Chemical Engineering Research and Design ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-01-27 , DOI: 10.1016/j.cherd.2021.01.014 Ahmad Al-Douri , Vasiliki Kazantzi , Nancy Currie-Gregg , Mahmoud M. El-Halwagi
Traditional analysis of a proposed process design uses average input values in the performance assessment model, thereby generating single-point estimates. The resulting estimates ignore reliability, availability, and maintainability (RAM) considerations, or assume a fixed value based on prior experience. As a result, a probabilistic view of the impact of equipment unavailability on process profitability is not considered. Recent works have proposed a financial framework for incorporating safety and sustainability considerations in the analysis of proposed designs. Based on this research, we propose a framework to integrate RAM aspects during the conceptual design stage in a probabilistic manner using Monte Carlo simulation. Subsequently, full distribution profiles of key process performance indicators are generated, including system and section availability, annual net profit, and return on investment (ROI). Probabilistic characterization of equipment availability also facilitates the prediction of potential safety and sustainability issues, as more frequent process upsets may result in increased flaring and other potential negative consequences. A modified availability metric, using restoration instead of repair times, is used in this work to obtain a more accurate view of expected downtime and thus its effects on profitability. A propane dehydrogenation (PDH) process system is used to demonstrate the application and benefits of the framework. The proposed approach allows designers and decision-makers to comprehensively assess the impacts of equipment RAM characteristics on process availability and economic performance.
中文翻译:
在化学过程设计的概念和初步阶段,将不确定性量化集成到可靠性,可用性和可维护性(RAM)分析中
建议的过程设计的传统分析在性能评估模型中使用平均输入值,从而生成单点估计。得出的估计值忽略了可靠性,可用性和可维护性(RAM)的考虑,或者根据以前的经验假定为固定值。结果,没有考虑设备不可用对过程获利的影响的概率视图。最近的工作提出了一个财务框架,用于将安全性和可持续性考虑因素纳入拟议设计的分析中。基于这项研究,我们提出了一个框架,用于使用蒙特卡洛模拟以概率方式在概念设计阶段集成RAM方面。随后,将生成关键过程绩效指标的完整分布图,包括系统和部门的可用性,年度净利润和投资回报率(ROI)。设备可用性的概率特征还有助于预测潜在的安全性和可持续性问题,因为更频繁的过程扰乱可能导致扩口和其他潜在的负面后果。在这项工作中使用了修改后的可用性指标(使用恢复而不是维修时间),以更准确地了解预期的停机时间,从而了解其对盈利能力的影响。丙烷脱氢(PDH)工艺系统用于证明该框架的应用和益处。所提出的方法使设计人员和决策者能够全面评估设备RAM特性对过程可用性和经济绩效的影响。以及投资回报率(ROI)。设备可用性的概率特征还有助于预测潜在的安全性和可持续性问题,因为更频繁的过程扰乱可能导致扩口和其他潜在的负面后果。在这项工作中使用了修改后的可用性指标(使用恢复而不是维修时间),以更准确地了解预期的停机时间,从而了解其对盈利能力的影响。丙烷脱氢(PDH)工艺系统用于证明该框架的应用和益处。所提出的方法使设计人员和决策者能够全面评估设备RAM特性对过程可用性和经济绩效的影响。以及投资回报率(ROI)。设备可用性的概率特征还有助于预测潜在的安全性和可持续性问题,因为更频繁的过程扰乱可能导致扩口和其他潜在的负面后果。在这项工作中使用了修改后的可用性指标(使用恢复而不是维修时间),以更准确地了解预期的停机时间,从而了解其对盈利能力的影响。丙烷脱氢(PDH)工艺系统用于证明该框架的应用和益处。所提出的方法使设计人员和决策者能够全面评估设备RAM特性对过程可用性和经济绩效的影响。设备可用性的概率特征还有助于预测潜在的安全性和可持续性问题,因为更频繁的过程扰乱可能导致扩口和其他潜在的负面后果。在这项工作中使用了修改后的可用性指标(使用恢复而不是维修时间)来获得对预期停机时间的更准确了解,从而了解其对盈利能力的影响。丙烷脱氢(PDH)工艺系统用于证明该框架的应用和益处。所提出的方法使设计人员和决策者能够全面评估设备RAM特性对过程可用性和经济绩效的影响。设备可用性的概率特征还有助于预测潜在的安全性和可持续性问题,因为更频繁的过程扰乱可能导致扩口和其他潜在的负面后果。在这项工作中使用了修改后的可用性指标(使用恢复而不是维修时间),以更准确地了解预期的停机时间,从而了解其对盈利能力的影响。丙烷脱氢(PDH)工艺系统用于证明该框架的应用和益处。所提出的方法使设计人员和决策者能够全面评估设备RAM特性对过程可用性和经济绩效的影响。因为更频繁的工艺失常可能会导致扩口和其他潜在的负面后果。在这项工作中使用了修改后的可用性指标(使用恢复而不是维修时间),以更准确地了解预期的停机时间,从而了解其对盈利能力的影响。丙烷脱氢(PDH)工艺系统用于证明该框架的应用和益处。所提出的方法使设计人员和决策者能够全面评估设备RAM特性对过程可用性和经济绩效的影响。因为更频繁的工艺失常可能会导致扩口和其他潜在的负面后果。在这项工作中使用了修改后的可用性指标(使用恢复而不是维修时间)来获得对预期停机时间的更准确了解,从而了解其对盈利能力的影响。丙烷脱氢(PDH)工艺系统用于证明该框架的应用和益处。所提出的方法使设计人员和决策者能够全面评估设备RAM特性对工艺可用性和经济绩效的影响。丙烷脱氢(PDH)工艺系统用于证明该框架的应用和益处。所提出的方法使设计人员和决策者能够全面评估设备RAM特性对工艺可用性和经济绩效的影响。丙烷脱氢(PDH)工艺系统用于证明该框架的应用和益处。所提出的方法使设计人员和决策者能够全面评估设备RAM特性对过程可用性和经济绩效的影响。