為降低蒸汽生產(chǎn)的費用，進而成為一家性能驅動的企業(yè)，Sasol石化公司通過動態(tài)性能評估，徹底地優(yōu)化了其生產(chǎn)過程。
世界上僅有幾家可以用煤提煉油的煉制廠，其中之一的基地就位于南非的薩索爾堡。而Sasol集團的總部也設在這里，經(jīng)營著各種石化、采礦、能源業(yè)務。帶著對其繁瑣操作達到更高水平控制的期望，Sasol集團要求Invensys——一個全球工業(yè)自動化、運輸和控制設備供應商——來的代表，給予其針對戰(zhàn)略運作管理的新型動態(tài)性能評估(DPM)方法做更詳細的解釋。
DPM據(jù)說可以創(chuàng)造一種操作環(huán)境——從工廠現(xiàn)場的工人到工廠經(jīng)理和公司執(zhí)行經(jīng)理，每個人都可以做知情決策。更關鍵的是，他們可以立即直觀地看到這些決策在達到戰(zhàn)略商業(yè)目的上所作的貢獻，也使得幾乎實時地進行微調動作成為可能。資產(chǎn)擁有這種層次信息的可視化使資產(chǎn)不但被管理，而且得到優(yōu)化。企業(yè)績效管理(EPM)成為可能，操作者和控制工程師也能夠直接影響底層的費用?！ ?/p>
在Infrachem部門實施試點項目后，工廠現(xiàn)場的操作人員、控制工程師和事務經(jīng)理每人都
有一個展示動態(tài)性能評估（DPMs）的圖表化儀表板，用以明確他們每個人的任務和作用。
基于對DPM的了解，Sasol集團選擇在其Infrachem事業(yè)部門和Syngas部門實施一個DPM試點項目。Infrachem事業(yè)部門生產(chǎn)電能、脫礦質水和用在幾個內(nèi)部客戶的生產(chǎn)過程中的蒸汽，其包括了Sasol幾個從煤和天然氣里面提取石油和柴油燃料和其他化學產(chǎn)品，如聚合體、溶媒、石蠟、蠟、氮化合物的工廠。
在Infrachem部門實施試點項目后，工廠現(xiàn)場的操作人員、控制工程師和事務經(jīng)理每人都有一個展示動態(tài)性能評估（DPMs）的圖表化儀表板，用以明確他們每個人的任務和作用。
Infrachem的蒸汽站1和2被視為理想的試點站。因為把焦點從最大化利用轉移到最小化消耗上來了，從而降低了對蒸汽的需求，所以它們運行在總容量下。兩個蒸汽站也以一個實時的性能評估系統(tǒng)為原型建立了一個易管理的獨立系統(tǒng)，這樣可以有效地校正公司的生產(chǎn)策略，然后更為廣泛的展開。
“當我們從事這樣的項目時，我們不會單單聚焦于操作的度量上或是財務的度量上，也要看所有相關的信息來幫助客戶更好的做決策。” Invensys性能評估集團總裁 Russ Barr說。
“比如說，我們不希望僅僅聚焦于提高操作的效率，因為這樣會蒙蔽人員，問題還是存在，或許還會輻射到更大，”Barr說。他還說認知所有來自繁雜因素里面的關鍵問題十分重要。
“你可能正想辦法使得蒸汽爐更有效率，但是在這個過程中，你可能相反地把成本花費在其他地方，”Barr說。
Sasol的信息管理集團邀請Invensys到薩索爾堡來分析現(xiàn)有情況和推薦方案。Invensys的專利“結合方法論”會圍繞5個焦點區(qū)域來進行，焦點區(qū)域設定為廣泛、跨職能的利益相關者從事工作的集約化、精密的工作現(xiàn)場和車間。
“首先，我們旨在獲得該區(qū)域的財務概況”Barr說。通過最初對在Sasol的蒸汽生產(chǎn)的了解，“我們會處在一個部門的角度--在一個戰(zhàn)略的水平上了解蒸汽生產(chǎn)，它如何達到主要的商業(yè)目的。”
接下來需要關注的是操作。“誰做什么，他們?nèi)绾谓M織去做，還有責任在哪里”Barr說，“第3點是對技術的基礎建設漸漸有一個清晰的看法；計劃什么在什么位置，什么需要運行來支持動態(tài)性能評估。第4點就是人力資源的因素，掌握在方案中有作用的人員的基本資料。還有一點不要忽略了，就是也要考慮到改變管理實踐，”他說。
把頂級的管理引入到工作環(huán)節(jié)中來是很關鍵的，Barr陳述到。在Sasol, 這個涉及工廠經(jīng)理和部門的總經(jīng)理。“當總經(jīng)理談到策略、團隊的成員和工人時可以了解到很多新事物，”他說，但為了達到預先的構想，需要工廠經(jīng)理來闡明策略中的觀點，從而加深工人的理解。“對工人來說，這樣使他們更容易地領會預先的構想和工廠策略之間的聯(lián)系，進而實現(xiàn)它。”他說。
功能性分解
接下來是詳細的功能性上的分解、描繪和蒸汽工廠操作的分析。每個汽站都有多個蒸汽爐服務于一條單相主供給線，通過主供給線再把蒸汽提供給所有現(xiàn)場。在商業(yè)目的到達的前提下，我們進行調整從而獲得最高的優(yōu)先級，才能知道其到底有多好。
“這樣做的目的是要找出正確的方法來管理蒸汽生產(chǎn)——勝于僅僅是加大負荷地運行蒸汽站——但是加大負荷地運行蒸汽站以前是基本理論操作，其已在過去10年存在，”Barr說。詳細的分析、描繪對于產(chǎn)生更深層次的認識和發(fā)掘更多的機會來開發(fā)出隱藏價值是決定性的。
“這個過程在因素的分解中，不是一個簡單的一對一的連接，”Barr說。我們的目的是對運行中的2個蒸汽站決定其操作的策略，使其最好的服務于戰(zhàn)略。這其中包含了考慮選擇的多樣化，從運行一個蒸汽站滿載，到讓第二個避免滿載運行，再到在兩者間平衡服務的變化。在上行、下行間相互耦合的情況也是需要仔細檢查的。
“注意所有相互耦合的情況帶來的額外的、不同于最初認知的機會，”Barr說。
項目最優(yōu)先考慮的是達到低造價的蒸汽生產(chǎn)，最大化地運用現(xiàn)有技術也是很重要的。其包括了專門的用來管理一個汽站的Yokogawa分布式控制系統(tǒng)(DCS)，而另一個專用的Bailey分布式控制系統(tǒng)(DCS) 用來管理另外一個汽站。兩個分布式控制系統(tǒng)平臺都提供了控制、歷史紀錄和圖形化的用戶界面。在項目的初階段，兩個分布式控制系統(tǒng)都沒有很重的負荷，其為主機的額外應用提供了機會。兩者都連接著Aspentech IP21歷史數(shù)據(jù)記錄器，也為了數(shù)據(jù)的匯集和分析向Aspentech IP21提供過程控制信息。
大多數(shù)分布式控制系統(tǒng)和IT層之間的通訊連接都是雙向的，允許被歷史數(shù)據(jù)記錄器處理過的過程數(shù)據(jù)再返回到分布式控制系統(tǒng)中來展示。另外，Infrachem 運用 SAP R/3 ERP作為其企業(yè)主干。從SAP銷售和分布、材料管理和生產(chǎn)計劃模塊來的信息做為生產(chǎn)消耗系統(tǒng)和每月管理報告系統(tǒng)的輸入。從SAP得到的生產(chǎn)量用來推導計劃維護模塊的變量消耗。在SAP中占用的消耗也要計入總的產(chǎn)品消耗中。
通過這個針對特定功能的儀表板，事務經(jīng)理就可以看到總成本，這些數(shù)據(jù)是需要體現(xiàn)在其損益表內(nèi)的。
現(xiàn)在，他可以每天了解是否存在與預算不符的消耗情況?？刂乒こ處熀筒僮魅藛T也擁有自己
的儀表板，清晰的顯示他們的任務完成情況。圖片來源：Invensys
蒸汽工廠操作
蒸汽站1提供425攝氏度到430攝氏度、41到42巴（一種壓力測量單位）的蒸汽，同時嘗試保持穩(wěn)定的蒸汽傳輸。蒸汽站2提供450攝氏度、42巴的蒸汽，同時蒸汽站2作為調節(jié)環(huán)節(jié)，可解決手動控制負荷差異的問題。保持一定的壓力對于工業(yè)用途的有效傳輸是必要的。
單個蒸汽爐可以連同2個或3個添喂煤炭的碾磨粉碎機一起操作。兩臺粉碎機每小時可制造80到110噸蒸汽的煤量，3臺粉碎機每小時生產(chǎn)110到145噸蒸汽的煤量。蒸汽爐效率被定義為傳遞到蒸汽的熱量除以燃料燃燒的熱量。總的來說，熱傳遞率同監(jiān)控的釋放堆棧溫度有關系，而復合效率和過量空氣供應及其他因素有關系。其他變量消耗包括去礦物水和電能。
因為很多蒸汽爐的操作都是手動的，所以幫助操作人員更好地理解相對于總環(huán)節(jié)操作、更廣泛的部門策略的總蒸汽爐經(jīng)濟，對于提高戰(zhàn)略的商業(yè)業(yè)績被視為是關鍵的?；旧?，操作人員被視為改善消耗的第一線貢獻者。
Invensys結構化的方法論在最低的層次上用以決定正確的蒸汽爐性能評估，保證其被有效地管理。這使得就較高層次的戰(zhàn)略商業(yè)目的來說，過程因素有了清晰的連接——因為這些因素也被消耗影響。為了確保性能的改進，性能評估需要可視化，同時與他們自己的過程同步。這里需要一個反饋回路，用來寄存操作人員進行實時操作的因果效應。團隊確定了3個主要的蒸汽站動態(tài)性能評估參數(shù)：蒸汽消耗、蒸汽質量和產(chǎn)品率。
每個蒸汽爐的目的是生產(chǎn)低耗蒸汽，且保持合適的壓力和特定的溫度，同時保持可靠的生產(chǎn)及生產(chǎn)率。對于每個單一的蒸汽爐而言，可變蒸汽生產(chǎn)成本（包含勞動力）包括4個主要組成部分：煤炭的消耗（最大的消耗）電能、燃料和水。為了得出每噸的消耗量，以上的總和要被生產(chǎn)的蒸汽總噸數(shù)除。蒸汽質量是以從蒸汽爐管道到聯(lián)箱的溫度和壓力來衡量的，產(chǎn)品率是以噸/小時來計算的。
在工廠層次上，高水平的動態(tài)性能評估因素包括蒸汽消耗的總和、貢獻裕量（客戶獲得較少的變量消耗）、蒸汽質量和產(chǎn)品率。
現(xiàn)在開發(fā)了一套復雜而關鍵的消耗計算式，用于定位所有主要的蒸汽爐操作因素，然后轉換到一套算法里，該算法讓動態(tài)性能評估參數(shù)接入分布式控制系統(tǒng)平臺中。這使得通過工廠現(xiàn)場的資產(chǎn)實時追蹤消耗參數(shù)成為可能。個體級別的量值，通過歷史數(shù)據(jù)記錄器的幫助，在站點和工廠級別中匯總，總量可以在變量的周期中表示，包括轉換、日期、月份。實時的財務數(shù)據(jù)加上通過一個基于作業(yè)消耗計算系統(tǒng)追蹤得到的分配消耗，提供了一個總產(chǎn)品消耗的實時畫面。
每個團隊——包括工廠現(xiàn)場操作人員、控制工程師和管理層——現(xiàn)在都有圖形化的儀表板展示他們個人的任務和功能在動態(tài)性能評估對應的特定參數(shù)。在每個儀表板上最最重要的一套刻度盤表示了現(xiàn)在的性能。
“驅動這些刻度盤的算法都是從所有我們做的分析中得到結果，”Barr說，“這些刻度盤提供3種基本特定的視圖，針對每個人的領域——分別是財務角度、戰(zhàn)略角度和操作角度”，就戰(zhàn)略企業(yè)績效方面來說，這些刻度盤優(yōu)先級的重要性是針對每個個人的領域從左到右排列的，消耗刻度盤在最左邊，所以它就有最高的優(yōu)先級。
雇員積極地運用儀表盤來將細節(jié)做得更好。“你可能看到影響生產(chǎn)每頓蒸汽消耗的參數(shù)，如果這里有問題，也許是因為電能消耗量大增。在儀表盤的右邊，你可能看到操作的參數(shù)，比如蒸汽爐的效率和排放。如果消耗真的很高，操作人員可以決定關閉蒸汽爐，或者如果客戶的需求上升，你也可以決定增加蒸汽爐的負荷，”Barr解釋道。
管理儀表盤支持通過一個桌面型電腦接口連接上Aspentech歷史數(shù)據(jù)記錄儀。“工廠的經(jīng)理就可以看到總耗費——他所測量的值是需要在其損益表內(nèi)的。現(xiàn)在如果有與預算不符的消耗情況，他可以搶先解決問題了。因為他當天就可以知道，而不必像以前那樣等到月末才知道，”Barr說。“他可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)追根溯源，也許它僅僅是個培訓問題，或者可能是煤炭質量問題。”儀表盤還可連續(xù)地監(jiān)測和評估工廠在預算內(nèi)的生產(chǎn)表現(xiàn)，以便幫助每個人有更好的經(jīng)營績效。
從項目的開始，針對改進經(jīng)營績效的主要機會之一被認為是把操作人員培訓得想和做都更富有策略。
儀表板的顯示現(xiàn)在提供給操作人員針對他們操作的簡潔的反饋，以及他們作用于Sasol戰(zhàn)略商務優(yōu)先級的影響。儀表板動態(tài)性能評估參數(shù)提供給他們一個清楚明了的圖像，顯示了他們通過操作而影響的事務的性能價格比。他們現(xiàn)在幾乎是實時地可以看見如何調整燃料的燃燒、煙囪口的開合、煤炭磨機的填滿率。他們可以使移動儀表板的刻度盤指向右邊——趨向于達到最低消耗。
Sasol報告顯示，試點項目得到的早期結果表明，動態(tài)性能評估創(chuàng)新的影響遠遠超出預期的年節(jié)省40萬美元的目標。這個巨大的成功歸功于昂貴能源給料和電能消費的降低。
鑒于這次的成功，公司正準備在其他操作過程中進行更廣泛的試點。運用多元的統(tǒng)計分析，性能評估信息可以和其他過程數(shù)據(jù)結合，來確定可改進的其他領域，以及提供連續(xù)的改進計劃，比如，Six Sigma，來達到更大的商業(yè)利益。
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