1 / 57

Az olajipari optimalizálás eszköze (PIMS program)

Az olajipari optimalizálás eszköze (PIMS program). Mészöly Csaba. Pannon Egyetem 2007 I. félév . Agenda. A valóság és modellje Kapcsolat a terv és a valóság között A lineáris programozás alapjai Az olajipari optimalizálás eszköze: PIMS program A PIMS feladata, működése Terv típusok

fiorella
Download Presentation

Az olajipari optimalizálás eszköze (PIMS program)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Az olajipari optimalizálás eszköze (PIMS program) Mészöly Csaba Pannon Egyetem 2007 I. félév

  2. Agenda • A valóság és modellje • Kapcsolat a terv és a valóság között • A lineáris programozás alapjai • Az olajipari optimalizálás eszköze: PIMS program • A PIMS feladata, működése • Terv típusok • A PIMS felépítése, modelltípusok (PPIMS -> XPIMS) • XPIMS vs. PPIMS Examples • Adatszolgáltatás a tervezéshez • A tervezés eredménye, döntés előkészítés 2

  3. MOL GROUP tevékenysége a régióban A MOL Csoport (MOL, Slovnaft, TVK, leányvállalatok, INA) kereskedelmi tevékenysége Magyarországra, Szlovákiára, Ausztriára, Ukrajnára, Romániára, Horvátországra, Szerbiára és Szlovéniára - összességében a Régióra - terjed ki. Lengyelország Németország Csehország Ukrajna Szlovákia Ausztria Magyarország Románia Szlovénia Horvátország Bulgária Szerbia

  4. Értéklánc Crack sread, sales margin!! Nyereség Beszerzési korlátok (min-max volumenek) Értékesítési korlátok (min-max volumenek) • Technológiai adatok • Hozamok, minőségek, összefüggések • Anyagáram kapcsolatok • Fajlagosok Készletek (kockázat-> hedge) (leállások, szezonalitás) Jól karbantartott PIMS modell Leállások (üzemek, csővezetékek) Árak, arányos költségek Valódi optimum LOG KER KTD FIN, LOG FIN FIN, LOG LOG, … KER Alapanyag biztosítása (hazai) Alapanyag biztosítása (import) Techno-lógiai folyamatok Kész-termék szállítás Kész-termék tárolás Alapanyag szállítás Alapanyag tárolás Értékesítés TKD

  5. Agenda • A valóság és modellje • Kapcsolat a terv és a valóság között • A lineáris programozás alapjai • Az olajipari optimalizálás eszköze: PIMS program • A PIMS feladata, működése • Terv típusok • A PIMS felépítése, modelltípusok (PPIMS -> XPIMS) • XPIMS vs. PPIMS Examples • Adatszolgáltatás a tervezéshez • A tervezés eredménye, döntés előkészítés 5

  6. Hierachyoffunctions PAST CURRENT FUTURE PLANNING, OPTIMIZATION corporate level plant level SCHEDULING UNITOPTIMISATION unit level orders PROCESSCONTROL process level setpoints performance data REPORTING

  7. Agenda • A valóság és modellje • Kapcsolat a terv és a valóság között • A lineáris programozás alapjai • Az olajipari optimalizálás eszköze: PIMS program • A PIMS feladata, működése • Terv típusok • A PIMS felépítése, modelltípusok (PPIMS -> XPIMS) • XPIMS vs. PPIMS Examples • Adatszolgáltatás a tervezéshez • A tervezés eredménye, döntés előkészítés 7

  8. What is Linear Programming? A mathematical model consisting of a set of simultaneous linear equations

  9. What is Linear Programming? A mathematical model consisting of a set of simultaneous linear equations The same problem, in matrix form:

  10. What is Linear Programming? • Linear implies there are no mathematical terms such as X2, X3, logX ... • There are more unknowns (variables) than equations (constraints) • There are an infinite number of solutions to the problem • The best solution (i.e., optimum) is determined by an objective function (OBJFN) row

  11. Requirements of an LP Problem • There is an OBJECTIVE, e.g., maximize profits • There are alternative courses of action to achieve objective • Resources are in limited supply • The firm’s objective (and limitations) can be expressed in form of mathematical equations and inequalities

  12. Simple LP Problem(Tables & Chairs)

  13. A Simple LP Problem(Matrix Format) Eq’s 1-6 are LP rows, or constraints TAB and CHR are columns, or variables

  14. Lineáris programozás modellje

  15. Agenda • A valóság és modellje • Kapcsolat a terv és a valóság között • A lineáris programozás alapjai • Az olajipari optimalizálás eszköze: PIMS program • A PIMS feladata, működése • Terv típusok • A PIMS felépítése, modelltípusok (PPIMS -> XPIMS) • XPIMS vs. PPIMS Examples • Adatszolgáltatás a tervezéshez • A tervezés eredménye, döntés előkészítés 15

  16. What is PIMS? • PIMS = Process Industry Modeling System • Developed for Oil & Petrochemical Industry by Aspen Technology and former owner Bechtel. • PIMS • Optimization planning tool (Money maker machine) • Employing LP technique • Modeling tool • Model analyzer tool 16

  17. What is PIMS? 17

  18. Refining Operation - A Bird’s Eye View CRD PROCESS UNITS BLENDING SECTION LPG INT MOG JET BUT DSL STM GAS F/O Additives II I III IV OBJFN = MAXIMIZE PROFITS I. SALES REVENUES $100,000 II. RAW MATERIALS (70,000) III. FUEL, STEAM, UTIL (10,000) IV. ADDITIVES ( 5.000) REFINER’S MARGIN $15,000

  19. PIMS modelstructure II I III IV . .. …

  20. PIMS eliminates fictitious product cost calculation Calculated Costs ? • How calculate product cost? • Equal (Crude + Utlil. + Fix) • Quotation based (no quotation for semifinished products) • Backward from real prices Real costs Atmospheric distillation What should we do if a product cost higher then the market price? Should be sales stopped? PIMS optimizes the whole system with real variable cost and prices. . 20

  21. One PIMS period is one moment (scheduling problem in case of Plant Shut Down) Monthly production is the same Error: Real production is Zero • Solutions: • Time slices: Make 2 periods (10 & 20 days length) • PIMS runs have to be checked by scheduling (feasibility) . 21

  22. Model vs. Reality (non linearity) . 22

  23. Agenda • A valóság és modellje • Kapcsolat a terv és a valóság között • A lineáris programozás alapjai • Az olajipari optimalizálás eszköze: PIMS program • A PIMS feladata, működése • Terv típusok • A PIMS felépítése, modelltípusok (PPIMS -> XPIMS) • XPIMS vs. PPIMS Examples • Adatszolgáltatás a tervezéshez • A tervezés eredménye, döntés előkészítés 23

  24. A PIMS programcsomag feladata Számítógépes támogatást nyújtson a termelés, a logisztika és a kereskedelem jobb összehangolásához a nagyobb gazdasági eredmény elérésének érdekében. MIRE ALKALMAS A PIMS? Lineáris programozási feladatok megoldására. Az LP feladatnak célfüggvényét a feladat megoldása során maximalizálja. A célfüggvény azaz a fedezeti összeg maximumát keressük. (PIMS = Money maker tool)

  25. PIMS Process Flow Diagram PIMS LOTUS/EXCEL PIMS MENUS DATA MANAGER VALIDATION & MATRIX GENERATION Validation.LST MatrixListing.LST Xpress.mp PIMS PIMS SOLUTION REPORTS RECURSION OPTIMIZATION SummarySolution.LST FullSolution.LST IterationLog.LST PrimalDual.LST Non-Converged

  26. Non-Linearities - Applications • Feedstock pooling • Distillation cut point Optimisation • Processing Severity vs Yields • Investments vs Capacity • Additive responses

  27. Agenda • A valóság és modellje • Kapcsolat a terv és a valóság között • A lineáris programozás alapjai • Az olajipari optimalizálás eszköze: PIMS program • A PIMS feladata, működése • Terv típusok • A PIMS felépítése, modelltípusok (PPIMS -> XPIMS) • XPIMS vs. PPIMS Examples • Adatszolgáltatás a tervezéshez • A tervezés eredménye, döntés előkészítés 27

  28. Plan types (time horizon) • LONG TERM - 1 TO 5 YEARS+TRENDS STRATEGIC INVESTMENT PLANNING UNCERTAINTY SUPPLY / DEMAND STRATEGY NEW UNITS / DEBOTTLENECKING • MEDIUM TERM - UP TO 3YEARS QUARTERLY, MONTHLY„ROLLING” PLANS / ANNUAL BUDGET FEEDSTOCK SELECTION PRODUCT MARKET TARGETS INTERMEDIATES TRANSFERS • SHORT TERM (ROLLING PLAN) - UP TO 6 MONTHS 6MONTH ROLLING PLAN / MONTHLY PLAN PLANT OPTIMISATION INVENTORY MANAGEMENT PRODUCTS BLENDING • IMMEDIATE- CRUDE/PRODS. SCHEDULING FLUCTUATIONS - PERFORMANCE MONITORING Degree of freedom

  29. Long Term Example: Built Delayed Coker Plant in Duna Refinery Delayed Coker (DC) converts fuel oil to gasoline and gasoil. • LONG TERM - 1 TO 5 YEARS+ • STRATEGIC INVESTMENT PLANNING • Expectations before decision: see on the diagram • SUPPLY / DEMAND STRATEGY • Fuel oil market collapsed, diesel market is growing. • NEW UNITS / DEBOTTLENECKING • Capacity: 1 million tons/year Motor gasoline, Diesel, 3,5% Fuel oil ckrack spreads Crack difference growing Delayed Coker started to run 29

  30. Agenda • A valóság és modellje • Kapcsolat a terv és a valóság között • A lineáris programozás alapjai • Az olajipari optimalizálás eszköze: PIMS program • A PIMS feladata, működése • Terv típusok • A PIMS felépítése, modelltípusok (PPIMS -> XPIMS) • XPIMS vs. PPIMS Examples • Adatszolgáltatás a tervezéshez • A tervezés eredménye, döntés előkészítés 30

  31. PIMS Upgrades & Options PIMS = Process Industry Modelling System • PIMS - Large 16,000+ Rows • PPIMS Multi-Period • MPIMS Multi-Plant • XPIMS MultiPeriod/MultiPlant (+Depots, +Markets) • PIMS-EEEnterprise Edition • PIMSMIP Mixed Integer Program

  32. CEPRO system Production places Crude pipeline Slovnaft Slovnaft Product pipeline Depot Modelling problem Poland CEE Czech R. Slovakia Friendship I. MOL Danube and Bratislava Refineries are the most complex in the region. Bratislava Friendship II. Austria Hungary Százhalombatta Romania Slovenia ADRIA 300 miles/484 kms Serbia Bosnia Herzegovina Croatia Montenegro

  33. MARKET SPLIT April Apr March March Feb. Feb. Jan Jan TRASFERS PIMS FLEXIBILITY 1 PPIMS Manual by experts NOT OPTIMISED DR-TVK PPIMS BR-SN PetCh PPIMS • Separated • Individual MULTI PERIOD Local Markets Local Markets TRANSFERS SET BY AGREEMENT NOT OPTIMISED

  34. PIMS FLEXIBILITY 2 GLOBAL MARKETS OPTIMISED SPLIT MPIMS OPTIMISED DF-TF-TVK PPIMS DR PPIMS TVK MODEL BR-SN PetCh PPIMS NO MULTI PERIOD Local Markets Local Markets Local Markets Optimized transfers OPTIMISED • ONE Period

  35. April Apr April March March March Febr Febr Febr Jan Jan Jan PIMS FLEXIBILITY 3 OPTIMISED SPLITGLOBAL MARKETS XPIMS OPTIMISED DF-TF-TVK PPIMS DR PPIMS TVK MODEL BR-SN PetCh PPIMS MULTI PERIOD Local Markets Local Markets Local Markets OPTIMISED TRANSFERS OPTIMISED

  36. Why MOL switched from P to XPIMS Comparison of PPIMS and XPIMS 36

  37. ELVÁRÁS A MODELLEL SZEMBEN • Jól képezze le a valódi folyamatokat, az eszközöket és azok működését, korlátaikkal és lehetőségeikkel együtt. • A modell legyen feladat függő, struktúrája és részletessége a feladathoz kell idomuljon. • Mindig azokra a tényezőkre kell fókuszálni, amelyeknek a legnagyobb hatása van a célra.

  38. Agenda • A valóság és modellje • Kapcsolat a terv és a valóság között • A lineáris programozás alapjai • Az olajipari optimalizálás eszköze: PIMS program • A PIMS feladata, működése • Terv típusok • A PIMS felépítése, modelltípusok (PPIMS -> XPIMS) • XPIMS vs. PPIMS Examples • Adatszolgáltatás a tervezéshez • A tervezés eredménye, döntés előkészítés 38

  39. Why MOL switched from P to XPIMS Example: XPIMS bio-diesel supply during key Slovnaft unit shutdowns PPIMS issues: XPIMS solution • Who supplies how much? • Sell more or less? • Inventory levels? • Bio-diesel only 1 element • Inventory built up beforehand • Maximum sales achieved Adequate (but not optimal) solution Optimal solution 39

  40. Why MOL switched from P to XPIMS • Example: XPIMS production flexibility through transfers (Polypropylene): • Main propylene sources • Inventories • Transfers • Polymer production • Sales of polypropylene $$ • XPIMS • Maximum flexibility • Minimal impact from Shutdowns HUNGARY SLOVAKIA MOL FCC TVK SC1-2 EXTERNAL Slovnaft FCC Slovnaft SC TVK PP3-4 Slovnaft PP3 pp pp Polypropylene $$ 40

  41. Agenda • A valóság és modellje • Kapcsolat a terv és a valóság között • A lineáris programozás alapjai • Az olajipari optimalizálás eszköze: PIMS program • A PIMS feladata, működése • Terv típusok • A PIMS felépítése, modelltípusok (PPIMS -> XPIMS) • XPIMS vs. PPIMS Examples • Adatszolgáltatás a tervezéshez • A tervezés eredménye, döntés előkészítés 41

  42. Adatszolgáltatás az optimalizáláshoz Kereskedelem (Beszerzés, Értékesítés) Finomítás Petrolkémia Logisztika Supply Chain Management, egyéb információk

  43. Árak prognosztizálása Mészöly Csaba

  44. Jegyzésárak, margin

  45. Jegyzésárak volatilitása

  46. Mennyiségek

  47. Belföldi piac szerkezete

  48. Szezonalitás

  49. Mennyiségek

  50. Külföldi piacok szerkezete

More Related