Shutdown & Turnaround Scheduling

Cal PoganBerlin, 22. Mai 2012

Wer ist COGA Plan?

Junges Softwareunternehmen

Spezialisiert auf Software für Planung, Logistik und Projektsteuerung

Maßgeschneiderte Lösungen für High Performance in der Industrie

Neu: Shutdown & TurnaroundGrößerer Auftrag aus der chemischen Industrie

Auslagerung von Teilen der Software

Steigerung der Produktionsrate durch bessere Shutdown & Turnaroud Planung

Warum Sie?MATHEON research center “Mathematics for Key Technologies”Ausgezeichnet ausgebildete StudentenReferenzen

Projekte vergangener Jahrgängexi AG (Lenkung Schiffsverkehr NOK)COGA-Steel (Coil Coating)

Arbeitsgruppe COGA Prof. Möhring, Prof. Skutella

Projektplanung heuteDissertation Manfred Körtgen, p. 42

Länger und teurer als geplant

Eröffnungstermin geplatztHohe Mehrkosten

Flughafen Berlin-Brandenburg

Länger und teurer als geplant

Kostensteigerung £ 400,000,000 in 1995Verzögerungen bei Projektbeginn und Ausführung

Eurotunnel

Nicht fertig für den Umzug von Bonn nach BerlinKostenüberschreitung im Kanzleramt € 50.000.000

Länger und teurer als geplant

Regierung und Parlament, Berlin, Juli 1999

„Wir sind tief enttäuscht und sogar

leicht deprimiert“

Unvorhersehbare Einflüsse (Wetter, Krankheit, schlechte Planung, ...)

Führt zu schlechter Planung

systematische Unterschätzung von Dauer und Kosten

Wir brauchen Modelle und Verfahren, die damit umgehen können

Ursachen

Unser Problem

Neues Optimierungsverfahren für Turnaround- & Shutdown-Projekte

Shutdown and Turnaround Scheduling

resource allocation and scheduling of large-scale maintenance activities in chemical manufacturingfind a good balance between maintenance cost and out of service costthe key is good project planning:- predicting the project duration- computing a good ressource allocation- evaluating immanent risks

Details eines ShutdownSehr detailierte Planung

ein Cracker hat 500–2000 Vorgänge (Jobs)ein Shutdown hat bis zu 150.000 Vorgänge

Reihenfolgebeziehungen sind einfachmeist parallele lange Ketten mit einigen parallelen Teilen (serien-parallel)

Ressourcen sind überwiegend Arbeitereinige in der Firma, weitere über Leihfirmen

Risiken durch unvorhergesehene Reparaturen

Beispiel: ein Cracker (1)

Ohne Titel

AUERLUEFTER DEMONT LUEF.DEM 2.R.

01.STOSS DEM.Boden 06-01 01. DEM 7,6 Stunden 2.R.

02.STOSS DEM.Boden 14-07 02. DEM 1,79 Tage 2.R.

KOL.TEILE ABLASSEN KT. ABL 7,6 Stunden 2.R.

KOL.-TEILE TRANSP KT. TRA 1,3Std. F

KOL.-TEILE SPRITZEN KT. SPR 41 Minuten 1.H.

KOL.-TEILE KONT.+REP KT.KONTR 2.R.

KOLONNE SPRITZEN KOL. SPR 6,48 Stunden 1.H.

IU EIGENUEBERWACHUNG ABNAH.IU S

KOL.-TEILE AUFZIEHEN KT. AUF 2 Tage 2.R.

01.STOSS MON.Boden 01-06 01. MON 2 Tage 2.R.

02.STOSS MON.Boden 07-14 02 MON 2 Tage 2.R.

MANNLOCHDECKEL MONT ML. MON 2.R.

DRUCKPROBE MIT EDELWASSER DP M.EDELW 0Std. 2.R.

12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16Sa., 24.04. So., 25.04.10 Mo., 26.04.10 Di., 27.04.10 Mi., 28.04.10 Do., 29.04.10 Fr., 30.04.10 Sa., 01.05.10 So., 02.05.10

ca. 2000 Vorgänge, Dauer 4–8 daysgroße Variation in Vorgangsdauern

Beispiel: ein Cracker (2)Struktur der Reihenfolgebeziehungen

Beispiel: ein Cracker (3)Personal-Ressourcen durch Leihfirmen steuerbar (z.B. Rohrschlosser ...)Mehreinsatz von Arbeitern verkürzt Vorgangsdauern bei höheren Leihkosten

Projektdauer

Kosten Ressourcen

Zeit-Kosten Kurve

Constraints

rj dj

processing times

5 / 1

Constraints

rj dj

processing times

5 / 1

kürzen

Constraints

rj dj

processing times

5 / 1

Constraints

rj dj

processing times

5 / 1

Kosten Pro

duktion

sausfall

Zeit-Kosten Kurvet

Ziele im Projekt (1)Phase I: Gute Wahl der Projektdauer t

Kosten Ressorcen und Produktionsausfall als Funktion von t ermittelnohne Detailplanung Ressouceneinsatz

t

Gesamtkosten

Wahl Minimum

Ziele im Projekt (2)Phase 2: Details Ressourceneinsatz

Vorgangsdauern und Anzahl Arbeiter als Vorschlag aus Phase Ijetzt Ressourcen-Leveling durch Vorgangsverschiebung und Anpassung Dauern

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100% 100% 100%leveln

Ziele im Projekt (3)Phase 3 (add-on): Risikoanalyse

Vorgangsverzögerung mit W‘keitAuswirkungen auf Projektdauer ermittelnz.B. durch „Erwartete Überschreitung“

t

!(t)

t0 = geplante Projektdauer

erwarteteÜberschreitung

für t0

komplexe Planungsvorgängegegenläufige Effekte Zeit-KostenRisiko für Projektüberschreitung

Müssen bessere Planung erreichenIhre Expertise ist gefragt!

Situation

Unsere VermutungBraucht die richtigen Graphenalgorithmen

Reihenfolgebeziehungen = GraphProjektdauer = längster WegZeit-Kostenoptimierung = ??Risikoanalyse = ??

Unser AngebotSie entwickeln einen Prototyp für optimierte Planung

GUI, leistungsfähiger SolverDie Firma mit dem besten Prototypen wird am Projekt beteiligt

Belohnungen für beste FirmenZeitrahmen: 6 Wochen

Unsere UnterstützungVorträge von Experten zu Lösungstechniken

ProjektplanungZeit-Kosten OptimierungAbschätzung des Risikos

Regelmäßige Gespräche über Ihren Fortschritterstes Gespräch: Ende nächster Woche

Details erstes GesprächMit drei Mitarbeitern Ihrer Firma

Leitung, Spezialisten für bestimmte AufgabenSie berichten

über Struktur Ihrer Firma (Abteilungen ...)Datenstrukturen und SchnittstellenPläne für die Algorithmen

Legen Ziele und Leistungen gemeinsam fest

Viel Erfolgwünschen

Cal Pogan &