Actualité > Editeurs Logistique > MES (Manufacturing Execution Systems) - Les trois piliers de la rentabilité des raffineries

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Aspentech

Paris, le 19 mars 2013

La transformation des données en informations utiles est essentielle pour optimiser la production et tirer pleinement parti du potentiel commercial. Aujourd'hui, les raffineries doivent être agiles et réactives face aux fluctuations inhérentes à ce marché. Une gestion efficace des performances implique l'intégration de la planification, l'ordonnancement et l'exécution, ainsi qu'une capacité d'adaptation immédiate aux changements. Marty Moran, responsable des produits MES chez AspenTech, rappelle ici les origines des « Manufacturing Execution Systems » (MES) et explique comment un investissement dans la technologie logicielle MES améliore la gestion des données, la production et les performances opérationnelles dans l'industrie du raffinage. Il explique également comment un tel investissement permet aux raffineurs de transformer rapidement des données en profit.

L'évolution du MES

La livraison de produits toujours conformes aux attentes des clients aide les raffineurs à rester compétitifs et à améliorer leur rentabilité. Un MES fournit les informations nécessaires pour optimiser les opérations, en donnant accès rapidement à des données précises et transparentes en temps réel. Armés d'informations en temps réel sur le fonctionnement de leurs usines, les raffineurs sont en mesure de prendre des décisions pertinentes et opportunes pour améliorer leurs résultats.

L'évolution du MES comporte trois principales étapes qui constituent les piliers de la rentabilité :
- Gestion plus efficace des données (MES 1.0 : intégration du passé)
- Amélioration de la production (MES 2.0 : l'ère de l'automatisation des méthodes de travail)
- Amélioration de la gestion des performances (MES 3.0 : la technologie en mouvement)

MES 1.0 : intégration du passé
Les MES (Manufacturing Execution Systems) sont apparus dans les industries de process il y a plus de 30 ans. Ce n'est qu'à la fin des années 1970 que les mini-ordinateurs sont devenus abordables au point de pouvoir être utilisés dans les industries de process avec des garanties de réussite. Les premières applications étaient principalement des systèmes d'historisation de données (températures, niveaux de pression, etc.) utilisés dans les grandes industries opérant en continu dans des secteurs tels que le raffinage, les alcènes et les produits chimiques en vrac. Le principal besoin était d'historiser des données chronologiques pour établir des tendances et effectuer des analyses. Au fil du temps, les raffineurs ont commencé à générer des volumes de données importants, mais difficilement exploitables.

À l'époque du MES 1.0, d'autres technologies couvrant des domaines tels que la planification, l'ordonnancement et le contrôle de processus avancé (APC, Advanced Process Control) sont apparues et ont encore amélioré la rentabilité des raffineries. Par exemple, la technologie APC permet aux raffineurs d'augmenter leur capacité de traitement, d'améliorer la qualité de leurs produits, de réduire leur consommation d'énergie et de matières premières, ainsi que d'améliorer leur efficacité opérationnelle tout en maintenant leurs processus dans les limites de sécurité d'un fonctionnement fiable. De nombreux raffineurs de premier plan ont adopté cette technologie en mettant en oeuvre le logiciel aspenONE Advanced Process Control. Ce logiciel permet de traiter efficacement tout problème de contrôle, quelle que soit son ampleur, et a de solides antécédents : il a été appliqué avec succès au traitement de pratiquement tous les problèmes de contrôle de processus de raffinerie et de traitement de produits chimiques et pétrochimiques. Il contribue en fait à l'amélioration des performances des usines : les entreprises ont constaté des gains tels qu'une augmentation de 3 à 5 % de leur capacité de production et une réduction de 3 à 5 % de leur consommation électrique.



Une autre évolution technologique importante a eu lieu au début des années 1990 dans le domaine de l'ordonnancement des opérations de raffinerie. Elle a permis aux raffineurs de s'appuyer sur le modèle de planification leader (Aspen PIMS) pour la planification du pétrole brut ou des unités de traitement. La planification du pétrole brut incluait la notification de tous les mouvements de pétrole associés à la partie pétrole brut de la raffinerie, tels que le déchargement d'un navire dans un bac spécifique, ou la détermination du bac à utiliser pour le chargement de l'unité de brut.

Les logiciels MES continuant à progresser au cours de cette période, les fondements d'une meilleure rentabilité des opérations de production ont été établis. Au cours des années 1980 et jusqu'au début des années 1990, marqué par des difficultés économiques, il fallait généralement faire appel à un ingénieur spécialisé pour l'interfaçage avec un système MES. Depuis, l'émergence de nouvelles technologies a considérablement facilité l'exploitation des systèmes MES. Par exemple, des fonctions avancées de recherche et de Business Intelligence (BI), comme celles de la suite Microsoft, facilitent la recherche et l'exploitation d'informations dans un système MES. La gamme Aspen InfoPlus.21, par exemple, a été initialement développée pour agréger des informations de traitement, de production et de gestion dans un contexte cohérent afin d'évaluer et d'améliorer les performances. C'est aujourd'hui le socle de l'intégration et de la connexion des systèmes de contrôle d'usine et des ateliers avec les systèmes d'entreprise.

MES 2.0 : l'ère de l'automatisation des méthodes de travail
Tout au long des années 1990 jusqu'au début du nouveau millénaire, l'industrie pétrolière a commencé à reconnaître l'importance de l'automatisation des méthodes de travail. Un système d'historisation de données n'était pas suffisant. Cette période a été marquée par l'apparition de logiciels permettant aux raffineurs d'automatiser le traitement et la supervision des ordres de mouvement de pétrole. Normalement, la fonction d'ordonnancement transmet les ordres nécessaires pour que certains mouvements de pétrole se produisent. Toutefois, la méthode de travail en place pour les mouvements de pétrole comportait de nombreuses étapes manuelles et la supervision efficace des opérations relatives à ces mouvements était un réel défi.

Des logiciels développés à cette époque ont automatisé la supervision des mouvements de pétrole. Ils calculaient le volume brut des bacs à l'aide de tables d'étalonnage dimensionnel basées sur des estimations en temps réel du niveau et des propriétés des bacs. Ils alertaient également l'opérateur lorsqu'un mouvement devait se produire, lorsque 90 % du mouvement avait été atteint, en cas de double mouvement sur un bac et lorsque des mouvements non autorisés se produisaient. Avant le début du mouvement, ils vérifiaient qu'il y avait suffisamment de matières à la source et suffisamment d'espace à la destination pour que le mouvement s'effectue correctement.

À cette époque, des logiciels sont apparus pour permettre le rapprochement et la comptabilisation des opérations avec un compte précis et à jour des flux de liquides et des stocks sur une base quotidienne, se traduisant par des décisions plus pertinentes. Cette automatisation avec un système capable d'effectuer un rapprochement quotidien, plutôt que mensuel, des opérations de production a renforcé la confiance des raffineurs quant à l'état réel de leurs stocks et leur a permis, par exemple, d'établir un inventaire précis pour chaque bac.

La gestion comptable du pétrole est un processus métier qui consiste à mesurer, valider, rapprocher et publier tous les flux de tâches d'une raffinerie, ainsi que tous les inventaires à l'intérieur et à l'extérieur de la raffinerie. Sa pratique est très variable. Les flux et les inventaires des bacs sont généralement importés des systèmes d'historisation de données et de mesure des bacs, respectivement. Ce processus améliore la rentabilité par l'identification de la perte de produits et des problèmes d'instrumentation systématiques, tout en fournissant aux décideurs, à tous les niveaux de l'usine, des données de production rapprochées essentielles. La gestion comptable des rendements, par exemple, doit également prendre en compte les mouvements de pétrole qui se sont produits au cours d'un jour donné (par exemple là où le logiciel de gestion automatisée des mouvements de pétrole capte la quantité de pétrole transférée de minuit à midi). Ces informations peuvent être utilisées dans le logiciel de gestion comptable des rendements pour mieux refléter l'état final des stocks au quotidien. Les entreprises peuvent désormais suivre de près la production et prendre rapidement des mesures correctives en cas d'écarts, afin de garantir le respect des engagements vis-à-vis des clients et d'éviter le déclassement d'expéditions.

À l'époque du MES 2.0, de nouveaux logiciels MES non axés sur les méthodes de travail ont été développés pour aider les raffineurs à résoudre d'importants problèmes auxquels ils étaient confrontés. Initialement créée pour les industries à traitement par lots, une technologie d'historisation des registres de production a été développée pour les segments de production comportant une « balise » de début et de fin définie. Grâce à cette technologie, les ingénieurs ont pu examiner les cycles de production historiques beaucoup plus fréquemment, en utilisant des données provenant de diverses sources visuellement superposées afin d'accélérer l'analyse des problèmes. Cette technologie leur a permis de découvrir rapidement les subtilités de leur processus de production et d'utiliser les informations résultantes pour l'améliorer. Avant cette technologie, ce type d'analyse n'était jamais effectué en raison de la complexité de l'assemblage de toutes les données nécessaires.

Un bon exemple de domaine auquel cette technologie peut être appliquée est le mélange de produits de raffinage, qui comporte une « balise » de début et de fin bien définie. Les mélanges de produits de raffinage, tels que le supercarburant, doivent respecter certaines spécifications techniques. Par exemple, les exigences minimales pour un mélange de carburants sont l'octane et la tension de vapeur Reid, mais il existe souvent d'autres spécifications, telles que le soufre, le benzène, l'éthanol ou d'autres exigences. La quantité de matières des mélanges de carburants, telles que le reformat, l'alkylat, l'essence de reformage catalytique et le distillat léger, est généralement prédéterminée sur la base de corrélations. Cependant, ces corrélations sont imparfaites et souvent supposées fonctionner dans une fourchette étroite. C'est là où la technologie logicielle d'historisation des cycles de production peut être utile pour les ingénieurs dédiés au mélange de produits de raffinage, car elle leur permet de comparer d'anciens mélanges pour améliorer les corrélations. Les entreprises peuvent ainsi réduire la consommation de matières précieuses lors des opérations de mélange, tout en respectant les spécifications techniques des produits.

La valeur de l'automatisation est devenue apparente lorsque les raffineurs ont cherché à atteindre l'excellence opérationnelle par l'amélioration de la supervision, du contrôle et de l'analyse de leurs opérations. Aujourd'hui, le MES permet aux raffineurs d'identifier les problèmes de performance des opérations de production, de déterminer leurs causes premières et de prendre des mesures correctives, le tout rapidement. aspenONE MES, par exemple, a été développé pour fournir aux entreprises des outils leur permettant d'améliorer leur rentabilité, de réduire la variabilité et de mieux utiliser leurs ressources. Point essentiel : le logiciel de gestion de la production est étroitement intégré avec le logiciel d'historisation des données pour améliorer le processus de fabrication, ce qui génère automatiquement un retour sur investissement positif.

MES 3.0 : la technologie en mouvement
Au cours du XXIe siècle, le monde a connu une véritable révolution avec les technologies interactives qui améliorent notre vie quotidienne, tant privée que professionnelle. Les nouveaux produits « intelligents » développés au cours de la dernière décennie ont apporté des fonctions avancées de communication et de collaboration, permettant de prendre des décisions plus rapidement et d'agir en tout lieu. La flexibilité, la facilité d'utilisation et la visualisation de données en temps réel sont des avantages importants pour les utilisateurs. Ces technologies plus intelligentes ont ouvert de nouvelles perspectives. Il est aujourd'hui plus important que jamais pour les raffineurs de rationaliser leurs processus pour améliorer leurs performances opérationnelles et gérer intelligemment les énormes quantités de données que produisent les usines de traitement, d'heure en heure et de minute en minute.

La Business Intelligence (BI) assouplit les conditions de travail des employés en améliorant l'accès aux données de production à tous les niveaux de l'entreprise pour accélérer la prise de décision. En outre, les notifications d'événements associées aux outils d'analyse mobiles permettent des ajustements rapides pour réduire l'impact des problèmes de production. Il s'agit là d'un aspect essentiel pour les industries de process, où de nombreux employés mobiles peuvent accéder à des données, tendances et alertes en temps réel, à tout moment et n'importe où.

Les directeurs d'usine et les ingénieurs de production peuvent utiliser la BI mobile à tout moment et n'importe où pour évaluer un problème et proposer des solutions beaucoup plus rapidement qu'avec des solutions
bureautiques traditionnelles. La prévalence des appareils mobiles transforme les industries de process. Grâce aux solutions mobiles, les décideurs peuvent accéder immédiatement à des données importantes leur permettant de prendre rapidement des décisions pertinentes pour améliorer la rentabilité de leur entreprise. L'analyse simple d'informations de production, localement ou à distance, aide des leaders à faire face aux changements défavorables et à maintenir le bon fonctionnement de leur entreprise. La capacité à accéder à des données de production en temps réel et à les analyser présente des avantages considérables. Autrefois, les utilisateurs devaient se trouver dans la salle de contrôle ou devant un écran pour analyser et gérer les performances de production. La BI mobile s'est avérée plus efficace en équipant les utilisateurs d'outils de visualisation (cartes, graphiques, portails, etc.).

Pour les ingénieurs d'aujourd'hui, le message est simple : la BI mobile fournit la plate-forme idéale pour améliorer la rentabilité. Un logiciel mobile d'avant-garde tel qu'Aspen InfoPlus.21 Mobile accélère la prise de décision et la résolution des problèmes en présentant des informations critiques à jour. Les fonctionnalités de ce logiciel améliorent l'efficacité des employés en simplifiant les tâches courantes d'analyse d'ingénierie, telles que l'examen et la comparaison de données de traitement, en accélérant l'analyse des causes premières des problèmes et en facilitant la recherche d'indicateurs clés de performance qui permettent aux ingénieurs de répondre à de nouvelles conditions de traitement.

Les piliers de la rentabilité
Au cours des 30 dernières années, la technologie MES a considérablement évolué pour aider les raffineurs à survivre sur des marchés de plus en plus concurrentiels. Les outils de gestion de données en temps réel et d'aide à la décision donnent accès aux informations de production pour permettre de traiter rapidement les problèmes de production qui ont un impact négatif sur l'efficacité, la qualité et la conformité aux réglementations. Le MES est en somme le noyau des opérations, qui relie toutes les fonctions de l'entreprise. C'est un ensemble intégré de logiciels de gestion des opérations de production et de support, conçu pour harmoniser et optimiser les usines.
Il en résulte une production efficace qui favorise l'excellence opérationnelle en permettant de prendre plus rapidement de meilleures décisions. Cette technologie logicielle aide les raffineurs à assurer les performances constantes de tous leurs actifs. Elle souligne également l'importance de la gestion des performances en temps réel : planifier, exécuter, superviser et s'adapter immédiatement aux changements sur tous les horizons temporels. Comme en témoigne le passé, les MES ont établi les bases nécessaires pour aider les raffineurs du monde entier à renforcer leur compétitivité et à capitaliser sur les piliers de la rentabilité.

À propos d'AspenTech
AspenTech est l'un des principaux éditeurs mondiaux de logiciels optimisant les opérations des industries de type process, notamment dans les secteurs de l'énergie et des produits chimiques, ainsi que d'autres industries qui fabriquent des produits à partir d'un procédé chimique. Les solutions intégrées aspenONE permettent aux industriels d'optimiser leurs opérations d'ingénierie, de production et de logistique en appui sur les meilleures pratiques. Les clients d'AspenTech sont ainsi mieux à même de renforcer leurs capacités, d'améliorer leurs marges, de réduire leurs coûts et d'assurer une utilisation plus efficace de l'énergie. Pour voir comment de grands industriels à travers le monde utilisent les logiciels d'AspenTech pour optimiser leurs opérations, rendez-vous sur www.aspentech.com



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