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战略及运营计划. Hans Hartmann 基准化线性规划模型 --供应链上的决策支持工具. 基准的线性规划模型. 线性规划应用范围 决策支持 原油选择 / 运营 / 市场 / 投资 供应链规划 模拟 深度 炼厂的复杂工艺模型 线性规划 广度 供应链条的价值结构 线性规划系统的确认 : 模型 – 运行 – 真正运营 确认性数据 供料 / 数量 / 特性 / 产量 / 产品 / 质量 / 利润 经济性 价值结构 / 驱动力 / 限制 线性规划价值结构分析 : 自上而下和自下而上两种方式
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战略及运营计划 Hans Hartmann 基准化线性规划模型 --供应链上的决策支持工具
基准的线性规划模型 • 线性规划应用范围 • 决策支持 原油选择 /运营 /市场 / 投资 • 供应链规划 • 模拟 深度 炼厂的复杂工艺模型 • 线性规划 广度 供应链条的价值结构 • 线性规划系统的确认 : 模型–运行 –真正运营 • 确认性数据 供料 / 数量 /特性 /产量 / 产品 / 质量 / 利润 • 经济性 价值结构 / 驱动力 / 限制 • 线性规划价值结构分析 : 自上而下和自下而上两种方式 • 自上而下分析 为GRM/GRM的分配驱动 • 自下而上分析 价值结构围绕着工厂和混合设备展开 • 工艺项 灵活性 /完整性 / 一致性 • 平衡性 材料 /特性 /氢 /价值 / 轮廓 • 例子 氢平衡 / CD-HV段的价值轮廓 • 基准的线性规划模型,总体上: 模型 –运行 –输出 –解释 • 概述和总结
性规划应用范围 • 计划概况 (中期项目, 预算, 财政预测) • 研究: 总计划、投资、工艺处理 • 背景信息:一般性指南 • 合资炼厂: 推荐规划: “分享蛋糕" • 短期决策支持: “做大蛋糕" • 原油 /供料选择 • 工厂运营:切断点和严重程度 • 组件到工厂的路径 • 最优混合 (稀释、炼石燃油) • 附加产品成本和产品规格的改变
炼厂燃油 HMU ISOMER HDS MHC POX 炼厂燃油 炼厂工艺模拟 液化石油气 HDT 车用汽油 平台 煤油 HDS CDU 汽油 原油 重质油 HY.CR HVU 焦化炉 催化裂化 TH. CR VISBR 燃油
炼厂 C 车用汽油 柴油 炼厂 A 燃油 炼厂 B 线性规划产品供应回路 在供应回路中价格比成本高
供应 购买( 数量)) <=== ===> 真正购买 需求 最优工艺 真正销售 生产量 <=== ===> 销售 (数量)) 生产日志 实验室分析 运转记录 运行模式 部件安排 产品质量/成分 <=== ===> • 选择 • -工艺 • 安排 • 混合 • 选项 炼厂毛利润 = 目标函数 = <=== ===> 财务报告 = 销售额 – 购买成本 –运营可变成本 • -完整性 ? • 一致性 ? 技术-经济相关的 选项都包括了吗 ? 驱动力 边际价值结构 约束 价值轮廓 价格 驱动力 约束 线性规划系统确认 线性规划模型 <-----------线性规划运行-----------------> 真正运营 约束 结构 运行 模型 建筑 操纵 预期的经济学 -确定的炼厂配置 -确定的商业环境 ??? <====== ======> ??? 在确定的商业环境中炼厂预期的灵活性
产品 1 * 价格 1 PLATF CD 供料 A * 价格A CC 产品 2 * 价格 2 f供料B *价格 B HVU VB PLATF 供料 A * (MV价格) CD 产品 2 * (价格- MV) CC HVU 产品5 * (价格- MV) VB 供料 E * (MV-价格) 对约束行为的炼厂毛利润分配 方法1) 毛利润从炼厂平衡获得 炼厂毛利润 = 总销售额 - 总购买成本 - 总可变成本 方法 2)毛利润从利润限制获得 炼厂毛利润 = 销售利润 + 购买利润 + 工厂利润
PLATF CD CC HVU VB 布局 切断点和严重程度 特性修正 供料价格 > 或< 价值 > : 最小约定值 (亏损) < : 最高可接受值 (赢利) 限制生产能力 在最小量时(亏损) 在最大量时(赢利) 线性规划模型运行中的价值结构 液化石油气 车用汽油 航空煤油 柴油 燃料油 驱动力 驱动力 产品成本 =价格 供料价格 =价值 产品成本 > 或 < 价格 > : 最小约定值 (亏损) < : 最高可需求 (赢利)
线性规划价值结构分析 • 自上而下分析 • 约束:供应/生产能力/需求:总毛利润分配 • 驱动力 :价格决定附加价值 • 线性规划( LP )与高等工艺控制类似 : 因果关系 • 自下而上分析 • 精馏(馏分波动)和转化率的灵活性 • 车间设备和混合装置布局的灵活性 • 原料平衡: 质量100 %平衡; 转化车间的体积 • 性质平衡 : 含硫、粘度等 线性化 • 氢平衡 : 分子 /原子 / 能量 • 工艺车间的价值平衡 • 混合车间中与最终产品相关成分的价值 • 工艺车间的价值轮廓 (例如,原油精馏塔/ HV 设备)
碳原子数 碳原子数 AA A x N 26 OO 26 ~ 10.5 短残碳值 C40+ ~ 12.5 石蜡 蒸馏物 C20-C40 14.29 24 24 22 22 20 20 AAA AA A x N OO 18 x AAA A AA 18 N OO 粗柴油 (250-350) 16 x 16 AAA AA A N OO 14 14 AAA A x AA N OO x 12 AA A OO N 12 煤油 (180-250) AA 10 x 10 AA A N OO x A OO N 石脑油(85-180) x A 8 OO N 8 A x N OO x A 6 N 6 OO 轻组份 (C5-85) x N/O OO x O 4 OO 4 液化石油气(C3/C4) x O OO ~ 13.0 原油 ~ 6.0 焦碳 x OO O 2 2 x 0 0 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 % wt. 氢含量 馏分中的氢含量 运输燃料 13-15 % wt. 氢含量
干气 C1/C2/H2 焦碳 + 硫化氢 燃料 液化石油气 C3+C4 粗柴油 汽油 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 成分中的氢含量 ,wt. % 催化裂化中的氢原子平衡 石蜡 蒸馏物
成分价值 ,$/bbl in %原油价值 成分价值 , $/ton % 原油价值 150 150 140 140 130 130 120 120 110 110 100 100 90 90 80 80 70 70 60 60 50 50 40 40 减小氢含量 =>降低价值 30 30 20 20 10 10 0 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 中间产品成分 CD/HV成分的价值轮廓 价值 $/ton = 价值 $/bbl * bbl/ton
基本报告 A) 趋势; 数量/质量 (可测量) 最初/双重 按代码编写 供料 产品 中间产品 标准报告 总方案报告 检查报告 临界值特性趋势 动力消耗趋势 工艺流程图 1)对炼厂毛利润自上而下的分析 分配的限制 自由度 报告的完整性 2) 对炼厂毛利润自下而上的分析 适应性分析报告 物质平衡 物性平衡 氢平衡 价值平衡 Excel 表格文件 工艺流程图 问题说明 ? 完整 ? 精确度 ? 用户界面友好 ? 自由度 ? 完整性 ? 交流友好 ? 一致性 ? 适合目标 ? 线性规划基准一览 模型 (内容) 运行 (操纵) 产出 (报告) 解释 (评论/审查) 结构 供应 数量: 固定值, 最小值, 最大值 价格: 单一价格或级差价格 注:工艺/混合设备是互相联通的 建筑 需求: B) 价值结构; (概念上的) 数量: 固定值, 最小值, 最大值 对设备的需要(体积/质量) 价格: 单一价格或 or 级差价格 规格: 固定值, 最小值, 最大值 配方混合 尺寸 线性化 基向量 摆动向量 混合-整体 多段时间 多级炼厂 数据 车间 车间产量 op.投入产出比 成分特性 生产容量 运营成本 原料质量规格 基准化
概述和总结 • 可以用模拟和线性规划的方式来做计划 • 模拟在工艺描述中具有深度; 线性化规划具有广度并能提供价值结构 • 这些特点使得线性化规划成为供应链中决策支持的首选工具 • 真实运营和线性规划预期的相似性并不能保证一定能制定出好计划 • 计划应该指导未来的运营;而不是过去的运营 • 线性规划价值结构应该遵从炼厂的生产逻辑和商业环境 • 线性规划运行逻辑可以用“自上而下”和“自下而上”两种方法来分析 • “自上而下”分析方法考虑了利润的驱动力和利润和约束 • 炼厂毛利润可以100%地分配到受约供应、车间以及需求活动中去 • 基准化考虑模型内容、操纵线性规划运行以及结果报告
概述和总结 基准化会导致快速行动和计划的改善: • 直接: 作为一种决策支持工具可以更有效地操纵线性规划运行 • 进行建模之后:管理信息的经济报告透明 • 能够区分次模型的重要程度和数据实时化以对决策支持更为有利