Utilization of the BR-SIPP system (Integrated Refinery Scheduling System) at the Petrobras Capuava Refinery

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1 Joly et al. Utilização do sistema BR-SIPP - sistema integrado de programação de produção Petrobras na refinaria de Capuava Utilization of the BR-SIPP system (Integrated Refinery Scheduling System) at the Petrobras Capuava Refinery Utilización del sistema BR-SIPP - sistema integrado de programación de producción Petrobras en la refinería de Capuava Marcel Joly Marcelo Kenji Hassimotto Marcus Vinicius de Oliveira Magalhães Resumo O BR-SIPP é uma ferramenta de suporte a decisões de programação de produção de refinarias. É dotada de integração ao Banco de Dados Corporativo de Estoque, Movimentação e Qualidade e está baseado em tecnologia de simulação por eventos para elaboração e análise de cenários de programação. Sua utilização na Refinaria de Capuava permite à equipe de programação de produção analisar e antecipar dificuldades e oportunidades, assim viabilizando uma potencial integração de gerências e pessoas diretamente envolvidas com informações de programação de produção da refinaria, como Programação e Controle da Produção, Transferência e Estocagem e Comercialização. palavras-chave: programação de produção simulação Refinaria de Capuava Abstract The BR-SIPP is a production scheduling decision support tool for refineries. It is integrated into the Corporate Inventory, Movements and Quality Data Base and is based on events simulation technology for the elaboration and analysis of scheduling scenarios. Its utilization at the Capuava Refinery allows the production programming team to analyze and anticipate difficulties and opportunities, thereby being able to make viable a potential integration of managements and people directly involved with the refinery scheduling information, such as planning, logistics and commercial areas. keywords: scheduling simulation Capuava Refinery Boletim Técnico da Petrobras, Rio de Janeiro, v. 50, n. 1/3, p , abr./ago./dez

2 Utilização do sistema BR-SIPP - sistema integrado de programação de produção Petrobras na refinaria de Capuava Resumen El BR-SIPP es una herramienta de apoyo a decisiones de programación de producción de refinerías. Está dotada de integración al Banco de Datos Corporativo de Almacenamiento, Movimentación y Calidad y se basa en tecnología de simulación por eventos para elaboración y análisis de escenarios de programación. Su utilización en la Refinería de Capuava le permite al equipo de programación de producción analizar y anticipar dificultades y oportunidades, así viabilizando una potencial integración de gerencias y personas directamente involucradas con informaciones de programación de producción de la refinería, como Programación y Control de la Producción, Transferencia y Almacenamiento y Comercialización. palabras clave: programación de producción simulación Refinería de Capuava Introdução O Sistema Integrado de Programação de Produção Petrobras BR-SIPP (Petrobras, 2006) é uma ferramenta de suporte a decisões de programação de produção de refinarias dotada de integração ao banco de dados corporativo de estoque, movimentação e qualidade e está baseado em tecnologia de simulação por eventos e programações automáticas (heurísticas). Seu objetivo principal é o apoio à elaboração da programação de produção da refinaria através da simulação e concomitante análise de sensibilidade de cenários factíveis para o programa de produção de curto-prazo (scheduling). A utilização do BR-SIPP é caracterizada pela agilidade e facilidade para o usuário, pois adota recursos de programação por eventos próximos à linguagem do operador Petrobras. Como exemplo, pode-se citar a dependência da programação de tanques de carga de uma unidade de processamento como função da seqüência de campanhas programadas para a mesma. Descrição do sistema A Unidade de Negócio Refinaria de Capuava (RECAP) está situada no Pólo Petroquímico de Mauá (SP). Baseada em esquema de refino simples, porém não convencional, ocupa um nicho de mercado caracterizado por produtos de alto valor agregado, como solventes especiais e propeno petroquímico. Constituindo-se de uma das menores refinarias do Sistema Petrobras no que tange ao volume de carga processada, a otimização do programa de produção diário da refinaria revela-se um ponto-chave para sustentar-se como uma das unidades de negócio mais rentáveis por unidade de carga processada da Empresa. O BR-SIPP opera em plataforma MS-Windows e consiste de uma arquitetura integrada que inclui banco de dados, interface gráfica e tecnologia de simulação numérica. A planta da refinaria é criada em MS-Visio permitindo, deste modo, a utilização dos recursos gráficos desta ferramenta. Isso facilita a caracterização e a manutenção da planta da refinaria, a qual pode ser extensível à representação dos terminais de recebimento de petróleo ou expedição de produtos dedicados, visando o gerenciamento da programação destes terminais pela equipe de Programação e Controle da Produção (PCP). O Sistema BR-SIPP é uma tecnologia de programação de produção própria desenvolvida pela Petrobras, sendo continuamente suportado por uma equipe da área de Tecnologia de Informação (TI). Está sendo implementado 102 Boletim Técnico da Petrobras, Rio de Janeiro, v. 50, n. 1/3, p , abr./ago./dez. 2007

3 Joly et al. nas refinarias do Sistema Petrobras por uma equipe de projeto multidisciplinar integrada ao viés do negócio com suporte do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Melo (Cenpes) e focada sobre o desenvolvimento evolutivo do sistema e nos resultados passíveis de extração pelo uso do mesmo. Utilização do BR-SIPP O Sistema BR-SIPP encontra-se em produção na RECAP apoiando as decisões de programação da produção da refinaria e considerando o escopo completo da planta (i.e., desde o recebimento até a expedição de derivados a clientes). Sua configuração é integrada à representação e gerenciamento dos estoques de petróleo cru no Terminal de Cubatão dedicados a RECAP. A figura 1 sintetiza um modelo de uso do BR-SIPP pela equipe de Programação e Controle da Produção (PCP). No início do dia, o usuário analisa a situação de estoques por meio do relatório de tancagem e verifica a coerência da programação proposta no dia anterior, a qual pode servir de base para o dia corrente. Ajustes e reprogramações podem ser realizados e a simulação do novo cenário elaborado é executada. A partir de uma série de relatórios gráficos produzidos pelo sistema, o usuário rapidamente identifica a necessidade de novas adequações à programação inicialmente proposta no dia corrente, assim como tem potencial para trabalhar em oportunidades que foram identificadas durante a análise dos resultados da última simulação e que ainda podem ser exploradas. O objetivo é a geração de um cenário viável e o mais otimizado possível. Como exemplos dos tipos de relatórios produzidos pelo sistema, temos: gráficos de gantt com a programação das unidades de processo e das áreas de tancagem; gráficos de estoques com a projeção dos estoques de cada tanque; gráficos de vazão com a programação de vazões a serem realizadas por unidade de processo e por tanque; gráfico de composição com a projeção da composição de cada tanque; gráficos de qualidade com a projeção das qualidades de cada tanque; relatórios secundários (log de mensagens) para apoio a análise da simulação. A integração do uso do BR-SIPP entre a equipe de PCP e a Gerência de Transferência e Estocagem (TE) era uma necessidade crítica mapeada pela RECAP durante o período de uso do sistema. O objetivo desta boa prática não se resume apenas à divisão da carga de trabalho inerente ao uso do BR-SIPP, mas, principalmente, à produção de um cenário aderente às operações planejadas pela Gerência de Transferência e Estocagem, cujo gerenciamento pode não estar sob responsabilidade da PCP. O Sistema BR-SIPP é, antes de tudo, um integrador multi-usuário. Neste sentido, a RECAP adota o uso integrado pela equipe de PCP e pela Gerência de Transferência e Estocagem, sendo que a parte gerenciada pela PCP compreende desde recebimentos do petróleo cru no terminal de Cubatão até a programação das cargas das unidades de processo da refinaria. Cabe a Gerência de Transferência e Estocagem programar, em conjunto com a equipe de PCP, as destinações de produção a tanques, transferências internas entre tanques e a expedição de derivados. A integração do programa BR-SIPP ao banco de dados de estoques, movimentações e qualidades (BDEMQ) da Empresa estende-se à geração automática de relatórios de programação, como a Instrução de Programação de Produção (IPP) e a Instrução Operacional (IO), documentos estes que sintetizam diretrizes básicas da equipe de PCP para a Gerência de Produção (PR). A consulta das informações publicadas no BR- SIPP viabiliza o potencial para a estruturação de um processo baseado na compreensão e na análise crítica on-line de diversas outras gerências envolvidas no processo, como Transferência e Estocagem, Produção e Comercialização (fig. 2). Boletim Técnico da Petrobras, Rio de Janeiro, v. 50, n. 1/3, p , abr./ago./dez

4 Utilização do sistema BR-SIPP - sistema integrado de programação de produção Petrobras na refinaria de Capuava Figura 1 Ciclo de uso do BR-SIPP. Figure 1 BR-SIPP utilization cycle. Figura 1 Ciclo de uso del BR-SIPP. Figura 2 Uso do BR-SIPP como Sistema de Informação na UN-RECAP. Figure 2 BR-SIPP use as an Information System in UN-RECAP. Figura 2 Uso del BR-SIPP como Sistema de Información en la UN-RECAP. 104 Boletim Técnico da Petrobras, Rio de Janeiro, v. 50, n. 1/3, p , abr./ago./dez. 2007

5 Joly et al. Benefícios A visibilidade a curtos e médios prazos, maior aderência ao nível de planejamento, melhor posição para negociação das bateladas de petróleo, informação on-line (multi-usuário/multi-site), padronização da forma de documentação da programação de produção da refinaria, maximização da produção de produtos mais nobres, melhor nível de serviço, minimização de estoques, maior estabilidade operacional, redução de reprocessamento, resposta rápida a situações inesperadas, exploração de oportunidades (análises de sensibilidade do tipo -o que acontece se- What-If ) e operação a mínimo custo são potenciais benefícios associados a boas práticas de utilização da ferramenta de BR-SIPP no Sistema de Apoio à Decisão. Intangíveis padronização e disponibilidade de informações: Benefícios imediatos e adicionais quanto à padronização da forma de registro e democratização ao acesso às informações de programação de produção dentro da refinaria. Concentração da maior parte das informações para programação de produção num único ambiente. aceleração da curva de aprendizado: A redução do tempo de aprendizado de novos técnicos alocados para a tarefa de programação da produção, como verificado nas Gerências de Otimização (OT) e de Transferência e Estocagem (TE), constitui um dos pontos positivos adicionais identificados internamente pela refinaria com a entrada em operação do BR-SIPP na RECAP, cujo projeto viabiliza um ambiente didático para compreensão e aprendizagem das regras de negócio inerentes à atividade de programação de produção. agilidade de resposta: Permite ao usuário reagir mais rapidamente no suprimento de matéria-prima, de produção, de mercado, ou de logística que afetam diretamente a programação proposta. Tangíveis potencial para redução de estoques; potencial para redução da sobre-especificação de produtos; potencial para otimização da utilização da tancagem. Conclusão A integração de métodos e processos da refinaria por meio da democratização ao acesso às informações de programação de produção, somado à integração de pessoas e gerências que lidam com informações deste tipo, é outro poderoso viés do BR-SIPP (como Sistema de Informação) que precisa ser explorado. A integração das possibilidades do BR-SIPP a outras ferramentas corporativas, como ferramentas de planejamento de produção e de operação, representa uma nova frente de pesquisa e desenvolvimento que agregará mais agilidade e eficiência ao uso do BR-SIPP nas refinarias da Petrobras. agilidade na confecção da programação: Permite ao usuário elaborar a programação num espaço de tempo reduzido quando comparado à situação anterior à implantação do sistema. Desta forma, são permitidas ao programador oportunidades freqüentes de análise criando um ambiente favorável à otimização da programação da refinaria. Boletim Técnico da Petrobras, Rio de Janeiro, v. 50, n. 1/3, p , abr./ago./dez

6 Utilização do sistema BR-SIPP - sistema integrado de programação de produção Petrobras na refinaria de Capuava Bibliografia JOLY, M. Relatório do Plano de testes finais - Sistema Integrado de Programação da Produção PETROBRAS (BR-SIPP): implantação do Sistema na Refinaria de Capuava. Rio de Janeiro: Petrobras. CENPES. PDAB. DLT, f. (RT PDAB/DLT 003/06). JOLY, M. Sistema Integrado de Programação da Produção SIPP - PETROBRAS: relatório de atividades desenvolvidas na UN-RECAP e descritivo de proposta para sistematização do processo e de melhorias ao sistema. Rio de Janeiro: Petrobras. CENPES. PDAB. DLT, f. (RT PDAB/DLT 012/04). MAGALHÃES, M. V.; MORO, L. F. L.; SMANIA, P.; HASSIMOTTO, M. K.; PINTO, J. M.; ABADIA, G. J. SIPP: A Solution for Refinery Scheduling. In: 1998 NPRA COMPUTER CONFERENCE, 1998, San Antonio. [Paper of the...]. San Antonio, Texas: National Petroleum Refiners Association, (Paper CC ). PETROBRAS. BR-SIPP: manual do usuário. Rio de Janeiro: Petrobras, CENPES, Publicação interna. Autores Marcel Joly Refinaria de Capuava - Recap Gerência de Otimização joly@petrobras.com.br Marcelo Kenji Hassimotto Tecnologia da Informação e Telecomunicações Gerência de Soluções de Negócios de Logística e Planejamento kenji@petrobras.com.br Marcel Joly graduou-se em Engenharia Química pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - USP (1997). Nesta instituição também concluiu os cursos de Mestrado (1999), e Doutorado (2004), na área de programação matemática. Atualmente é Engenheiro de Processamento na Petrobras. Marcus Vinicius de Oliveira Magalhães Abastecimento - Refino Gerência de Otimização vinicius@petrobras.com.br Marcelo Kenji Hassimotto graduou-se em Engenharia Mecânica pela Escola Politécnica da USP (1993), possui especialização em Controle e Otimização em Engenharia Química pela Escola Politécnica da USP (2004), e Mestrado em Engenharia Química pela Escola Politécnica da USP (2007). Ingressou em 1994 na Petrobras como Analista de Sistemas. Atualmente trabalha com desenvolvimento de sistema de apoio à decisão para programação de produção de refinaria (BR-SIPP Registro INPI nº ) e desenvolvimento de sistema de apoio à operação de movimentações e misturas de refinaria. Marcus Vinicius de Oliveira Magalhães graduou-se em Engenharia Química pelo Instituto Militar de Engenharia - IME (1986). Possui Curso de Engenharia de Processamento de Petróleo pela Petrobras (1988), Especialização em Modelagem, Simulação e Controle de Processos pela Universidade de São Paulo - USP (1989), Mestrado em Engenharia Química pela Universidade de São Paulo (1994) e Doutorado em Engenharia Química pelo Imperial College London (2004). Ingressou em 1987 na Petrobras como Engenheiro de Processo. Atualmente atua na coordenação dos projetos de implantação da tecnologia SIPP de apoio à programação de produção nas refinarias RECAP, RPBC, REGAP, REVAP e REFAP, e de um programa de mistura em linha para o refino da Petrobras. 106 Boletim Técnico da Petrobras, Rio de Janeiro, v. 50, n. 1/3, p , abr./ago./dez. 2007