Разработка и внедрение системы оптимального планирования на НПЗ

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

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:

Упрощеная схема формирования плана производства

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

Цели автоматизации процесса планирования

Для этого были определены следующие задачи:

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:

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.

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.