Stefano Billi - Federchimica

4°Workshop Internazionale del
Programma T.A.C.E.C.
Milano, 20 luglio 2010
Applicazione del metodo Six Sigma
all'ottimizzazione della produttività di
un impianto di chimica fine
Stefano Billi – Production Manager – Endura Spa
A company committed to Innovation
Endura’s site history
Start up new Multipurpose plant.
First production of Pyrethroids
Fine Chemicals Intermediates and
New Pyrethroids
2004
2003
PBO production with a new environmental
friendly process
2001
New production site and
new R&D center in Ravenna
2000
1980
1979
1958-78
Piperonyl Butoxide,
Tetramethrin
CHIMOSA
(CIBA-GEIGY)
CHIMOSA
Piperonyl Butoxide, Tetramethrin
UV Stabilizers, Antioxidants
Piperonyl Butoxide, Tetramethrin
UV Stabilizers, Antioxidants
A company committed to Innovation
Our business
Active Ingredients for Insecticides
Household
Public Health
Crop Protection
Fine Chemical Intermediates
Pharmaceuticals
Cosmetics
Fragrances
Agro
A company committed to Innovation
Global business
Endura has been a follower for more than 20 years
After 2003 the strategy of the company changed becoming a real alternative to the
status quo
Endura does not sell just chemicals but a complete solution to customers problems:
•Common R&D projects
•Regulatory support
•Technical service
•Marketing support
•Quality
•Logistics
A company committed to Innovation
Head office and manufacturing Site
Head office is located in Bologna
Production Site and R&D Center are
located in Ravenna, one the the
largest chemical district in Italy
BOLOGNA
RAVENNA
A company committed to Innovation
Ravenna Chemical District
Ravenna site R & D Laboratories
O
O
O
R1
R2
N
O
X
O
N
O
Endura
MDB / DHS / PBO
O
OO
O
O
O
O
O
MULTIPURPOSE
A company committed to Innovation
PROGETTO
SIX SIGMASYNTHESIS
PBO ENDURA
PATENTED
O
O
O
O
Endura has developed
and patented a new synthesis
to produce PBO starting from synthetic raw materials
OH
O
O
O
OH
O
O
O
O
O
O
MDB
CATHECOL
CHETONE
O
O
CHETONE
DHS
DHS
O
O
PBO
A company committed to Innovation
Scelta del progetto
Attraverso l’individuazione delle
condizioni operative di distillazione del
chetone si vuole incrementare la
produttività della successiva sezione di
idrogenazione, preservandone la resa.
A company committed to Innovation
Define
Project Charter
Titolo
Ottimizzazione della produttività nella sezione di acilazione / idrogenazione
Obiettivo
Aumentare la produttività della sezione, preservandone la resa
Ambito
In scope: Distillatore VA138 - Out of scope: Reattore di sintesi RA105 - Distillatore BB
RA106 - Reattore di idrogenazione RA107 - Distillatore della idrogenazione VA135
Team Leader (GB/BB)
Stefano Billi
Telefono
0544/607048
Serena Poletti
Telefono
0544/607043
Alberto Guerrini
Telefono
0544/607065
Giuliano Zambonin
Telefono
Elisa Ossani
Telefono
Christian Battistini
Telefono
Team Member
Telefono
Proprietario processo
Stefano Billi
Telefono
Champion
Nodari
Telefono
Durata
Definizione Operativa
CTQ
Valore iniziale
Valore atteso
Beneficio finanziario
Vincoli
4
mesi
Il titolo chetone fa riferimento all'analisi del serbatoio di stoccaggio chetone distillato
VA137 ed è espresso in percentuale area/area .
Titolo Chetone (% a/a)
Batch Size DHS (kg/batch)
84,81%
4816 kg
88,00%
5100 kg
€ 130.000
Euro/anno
Le condizioni operative di inizio distillazione chetone - Parametri di sicurezza (Temp.
Distillazione) - Pressione di fine distillazione
Data inizio prevista
Data chiusura prevista
Stato di avanzamento
03-mar
20-apr
0%
Measure
20-apr
12-mag
0%
Analyze
12-mag
01-giu
0%
Improve
01-giu
15-giu
0%
Control
15-giu
01-lug
0%
Milestone
Define
A company committed to Innovation
Define
VOC - CTQ
VOC: Ottimizzazione della sezione di distillazione
chetone in VA138 al fine di massimizzare la produttività
(batch size) di idrogenazione, preservandone la resa.
CTQ :
1) Titolo chetone (%a/a)
Obiettivo: da 84.8% a 88%
2) Quantità di DHS prodotta per batch (kg/batch)
Obiettivo: da 4816 kg a 5100kg
A company committed to Innovation
Define
Definizione Operativa
Il titolo chetone fa riferimento all'analisi
HRGC-FID del serbatoio di stoccaggio
chetone distillato VA137 ed è espresso in
percentuale area/area .
A company committed to Innovation
Define
Mappatura di processo
DHS
Distillato
PECI
CHETONE
OGNI 2
DISTILLAZIONI
SINTESI
CHETONE
(RA105)
CHETONE
Grezzo
DISTILLAZIONE
CHETONE
(VA138)
CHETONE
Distillato
(VA137)
DHS
Grezzo
IDROGENATORE
(RA107)
DISTILLAZIONE
DHS
(VA135)
Residui
distillazione
DHS
A company committed to Innovation
Define
Supplier Input Process Output Customer
RESIDUI
VA135
CHETONE
GREZZO
DIREZIONE
STABILIMENTO
PECI
CHETONE
SINTESI
ACILAZIONE
UTILITIES
FORNIT.
ENERGIA
PERSONALE
MANODOPERA
DISTILLAZIONE
CHETONE
VA138
CHETONE
DISTILLATO
IDROGENATORE
RA107
A company committed to Innovation
Measure
Strumenti utilizzati per analisi trend
Sono stati ritenuti rappresentativi per la conduzione del progetto tutti i dati raccolti dal 1/01/2010 al 16/03/2010
Summary for KE%a/a
A nderson-D arling N ormality Test
75
78
81
84
87
90
A -S quared
P -V alue
0,53
0,168
M ean
S tD ev
V ariance
S kew ness
Kurtosis
N
84,811
4,103
16,834
-0,042391
-0,727019
98
M inimum
1st Q uartile
M edian
3rd Q uartile
M aximum
93
75,260
81,597
84,440
88,203
94,040
95% C onfidence Interv al for M ean
83,988
85,633
95% C onfidence Interv al for M edian
83,893
85,837
95% C onfidence Interv al for S tD ev
9 5 % C onfidence Inter v als
3,598
4,774
Mean
Median
84,0
84,5
85,0
85,5
86,0
La verifica della normalità dei dati permette di passare alle analisi successive
A company committed to Innovation
Measure
Strumenti utilizzati per analisi trend
Il time series plot mostra un andamento molto altalenante dei dati; è stata effettuata una
stratificazione dei dati per pressione di esercizio
A company committed to Innovation
Measure
Strumenti utilizzati per analisi trend
Questo outlier è stato
identificato in un
riciclo straordinario
avvenuto in impianto
Senza considerare il
riciclo non si osserva più
la presenza di outliers.
E’ stata verificata la
normalità dei dati anche
per i Kg di DHS
A company committed to Innovation
Measure
Process Sigma (Measure)
Obiettivo: Calcolare il livello di performance del processo
Z92=(92-84.81)/4.1= 1.75
Area Z92=0.04
Z84=(84-84.81)/4.1=-0.20
Area Z84=0.42
Difettosità totale = 46%
Risultati: σ=1,60
(Raccolta Dati: 01/01/2010 16/03/2010)
A company committed to Innovation
Analyze
Diagramma di Ishikawa
Diagramma Causa-Effetto
Measurements
Material
Personnel
Modifica parametri fine
distillazione per spurgi
puntuali
Variabilità MDB
recupero
Cambio strumenti per
analisi KE
Variabilità a chi effettua
campionamenti e analisi
Presenza Anidride mista
Performance strum.
misura analisi
A lta
Variabilità
Titolo
C hetone
Pressione di fine
distillazione KE
Variabilità delle reazioni
a monte
Riciclo DHS e KE
distillatore DHS
Condizione fine reazione
idrogenazione
Variabilità temperatura
di distillazione
Env ironment
Omogenizzazione
campione
Methods
Eccessiva corrente di riciclo
peci
Alta variabilità del livello
serbatoio KE
Performance del
compressore per vuoto
Variabilità nel dosaggio
delle peci del DHS
Sporcamento del ribollatore
Machines
A company committed to Innovation
Improve
Interventi Lean Six Sigma
1) Riduzione del grado di vuoto di fine distillazione da 2,5 a 3,5
mbar: l’intervento è stato attivato direttamente in impianto
modificando i parametri del DCS.
2) Installazione di un serbatoio di stoccaggio per i residui della
distillazione del DHS da recuperare in quantità prefissate in
distillazione chetone: data la necessità di un investimento di una
certa rilevanza, questo intervento verrà attuato in un secondo
tempo solo se ritenuto necessario.
Piano delle attività
1) L’intervento è stato apportato in impianto da inizio giugno
seguendo la consueta procedura di gestione modifiche
IL/ING&ST/02. La modifica è al momento ancora presente in
impianto, i dati continuano ad essere raccolti e monitorati. La
modifica verrà resa definitiva o scartata entro il 1°luglio in
accordo con le tempistiche previste dalla project chart
A company committed to Innovation
Control
Azioni di Control
Dopo aver apportato la riduzione del grado di vuoto i dati delle CTQ sono stati
raccolti ed analizzati nuovamente
Summary for KE %a/a dopo intervento pressione
A nderson-D arling N ormality Test
84
86
88
90
92
94
A -S quared
P -V alue
0,37
0,404
M ean
S tD ev
V ariance
S kew ness
Kurtosis
N
89,261
2,684
7,205
0,352742
-0,459375
49
M inimum
1st Q uartile
M edian
3rd Q uartile
M aximum
96
84,330
87,070
89,000
91,090
95,520
95% C onfidence Interv al for M ean
88,490
90,032
95% C onfidence Interv al for M edian
88,052
90,258
95% C onfidence Interv al for S tD ev
9 5 % C onfidence Inter v als
2,238
3,353
La normalità
dei dati è
verificata
L’obiettivo di
88% è stato
raggiunto per
la CTQ ”titolo
del chetone”
Mean
Median
88,0
88,5
89,0
89,5
90,0
90,5
A company committed to Innovation
Control
Azioni di Control
Dopo aver apportato la riduzione del grado di vuoto i dati delle CTQ sono stati raccolti ed analizzati nuovamente
Summary for Kg DHS dopo intervento pressione
A nderson-D arling N ormality T est
5000
5100
5200
5300
5400
A -S quared
P -V alue
0,33
0,456
M ean
S tD ev
V ariance
S kew ness
Kurtosis
N
5239,8
116,4
13548,2
-0,50442
1,65600
10
M inimum
1st Q uartile
M edian
3rd Q uartile
M aximum
5000,0
5178,8
5241,0
5306,3
5440,0
Batch size medio
= 5240 kg
L’obiettivo di
5100 Kg è stato
raggiunto!
95% C onfidence Interv al for M ean
5156,5
5323,1
95% C onfidence Interv al for M edian
5175,3
5306,7
95% C onfidence Interv al for S tD ev
9 5 % C onfidence Inter v als
80,1
212,5
Mean
Median
5150
5200
5250
5300
A company committed to Innovation
Control
Control Chart
La control chart sulla CTQ “titolo del ketone % a/a” mostra che il processo è
stabile dopo l’intervento sulla pressione
I-MR Chart of KE % a/a dopo intervento pressione
U C L=97,44
Individual Value
96
92
_
X=89,26
88
2
84
LC L=81,08
80
1
6
11
16
21
26
O bser v ation
31
36
41
46
U C L=10,05
Moving Range
10,0
7,5
5,0
2,5
__
M R=3,08
2
2
0,0
LC L=0
1
6
11
16
21
26
O bser v ation
31
36
41
46
A company committed to Innovation
Control
Process Sigma (Control)
Obiettivo: Calcolare il livello
di performance
del processo
Risultati
ottenuti:
Measure:
σ = 1,6
Control:
σ = 2,4
A company committed to Innovation
Determinazione dei Savings ottenuti
Savings Diretti: Minor consumo di H2 per batch per 25.000 €/y
Savings Indiretti: Maggior assorbimento costi fissi per 115.000 €/y
Savings Energetici Diretti: L’aumento di titolo del ketone distillato determina un
aumento dell’efficienza energetica in quanto il vapore, a parità di quantità
impiegata, non viene utilizzato per scaldare i “pesanti” negli step successivi i
misura pari alla differenza di titolo (ca.5%). (Risparmio stimato in ca.1000 €/y)
Savings Energetici Indiretti: L’aumento di produzione di DHS distillato
(456Kg/batch) permette una maggior produzione annua.
La parte fissa dei consumi energetici (en.elettrica, vapore) viene assorbita da
una produzione maggiore. (Risparmio stimato in ca. 25.000 €/y)
A company committed to Innovation
A company committed to Innovation