用新的數據分析工具，一家煉油廠僅3個月就節省了60萬美元！
發布時間：2023-06-05 來源：控制工程網
圖片來源：Seeq
過程制造商通過數據洞察來主動監控關鍵績效指標（KPI），從而減少了排放并提高能效。
通過新的數據分析工具，一家煉油廠在溫室氣體排放方面僅3個月就節省了60萬美元。另外一家化學品制造商通過改進控制方法，在30個月內將熱回收率提高了30%，蒸汽消耗量減少了15%。在過去十年中，可持續性已被公認為過程工業的一個重要領域，許多過程制造商公開承認對氣候變化和其它環境問題的關注。為了應對這些以及其它相關擔憂，這些制造商正在投入人力資源，專注于領導可持續性工作，并創建具體的關鍵績效指標（KPI）。
關鍵績效指標的發展為過程制造商帶來了諸多收益，如可以更好地獲得新的投資資金、因減少浪費和降低能耗而帶來的成本節約，以及提高聲譽，從而獲得競爭優勢。
然而，盡管如此，想法和行動之間往往存在著明顯的脫節，因為許多過程制造商仍然難以確定：如何以真正可衡量的結果或改進來實現其目標。如果沒有明確的戰略，即使有這些良好的目標，也無法獲得所需的時間和資源投資。
在工具庫中，如果有了合適的高級分析應用，過程制造商可以通過優化使用現有資產來跟蹤環境績效，這將會識別提高效率和可持續性的機會。
01 可持續工業運營道路上的障礙
不斷發展的可持續性空間，以及來自監管、投資者和社會的不斷增多的壓力，給過程制造商帶來了一些新的挑戰。首先，雖然過程行業的可持續性通常與碳捕獲、替代能源和電力存儲等新技術相關，但這些舉措實施和維護的成本相當高，收益也往往不會立即兌現。
例如，在風力發電場中，安裝的每臺風力渦輪機捕獲風能所產生的碳足跡，必須通過運營予以補償?？紤]到設計、建造和實施風電場所需的時間，以及對儲能所需的投資，在實施后很長一段時間內，制造商可能無法獲得可持續性效益。
02 測量和減少工業溫室氣體排放
由于缺乏標準化的報告和明確的投資回報率計算，這些初始費用和延遲收益更加復雜，往往導致資本分配不足。事實上，就溫室氣體KPI而言，“氣候行動100+”倡議的最新評估發現，只有5%的公司明確承諾：將資本支出計劃與其長期溫室氣體減排目標掛鉤。
然而，新的監管行動可能會迫使過程制造商加快行動。2022年3月，美國證券交易委員會（SEC）提出了新規則，要求公共組織加強與氣候相關的披露，包括直接溫室氣體排放（范圍1）、間接排放（范圍2）以及價值鏈上游和下游活動排放（范圍3）的信息。如果沒有對當前運營的深入了解，不管溫室氣體的范圍如何，過程制造商都很難改進、優化運營并報告其環境績效。
沒有適合的軟件工具，進行任何類型的度量計算都可能非常耗時，這樣就會將寶貴的主題專家（SME）資源浪費在日常數據管理活動上。許多情況下，盡管費時費力，但他們仍然無法充分了解環境KPI以推動改進。使用專門為分析時間序列過程數據而設計的合適工具，團隊可以快速獲得洞察力，以提供近乎實時的過程調整信息，從而實現業務目標，同時將能耗和浪費降至最低。
03 通過分析實現環境目標
當過程制造商只專注于大型技術以實現其可持續性目標時，往往忽略了現有可用資源可以立即優化其環境績效。其中一些幾乎不需要資本投資。數十年來，過程制造商一直在歷史數據庫中收集時間序列過程數據，利用所擁有的先進軟件工具可以立即應用這些數據，并授權員工將可持續性作為重點，從而創造競爭優勢，使企業朝著既定的目標前進。
高級分析應用使制造企業能夠更深入地了解其環境過程數據，然后識別需要改進的領域，從而優化現有資產的環境性能。通過靈活性來擴展現有過程改進框架，這些應用使團隊能夠掌握新的和以前無法解決的可持續性用例。高級分析應用還使過程制造商能夠從以合規性為中心的響應式方法，過渡到主動的、甚至是預測性的方法。通過持續監測參數以發現問題，這些組織可以評估績效以確定根本原因。
除了監控和根本原因分析之外，高級分析應用還可以幫助中小企業建立模型，以更好地了解過程變化如何改善環境績效，例如，通過“假設”分析。這些模型也可用于預測環境性能和預防偏差。下面的案例展示了如何使用高級分析應用來提高效率和可持續性。
04 對過度燃燒的緩解
燃燒是許多工廠和設施（包括煉油廠、化工廠和石油鉆井平臺等設施）為防止超壓事件而采取的安全措施。然而，燃燒也會產生自己的問題。如果安全閥出現故障，可能會導致長時間燃燒，從而導致能源浪費。燃燒系統也可能無法正常工作，導致氣體釋放到大氣中，從而導致溫室氣體排放（圖1）。
圖1：過程制造商可以使用Seeq的環境超標報告來跟蹤累積排放量，并通過保持在可接受的范圍內來確保合規性。
大多數煉油廠都有燃燒系統來幫助他們管理和應對這些凈化事件。就加拿大的一家大型煉油廠而言，隨著運營時間的推移，過程工程團隊在沒有適當基線的情況下很難確定燃燒的目標。團隊使用數值和偏差搜索功能，確定了設備處于高流量狀態的時間段。使用工作臺內條件函數的信號，他們確定了平均流速，作為火炬煙囪正常運行的基線。通過實時與所有歷史數據連接，團隊能夠在短時間內主動分析超過10年的數據，幫助他們在2022年第一季度識別并減少價值60萬美元的過度燃燒。
05 減少能源和水的消耗
一個專業化學品制造商的SME團隊，創建了其過程能耗的多變量模型（圖2）。然后使用該模型將預期（建模）能耗與實際能耗進行比較。利用這些比較和其它調查，團隊確定造成大量能源浪費的過程問題，包括閥門不工作和控制器調節不當。
圖2: 一家化學品制造商使用Seeq產品比較建模能耗和實際能耗。當發現高偏差時，SME會進行根本原因分析。
確定這些偏差的根本原因，使工程師能夠采取糾正措施并減少能源浪費，在30個月內將熱回收率提高了30%，蒸汽消耗量降低了15%。這些節約相當于道路上減少1100輛客運車輛。在開發能源模型之前，這些問題往往未被發現。
06 合規性報告自動化
當煉油廠的過程工程師考慮排放問題時，他們可能會專注于合規性，這通常會導致事后對環境偏差做出響應。然而，使用合適的高級分析應用，這些團隊可以轉向一種主動的方法，使其能夠將數據情境化，獲得關鍵見解并執行根本原因分析。
一家石油和天然氣公司的主題專家，希望實現合規性報告的自動化。該應用連接到過程歷史數據庫，并應用主題專家定義的計算，以根據行業法規高效準確地報告排放水平（圖3）。當新數據可用時，這些報告就會自動更新，這樣每個報告可以為公司節省兩天的工程時間。
圖3：高級分析應用可以監控和自動報告整個煉油廠排放的KPI。
利用這些可用的排放績效數據，該公司從被動轉向主動，以識別問題并緩解過程調整，而不是在事后采取行動。
07 提供可持續性見解
雖然過程制造商有義務支持環境努力，但如果沒有具體的行動計劃，實現可持續運營可能是一項艱巨的任務。這些組織不應忽視他們能夠更有效地利用現有資產和資源，以立即實現改進的機會。
擁有合適的工具，團隊可以深入了解環境績效，使組織能夠讓其員工參與到各個層面，從而對過程制造商的環境足跡產生直接的積極影響。（作者 | Mariana Sandin）
關鍵概念：
■ 高級分析幫助制造商了解運行方式以及可達到的效率。
■ 高級分析應用幫助主題專家建模，以便更好地了解過程變化如何改善環境績效。
■ 希望提高可持續性的過程制造商可以使用其設施中已經存在的資產。
思考一下：
如何使用高級分析來改進您的設施？