Počas šiestich horúcich letných týždňov som sa v rámci predmetu Odborná prax venoval problematike optimalizácie procesu miešania benzínu v ropnej rafinérii. Prax som vykonával v spoločnosti Slovnaft, a.s. na oddelení Procesných informácií a automatizácie.
O spoločnosti
Slovnaft je jedným z najvýznamnejších podnikov v regióne strednej Európy. Portfólio spoločnosti je rozsiahle – okrem tradičných palív, ako sú benzín a nafta, zahŕňa aj petrochemické produkty ako polyetylén a polypropylén. Slovnaft je v súčasnosti členom medzinárodnej skupiny MOL, čo mu otvára prístup k novým trhom a technológiám.
Úloha
Kľúčovou súčasťou procesu výroby benzínu je miešanie (blending). Z jednotlivých komponentov, ktoré sa získavajú ako medziprodukty rozličných rafinačných procesov, sa vymiešava výsledný produkt, ktorý má spĺňať definované normy (oktánové číslo, tlak pár, obsah jednotlivých látok a ďalšie). Každý komponent je charakterizovaný inou dostupnosťou a tým pádom aj cenou, pričom cieľom blendingu je zároveň namiešať benzín čo najlacnejšie.
Na riadenie tohto procesu sa v prevádzke používa nástroj od spoločnosti Honeywell, Profit Blend Optimizer (skrátene PBO), do ktorého sa zadáva predpripravený výrobný recept. Úlohou mojej práce bolo doplniť medzeru v jeho súčasných možnostiach, a to konkrétne:
- PBO optimalizuje jeden recept samostatne, nezohľadňuje však situáciu, keď si viacero receptov delí spoločnú zásobu komponentov;
- PBO neumožňuje vopred, offline, simulovať priebeh blendingu a na základe toho upraviť vstupné parametre ešte pred samotným spustením procesu.
Realizácia
Práca bola rozdelená do dvoch hlavných etáp:
I. Implementácia trojstupňovej optimalizácie PBO v MATLABe. V prvom kroku som pripravil prototyp na predvídanie správania PBO pre potreby druhej fázy práce, konkrétne na validáciu, či produkované výstupy ďalej pripraveného nástroja zodpovedajú výstupom zo samotného PBO systému pri rovnakých vstupných dátach.
Realizovaná trojstupňová optimalizácia má nasledovnú štruktúru:
- CONTROL – nájdenie uskutočniteľného riešenia, a to minimalizáciou potrebnej odchýlky (slack) od predpísaných hraníc jednotlivých vlastností blendu;
- GIVEAWAY alebo COST – minimalizácia buď plytvania kvalitou (giveaway), alebo celkovej ceny komponentov (podľa zvolenej stratégie);
- COST alebo GIVEAWAY – minimalizácia druhej veličiny, s pridaným obmedzením, že výsledok nesmie prekročiť hodnotu dosiahnutú v predchádzajúcom kroku.
II. Migrácia do Excelu s automatizáciou cez VBA. Keďže Excel je prostredím, s ktorým sa v prevádzke bežne pracuje, padlo rozhodnutie v ňom implementovať pripravovaný pomocný nástroj. Tu je popis práce s hotovým produktom z pohľadu užívateľa:
Používateľ najprv naimportuje jednotlivé recepty priamo zo zdrojových súborov – nástroj automaticky vyhľadá potrebné údaje (zloženie, vlastnosti komponentov, hraničné limity) a uloží ich do prehľadného riadiaceho hárku. Tam si používateľ zároveň zvolí, koľko z naimportovaných receptov sa má v danom behu optimalizovať naraz (od jedného až po desať súčasne).
Po spustení optimalizácie prebehne celý trojstupňový proces automaticky, cez VBA makrá, pre všetky zvolené recepty naraz. Výsledné zloženie sa počíta v dvoch nezávislých vetvách (podľa toho, či sa v druhom kroku najprv minimalizuje plytvanie kvalitou, alebo cena), čo dáva používateľovi na výber medzi dvoma alternatívnymi, rovnako platnými riešeniami.
Výsledky sa zapíšu do prehľadných výstupných hárkov, kde je farebne zvýraznené, ktoré vlastnosti sa nachádzajú presne na svojej hranici, poprípade či sa aplikoval slack. Zásadnou súčasťou tohto behu je aj priebežné sledovanie zdieľanej zásoby komponentov, teda kontrola, že súčet spotreby daného komponentu naprieč všetkými súčasne optimalizovanými receptami neprekročí jeho dostupné množstvo.
Popri hlavnej (globálnej) verzii vznikla aj druhá, lokálna verzia nástroja – pre prípady, keď je žiaduce optimalizovať viacero receptov nezávisle od seba, bez toho, aby si navzájom konkurovali o spoločné suroviny.
Záver
Výsledkom práce je teda funkčný nástroj v Exceli, ktorý rozširuje možnosti existujúceho PBO systému o optimalizáciu viacerých receptov naraz, so zohľadnením zdieľanej zásoby komponentov. Nástroj umožňuje offline analýzu pred samotným blendingom, teda simuláciu rôznych scenárov a cieľavedomé doladenie vstupných parametrov ešte pred spustením reálneho procesu.
Súčasťou praxe boli aj viaceré príležitosti nazrieť priamo do výroby v rafinérii, zúčastniť sa prednášok a rôznych posedení, zameraných napr. na rozvoj osobnej značky či prezentačných zručností. Cennou skúsenosťou mi je aj možnosť zažiť na vlastnej koži pracovnú kultúru v podniku tohto rozsahu. Odchádzam teda dúfajúc, že pripravený nástroj bude v prevádzke slúžiť minimálne tak dobre, ako mne tu nadobudnuté zručnosti a znalosti.
0 Comments