

Этапы разработки и внедрения
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 позволяют 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.

Результаты проекта

  • 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.

Эффекты от внедрения

  • 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.

Значение проекта
для отрасли

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.
С помощью новой версии системы планирования можно виртуально проработать разные сценарии. Например, добавить компоненты, новые товары, изменить параметры, внедрить новые объекты производства — и получить результаты. Это открывает дополнительные возможности для работы аналитической и технологической служб завода и дает инструмент для стратегического планирования.
Эмиль Гасанов
менеджер проектов
Карточка проекта
Влияние на отрасль
Создано первое комплексное российское программное решение для поиска оптимального плана производства
Решение
Система поиска оптимальных параметров производства ver.3.0 (СПОПП)
Заказчик
Крупный нефтеперерабатывающий завод с объемом переработки сырья более 15 млн т, в год
Пользователи решения
Отдел экономики и маркетинга
Технологические и производственные подразделения
Эффект внедрения
  • Снижение трудоемкости процесса планирования
  • Повышение скорости, точности и вариативности расчета планов
  • Повышение прозрачности бизнес-процессов производственного планирования
  • Повышение маржинальности за счет снижения запаса по качеству в блоке смешения

Похожие проекты

Разработка и внедрение системы согласования материального баланса на НПЗ
Особенности подхода NAUKA и этапы разработки системы расчёта материального баланса
Снижены риски финансовых потерь
Повышена точность расчёта себестоимости продукции
Сформирована база исчерпывающих сведений о показателях производства для эффективного планировани
Внедрение в работу НПЗ системы поиска оптимальных параметров производства
Импортозамещение ПО для крупного нефтеперерабатывающего завода
15 мин
2021
Настроено решение для составления оптимальных планов производства
Проект
На предприятии сохранился привычный процесс планирования
Проект
Точность расчетов сопоставима с зарубежным аналогом
Цифровизация переработки нефти и газа
Цифровизация переработки нефти и газа
7 мин
2023

Пресс-центр

18.10.23
Интервью
Эффективное управление НПЗ возможно, невзирая на уход мировых вендоров
Трудности, с которыми столкнулись нефте — и газоперерабатывающие предприятия в новых рыночных условиях и пути их преодоления
Эмиль Гасанов
17 мин
31.03.24
Экспертное мнение
Как оцифровать завод, и зачем это нужно
Целесообразность применения технологии цифровых двойников на примере сквозной автоматизации процессов на нефтеперерабатывающих заводах
10 мин
Дарья Смирнова
менеджер продукта
кандидат технических наук
менеджер продукта кандидат технических наук
Мы ответим на ваши вопросы и поможем в выборе решений
Написать сообщение

Связаться с нами