공정 산업의 운영 관리 디지털화

서문:안전한 작동은 공정 산업의 최대 관심사입니다.

정유공장과 석유화학공장은 다양한 유해물질과 공정을 취급합니다. 연중무휴 운영의 특성상 안전, 규정 준수 및 신뢰성과 관련하여 엄청난 문제가 발생합니다. 경쟁력, 제품 품질, 공급의 꾸준한 흐름에 대한 사회의 요구 사항 충족에 대한 지속적인 강조가 있지만 모든 공장의 가장 중요한 초점은 안전하고 환경적으로 견딜 수 있는 방식으로 운영하는 것입니다.

공정 산업의 디지털화:앞으로 나아가는 확실한 방법

지난 5~10년 동안 다양한 이해 관계자가 자동화, 로봇 공학 배포, IIoT, 블록체인, 클라우드 컴퓨팅 및 IT/OT 통합과 같은 인더스트리 4.0 특성에 대해 많은 관심을 불러일으켰습니다. 선도 기업은 강력한 데이터 관리 시스템, 예방 및 예측 분석, 디지털 트윈 등을 통해 자동화된 비즈니스 프로세스를 배포했습니다. Shell, Exxon, BP, Reliance 및 Aramco와 같은 회사는 전체적인 이점을 위해 이러한 유형의 기술을 분류 및/또는 통합 방식으로 배포했습니다. 프로젝트는 예를 들어 생산 향상, 민첩한 이익 개선 기회(PIO) 관리, 최소한의 품질 제공으로 필요한 제품 품질 충족, 더 저렴한 공급 원료 처리와 같은 영역에 걸쳐 있습니다.

프로세스 안전, 작업장 안전, 환경 규정 준수, 장비 및 운영 신뢰성, 공장 무결성 등을 개선하기 위해 많은 자동화 및/또는 디지털화 프로젝트도 구현되었습니다. 거의 모든 공장이나 회사는 비용과 이점을 고려하여 신중하게 디지털화의 일부 측면을 진행하려고 노력했습니다.

운영 관리

공정 플랜트의 작업 관리는 교대 작업과 주간 작업의 두 가지 수직으로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 교대 작업은 24/7 일정으로 작동합니다. 교대 작업의 목적은 모든 활동을 안전하고 완벽하게 수행하는 것입니다. 이 목표에는 다음과 같은 세 가지 측면이 있습니다.

1. 항상 정의된 운영 기간 내에서 플랜트 및 장비 운영
2. 정의된 절차에 따라 모든 작업 수행
3. 당일 작업에서 받은 계획 및 지침에 따라 공장을 운영합니다.

공정 플랜트에서는 일반적으로 회전 장비의 약 40%가 대기 상태에 있고 나머지는 실행 모드에 있습니다. 장비의 상태에 따라 "작동 창"이 정의되어 유지되어야 합니다. 유사하게, 정지 중인 설비는 정의된 정지 상태에서 감시되고 유지되어야 합니다. 가동이 중단된 플랜트에서 컬럼이 과압 상태가 되거나 탱크가 과충전되어 바람직하지 않은 상황이 발생하는 것을 보는 것은 드문 일이 아닙니다.

공정 산업의 과거 사고를 간략히 살펴보면 정해진 절차 없이 작업하거나 때로는 잘못된 절차를 사용하여 상황이 자주 발생한다는 사실을 알 수 있습니다.

교대 작업 승무원은 잘못된 의사 소통을 피하기 위해 적절한 계획과 지침을 서면 형식으로 제공해야 합니다. 예를 들어, 탱커를 잘못된 저장 용기에 하역하거나 잘못된 제품을 고객에게 발송하는 것은 계획이나 지침을 사용할 수 없을 때 드문 일이 아닙니다.

주간 운영의 목적은 운영에 대한 중간 관점을 갖고 이를 비즈니스 계획에 맞추는 것입니다. 당일 작업은 기술 및 엔지니어링 직원과 협력하여 올바른 작업 창을 정의하고 교대 작업에 사용할 수 있도록 합니다. 또한 필요한 모든 절차를 사용할 수 있는지 확인합니다. 하루 작업의 일상적인 집안일 중 하나는 생산 계획과 작동 지침을 교대 직원에게 제공하는 것입니다.

주간 운영은 또한 자산 대면 직원에게 필요한 역량과 관련이 있으며 이를 정의하고 개발하기 위한 정교한 프로그램이 있습니다.

교대 및 주간 작업 외에 세 번째 각도인 현장 작업이 있습니다. 사이트 운영의 목적은 전체 사이트의 모든 프로그램과 활동에 대한 적절한 관리와 거버넌스입니다. 조직의 다양한 직원과 기능이 동일한 작업을 수행하여 사이트 또는 회사의 전체 목표가 정의되고 달성되도록 합니다.

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운영 관리의 디지털화

교대, 하루 및 현장 운영의 모든 목표를 달성하는 데 도움이 되도록 관리의 여러 측면에서 디지털화를 고려할 수 있습니다.

작업 창 디지털화

기존 작업에서 작업 창은 Microsoft Excel, Word 또는 .pdf 문서의 문서로 보관됩니다. 이러한 문서는 일반적으로 3개월에서 1년 사이의 간격으로 검토 및 수정됩니다. 그러나 공장은 경보의 형태로 DCS에 내장된 작동 창으로 운영되며 교대 작업은 창 내에서 작동할 것으로 예상됩니다.

공정 플랜트는 여러 상태에서 실행되고 다양한 장비가 주어진 시간에 서로 다른 상태에 있다는 점을 고려하면 디지털 플랫폼에서 다른 상태에 대해 모든 장비 및 프로세스에 대한 작동 창을 정의하는 것이 좋습니다. 이 디지털 데이터 세트는 IT 플랫폼을 통해 배포되며, DCS와 실시간으로 효과적으로 통합될 때 교대조 작업이 정의된 작업 창을 실시간으로 확인하고 그에 따라 공장을 운영할 수 있는 권한이 부여된다는 보장이 있습니다.

Honeywell, Emerson, Yokogawa 및 기타 업체는 디지털 운영 창을 보유하고 DCS와 통합할 수 있는 이러한 유형의 IT 애플리케이션을 개발했습니다. Shell, Exxon, Emerson, Honeywell과 같은 여러 회사에서 추진하는 비정상적인 상황 컨소시엄은 장비가 항상 정의된 시간 내에서 작동하면 약 40%의 장비 고장이나 성능 저하를 피할 수 있다는 분석을 내놓았습니다. 디지털 플랫폼은 교대조 작업이 올바른 작업 창을 지속적으로 인식하고 실시간으로 장비 및 공정 조건을 제어할 수 있도록 합니다.

절차 및 체크리스트의 디지털화

교대 작업은 표준 작업 절차(SOP)와 함께 제공됩니다. 일반적으로 교대로 수행되는 거의 모든 활동은 SOP 형식으로 문서화됩니다. 종종 일부 SOP에는 체크리스트가 있습니다. 이러한 SOP는 일반적으로 Word 또는 .pdf 형식으로 제공됩니다. 이러한 SOP는 일반적으로 IT 플랫폼의 강력한 콘텐츠 관리 시스템을 통해 잘 관리됩니다. 교대 작업은 인쇄물을 가져와 현장 관행에 따라 사용해야 합니다. 체크리스트가 채워지면 보관되거나 스캔되어 시스템에 업로드됩니다.

SOP와 체크리스트를 디지털화할 기회가 있습니다. 디지털화된 SOP와 체크리스트는 모든 교대 작업에서 잘못된 체크리스트나 절차를 사용하는 것을 방지할 수 있도록 각 장비에 대해 매우 엄격하게 맞춤화할 수 있습니다.

운영 계획 및 지침 디지털화

작동 지침은 일반적으로 공장 제어실에서 사용할 수 있는 레지스터에 작성하여 전달됩니다. 교대 직원은 동일한 내용을 읽고 승인을 받아야 합니다.

운용계획과 지시가 디지털화되면 교대조가 지시를 어떻게 따랐는지, 지시나 지시를 이행하는 과정에서 어떤 어려움이 있었는지 감시하기 쉬워졌다. 교대 지시에 따라 다양한 이벤트와 추세를 분석할 수 있으며 특정 조건에서 지시를 "활성화"하여 상황에 따른 상황에서 사람에 의존하지 않도록 할 수도 있습니다.

역량 프레임워크 디지털화

자산 대면 직원의 역량은 다양한 업무를 수행할 수 있는 기회의 수에 따라 연마됩니다. 교대 작업에는 일반적으로 장비 상태 모니터링, 장비 전환, 장비 격리 및 인계, 장비 시작 및 중지 등이 포함됩니다. 자산 대면 직원은 또한 긴급 상황에 직면하고 적절한 조치를 취하는 현장의 첫 번째 사람들입니다.

전통적인 관행에서는 참석한 교육 세션 수, 통과한 테스트 수, 교육 시뮬레이터에 소요된 시간 등을 기준으로 역량을 정의하고 측정했습니다. 그러나 디지털화된 역량 관리 프레임워크에서는 필터 뱅크 역세척, 분자체 베드 재생, 장비 격리 및 안전한 인계와 같이 특정 작업자가 접한 기회의 수를 측정하는 것이 가능합니다. 성공적인 작업 및 실행 오류의 수를 디지털 방식으로 추적하고 개선에 사용할 수 있습니다.

현장 운영의 디지털화

앞서 언급했듯이 사이트 운영은 모두 관리 및 거버넌스에 관한 것입니다. 여기에는 중앙 표준, 절차, 관행 및 정책을 정의하고 관리하는 작업이 포함됩니다. 여기에는 비즈니스 조정이 포함됩니다. 계획 및 일정 수립; 재고 관리; 자재 관리; 계약자 관리; 인사; 규정 준수; 고객, 공급업체 및 커뮤니티 참여; 보안; 및 기타 많은 전문 분야.

디지털화는 특히 생산 계획 및 재고 관리와 같은 현장 운영의 여러 측면에서 효율성을 개선할 수 있는 기회를 제공합니다. 디지털화는 품질 관리 및 보증에 도움이 될 수 있습니다. 가격 조정; 촉매, 화학물질 및 기타 물질 관리; 계약자 관리; 등등.

안전을 개선하기 위해 PFD, P&ID, 데이터 시트와 같은 다양한 유형의 공정 안전 정보를 디지털화할 수 있습니다. 다양한 PSM(공정 안전 관리) 프로세스의 강력한 데이터 구조가 지원하는 종단 간 디지털화는 조직에 단기적 및 장기적 이점을 제공합니다.

디지털화의 기타 이점

다양한 운영 관리 활동의 디지털화는 엄청난 이점을 제공합니다. 여기서 강조할 가치가 있는 것 중 하나는 모델 개발 및 분석 수행의 잠재력입니다. 디지털화된 데이터는 진단, 예방 및 처방 분석, 장비의 잔여 수명 예측, 촉매의 실행 길이 예측, 통계적 공정 제어 등에 사용할 수 있습니다. 많은 경우 디지털화를 제대로 수행하면 프로세스 기능 및 한계에 대한 더 나은 통찰력을 얻을 수 있으며 이는 보다 효과적인 계획에 사용할 수 있습니다.