Матч усилий, чтобы R

Использование поэтапной инженерный подход к гид R

Для обеспечения наиболее эффективного использования ограниченных R организации

В недавней статье "В Engineer или нет: вот в чем вопрос" (КЭП, август 2005, с. 49-51), при условии Yannul быстрый способ оценить технический уровень усилий, необходимых для проекта в сравнении. Методика особенно полезна для существующих процессов в установленном растений. Научно-исследовательские проекты, однако, почти все попадают в "крупных инженерных требуется" категории. Процессы часто не существуют, или существуют только на скамейке или экспериментальных масштабах, и, в конечном итоге, основные инвестиции инженерных необходимо.

Когда компании борьбу за увеличение рентабельности при решении таких вопросов, как экологические нормы и глобальной конкуренции, R

Если слишком мало времени провел понимания процесса на ранних стадиях, вы рискуете рабочих слишком много времени на lowprofit или даже убыточными процесса. И наоборот, если слишком много инженерных сделать, прежде чем есть четкое понимание того, что требуется, вы можете потерять драгоценное время и риск получить конкурирующего продукта на рынок в первую очередь.

Метод, основанный на поэтапном управления проектами принципов ключевое значение для предоставления нужной информации в нужное время.

Национальная лаборатория возобновляемой энергии в (NREL) биомассы R

Как показано на рисунке 1, Научно-исследовательская работа начинается с малого и расширяется. Переход на следующий этап требует прохождения через ворота на заседании ряд все более жестких критериев успеха, таких, как конкурентоспособность, технико-экономического обоснования, а также на окружающую среду. Мыслительного процесса проектирования и технико-экономического анализа используются для технической и финансовой оценки.

Инженерные усилия использует традиционные методы техники, но и фазы проекта руководства, как они применяются. Следуя той же принципы, как научный сотрудник, инженер, движется от простого к более надежной-оценок и связей строгости анализа объем данных, ресурсы, выделенные, а инвестиции - все, направленных на решение конкретных критериев, у каждых ворот.

Окончил подход означает, что проект движется по пути развития, инженерной оценки стали более надежными и, будем надеяться, более точными. Идея нового проекта не должен получать тот же уровень инженерного анализа или в качестве более крупного, четко определенных проектов (и часто не могут из-за отсутствия информации). Новая идея анализа должны быть направлены на предоставление информации для идти / не идти-решения, в то время как пожилые проекты нуждаются в конкретных целей и задач.

Даже если ваша организация не использует строгие методы управления проектом, вы можете разработать поэтапный инженерный подход. Помните, что инженерные методы, используемые здесь, проверенные и надежные стандарты - только уровень, на котором они работают, нужно определить. Поэтапное инженерный подход использует эти методы на различных уровнях строгости.

Разработка поэтапного подхода

Во-первых, разработать перечень инженерных вашей компании методами. Например:

* Концептуального проектирования

* Массового и энергетического баланса

* Капитальные и эксплуатационные затраты оценки

* Оценки финансового возвращения

* Жизненного цикла оценки.

Далее, определить число фаз, глядя в вашу систему управления проектами. Если ваша организация не имеет определенной 1, выполните "пробный проект" (реальной или мнимой), чтобы узнать, где Есть природных перерывов в процессе развития.

Там может быть несколько или несколько, в лице управления обзоров или утверждения, финансирования циклов, или изменения в проект сотрудников, работа движется в более широком масштабе. Попробуйте определить 5:57 дискретной фазы. Вы также можете определить точки принятия решений (ворота в системе Этап ворота), а затем определить оценки необходимы для каждого решения.

Наконец, опишите уровень надежности соответствующих для каждого метода на каждом этапе проекта. Например, результаты усилий процесс проектирования может начинаться с эскиза, приступить к блок-схему блока, развиваться, чтобы набор диаграмм потока процессов, а в конце набора труб и приборов диаграмм.

В таблице приведен пример в матричной форме с использованием этапы и ворота методологии. Одним из первых разницей, что необходимо сделать, является ли проект нового процесса или изменение к 1 уже в процессе развития. Нередко (как в последнем случае), детальные модели процессов и инструментов оценки существуют основные понятия процесса, разработанный в качестве основных опыт учреждения. Однако, когда новые идеи или концепции процесса рассматриваются такие модели и инструменты должны быть созданы.

Идеи

Цель оценки новых идей для проверки общего направления научных исследований и обеспечить инженерной перспективы идти / не-го решения. Слова ничего не стоят - на самом деле. Поговорите с инженерно-техническим персоналом об идее, и какие-либо альтернативы. Это дает перспективу за вас и исследователя.

Существует не процесс проектирования предстоит сделать здесь, и материально-энергетических балансов и финансовой оценки являются базовыми, из-за отсутствия информации и ресурсов. Держите расчеты просты, и использовать информацию, которая является легко доступной, как потенциальную ценность продуктов и сырья стоимости. Убедитесь, что вы не нарушает никаких законов и термодинамических, что общий материальный баланс является разумным. Разве ценность продукта выше, чем стоимость исходного сырья? Какую часть от стоимости продукта будут потрачены на сырье? Таковы основные вопросы, но во много раз, пока не рассматривается ошеломляюще на поздних стадиях проекта.

Если эта идея улучшение, постарайтесь рассчитать снижение наилучший расходов, предполагая полную ликвидацию текущих расходов связано или с использованием предыдущего исследования чувствительности. Начиная теперь и в каждой фазе, некоторые из наиболее ценную информацию, собирать то, что неизвестно, которые будут определять работу предстоит сделать в последующих этапах.

Предварительное расследование

Если идея будет одобрена, следующий шаг будет заключаться предварительного следствия при ограниченных финансовых ресурсах (например, уровень финансирования). Цель на данном этапе оформившегося заключается в разработке концепции в материальном, но на высоком уровне процесс разработки с валовой стоимости продукции.

Для того чтобы процесс проектирования, блок-схема потока (BFD) с указанием предполагаемых этапов процесса достаточно. Создание общего баланса массы и грубая, общий баланс энергии в электронную таблицу или программы моделирования, такие как Аспен-Plus, Hysys или ChemCAD.

Если вам необходимо сделать предположения о доходности, затрат и т.д., сделать оптимистичный из них. Подумайте об использовании теоретических урожайности. Это позволяет избежать искушения потратить время и ресурсы, глядя на "правильный номер" и обеспечивает лучший сценарий. Если лучшие или наиболее оптимистичный сценарий процесс не выглядит хорошо с технической или экономической точки зрения, следует, что реальная система вряд ли будет возможно. Это критически важную информацию для идти / не-го решения.

С BFD и баланса массы, разработать перечень ограничений внутри батареи (ISBL), большой билет оборудования и стоимость их, используя накопленную информацию и стандартные ссылки техники. Использование фактора Ланг перейти от стоимости приобретенного оборудования в общей инвестиционного проекта (ТПИ). Для работы и коммунальные услуги, разработать комплекс agreedupon расходы из опубликованной информации или опыта, и использовать их для каждого проекта. Расчетный фиксированных расходов в процентах от капитальных затрат. Использование капитала заряда фактор (с выбранной внутренняя норма доходности, или IRR, препятствие встроенных в него) для перехода из ТПИ, чтобы цена за единицу продукции для взноса в капитал, а также добавить эксплуатационные расходы, чтобы создать "минимальные продажи продукта цена "оценки. Если вы знаете, его предполагаемая цена продажи, чистая приведенная стоимость (NPV), или IRR расчетов ценны. Счет за неопределенности путем изучения больших значений IRR. Это начало определения резервного факторов. Тем не менее вы представить доклад о результатах, то целесообразно разработать таблицы стоимости, однако Короче говоря, на данном этапе позволяют выполнять чувствительности или что-если "анализ ..

Никогда не изобретать инструменты и информацию. Сохранить творческую энергию для улучшения процесса. Как оборудование, операционные расходы и коммунальные разработаны, положить их в хранилище данных (электронные таблицы или базы данных), что вся команда инженеров может получить доступ к (2). Это позволит улучшить инженерных эффективность, позволяя повторное использование и мобильность. базы данных сегодня сделать краткое работу по созданию хранилищ и интерфейсы для хранения и извлечения модели, чертежи, таблицы и наборы данных, связанных с процессом. Как стоимость, масса, и таблицы, энергетического баланса или модели разработаны, сохранить файл шаблона для обеспечения проведения последовательной и эффективной отправной точкой для будущих оценок процесса.

Подробное исследование

Если проект демонстрирует наилучший целесообразности, она движется в значительной планирования и проведения ряда экспериментов. Подробное исследование определяет работы, которую предстоит сделать, и план ее выполнения, с более финансирования (9:55 раз выше, уровня финансирования, как правило).

Инженерной задачей на данном этапе заключается в добавлении достаточно подробно, чтобы определение доказавшие шаги или барьеров. Эта информация используется для разработки плана исследований и обеспечивает исследовательской группы с конкретными целями. Существует смещение акцента от предоставления общей оценки при достаточно highlevel принятия решений, чтобы помочь прямой R

С BFD и лабораторные данные стадии разработки, создания технологических схем (PFDs), а также более детальный перечень оборудования, добавив, малых и вспомогательного оборудования. При необходимости добавить вне пределов аккумулятор (OSBL) оборудование для проектирования и капитального список. Добавить подробно массового и энергетического баланса, поступающих в моделирования программного обеспечения по мере необходимости, чтобы воспользоваться физических данных об имуществе, методы оценки и интеграции / утилизации возможностей моделирования.

Разбейте фиксированных расходов на содержание труда, налоги, страховые и накладные категорий. Многие из них могут быть определенный процент от труда и капитальных затрат. Определить установки, резервного и других косвенных затрат на капитальные вложения. Дисконтированных денежных потоков, анализ таблицы могут быть разработаны, чтобы IRR, справедливости, ставки по кредитам и другим финансовым параметрам быть введены и установлены анализа чувствительности. Возможные воздействия на окружающую среду или выбросов вопросы должны быть рассмотрены в плане проекта.

Компьютерное моделирование играет важную роль в инженерно инициативе R

Ничто не занимает место экспериментальных или демонстрационных систем, но многое можно сделать с помощью моделирования, чтобы найти лучшую систему для пилота. Держите по моделированию целесообразно стадии проекта. Сегодня мощные тренажеры создать в инженера желание, модель, модель. Resist. Начало просто, некоторые важные компоненты, блок операций и параметров процесса. Не модель вещи, которые хорошо известны или пакет операций, таких как насосы или градирен, если есть производительность неопределенности.

Моделирование являются важными инструментами в течение всего срока проекта - от оценки несколько важных операций для развивающихся всю модель процесса, которые могут быть переданы разработчику или инженерно-строительной компании принять во стадии детального проектирования. Исследование Rand корпорации (3) проанализировали новые проекты строительства завода и пришла к выводу, что фактический уровень понимания процесса ниже предполагаемого уровня на любом этапе проекта, который в конечном счете, приводит к перерасходу средств и пуско-наладочные задержки (рис. 2). Моделирование может значительно улучшить процесс понимания определения более, что вы не знаете, раньше.

Развитие

Развитие где резина встречает дороге, так сказать, и проект длины и ресурсы могут стать обширным (10 до 100 раз уровня финансирования). Инженерных целью является контроль, прямые, отслеживать и поддерживать в противном случае R

В конце стадии разработки всеобъемлющего технико-экономических отчетов обеспечивает организм доказательств, необходимых для продвижения проекта в масштабах деятельности. Оперативный орган (пилот, демо или полномасштабной операции), вероятно, к участию, так что R

В настоящее время процесс проектирования и соответствующей массы и энергии, баланс должен быть достаточно полным. Выберите набор данных, который будет основой случае для анализа чувствительности. Чтобы обеспечить перспективу сроки проекта и прогресса, создать "сейчас" дела и "будущее" дело, используя один из двух наборов данных: (1) наилучшие имеющиеся данные из проекта (состоянии технологий случай) , или (2) намеченные цели возможно и экономически целесообразно процесса (цель или цели случае).

Наш опыт показывает, что чисто государственные дела-технологий значительно труднее создать, и она обычно имеет несколько интеграции или экономикой, эффект масштаба предположений в ней, которые могут создать впечатление разнородным если вы не можете четко сформулировать, что это "государство"-данных, уровень интеграционных процессов, масштабы этого процесса, и т.д. Например, государственные дела-технологиях: хотя процесс проектирования для промышленных масштабах завода полностью интегрированные процессы, данные со скамьи или опытно-промышленные системы, и следить за развитием процесса и условия, урожайность и экстраполировать их влияние на ожидаемые расходы коммерческих завода процесса. Состоянии технологий случае может быть использован для отображения прогресса достижения целей.

Целевой случае легче представить себе: обязательно дает процесс полностью интегрированы и в промышленных масштабах процесса проектирования. Один значение целевой случае является то, что в процессе цели определены и введены в модель процесса, большой вопрос "Можем ли мы туда добраться? дан ответ.

Большинство усилий на данном этапе является выполнение анализа чувствительности на технологических параметров, в том числе доходность, условий эксплуатации, расходы и финансовые использованием диапазонов, чтобы показать зависит от стоимости параметров. Выполните анализ чувствительности в любом случае (состояние дел технологии или цели), работа для определения пути между ними. Эксперимент с обеих сторон, чтобы увидеть, что имеет смысл в команду проекта.

Вы не можете выполнить слишком много исследований чувствительности на данном этапе. Они дают очень ценную информацию о стоимости чувствительность технологических параметров, вниз по течению от предыдущих изменений и интеграции таких вопросов, как утилизацию последствий. То, что команда может подумать, действительно важный процесс, переменные, которые будут изучены, оптимизирован и понял может в действительности быть несущественным в технической или экономической сфере. Результаты анализа чувствительности, как представляется, bestkept тайны в инженерно-направленных R

Большинство одноточечный чувствительности (возмущающих одной переменной) принимают только минут, потому что в результате нового дела не пересчитать. Напротив, новые расходы ratioed от стоимости базового случае, с использованием базы случая и новых случая процесс поток информации. В некоторых случаях абсолютное значение (например, необходимые продажная цена продукта) необходимо (например, на высоком уровне планирования и отчетности). Однако, наиболее полезные результаты тенденции (например, будет ли расходы увеличиваются или уменьшаются) и дельта (это стоит гораздо ниже, или лишь немногим меньше?). Работа приоритетов легко эволюционировать от этой информации.

Несколько точки чувствительности (несколько переменных изменилось вместе) больше времени для запуска и расшифровать, но они могут быть полезны, когда параметры связаны между собой. Неопределенность и методы анализа риска, таких, как моделирование Монте-Карло, сделать еще один шаг дальше, чем простой анализ чувствительности с помощью распределения переменной в заданном диапазоне для описания возможной реакции процесса.

Ранняя деятельность на этом этапе центром, вокруг уточнения процесса проектирования и модели с помощью сайт-специфической операции с данными, если таковые имеются. Как показывают данные, необходимые для выявления оборудования, создаются, необходимо разработать более совершенные капитала смету расходов на получение поставщиков котировки, работая с инженерной фирмой, или с помощью программы оценки стоимости, такие как Аспен процесса Evaluator или Ричардсон. Жизненный цикл оценки с целью определения воздействия на окружающую среду и возможные разрешения вопросов.

Продолжать строить инженерные надежность, пока не будет комплекс проектных данных, модели и т.д., которые точно отражают этот процесс. В некоторых случаях, где необходима дальнейшая проверка не требуется, это окончательный набор информации, передавать в инженерно-строительной компании для детального проектирования. Деятельности в этой последней части этого этапа предоставления информации для последующих шагов, в том числе кинетического моделирования ключевых реакций для проверки масштабов и анализ рисков для поддержки процесса гарантий и финансовых усилий.

Утверждение

В фазе проверки, проектная команда начинает передавать информацию оперативными сотрудниками. Это начинается с подробного доклада дизайн, что документы все инженерные работы на сегодняшний день. R

Финансовый анализ становится все более настроена на конкретные препятствия для организации коммерческого процесса, и анализ окружающей среды становится конкретным участкам. Как R

Закрытие мысли

Систематический характер инженерных повышает эффективность и снижает изобретать колесо, а также освобождает инженерно-технического персонала для творческой прорыв решения проблем. Более полное обсуждение метода, представленные здесь, имеющихся в работе. 1.

Мы использовали этот метод успешно много раз в NREL. В одном случае, по оценкам, себестоимость продукции была снижена с $ 3/gal до $ 1/gal до того, как лабораторные работы было сделано чисто, глядя на альтернативные проекты процесса моделирования. Биомасса программа и ее партнеры полагаются на способность определять потенциальные барьеры и шоу-пробки в проект на раннем этапе, чтобы разумное использование средств, как государственных, так и частных.

ЛИТЕРАТУРА

1. Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии ", Этап Гейт управления в биомассы программа" можно получить <a target="_blank" href="http://devafdc.nrel.gov" http://devafdc rel="nofollow">. nrel.gov </ A> биомассы сайте программы по адресу <a target="_blank" href="http://devafdc.nrel.gov/pdfs/9276.pdf" rel="nofollow"> http://devafdc.nrel .gov/pdfs/9276.pdf </ A> (2005).

2. Вули, Р. и К. Ибсена, "экспресс-анализа исследования с использованием Аспен-Плюс" представила на конференции AspenWorld 2000, которую можно получить из биомассы EERE сайте программы по адресу <A HREF = "http://devafdc.nrel.gov / pdfs/4174.pdf "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> http://devafdc.nrel.gov/pdfs/4174.pdf </ A> (2000).

3. Мерроу, EW и др.. "Понимание роста затрат и производительность Недостатки в растения Pioneer процесса", корпорации Rand, Arlingtion, VA. (1981).

КЕЛЛИ Ибсен

Национальная лаборатория возобновляемой энергии

КЕЛЛИ Ибсен является старшим инженером в интеграции и анализа группы Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в (NREL) Национальный центр биоэнергетики (Золотой, CO; Телефон (303) 384-6855, E-почта: <A HREF = "mailto: kelly_ibsen @ nrel.gov "> <kelly_ibsen@nrel.gov />). Она принимала участие в разработке биомассы процессов преобразования и в операциях процесса развития NREL Группа по разработке, 1-т / сут экспериментальный завод, в течение 13 лет. Она также в настоящее время служит области ведущую роль в биохимических платформы. Она имеет более чем 18 летним опытом работы в технологических процессов, включая проектирование, закупки и операций в пищевой, химической и топлива промышленности, а до прихода в NREL, она работала в Nestle Foods в процесс проектирования и ввода предприятия в эксплуатацию и операций . Она получила бакалавра в области химического машиностроения штата Колорадо Univ. и лицензии профессионального инженера в штате Колорадо.

Подтверждение

Эта работа финансировалась кафедра Управления Энерджи "Биомасса программы и ее предшественник, Управление Биотопливо. Некоторые коллеги NREL помогал разрабатывать и совершенствовать технику представили. Они включают в себя Роберт Wooley, Синди Райли, Марк Руфь и Энди Аден (среди прочих)