nld

Olieraffinaderij vermijdt stillegging door gestructureerde analyse van de oorzaak

En bespaart miljoenen

Lonnie Wilson, auteur van de Lean klassieker, Hoe Lean Manufacturing te implementerenbiedt een casestudy van een echte probleemoplossing die miljoenen dollars bespaarde, en vervolgens een diepere duik in probleemoplossingsmethoden. Hoewel de casestudy specifiek betrekking heeft op een Lean-raffinagesituatie, bieden zowel de casestudy als het overzicht van de oorzakenanalyse inzichten die relevant zijn voor alle technologieën, processen en bedrijfstakken.

De Achtergrond

Onlangs werkte ik met een groep greenbelts die deel uitmaakten van het Lean-Sigma (LS) programma van hun raffinaderij; ik was hun programma-adviseur en mentor.

Bij een bezoek werd ik benaderd door de raffinaderijmanager. Hij vertelde me dat ze op weg waren naar een ongeplande stillegging van de kat-kraker omdat de VGO ontzwavelaar voortijdig het einde van de werking (EOR) katalysator condities bereikte. Het leek erop dat de feed-effluent (F/E) wisselaars in een ongekend tempo vervuilden en een voortijdige en zeer dure stillegging dreigde. Omdat hij wist dat ik bekend was met de Kepner-Tregoe probleemoplossingsmethoden, vroeg hij of we naar dit probleem wilden kijken en wilden zien of we de ongeplande stillegging die hij verwachtte, konden voorkomen.

Ik sprak met de LS-programmamanager en hij regelde dat de juiste groep de volgende dag bijeen zou komen. Ze kregen het advies om de hele dag uit te trekken. De volgende ochtend, 7:30 precies, begonnen we. Ze kwamen met een overvloed aan grafieken, tabellen en diagrammen; de hoeveelheid gegevens die ze hadden verzameld en gecompileerd was werkelijk indrukwekkend. De Programmamanager en ik kwamen met een sjabloon voor probleemspecificatie. We stelden ons voor, ik vertelde kort over de methode die we zouden gebruiken, en we begonnen.

De technische kwestie

Mensen hebben mij talloze malen verteld dat een goed gedefinieerd probleem 50% opgelost is. Ik vind veeleer dat een goed gedefinieerd probleem eerder 90% opgelost is, en ik heb nog geen proces gezien om problemen te definiëren dat ook maar in de buurt komt van de KT-methodologie.

Ik vroeg de hoofd proces ingenieur mij een samenvatting van de geschiedenis te geven zodat ik enigszins op de hoogte zou zijn met de rest van de groep. Hij zei: "Jarenlang werd de vervuilingsgraad in de F/E-wisselaars gebruikt als een vroege indicator voor katalysator EOR-condities in deze reactor. Gedurende het grootste deel van de looptijd vertoonde de drukval (DP) in het bovenste bed van de reactor weinig verandering. Na normaal acht tot tien maanden werking bereikten deze warmtewisselaars echter een minimale efficiëntie en wisten we dat stillegging op handen was. Kort na het bereiken van het minimumrendement nam de drukval in het bovenste bed dramatisch toe, waardoor stillegging noodzakelijk werd. De maximale drukval in het bovenste bed werd gewoonlijk na drie tot vier maanden bereikt. Wanneer we de reactor uitschakelden, schuimden we het bovenste bed van de reactor af en reinigden we de warmtewisselaar gedeeltelijk. Dit verlengde de reactor tot de volgende grote stillegging. Om verschillende redenen, waaronder veiligheid, milieu en economie, is de optie om het bovenste bed af te romen niet langer beschikbaar. Bij de laatste stop hebben wij verschillende proceswijzigingen doorgevoerd, waaronder: verbeterde waterwasinstallaties; wijzigingen in de instrumentatie en de leidingen; en, omdat wij ruwe olie met een lager zwavelgehalte kochten, hebben wij de reactor geladen met een iets minder actieve en goedkopere katalysator. Deze wijzigingen waren bedoeld om een ononderbroken werking van 18 maanden mogelijk te maken. Wij zijn nu echter zeven maanden bezig en, met een zeer lage wisselaarefficiëntie, staan wij voor een ongeplande stillegging binnen de komende drie tot vijf maanden. We zijn in augustus met deze test begonnen en hoewel we het aanvankelijk niet zagen, daalde het rendement van de warmtewisselaar aanzienlijk als gevolg van onze controlepraktijken. In november maakten we ons zorgen en stelden we een team samen om dit probleem opnieuw te bekijken. Nu, vijf maanden later, is het rendement van de warmtewisselaar minimaal, maar hebben we niet de verwachte veranderingen in reactor DP gezien. We hebben er meer dan 100 mandagen engineering in geïnvesteerd en we beginnen te denken dat we dit probleem misschien niet begrijpen".

Ik vroeg hem het mechanisme uit te leggen dat de reactor DP doet stijgen, en zo de uitschakeling veroorzaakt. Hij ging verder:

"Het reactorvoedsel bevindt zich aan de buiszijde; het reactoreffluent bevindt zich aan de mantelzijde van de wisselaars. De reactie is exotherm, dus wordt het effluent van de reactor gebruikt om de reactor voor te verwarmen. Er treedt vervuiling op aan de buiszijde, waardoor het rendement van de wisselaar daalt. Wanneer de wisselaar een minimale efficiëntie bereikt, denken wij dat het puin dan in de reactor terechtkomt in plaats van op de wisselaars terecht te komen. De DP op het bovenste bed stijgt dan waardoor het einde van de run wordt bereikt. We hebben dit gezien bij de laatste vier runs sinds de grote modificaties zeven jaar geleden."

De Probleem Oplossing Sessie

Iedereen heeft toen nog eens 30 minuten de gegevens doorgenomen. Daarna begonnen we met het invullen van de probleemspecificatie. In het begin ging het langzaam omdat iedereen zijn favoriete konijn wilde najagen. Toen we eenmaal de discipline hadden opgevat om het stap voor stap te doen, gingen we snel vooruit. Lang voor de lunch hadden we het probleem goed genoeg gespecificeerd, zodat iedereen er nu van overtuigd was dat, hoewel ze dit mechanisme niet begrepen, het zeker anders was dan wat ze eerder hadden gezien. We begonnen te pauzeren voor de lunch; maar niemand wilde het brainstormen stoppen; we waren op dreef. Ongeveer een uur later maakten we een belangrijke doorbraak. We waren bezig met het beantwoorden van een van de "dimensies" in de probleemspecificatie die betrekking heeft op de "omvang" van het probleem en, naast andere vragen, vraagt het specifiek "wat is de trend?" Op dat moment viel me iets op in de gegevens en ik vroeg de procesingenieur van de fabriek om een eenvoudige grafiek te maken van de verandering van het verlies van warmteoverdracht in de loop van de tijd en die op dezelfde grafiek te zetten als de temperatuur van de reactoruitlaat in de loop van de tijd. Eureka!!!

Er zijn twee grote valkuilen die ik heb gezien die een goede probleemoplossing in de weg staan. Interessant genoeg is een van die twee valkuilen niet de moeilijkheid om oplossingen te vinden. De twee valkuilen zijn eerder een slechte probleemdefinitie en het niet gebruiken van een gedisciplineerde, gestructureerde aanpak om het probleem op te lossen. - Hoe Lean Manufacturing te implementeren

We hebben iets gevonden. Hoewel er veel ruis in de gegevens zat, konden we een belangrijk buigpunt zien in midden februari. Op dat moment was er iets veranderd. Dit gaf ons een duidelijk beeld van een "onderscheid" en iedereen wist dat we iets op het spoor waren. We voltooiden het invullen van de specificatie met alle vier de dimensies van "wat, waar, wanneer en omvang" en gingen over op "mogelijke oorzaken". De logica stroomde nu sneller dan we konden documenteren en we concentreerden ons snel op de "meest waarschijnlijke oorzaak". Het was nu heel duidelijk dat de daling van de reactortemperatuur het belangrijkste punt was. Al snel konden we een verband leggen tussen de lage temperatuur en het lager dan verwachte zwavelgehalte in de voeding. Aangezien de reactie exotherm was, deden de lagere zwavelgehaltes in de voeding de uitlaattemperaturen dalen. Wij konden bevestigen dat dit afzetting van ammoniumchloride en andere zouten veroorzaakte. Deze zouten waren een bekend probleem, maar waren nog nooit in deze hoge concentraties waargenomen en waren ook nog nooit zo ver stroomopwaarts in de uitlaat van de reactor waargenomen. Door de lagere uitlaattemperaturen konden de zouten nu neerslaan in de F/E-wisselaars in plaats van verder stroomafwaarts. We stelden vast dat een tijdelijke oplossing was om de inlaattemperatuur te verhogen tot de uitlaattemperatuur boven de sublimatietemperatuur van het zout lag. Het was nu halverwege de middag en terwijl een aantal van ons de documentatie voortzetten, gingen twee ingenieurs naar de fabriek om onze hypothese te testen.

De resultaten

Eerst verhoogden zij de inlaattemperaturen en binnen een uur konden zij zeggen dat het rendement van de wisselaar was gestegen. We hadden de oplossing bevestigd. Ten tweede verlaagden de technici de temperatuur in een gecontroleerd experiment gedurende de volgende dagen en verhoogden deze weer om te bevestigen dat wij een corrigerende maatregel hadden ontwikkeld. Ten derde, en tenslotte, verhoogden wij de uitlaattemperatuur van de reactor aanzienlijk om de warmtewisselaars te verwarmen en te zien of wij de efficiëntie van de wisselaars konden verbeteren; dit werkte en wij kregen een deel van de verliezen terug doordat sommige zouten sublimeerden. Na verdere analyse meldden wij dat wij het probleem hadden gevonden en met de kosten van een beetje energie, konden wij de installatie tot de volgende geplande stop laten draaien. Het oplossen van problemen en het nemen van beslissingen was een succes. De volgende week evalueerde het team het project, begon te werken aan de follow-up items en doorliep een formele Potentiële Probleem Analyse. De toepassing van de systematische probleemoplossingstechniek op dit probleem was een groot succes en bespaarde een noodstop van een miljoen dollar en onnoemelijk veel miljoenen aan verloren winstkansen.

Als u een van mijn boeken hebt gelezen, "How to Implement Lean Manufacturing" of "Lean Refining - How to Improve Performance in the Oil Industry", zult u merken dat ik een zeer belangrijke uitspraak doe. Deze uitspraak wordt, verrassend genoeg, NIET algemeen gedeeld door de meerderheid, maar wordt duidelijk begrepen door deskundigen en het wordt een pijnlijke realiteit voor degenen die ervoor kiezen om het te negeren.

Er zijn twee grote valkuilen die ik heb gezien die een goede probleemoplossing in de weg staan. Interessant genoeg is een van die twee valkuilen niet de moeilijkheid om oplossingen te vinden. De twee valkuilen zijn eerder een slechte probleemdefinitie en het niet gebruiken van een gedisciplineerde, gestructureerde aanpak om het probleem op te lossen.

De Kepner-Tregoe (KT) methode is de allerbeste die ik ooit heb gezien om deze twee problemen aan te pakken.

Probleemstelling

Ten eerste is de probleemstelling niet zomaar een verklaring, maar wordt zij verder gespecificeerd door wat KT de vier dimensies noemt die "het probleem omkaderen". Die vier dimensies zijn:

  • Wat is het probleem?
  • Waar zit het probleem?
  • Wanneer is het probleem? En
  • Wat is de omvang van het probleem?

Hoe krachtig dit ook is om inzicht te krijgen in de situatie, er is nog een ander aspect van de specificatie. Wanneer u elk probleem begint te specificeren, met de vraag "wat, waar, wanneer en de omvang" van het probleem, omvat de KT-methodologie ook het gedeelte "is niet", en dit is pure genialiteit. Als u bijvoorbeeld een probleem hebt dat te maken heeft met defecten van een bepaalde aard, hebt u waarschijnlijk een kleine populatie defecten om te gebruiken als u deze vier dimensies definieert. Zodra u echter de "is niet"-analyse toevoegt, neemt de omvang van uw database dramatisch toe. Stel bijvoorbeeld dat u problemen hebt bij een freesoperatie en dat er vijf molens parallel werken. U vraagt zich af waar het defect zit? Dan doet iemand een analyse en ontdekt u dat u ze alleen maakt in fabriek D. Dan stelt u de "is niet" vraag, namelijk: "Waar zouden we slechte onderdelen kunnen maken, maar doen we dat niet? En het antwoord is nu fabriek A, fabriek B, fabriek C en fabriek E. Dat leidt tot de volgende KT-vraag, waarin u wordt gevraagd de verschillen en onderscheidingen te beschrijven. Nu worden alle vijf fabrieken een bron van probleemoplossende gegevens ... en voila, je hebt je kansen om de hoofdoorzaak te vinden aanzienlijk verbeterd. Hoewel KT zegt dat ze de probleemspecificatie verbeteren met de vier dimensies, als je de "is niet" optie voor elke dimensie in overweging neemt, zeg ik dat ze 8 dimensies hebben die leiden tot probleemspecificatie.

Mensen hebben mij talloze malen verteld dat een goed gedefinieerd probleem 50% opgelost is. Ik vind veeleer dat een goed gedefinieerd probleem eerder 90% opgelost is, en ik heb nog geen proces gezien om problemen te definiëren dat ook maar in de buurt komt van de KT-methodologie.

Gestructureerde aanpak

Typische probleemoplossing is maar al te vaak "klaar-om-te-vuren en dan richten". Of anders gezegd, een CEO, nadat hij ons een lastig probleem had zien oplossen dat een van zijn raffinaderijen al jaren dwarszat, vroeg me: "Hoe komt het dat we de tijd en de middelen lijken te hebben om het steeds weer opnieuw te doen, maar niet de tijd om het de eerste keer goed te doen?" Ik heb geen eenvoudige antwoorden op die vragen, maar wat ik vind is dat het antwoord ergens verweven ligt in de onderwerpen focus, discipline en rijpheid.

Dit weet ik zeker. Uw kansen om goede beslissingen te nemen, echte onderliggende oorzaken te vinden en toekomstige problemen te vermijden, liggen in het domein van mensen met een grondige proceskennis die een gestructureerde aanpak gebruiken. Nogmaals, de KT methodologie is superieur aan elke andere methode die ik heb gebruikt. Beginnen met een duidelijke probleemspecificatie en gebruik maken van logische analyse om de hoofdoorzaak te vinden is slechts het begin. Bijna altijd, zelfs als er slechts één probleem wordt gevonden, zijn er vaak vele manieren om het op te lossen. Dit vereist Beslissingsanalyse, (DA) een ander KT hoofdbestanddeel. Tenslotte hebben alle beslissingen risico's en zijn er mogelijke toekomstige problemen, die de KT methodologie aanpakt met Potentiële Probleem Analyse (PPA). In het zojuist bestudeerde geval, als KT PPA was gebruikt voorafgaand aan deze run, zou de situatie waarmee ze werden geconfronteerd zeer waarschijnlijk nooit hebben plaatsgevonden. Toen we het team naar PPA verplaatsten als onderdeel van de oplossing, bespraken we dit.

Ik vroeg het team: "Waarom hebben we dit niet geëvalueerd op basis van de wijzigingen die zeven maanden eerder waren aangebracht?" De antwoorden waren niet erg indrukwekkend en meestal waren ze ergens tussen opgewonden dat we dit probleem hadden opgelost en beschaamd dat het zeven maanden had geduurd voordat ze zich realiseerden dat ze het verkeerde probleem probeerden op te lossen - vooral omdat met hetzelfde team en dezelfde gegevens we dit in minder dan een dag hadden afgehandeld. Maar nu was er een nieuwe energie, omdat ze hadden gezien hoe de KT-methodologie hen kon helpen bij hun dagelijkse activiteiten.

Een paar weken later leidde de LS-programmamanager hen door een andere KT-probleemoplossingssessie. Opnieuw losten ze het in één sessie op; een schijnbaar onoplosbaar probleem dat hen al maanden plaagde.

Hoe zit het met Lean Manufacturing?

Lean manufacturing is - Het creëren van een cultuur van continue verbetering en respect voor mensen. En de "Means to Lean" is -

  • Probleemoplossend je weg naar de Ideale Staat;
  • Door de totale eliminatie van afval;
  • Gebruik maken van volledig geëngageerde arbeidskrachten.

U zult merken dat het allemaal begint met het oplossen van problemen. Letterlijk de vitaliteit en het succes van elke lean transformatie is afhankelijk van het vermogen om problemen te definiëren en op te lossen. Hoewel de KT techniek een van mijn favorieten is, gebruik ik andere probleemoplossingstechnieken waaronder de Zes Vragen van Continue Verbetering (zie www.qc-ep.com), de statistische hulpmiddelen van Six Sigma, de Vijf Waarheden, de Shainin hulpmiddelen en anderen. Wanneer ik echter een echt moeilijk, een echt groot of een echt belangrijk probleem heb, wat zo vaak voorkomt in een olieraffinaderij, reken ik op de KT-methodologie om me resultaten te bezorgen ... en dat doet het; net zoals het in dit geval deed.

Lean Refining en de Kepner-Tregoe-methodologie

Ik heb het KT-proces gebruikt sinds het begin van de jaren 70, toen ik nog ingenieur was bij Chevron. Later als manager leerde ik mijn supervisors hoe ze deze methoden moesten gebruiken en we zouden managers naar de KT-training sturen, zodat we iemand in dienst zouden hebben om het proces vers en consistent gebruikt te houden. Toen ik "Lean Refining - How to Improve Performance in the Oil Industry" (Industrial Press, 2017) schreef, waarin de toepassing van lean manufacturing-strategieën, -tactieken en -vaardigheden in de olie-industrie aan de orde kwam, stelde ik vast dat raffinaderijen onmiddellijk zes kritieke vaardigheidsgebieden moesten creëren of vergroten.

Zes initiële vaardigheidsgebieden zijn:

  • Leiderschap
  • HK planning
  • Leider standaardwerk
  • Problemen oplossen
  • Statistische technieken
  • Beheer van vergaderingen en faciliteren van vergaderingen

Later in de tekst, over het oplossen van problemen zeg ik:

"...de KT-methodologie, moet aan een breed scala van werknemers worden onderwezen. Alle ingenieurs, managers en degenen die specifiek zijn aangesteld om problemen op te lossen, moeten KT-training krijgen. Na verloop van tijd zal een "lean support team" worden bemand, en al deze leden moeten KT-vaardig zijn. Bovendien moet u ten minste één KT-gecertificeerde trainer hebben voor de faciliteit."

Een laatste woord over de KT-methodologie

Het KT-proces bevordert nog een andere winst die ik vaak heb gezien; toch wordt er zelden over gesproken. Nadat iemand het proces heeft doorlopen, is hij bijna universeel onder de indruk van zowel het proces als de resultaten. Helaas heb ik vaak in de controlekamer gezeten, toen we niet de luxe hadden om met een team van getalenteerde mensen om de tafel te gaan zitten om de specificatie in te vullen, mogelijke oorzaken te ontwikkelen en een probleem op te lossen. Het probleem lag vlak voor onze neus en we moesten in de volgende paar minuten handelen, anders zouden er ernstige problemen ontstaan. Degenen die het KT-proces regelmatig beoefenden, bleken in dit soort crisissituaties zowel sneller als helderder te denken. Het volgen van de methodologie geeft je niet alleen betere antwoorden, maar het traint je ook om te denken in een helder, logisch en geïntegreerd proces dat je helpt bij elk probleem dat je waar dan ook tegenkomt.

In elke Lean transformatie, vooral in een olieraffinaderij, is een sleutel tot succes het vermogen om problemen op te lossen. Als het gaat om het aanpakken van grote problemen bij het oplossen van problemen, zodat je superieure oplossingen kunt vinden, betere beslissingen kunt nemen en toekomstige problemen kunt vermijden, ken ik geen systeem dat superieur is aan de KT-methodologie. In een raffinaderij, met een onophoudelijke aanvoer van grote, complexe en gevolgrijke problemen, moeten de KT-vaardigheden op grote schaal worden gebruikt en ondersteund. Dat zal een aanzienlijk verschil maken als u probeert de lean strategieën, tactieken en vaardigheden toe te passen en te werken om van uw faciliteit een performer van wereldklasse te maken.


Lonnie Wilson is de auteur van How to Implement Lean Manufacturing (McGraw Hill 2009, 2015), dat onlangs in het Chinees werd vertaald door de universiteit van Peking en McGraw Hill. Hij is ook de auteur van Lean Refining: How to Improve Performance in the Oil Industry (Industrial Press, Inc. 2017). Als oprichter van Quality Consultants in El Paso, TX, was Lonnie 20 jaar werkzaam in het raffinaderijmanagement bij Chevron. Naast zijn expertise in evaluatie, ontwerp van verandering en training in Lean Manufacturing, is Lonnie een expert probleemoplosser, Six Sigma Master Blackbelt en trainer. In zijn spaarzame vrije tijd is Lonnie een fervent lezer en voetbalfan. Als u op zoek bent naar goede boeken over lean of aanverwante gebieden, bekijk dan "Lonnie's bibliotheek" op zijn website, www.qc-ep.com. Hij heeft niet alleen een uitgebreide bibliotheek, maar elk boek wordt ook bekritiseerd. Als u over deze onderwerpen wilt praten... of over voetbal... bel hem dan gewoon even op.

Over KT

Kepner-Tregoe heeft duizenden bedrijven in staat gesteld miljoenen problemen op te lossen. KT biedt een datagestuurde, consistente, schaalbare aanpak voor klanten in Operations, Manufacturing, IT Service Management, Technical Support en Learning & Development. Wij stellen u in staat om problemen op te lossen. KT biedt een unieke combinatie van vaardighedenontwikkeling en adviesdiensten, speciaal ontworpen om de hoofdoorzaak van problemen aan het licht te brengen en organisatorische uitdagingen blijvend aan te pakken. Onze benadering van het oplossen van problemen levert meetbare resultaten op voor elk bedrijf dat de kwaliteit en effectiviteit wil verbeteren en tegelijkertijd de totale kosten wil verlagen

Gerelateerd

Toekomstbestendigheid van uw organisatie

Veel van de hedendaagse organisaties en hun werknemers zijn verankerd in overtuigingen en gedragingen uit het verleden en hebben moeite om de toekomst die voor hen ligt te begrijpen en te omarmen...

Operationele uitmuntendheid door organisatorische discipline

Neem contact met ons op

Voor vragen, details, of een voorstel!