利用流程優(yōu)化應(yīng)對運(yùn)營成本

文/ Stephen Reynolds

流程優(yōu)化通常是控制運(yùn)營成本的最有效方法之一——對于化工/石化行業(yè)而言，如何管理居高不下的運(yùn)營成本對于保持企業(yè)的競爭力至關(guān)重要。企業(yè)的投入成本持續(xù)上漲，與此同時，還需要面對設(shè)備的計劃外停機(jī)和資產(chǎn)效能下降等情況，這些問題都讓工廠經(jīng)理疲于應(yīng)對。

根據(jù)美國化學(xué)理事會（American Chemistry Council）2018 年的一份報告，僅燃料/電力的能源需求就占了某些產(chǎn)品總生產(chǎn)成本的85%。由于能源是行業(yè)成本結(jié)構(gòu)的重要組成部分，因此能源價格升高會對整個行業(yè)產(chǎn)生重大影響。

流程優(yōu)化通常是控制運(yùn)營成本的最有效方法之一。

許多化工廠部署了流程優(yōu)化系統(tǒng)以便在整個操作流程中收集和分析數(shù)據(jù)。源自數(shù)據(jù)的智能會以圖形化方式進(jìn)行呈現(xiàn)并為人們提供運(yùn)營建議，以此應(yīng)對高昂的資源消耗、產(chǎn)品浪費(fèi)和設(shè)備故障。這可以改善原料產(chǎn)量，工廠能夠用更少的原料進(jìn)行生產(chǎn)，或改善生產(chǎn)流程以獲得更多的成品；工廠能以良性的方式利用資產(chǎn)，避免極端情況，從而保護(hù)設(shè)備資產(chǎn)以及進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)。

這會有多大改善？在一個年產(chǎn) 3 000 萬美元產(chǎn)品的工廠中，對流程優(yōu)化1% 就能產(chǎn)生30 萬美元的額外利潤。

技術(shù)推動的力量

單純就材料而言，工程師清楚那些能夠“推動”流程從而提高產(chǎn)量的機(jī)會。流程優(yōu)化系統(tǒng)有助于工程師確定不同情況下的局限，了解能夠優(yōu)化的程度，同時監(jiān)控流程運(yùn)行狀況的一致性以確保流程安全。

米其林在法國的一家工廠生產(chǎn)用于輪胎的高科技合成彈性體。幾年前，該工廠遭受了一次破壞，使工廠損失了2 000 t 的產(chǎn)量。通過將 OSIsoft 的 PI System 集成到制造流程中，并使用數(shù)據(jù)實(shí)時跟蹤和優(yōu)化生產(chǎn)，該工廠實(shí)現(xiàn)了更好的啟動管理、實(shí)時的關(guān)鍵績效指標(biāo)（或 KPI）計算，以及基于運(yùn)營智能的快速響應(yīng)，并藉由這些改進(jìn)在6 個月內(nèi)收回?fù)p失 2 000 t（價值 400 萬歐元）。

計劃外停機(jī)不僅會產(chǎn)生硬性成本，還可能導(dǎo)致溢漏和泄漏，進(jìn)而引發(fā)安全和環(huán)境問題，并且無法按計劃為客戶供貨。通過延長關(guān)鍵資產(chǎn)的使用壽命來防止其發(fā)生故障和停機(jī)是流程優(yōu)化系統(tǒng)的一項(xiàng)主要功能，該過程不斷評估設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀況，并與歷史性能數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

一家公司設(shè)計了一種鍋爐壓降計算方法，以檢測管道泄漏并將這一算法納入流程優(yōu)化系統(tǒng)中。這種方法能夠提供預(yù)警，使工程師在可能發(fā)生重大故障之前便做好維修計劃，從而避免了導(dǎo)致停機(jī)的常見問題。另一家公司在他們的一家工廠中使用了流程優(yōu)化系統(tǒng)來跟蹤內(nèi)部管道腐蝕情況，這樣便能夠定位故障部分進(jìn)行檢查，甚至對過度使用的管道進(jìn)行更換。

改進(jìn)的系統(tǒng)業(yè)務(wù)案例

多年來，化工公司一直通過歷史數(shù)據(jù)記錄員來捕獲流程優(yōu)化數(shù)據(jù)，然后由工程師將這些數(shù)據(jù)輸入到電子表格中。隨著公司的需求變得越來越復(fù)雜，歷史數(shù)據(jù)記錄已發(fā)展成像 PI System 這樣的決策平臺。

實(shí)時數(shù)據(jù)流的價值不言而喻，人們可以根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)采取及時行動。特定流程的運(yùn)行速度是快還是慢、是否需要調(diào)整批次參數(shù)使產(chǎn)品符合規(guī)格、或者某些振動異常是否在可接受范圍內(nèi)以及是否會威脅安全或環(huán)境，因此需要馬上解決，諸如此類的信息都可以通過實(shí)時數(shù)據(jù)獲取。趨勢數(shù)據(jù)、不同型號設(shè)備的上下文數(shù)據(jù)分析結(jié)果以及有關(guān)智能制造系統(tǒng)的應(yīng)用和執(zhí)行的存檔數(shù)據(jù)，都可以為流程中的不同節(jié)點(diǎn)增加價值。

這意味著工程師不再需要花費(fèi)一個星期來編輯泵故障數(shù)據(jù)，因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)標(biāo)記了此類信息并將它們放入所需的報告中。工程師可以用節(jié)省出來的一周時間來處理故障的根本原因。

然而，許多化學(xué)公司卻未能在流程優(yōu)化系統(tǒng)方面進(jìn)行投資。大家有一個普遍的誤解，認(rèn)為資本成本是資源的浪費(fèi)，而忽略了它對運(yùn)營效率的積極影響。

從投資策略的角度而言，最小化成本的常見做法是一次處理系統(tǒng)的一個方面： 首先確定整個流程的一部分，找到適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案并進(jìn)行投資，在該部分實(shí)現(xiàn)成效后，使用已獲得的“收益”進(jìn)行下一部分的投資，直到建成一個功能全面的集成系統(tǒng)。例如，在使用 OSIsoft 公司的 PI System時，化工公司通常會先從數(shù)據(jù)存檔開始，然后再引入其他工具和功能來解決運(yùn)營中的各種原因。

公司決定對流程優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行投資時， 要考慮以下幾個關(guān)鍵評估標(biāo)準(zhǔn)：

?系統(tǒng)存儲實(shí)時數(shù)據(jù)的容量是多少？

?系統(tǒng)是否支持 IoT（物聯(lián)網(wǎng)）連接？

?是否可以將非實(shí)時數(shù)據(jù)（例如實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和維護(hù)報告）與實(shí)時運(yùn)營數(shù)據(jù)集成在一起？

不斷改進(jìn)的運(yùn)營會不斷產(chǎn)生新的需求， 流程優(yōu)化系統(tǒng)提供了一個框架性工具， 能夠滿足當(dāng)前和未來的需求。