企业简介

  • 公司类型:供应商

联系方式
案例详细
标题通过实时能耗测量和可视化来提升企业绩效
技术领域工控机
行业
简介
内容
英维思运营管理部(IOM)首席顾问Russ Barr

      收益

   
南非Sasol公司(最早的名称是南非煤炭、石油和天然气公司)是一家领先的经营采矿、能源、化工和合成燃料业务的公司。Sasol公司的基础化工能效和合成天然气部门将煤炭和天然气转化为液体燃料和润滑油,生产电力、脱矿质水和蒸汽,除了供给内部需求以外,还将剩余的产品销往外部用户。

    由于一些基于日用产品的业务减少,其成本压力不断增加,Sasol需要一个新的解决方案来令其成本最小化。为了提升企业绩效,Sasol决定在工厂环境中引进一种新的技术来管理其能源成本和能源消耗。这一新的解决方案必须能够实时监控能源成本和能源消耗,让管理层、操作员和工程师能够更好地实现工厂能源的最优化,明确为了达到内部需要所必需的能源需求数量,并且将其对当地电网的影响减至最小化。

    英维思运营管理部(IOM)与工厂员工紧密合作,配置了一个企业绩效咨询服务团队,以提供实时绩效测量和业务智能系统为目标,同时,还将会计和操作系统与生产制造战略进行了统一。实时绩效测量系统提供持续而准确的实时工厂绩效测量,从而推动了工厂资产获得最大化的经济商业价值。由于1号蒸汽站和2号蒸汽站面临着巨大的成本压力,因此被选为该项目的试点,并且这两个工厂都为启动这个项目提供了一个易于管理和独立的业务领域。

    确定正确的绩效测量

    IOM业务绩效服务咨询团队与Sasol公司的员工(Sasol在南非Sasolburg的一个站点)紧密合作,在1号蒸汽站和2号蒸汽站开发了实时动态绩效评测(DPMs)。为了决定上述的实时绩效测量和计算成本与利润,在两个工厂的每个流程单位和区域上,都创建了DPMs和实时财务指标。利用DPMs和实时财务数据创建了管理者和操作员操控台,为管理层面、操作层面和工程设计层面提供实时的关键信息,以便更好和更明智地做出业务决策。

    最开始,咨询服务团队实行了工厂层面的操作和战略审计,IOM团队采访了Sasol工厂所有运营方面的员工,从工厂管理人员开始,然后是负责工厂运营的操作人员和其他有关人员。IOM的结构清晰的方法被用来确定正确的绩效测量,以及把关键的工厂测量分解成更低层面的功能性实体,这样它们就可以被有效地进行管理。之后,这种组件式的解决方案再被重组到一个整体结构之中。

    这种标准化了的流程有助于调和工程和会计人员之间对于如何计量原料消耗的分歧。因为,在矿藏和贮料罐的计量方面,工程生产部门使用机械设备来测量煤炭的消耗量(基于轮式流量仪表产生的转数),而会计部门则是基于称重设备进行测量,这样就导致了明显的重量差别,因此,双方需要进行调和,以达成一个行之有效的解决方案。这个流程还被用于帮助识别先前被错误分配的水源成本。

     生产蒸汽供内部和外部消耗

    Sasol工厂从附近的河流里获取生产用水,在两座蒸汽站和一个自热反应器(ATR)区域里生产蒸汽,供内部和外部的用户使用。生产用水在一个工厂里被处理,并与从另一个工厂回收的冷凝物进行混合。以前,外部用户特别是致力于煤改良的用户对蒸汽的需求非常高。在此期间,收益性战略的关键就是让输出量最大化。然而,由于对煤炭需求的下降以及对进口天然气需求的增加,所以对蒸汽的需求下降了,从而将战略从最大化输出量调整转化成为将成本进行最小化。

    针对内部和外部用户的蒸汽价格,是基于当前条件下接近公平市场价格的算法得来的。蒸汽站按照约定有责任提供每小时160吨的额外备用蒸汽量,这大约相当于一个锅炉的蒸汽输出量。如果工厂不能满足对蒸汽的需求,他们就必须减少对直接从电网购买电力的发电用户的供应,而来自电网的过多电力的使用可能会花费较大的成本。

      自动化和IT系统

    Sasol在其自动化和IT基础设施方面做出了一个重要的投资,使每个蒸汽站都有一个专门的分布式控制系统(DCS),以提供控制、历史记录和图形化界面。在项目的初始阶段,每个DCS都被发现有一些未被使用的容量。每个DCS中的这些未被使用的计算能力都给Sasol提供了一个机会,让它能够在基本的流程控制之外,还能够管控应用程序。(例如为实时绩效测量和业务智能反馈实施和执行管控)。

    历史数据服务器从每个DCS和其它生产层面系统中收集关键数据。在DCS和IT层面之间大多数连接都是双向通讯。流程数据从DCS向历史服务器转移,然后操作数据再返回到DCS上得到显示,然后再回到管理层的报告和操控台上。

    基础化工部门采用SAP R/3作为企业资源管理(ERP)系统。SAP的销售和渠道、物料管理和生产计划模块被用于协调销售、渠道、维修管理和生产计划。这些SAP组件向生产成本系统和每月管理报告系统提供信息。不过,这些报告通常是高层次的和月度的。SAP得出的生产量被用于推导出可变成本。SAP控制模块中包含的已分配成本也被用于每个产品的整体预测成本中。

    每月的财务报告提供了蒸汽生产业务和整个基础化工和合成天然气部门的蒸汽以及水电等公用业务的一个总体情况。这些财务报告是利用Hyperion Financial Management来生成的,它们使用了来自多种来源的关键财务数据。管理、操作和维护报告使用来自操作数据存储(ODS)系统、SAP和其它手动输入来源的信息,来提供定制的报告以满足目前的需要。生产管理人员每天就使用这些报告来审查前一天的生产绩效。

    DCS、DPMs中的模型被开发用于每个单一的锅炉、蒸汽站和蒸汽生产。三个站级的DPMs被计算出来:蒸汽成本、蒸汽质量和生产率。每个单一的锅炉都被要求在适当的压力、合适的温度下来生产成本最低的蒸汽,在保持可靠的生产量的同时对生产率进行管控。对于每个锅炉,可变的蒸汽生产成本(包括劳动力),包含四个主要组成部分:煤炭、电力、燃料以及油和水。此外,排放水平得到了监测和改进,以加强Sasol的环保足迹。

      维护和人力资源指标

    此外,蒸汽站管理层推出了一个维护计划,旨在改善关键资产的可用性和避免紧急停车。这是通过改进规划、增加预测反应的维护比率、设置维护行为适当的优先次序和降低成本来完成的。实时绩效测量的重点集中在以下维护领域:

    ·反应性预测的维护比率;

    ·锅炉可用性;

    ·紧急维护反应时间(从故障发生到被修复完成以及设备重新投入运行的时间);

    ·维护计划表偏差(对改善维护计划流程至关重要)。

      实施动态绩效评测(DPMs)

    DPM算法、实时财务模型和单位水平在两个分布式控制系统(DCSs)中实施。使用现有的工厂层级的资产进行实施;工厂层级的成本因素可以被实时跟踪。这些算法的执行通常发生在DCS的微处理器上。这些算法以极为贴近这一流程的周期时间的频率被执行,同时历史收集数据在同样的频率下完成。单位级别的量值通过使用历史数据服务器的功能,在站点和工厂级别中汇总。这种汇总可以在各个时期被执行,包括轮班、每日和每月。

    含有已分配成本的实时财务数据,使用ValuMax基于行为的成本计算系统进行跟踪,涵盖整个产品组合,提供一个产品成本的即时状况。

    因为数据的保真度和适用性能够更好的理解,相同的实时财务数据将被集成到SAP中。战略绩效测量、业务KPIs和实时财务(RTA)模块都在现有的自动化系统下进行开发和处理。

      开发一个基准

    一旦绩效测量模型被安装好,他们会根据历史纪录提供每个单位和站点的绩效概要,这个基准使处于不同条件下锅炉的经济比照成为可能。使用改进的程序和培训、改善了的计划、以及项目和操作方面的提升,可以在财务上被跟踪和验证。
    培训Sasol的操作人员和工程师在战略层面上进行思考和行动,是提升成果的关键之处。操控台在Sasol业务绩效方面给操作人员提供了清晰而简洁的反馈。整合这种战略有助于改善Sasol的业务和建立基于操作者和工程师的知识与技能系统。提供给操作人员一个可以提供反馈效应的工具,这样锅炉以最低成本生产的增量蒸汽可以增强每个蒸汽站的绩效。例如,操作员能够基于经济信息来制定出备用蒸汽和增量蒸汽的决策。当闲置磨机的进料效率得到提升时,增量蒸汽就成为可用的备用蒸汽能力。通过只运转锅炉的两个磨机的同时启动第三个磨机所产生的潜在蒸汽量,就等于是备用的蒸汽量。操作员能够随需而变地瞬时或者即时地提升蒸汽输出量。

     未来的提升计划

    目前Sasol的基础设施必须扩大以适应各种利益相关者和他们有时无规律的变化。标准化,例如ISA-95从工厂到企业的标准,能够为整合业务系统和生产系统,在概念和界面方面进行标准格式化。DPMs和RTF/BI操控台可以设定到覆盖业务的其它方面。此外,定制的业务应用程序可以在一个基于标准的环境里毫不费力地被开发出来。这一领域最著名的系统是用于制造业集成和智能(MIII)的SAP's xApp和英维思的ArchestrA工厂级别的SOA(服务导向架构)。在不久的将来,这些系统将使Sasol能够将其工厂信息规划和建模成为智能工厂和业务模块。这些系统将不仅能与SAP无缝集成,而且还能够满足各级机构的多种需求。

    目前分区管理已被批准扩展到这个地区的其它工厂。ATR和Rectisol工厂的操作系统已经就位,并且也向Sasol显示出能够带来类似的积极收益。DPMs、实时财务和操控台在短期内就显示出了显著的影响,已经从管理层、工程师和操作员那里获得了能够实现可持续增长的积极反馈。操作员几乎可以马上就能够看到他们的行动的影响力,同时,能够做出更加明智的决策。例如,燃烧炉中气流的可变性已经得到实质性的降低。气流可变性的降低,减少了煤的消耗,因为过多的气流会降低锅炉的热度,并从烟道排出;而过少的气流则会导致不充分燃烧。操控台也使工程师能够确定新的控制策略或者设备变化所带来的影响。

     成果

    IOM确定和帮助Sasol在这一项目上获得了诸多好处。由于这些部门不断为公司提升运营绩效和推动业务价值,它们将获得新的产品和流程技术来帮助它们继续实现目标。Sasol的基础化工部门的管理层把员工的发展看作公司最重要的任务之一。政府规章和即将退休的关键人员强调了技能和知识发展的重要性。

    DPM方法汇聚了多种功能领域(例如会计、工程、管理、操作和维护)来放眼整个业务——从一个整体的角度来看待和理解。这种交互作用创造了各个业务功能之间的理解,在各种功能之上开发了适当的战略绩效衡量标准,并帮助创造新的和有价值的业务流程,从而达到提升利润的目的。

    IOM的实时能耗监控解决方案是帮助Sasol在这个项目上取得积极成果的一个重要工具。1号蒸汽站和2号蒸汽站第一个月的蒸汽生产,获得了6%的能源节省和4%的电力成本节省(在第一个月节省了约23万美元)。在整个第二和第三个月,能源和电力节省都进一步取得了进步和提升,五个目标工厂中的两个工厂在头两个月就获得了40万美元的成本节省。这个项目最初预期的年度直接收益为在能源原料和电力方面获得2%的削减。而实际的效果已经远远超出了预期。与IOM进行合作,Sasol将把未来的业务信息与流程数据进行合并,并且通过先进的多元统计分析、持续提升计划,例如6西格玛和其它业务增值行动,来进行其它领域的改进。


                                                                ——转自《自动化博览》