Grundöl

Grundöl- / Grundkomponenten- Produktionsplanung

Typische Industrien für das Szenario:

  • Schmierölraffination
  • Gatschverarbeitung
  • Chemische Verarbeitung von Pflanzenöl

Die einzelnen Prozesseinheiten einer Raffinerie, wie Destillation, Cracker oder Lösemittel-Extraktion, werden üblicherweise in einer ununterbrochenen Folge von mehrtägigen Intervallen mit der gleichen Fahrweise betrieben (bezeichnet als "Blockfahrweisen" oder "Runs"). Daher können sie als semi-kontinuierlich charakterisiert werden.

Jeder Run kann einen anderen Rohstoffmix verwenden und mehrere Ausbeuteprodukte erzeugen, die in nachgeschalteten Produktionsstufen verarbeitet werden müssen. Diese semi-kontinuierliche Kuppelproduktion muss sowohl auf Basis der Bedarfe (Pull Produktion) als auch auf Basis der Anlieferungen (Push Produktion) geplant werden.

Schmierölraffinerien nutzen üblicherweise nur wenige ölhaltige Rohstoffe (z.B. Vakuumgasöl, das aus einer Erdölraffinerie bezogen wird) als Einsatzströme, um eine Bandbreite an Grundölprodukten über mehrere verschiedene semi-kontinuierliche Produktionsstufen herzustellen, die jeweils einen einzelnen Einsatzstrom haben und mehrere Zwischenprodukt-Ausbeuteströme erzeugen.

Diese Grundöle werden dann entweder direkt versandt oder in nachgeschalteten Misch- und Abfülleinrichtungen weiterverarbeitet.

Ähnliche Geschäftsprozesse gibt es beispielsweise bei Firmen, die Gatsche und andere "Reststoffe" einer Raffinerie verarbeiten, um natürliche und synthetische Paraffinwachse sowie wachsverwandte Produkte wie Vaseline, Weißöle und Flüssigparaffine herzustellen. Ihre Supply Chain besteht für gewöhnlich aus Grundkomponentenproduktion (von den Planungsprozessen her ähnlich zur Grundölproduktion) sowie Mischung und Gebindeabfüllung oder Bulkverladung.

"Grundkomponenten-Planungsabteilungen" sind dafür verantwortlich, die Belegung der verschiedenen semi-kontinuierlichen Prozesseinheiten über einen mittelfristigen Planungshorizont zu planen - basierend auf strategischen Monatsplanzahlen - um die ausreichende Verfügbarkeit der Grundkomponenten für nachfolgende Mischungs-, Abfüll- und Verladeprozesse zu gewährleisten, welche üblicherweise flexibler sein müssen und verlässlich nur über einen kurzfristigen Planungshorizont geplant werden können.

Zu ihren Geschäftsprozessen gehört die Feinplanung der Prozesseinheiten und der Tankzuordnung für Zwischentanklager und Ausgangstanklager unter Beachtung der begrenzten Tankkapazitäten und der Feinheiten von Kuppelprodukten, die in nachfolgenden Prozesseinheiten verarbeitet werden müssen.

ORSOFT Manufacturing Workbench unterstützt diese Geschäftsprozesse durch die Kombination von Standard APS- und MES-Funktionen mit spezifischen Funktionen, die die besonderen Anforderungen der ölverarbeitenden Industrie berücksichtigen.

Feinplanung der Grundölproduktion und Tankzuweisung

Grundöl-Produktionspläne enthalten normalerweise längere Runs auf der Destillation und kürzere Runs auf den nachfolgenden Prozesseinheiten mit einer größeren Bandbreite möglicher Fahrweisen. Es ist wichtig eine "gute" Reihenfolge dieser Fahrweisen zu erzeugen, um die Übergangsverluste zwischen den Runs zu reduzieren. Dies kann z.B. erreicht werden durch die Klassifizierung der Fahrweisen nach Siedepunkten und das Anstreben einer "Wellen"-Reihenfolge. Aufeinanderfolgende Runs sollten nicht zu stark in ihren Siedepunktklassen differieren, daher muss sich die Produktionsplanung über einen größeren Zeitraum erstrecken (z.B. 3 Monate).

Aufeinanderfolgende Produktionsstufen müssen durch Lagerung der Zwischenproduktströme in einem Tanklager entkoppelt werden. Das wird durch Nutzung eines bestimmten Tanks für verschiedene Materialien zu verschiedenen Zeiten oder durch Nutzung einer Tankzuweisungsfolge für einen bestimmten Strom erreicht. Die Feinplanung der Grundölproduktion setzt sich zusammen aus der Festlegung von Fahrweiseparametern (Zeitintervall, Durchsatz), Einsatz- und Ausbeuteströmen (Material, Prozentanteil) und Tankzuweisungsfolgen für alle Produktionsruns auf allen Prozesseinheiten, passend zu strategischen Monatsplanzahlen, der Verfügbarkeit von Einsatzstoffen und den Detailbedarfen für Bulkverkäufe und nachgeschaltete Misch- und Abfüllaufträge.

Ein Grundölplanungsworkframe in ORSOFT Manufacturing Workbench - dieser enthält Gantt Charts für Prozesseinheiten, Tank-Histogramme und Detail-Planeditoren - unterstützt den Planer bei der Pflege der Prozesseinheitenbelegungspläne und beim Monitoring der resultierenden Bestandsniveaus von Eingangs-, Zwischen- und Ausgangstanklagern.

[Base Component Production]Base Component Production

Der Screenshot (zum Vergrößern anklicken) verdeutlicht, wie der Grundölplanungsworkframe dabei hilft, Produktionsruns und Tankzuweisungsfolgen zu optimieren, die Ressourcen kapazitiv maximal auszunutzen und gleichzeitig alle Restriktionen (z.B. Tankraumbeschränkungen) zu beachten. Das Gantt Chart auf der linken Seite zeigt eine typische Ressourcenbelegung, wo eine "Siedepunkt-Welle" auf eine gute Folge von erstrebenswerten Übergängen zwischen verschiedenen Qualitätsparametern hindeuten würde. Das obere rechte Fenster zeigt eine Liste von Grundölaufträgen und im unteren rechten Fenster kann ein Detaileditor für einen einzelnen Grundölauftrag eingeblendet werden.

Ein Gesamtbestandsabgleich unterstützt die Anpassung des täglichen Bestandes durch einen regelbasierten Abgleich von Planzahlen, Produktionsrückmeldungen und Messwerten. Dieses Verfahren liefert verlässliche Ergebnisse auf der Ebene des Materialgesamtbestandes.

ORSOFT Manufacturing Workbench kann indirekte Referenzwerte wie Komponenten-Prozentanteil oder Durchsatz verarbeiten. Es berechnet parallel Materialbestände auf Werksebene und in einzelnen Lagertanks. Es kann auch simultan Masse- und Volumenwerte unter Verwendung von vordefinierten, berechneten oder gemessenen temperaturbezogenen Dichten verwalten. Ein auf Lagerorte bezogenes Einheitenmodell mit automatischer Einheitenkonvertierung erlaubt unterschiedliche Betrachtungen.

Das Rezeptmodell erweitert die meisten ERP Modelle in Bezug auf mehrere Einsatz- und Ausbeuteströme und flexible Tankzuweisungsfolgen. Das Auftragsmodell tut das Gleiche für Produktionsaufträge.