Aprovechar al máximo las plantas químicas a granel

Se prevé que el mundo industrial crezca durante la próxima década y la competencia intensificarse a medida que aumenta el consumo mundial de energía para satisfacer las demandas de los consumidores...

Se prevé que el mundo industrial crezca durante la próxima década y la competencia se intensificará a medida que aumente el consumo mundial de energía para satisfacer la demanda de los consumidores en las regiones emergentes. Se espera que la industria de productos químicos a granel absorba una gran parte tanto del consumo como del crecimiento, así como capitalice el mayor suministro de gas natural, líquidos de gas hidrocarburo y materias primas petroquímicas. Si bien existen oportunidades para las empresas en el mercado, muchos fabricantes de productos químicos se centran en maximizar los rendimientos, reducir los costos de energía y garantizar que las plantas funcionen de manera confiable según los estándares de seguridad.

Si bien parte de la energía se utiliza en el proceso de fabricación de productos químicos a granel para generar calor y energía, la mayor parte de la energía en esta industria se utiliza como materia prima o materia prima para la fabricación de productos químicos. Con un alto volumen de producción y un bajo margen de retorno, las operaciones son procesos intensivos en capital y continuos. Las empresas se esfuerzan continuamente por lograr una alta utilización de activos mientras se mantienen en el objetivo de los objetivos de producción o KPI. El uso de tecnología de software de vanguardia puede mejorar drásticamente el rendimiento del equipo, validar los cuellos de botella de la planta, superar las limitaciones de producción y garantizar operaciones seguras y confiables.

Respondiendo a las grandes preguntas

Identificar estrategias operativas para sortear los cuellos de botella y mejorar los objetivos operativos para los equipos clave de la planta es un objetivo crucial para las empresas químicas de hoy. La optimización de las compensaciones entre la producción, el rendimiento y el rendimiento energético requiere una mayor visibilidad del comportamiento de la planta para que las partes interesadas tomen las medidas correctivas necesarias para mantener la producción en marcha y alcanzar los objetivos operativos. La validación del diseño del sistema de alivio para las nuevas condiciones operativas y la realización de análisis de operabilidad para abordar los problemas de estabilidad rápidamente también significará que las empresas pueden cumplir con el cronograma y entregar los productos a tiempo.

Muchos líderes de la industria química revisan constantemente sus estrategias para mantener su negocio ágil y competitivo. Como parte de los procesos, surgen preguntas clave que incluyen:"¿Cómo podemos utilizar mejor el capital que hemos invertido y minimizar los costos operativos?", "¿Qué piezas de equipo impiden el buen funcionamiento de la planta y provocan el tiempo de inactividad?" ¿hay una mejor manera de acelerar el proceso de producción sin dejar de ser seguro?'

No es fácil equilibrar el equilibrio entre hacer la mayor cantidad de productos sin utilizar una enorme cantidad de energía. Los procesos consumen mucha energía y una pequeña diferencia en las operaciones puede tener un gran impacto en el resultado final. La combinación de dispositivos de automatización integrados, redes de alta capacidad y software avanzado ahora es capaz de capturar, recopilar y contextualizar datos en información útil en tiempo real que mejora las comunicaciones diarias y respalda mejores decisiones operativas. La fabricación inteligente es cada vez más inteligente y con el uso de la computación en la nube, el análisis visual y las plataformas móviles, la tecnología ahora puede ayudar de manera inteligente a las partes interesadas clave de una organización a comprender mejor los datos operativos de la planta. Hoy en día, se puede responder rápidamente a los problemas operativos en cualquier momento y en cualquier lugar con las herramientas adecuadas.

Hacer frente a los desafíos tecnológicos

Las empresas que buscan formas innovadoras de reducir los costos operativos y de capital recurren a la tecnología para ayudar a mejorar la eficiencia de la ingeniería, maximizar el rendimiento de la planta y aumentar la rentabilidad. Los fabricantes exitosos han implementado sistemas de gestión de energía, optimización y simulación de procesos para reducir el uso de energía. Las herramientas de vanguardia ayudan a los operadores a monitorear continuamente el comportamiento dinámico de la operación y el mercado para determinar las mejores políticas operativas que les permitirán controlar la instalación y operar continuamente sus plantas a la máxima capacidad mientras se mantienen dentro de las pautas de seguridad.

La excelencia operativa gira en torno a impulsar el rendimiento óptimo de todas las áreas del negocio segundo a segundo todos los días durante todo el año. La excelencia organizacional aprovecha la tecnología integrada comprobada que empodera al personal y apoya a las generaciones más jóvenes a tomar mejores decisiones para colaborar de manera más efectiva y acelerar el rendimiento comercial.

Los fabricantes deben implementar iniciativas de optimización a lo largo de todo el ciclo de vida de los activos de la industria y abordar los desafíos comerciales de una manera más integral y holística para desbloquear el valor que a menudo está vinculado a las funciones departamentales causadas por las prácticas de silo. La combinación de herramientas de simulación de procesos, sistemas de ejecución de fabricación (MES) y soluciones efectivas de planificación y programación es vital para optimizar el activo. Las empresas que utilizan un simulador de procesos avanzado pueden modelar sus procesos químicos para obtener mejores conocimientos y mejorar los diseños que optimizarán el rendimiento de la producción. Muchas empresas han adoptado el paquete de software aspenONE de AspenTech, que contiene soluciones innovadoras para optimizar los diseños de procesos para el uso de energía, costos de capital, costos operativos y rendimientos de productos mediante el uso de análisis de energía, evaluaciones económicas y diseño detallado de equipos durante el proceso de modelado. Desde la suite de ingeniería aspenONE, Aspen Plus resuelve problemas operativos y de ingeniería críticos que surgen a lo largo del ciclo de vida de una planta de procesos químicos. La herramienta de software predice el comportamiento del proceso utilizando relaciones de ingeniería, como balances de masa y energía, equilibrio de fase y químico y cinética de reacción. Con propiedades físicas confiables, datos termodinámicos, condiciones operativas realistas y modelos rigurosos de equipos, los ingenieros pueden simular el comportamiento real de la planta.

aspenONE MES agrega información de procesos, producción y negocios en un contexto cohesivo con herramientas rápidas de descubrimiento de datos, flujo de trabajo automatizado y seguimiento de pedidos, así como amplias capacidades analíticas, de notificación y visualización. Cubriendo todos los aspectos del modelo de actividad ISA-S95, los fabricantes pueden intercambiar fácilmente información en tiempo real entre el taller y el resto de la empresa para crear inteligencia procesable y optimizar la excelencia en la fabricación. El resultado final es menores costos operativos, menor variabilidad del proceso y mejor utilización de los activos que optimizan la rentabilidad final.

Los fabricantes están bajo una intensa presión para mantener altos márgenes de beneficio y ser operativamente ágiles mientras demuestran el cumplimiento tanto interno como externo de las normas de salud, medio ambiente y seguridad. aspenONE MES ofrece estas capacidades al proporcionar flujo de trabajo automatizado y seguimiento de pedidos para facilitar una mayor consistencia operativa, un mejor seguimiento de la producción y errores reducidos. Los procesos de trabajo consistentes y repetibles maximizan la eficiencia del activo de producción, lo que garantiza un tiempo de comercialización más rápido. Recopilar, almacenar, organizar y comunicar datos es fundamental para un análisis eficaz del rendimiento de la planta. El uso de un sólido historial de datos captura información de producción en tiempo real y visualiza los datos en contexto para medir y discernir la planificación y el seguimiento de la producción.

Complementario a la funcionalidad MES, el control de proceso avanzado (APC) se utiliza para reducir la variabilidad del proceso, lo que permite a los operadores acercar la producción a límites operativos seguros. APC mantiene un estricto control de las operaciones, reduciendo la variación de calidad (hasta un 50 %), mejorando el rendimiento de los procesos (hasta un 3 %), aumentando la capacidad (promedio de un 4 %), reduciendo los costos de energía (hasta un 10 %) y aumentando la eficacia de los activos. adaptativo de AspenTech El control de procesos automatiza el proceso de construcción y mantenimiento de los controladores APC, lo que reduce drásticamente el tiempo y el esfuerzo para implementar soluciones de control avanzadas y lograr beneficios más rápidos. Al transformar la fabricación de procesos con tecnología innovadora, los líderes de la industria se posicionan de manera más competitiva para satisfacer las demandas de hoy y también están mejor preparados para los desafíos del mañana.

Mejora del rendimiento de fabricación

Para las empresas de productos químicos a granel de hoy en día, es una necesidad competitiva lograr la excelencia en la ejecución con un rendimiento constante y predecible. La fabricación requiere la integración de todas las fuentes de información de procesos y producción para permitir que los ingenieros y operadores analicen datos vitales que puedan rastrearse en tiempo real y utilizarse para identificar rápidamente las causas fundamentales de los problemas operativos para tomar medidas correctivas inmediatas. Los fabricantes de productos químicos exitosos ahora están implementando soluciones de software integradas avanzadas para ayudarlos a mantener los márgenes de producción, mejorar la calidad del producto y continuar cumpliendo con las normas. El mercado actual es más dinámico y competitivo a nivel mundial. Por lo tanto, sacar el máximo provecho de las plantas químicas requiere tecnología innovadora para optimizar los activos, lo que en última instancia genera una mayor rentabilidad.

Terumi Okano es la principal profesional de marketing de productos de AspenTech

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– la producción y los nuevos pedidos aumentaron, con el índice de gerentes de compras (PMI) disparándose...

En noviembre pasado, la fabricación de EE. UU. superó las expectativas:la producción y los nuevos pedidos aumentaron, y el índice de gerentes de compras (PMI) se disparó a 53,2, desde el 51,9 de octubre, demoliendo el objetivo de 52,2.

Es apropiado que esta sorpresa ocurriera en el mismo mes de las elecciones presidenciales de EE. UU., durante las cuales los temas de manufactura y comercio mundial dominaron los temas de los votantes. Y, de hecho, narrativas importantes en toda Europa y Asia también se han centrado en la reevaluación de la externalización y la globalización. Dónde producir bienes, cómo producirlos de manera responsable y quién se beneficia se encuentran entre las cuestiones políticas/económicas más apremiantes de nuestra época.

Simultáneamente, la industria manufacturera se encuentra en la cúspide de la mayor revolución tecnológica que se ha producido en los últimos 40 años. Una combinación de Internet de las cosas, robótica, impresión 3D e inteligencia artificial está a punto de remodelar el futuro de la fabricación. La automatización, el trabajo, la política y la economía chocan entre sí; y por primera vez en mucho tiempo, la manufactura, no los servicios, está bajo el foco de atención.

¿Qué podemos esperar?

Viejas y nuevas geografías, cadenas de suministro dinámicas

A pesar de los esfuerzos recientes para reducir la subcontratación, la mayoría de los expertos cree que es imposible trasladar toda la producción global a nivel nacional. Sin embargo, el abastecimiento cercano y el abastecimiento local se están convirtiendo en opciones cada vez más atractivas para ciertos fabricantes, desde una perspectiva de costos. Los costos laborales y de producción en lugares como China están aumentando. Además, las empresas están comenzando a ver los costos operativos de manera más holística. Si bien pueden ahorrar en producción al tener una fábrica en Asia, sus costos de cumplimiento para servir a los mercados estadounidense o europeo pueden compensar esa ventaja.

Esta evaluación de extremo a extremo de los costos operativos está comenzando a convertirse en una buena práctica generalizada. Las empresas están utilizando plataformas de datos para romper los silos que históricamente existieron entre departamentos como compras, producción y distribución. Ahora que tienen una mejor visión de las complejas relaciones que existen entre los materiales, la mano de obra, la geografía y el transporte, las empresas pueden optimizar toda la cadena de valor en costos y servicio al cliente. En algunos casos, esto significa tener fábricas en Asia o África. En otros, significa trasladar la producción más cerca de donde existe la demanda. Al final del día, la idea es que una empresa diseñe su red de suministro de la manera que tenga más sentido para lo que está tratando de lograr.

Tomando esa filosofía y teniendo en cuenta la posibilidad de cambios políticos y económicos, el mensaje principal es que pronto, las cadenas de suministro de fabricación tendrán que ser dinámicas. Los fabricantes y los gerentes de la cadena de suministro deben tomar esto en serio:para competir, necesitarán la capacidad de cambiar sus ubicaciones de producción y distribución según sea necesario, y gestionar las consecuencias legales y financieras de hacerlo.

Y no son solo los factores políticos y económicos los que están creando la presión para ser ágiles, flexibles y dinámicos. También es la tecnología que está a punto de infiltrarse en todos los aspectos de la fabricación actual.

De robots araña, inteligencia artificial e Internet de las cosas

Tres tecnologías han madurado durante la última década que convergerán para revolucionar por completo la producción. El primero es la fabricación aditiva/impresión 3D. La sofisticación y las capacidades de las impresoras 3D continúan creciendo. Se han fabricado piezas tan diversas como implantes médicos y equipos aeronáuticos mediante fabricación aditiva. La gran ventaja aquí es el desacoplamiento de la ubicación de producción y la infraestructura circundante. Las piezas se pueden fabricar más cerca de donde se usarán, lo que reduce los costos y marca el comienzo de una era de "personalización masiva". Pero es la síntesis de la fabricación aditiva con las otras dos tecnologías, la inteligencia artificial y el Internet de las cosas (IoT) , eso es verdaderamente revolucionario.

Un ejemplo microcósmico de esta síntesis es el enjambre de robots araña de impresión 3D ideado por Siemens AG. Cada robot araña individual tiene una impresora 3D y puede moverse por sí mismo. Al coordinarse con otros bots araña, el "enjambre" podría producir objetos grandes y complejos por su cuenta, en tiempos récord. Los datos del diseño existirían como un archivo digital y la inteligencia artificial permitiría a estos robots coordinar y trabajar en diferentes aspectos del producto para optimizar la producción. Los robots, conectados y conscientes de sí mismos y de los demás, son un excelente ejemplo de IoT.

Si bien este ejemplo es un concepto muy temprano, es fácil extrapolar las implicaciones de este tipo de síntesis a gran escala. Máquinas al otro lado del mundo podrían colaborar en los pedidos. Los equipos inteligentes equipados con IoT podrían realizar el automantenimiento, coordinarse con las impresoras 3D para crear piezas de repuesto y hacer que los sistemas automatizados entreguen esas piezas según sea necesario. Las máquinas orquestadas con máquinas por sí solas para producir bienes son el santo grial definitivo de la revolución industrial que comenzó hace más de 250 años.

Para aprovechar el verdadero potencial de esta automatización y eficiencia, las redes de suministro, una vez más, deben construirse teniendo en cuenta la agilidad. La flexibilidad para acomodar la automatización robótica junto con el trabajo humano con la supervisión de los gerentes y el análisis de big data requiere una mentalidad completamente nueva, enfocada en la visibilidad de extremo a extremo del proceso de producción, junto con la comprensión de que las empresas necesitan optimizar para lograr objetivos holísticos. .

Estamos entrando en un momento de gran incertidumbre y gran promesa. Las acciones que toma la industria manufacturera siempre han sido fundamentales para la civilización. Y por primera vez en casi medio siglo, todos los ojos están mirando.

Suhas Sreedhar es Gerente de Cadena de Suministro y Liderazgo de Pensamiento Tecnológico en GT Nexus, una empresa de Infor, una red basada en la nube para el comercio global y la gestión de la cadena de suministro. Obtenga más información en www.gtnexus.com. Escribe con frecuencia sobre tecnología, cadena de suministro, Internet de las cosas y comercio minorista. El trabajo de Sreedhar ha aparecido en Forbes, IEEE Spectrum y varios blogs industriales y publicaciones comerciales.

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