Wie Werden Der Bedarf An Bedienpersonal Und Die Gesamten Herstellungskosten Geschätzt? Ein Praxisorientierter Leitfaden Für Chemieanlagen

Der Bedarf an Bedienpersonal und die gesamten Herstellungskosten werden anhand des Prozessfließbilds, der Anzahl der Ausrüstungsteile und der jährlichen Betriebskosten geschätzt. Zunächst wird die Anzahl der pro Schicht erforderlichen Bediener mithilfe einer empirischen Korrelation geschätzt, die hauptsächlich auf der Anzahl größerer Ausrüstungsteile ohne Pumpen sowie auf der Anzahl der Prozessschritte zur Verarbeitung von Feststoffpartikeln basiert. Anschließend wird die Schichtbesetzung in jährliche direkte Personalkosten umgerechnet und mit Rohstoffen, Abfallbehandlung, Versorgungsmedien und dem Anlagekapital mithilfe einer standardisierten Korrelation für Herstellungskosten kombiniert.

Die Schätzung ist ein integriertes Wirtschaftsmodell: Die Komplexität der Ausrüstung bestimmt den Personalbedarf, während Material- und Versorgungsverbrauch, Abfallbehandlung, Personal- und Kapitalinvestitionen die gesamten Herstellungskosten bestimmen.

Schätzung des Bedarfs an Bedienpersonal

Größere Ausrüstungsteile ohne Transportausrüstung zählen

Beginnen Sie mit der Zählung der größeren Ausrüstungsteile der Prozessanlage, dargestellt durch (N_{np}). Typische Ausrüstungsteile sind:

Reaktoren
Destillations- und Trennkolonnen
Wärmetauscher
Feuerungsbeheizte Öfen
Verdichter
Andere größere Prozessaggregate

Pumpen und andere Transportausrüstungen werden bei dieser speziellen empirischen Korrelation im Allgemeinen ausgeschlossen.

Verarbeitung von Feststoffpartikeln berücksichtigen

Die Korrelation umfasst außerdem (P), die Anzahl der Prozessschritte, in denen Feststoffpartikel verarbeitet werden:

[ N_{OL}=\left(6.29+31.7P^2+0.23N_{np}\right)^{1/2} ]

Hierbei gilt:

(N_{OL}) ist die geschätzte Anzahl der pro Schicht erforderlichen Bediener
(P) ist die Anzahl der Prozessschritte zur Verarbeitung von Feststoffpartikeln
(N_{np}) ist die Anzahl der größeren Ausrüstungsteile ohne Pumpen

Der Term (31.7P^2) macht die Feststoffverarbeitung besonders bedeutsam, da sie zusätzliche Arbeiten für Beschickung, Transfer, Eindämmung, Reinigung und Materialhandhabung erfordern kann.

Schichtbesetzung in die Gesamtzahl der Beschäftigten umrechnen

Bei einer kontinuierlich betriebenen Anlage erfordert eine Bedienerposition pro Schicht eine Abdeckung über mehrere Schichten, Bereitschaftszeiten, Urlaub und Abwesenheiten. Ein häufig verwendeter vorläufiger Faktor ist:

[ N_{\text{operators}}=4.5N_{OL} ]

Wenn die Korrelation also die Anzahl der in einer Schicht benötigten Bediener schätzt, ergibt die Multiplikation mit etwa 4,5 die ungefähre Gesamtzahl der für den kontinuierlichen Betrieb erforderlichen Bedienerpositionen.

Schichtbesetzung in direkte Betriebspersonalkosten umrechnen

Die direkten Betriebspersonalkosten werden anschließend aus der Gesamtzahl der Bediener und dem vollständig belasteten Personalkostensatz geschätzt:

[ C_{OL}=N_{\text{operators}}\times R_{OL} ]

Der Satz (R_{OL}) sollte mit dem Kostenzeitraum übereinstimmen und den geltenden Lohn, Sozialleistungen, Lohnnebenkosten sowie sonstige direkte Personalkosten enthalten.

Für jährliche Herstellungskostenberechnungen müssen sowohl (C_{OL}) als auch die anderen Kostenpositionen auf derselben jährlichen Basis ausgedrückt werden.

Schätzung der Kosteneingaben

Rohstoffkosten bestimmen

Die Rohstoffkosten werden aus der Stoffbilanz des Prozesses ermittelt:

[ C_{RM}=\sum_i \dot{m}_i,p_i,t ]

Dabei wird der Durchsatz jedes Materials mit seinem Stückpreis und der Betriebszeit über den gewählten Zeitraum multipliziert.

Die Stromtabelle sollte die Durchsätze, Zusammensetzungen und Betriebsbedingungen enthalten, die zur Bestimmung des Materialverbrauchs und der Produktmenge erforderlich sind.

Aufwendungen für Versorgungsmedien berechnen

Die Kosten für Versorgungsmedien basieren auf dem Energie- und Dienstleistungsbedarf der Ausrüstung. Zu den üblichen Versorgungsmedien gehören:

Kühlwasser
Dampf
Kesselspeisewasser
Elektrizität
Brennstoff für Feuerungsanlagen
Kälteversorgung, sofern zutreffend

Der Bedarf an Versorgungsmedien wird anhand von Stoff- und Energiebilanzen, Anlagenleistungen und Leistungsanforderungen bestimmt. Der daraus resultierende Verbrauch wird mit dem lokalen Stückpreis des jeweiligen Versorgungsmediums multipliziert:

[ C_{UT}=\sum_j U_j p_j ]

Dampfgutschriften oder zurückgewonnene Energie können als Gutschriften behandelt werden, sofern die gewählte Kostenmethode dies zulässt.

Kosten der Abfallbehandlung einbeziehen

Abwasser- und andere Aufwendungen für die Abfallbehandlung können durch (C_{WT}) dargestellt werden. Diese Kosten sollten die Menge und die Behandlungsanforderungen flüssiger, fester oder gasförmiger Abfallströme widerspiegeln.

Obwohl einige vereinfachte Zusammenfassungen die Abfallkosten mit Versorgungsmedien oder Betriebskosten zusammenfassen, behandelt die angegebene Korrelation für Herstellungskosten (C_{WT}) als separate Eingangsgröße.

Anlagekapital schätzen

Das Anlagekapital (FCI) umfasst die installierte Prozessanlage und nicht nur die Einkaufspreise einzelner Ausrüstungsteile beim Lieferanten.

Eine konzeptionelle Schätzung beginnt häufig mit den Kosten der gekauften Ausrüstung und wendet Installations- oder Modulmultiplikatoren an. Diese berücksichtigen unter anderem:

Rohrleitungen
Tragkonstruktionen
Elektrische Systeme
Mess-, Steuer- und Regeltechnik
Isolierung und Anstrich
Montagepersonal

Beispielhafte Faktoren für Ausrüstungsklassen sind etwa 3,5 für Wärmetauscher, 4,0 für Pumpen und Druckbehälter, 2,5 für Verdichter und 2,0 für Feuerungsanlagen. Der geeignete Faktor hängt von der Kostenmethode, dem Projektumfang, der Spezifikation der Ausrüstung und der Genauigkeit der Schätzung ab.

Berechnung der gesamten Herstellungskosten

Standardbeziehung für Herstellungskosten anwenden

Die Schätzung der direkten Herstellungskosten lautet:

[ COM_D= 1.23(C_{RM}+C_{WT}+C_{UT}) +2.215C_{OL} +0.146FCI ]

Die Terme bedeuten:

(C_{RM}): Rohstoffkosten
(C_{WT}): Kosten der Abfallbehandlung
(C_{UT}): Kosten der Versorgungsmedien
(C_{OL}): direkte Betriebspersonalkosten
(FCI): Anlagekapital

Die Koeffizienten berücksichtigen näherungsweise indirekte Betriebskosten, Anlagenoverhead, Laborkosten, instandhaltungsbezogene Belastungen, Überwachung und andere herstellungsbezogene Kosten.

Gewichtungsfaktoren richtig interpretieren

Die Gleichung behandelt nicht jede Kosteneingabe gleich. Der Koeffizient für direkte Arbeit ist größer als eins, da die gesamten Herstellungskosten mehr als nur die Löhne umfassen.

Ebenso steht der Term für das Anlagekapital für kapitalbezogene Aufwendungen wie Instandhaltung, Abschreibung, lokale Steuern, Versicherungen und andere Eigentumskosten, die in der gewählten Korrelation enthalten sind.

Alle Terme auf einer einheitlichen Basis halten

Eine häufige Fehlerquelle ist die Vermischung von stündlichen, täglichen und jährlichen Werten. Beispielsweise können jährliche Rohstoffkosten nicht mit stündlichen Personalkosten und einem einmaligen Kaufpreis für Ausrüstung kombiniert werden.

Wählen Sie eine Bezugsbasis – typischerweise Dollar pro Jahr – und rechnen Sie jeden Term vor Anwendung der Gleichung auf diese Basis um.

Erstellung der Schätzung anhand eines Fließbilds

Mit Stoff- und Energiebilanzen beginnen

Das Fließbild bildet die Grundlage sowohl für variable Kosten als auch für ausrüstungsbezogene Kosten. Durchsatz, Temperaturen, Drücke, Zusammensetzungen und physikalische Zustände der Ströme unterstützen die Berechnung von Rohstoffverbrauch, Produktausbeute, Abfallerzeugung, Wärmeleistungen und Leistungsbedarf.

Diese Bilanzen identifizieren außerdem die größeren erforderlichen Ausrüstungsteile für die Personalkorrelation und die Kapitalschätzung.

Eine Übersicht der Versorgungsmedien erstellen

Eine Übersicht der Versorgungsmedien sollte jedes verbrauchende Aggregat, seine Verbrauchsrate, die Betriebszeit und den Stückpreis aufführen. Sie sollte Kühlwärmetauscher, Zwischenkühler von Verdichtern, Pumpen, Rezirkulationsgebläse, Filtrationsanlagen, Heizungen und Systeme zur Abwärmerückgewinnung berücksichtigen.

Dieser Ansatz ist zuverlässiger, als einen einzelnen Prozentsatz des Umsatzes anzuwenden oder anzunehmen, dass der Verbrauch der Versorgungsmedien direkt mit der Anzahl der Ausrüstungsteile skaliert.

Pilotanlagendaten mit kommerziellen Schätzungen verknüpfen

Pilotanlagen können gemessene Verbrauchsraten für Rohstoffe und Versorgungsmedien pro Produkteinheit liefern. Diese Raten können anschließend anhand der erwarteten Produktionsrate skaliert und mit den prognostizierten Marktpreisen multipliziert werden.

Pilotdaten sind besonders nützlich, um Ausbeuteverluste, ungewöhnlich hohen Verbrauch von Versorgungsmedien, schwierige Feststoffhandhabung und Anforderungen an die Abfallbehandlung zu erkennen, die in einem rein theoretischen Entwurf möglicherweise nicht sichtbar sind.

Verständnis der Zielkonflikte

Die Personalkorrelation als vorläufige Schätzung betrachten

Die Korrelation (N_{OL}) ist ein empirisches Instrument für eine erste Bewertung und kein detaillierter Personalplan. Sie erfasst nicht vollständig den Automatisierungsgrad, Anforderungen an Gefahrstoffe, Instandhaltungspersonal, die Organisation des Kontrollraums, das Anlagenlayout oder die Entfernung zwischen den Betriebsbereichen.

Verwenden Sie sie für die Konzeptplanung und den Vergleich von Alternativen, und ersetzen oder validieren Sie sie vor endgültigen Investitionsentscheidungen durch eine detailliertere Personalbedarfsanalyse.

Doppelte Erfassung von Personalkosten vermeiden

Direkte Betriebspersonalkosten sollten über (C_{OL}) einbezogen werden. Montagepersonal gehört in die Schätzung des installierten Kapitals, während Instandhaltungspersonal durch die kapitalbezogenen oder Overhead-Faktoren der gewählten Kostenkorrelation dargestellt werden kann.

Die genaue Behandlung hängt von der Quelle der Korrelation ab; daher müssen deren Definitionen geprüft werden, bevor sie mit einem anderen Kostenmodell kombiniert wird.

Einkaufskosten der Ausrüstung nicht mit Anlagekapital verwechseln

Ein Lieferantenangebot für einen Wärmetauscher, eine Pumpe oder eine Kolonne ist nicht dasselbe wie das Anlagekapital. Installationsmaterialien und -leistungen können die Gesamtbaukosten der Anlage erheblich erhöhen.

Die direkte Verwendung der Kosten gekaufter Ausrüstung im Term (0.146FCI) führt im Allgemeinen zu einer Unterschätzung der kapitalbezogenen Herstellungskosten.

Unsicherheit bei Kostenfaktoren berücksichtigen

Installationsmultiplikatoren und Koeffizienten für Herstellungskosten sind breit anwendbare Schätzwerkzeuge. Ihre Genauigkeit hängt von der Anlagengröße, dem Standort, den Konstruktionswerkstoffen, den Prozessbedingungen, den Personalkostensätzen, den Preisen der Versorgungsmedien und dem Zeitpunkt der Schätzung ab.

Aus diesem Grund sollte das Ergebnis zusammen mit seinen Annahmen, dem Kostenjahr, der Produktionsbasis, dem Betriebsplan und der Schätzmethode angegeben werden.

So wenden Sie dies auf Ihr Projekt an

Verwenden Sie die folgende Abfolge, um eine belastbare vorläufige Schätzung zu erstellen:

Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf dem Betriebspersonal liegt: Zählen Sie die größeren Ausrüstungsteile ohne Pumpen, identifizieren Sie die Prozessschritte zur Verarbeitung von Feststoffpartikeln, berechnen Sie (N_{OL}), multiplizieren Sie für eine kontinuierliche Abdeckung mit etwa 4,5 und wenden Sie einen vollständig belasteten Personalkostensatz an.
Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf den variablen Produktionskosten liegt: Verwenden Sie Stoff- und Energiebilanzen, um den Verbrauch an Rohstoffen, die Kosten der Abfallbehandlung und den Verbrauch an Versorgungsmedien zu berechnen, und multiplizieren Sie anschließend jede Position mit ihrem entsprechenden Stückpreis.
Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf den gesamten Herstellungskosten liegt: Drücken Sie (C_{RM}), (C_{WT}), (C_{UT}), (C_{OL}) und (FCI) auf einer einheitlichen Basis aus und wenden Sie die Korrelation (COM_D) an.
Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Kapitalplanung liegt: Rechnen Sie die Kosten gekaufter Ausrüstung mithilfe ausrüstungsspezifischer Installations- oder Modulfaktoren in installierte Kosten um, bevor Sie den Beitrag des Anlagekapitals berechnen.
Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Entwurfsgenauigkeit liegt: Verwenden Sie die empirische Methode für eine frühe Bewertung und validieren Sie anschließend Personalbedarf, Verbrauch an Versorgungsmedien, Kapitalumfang und Kostenfaktoren mithilfe detaillierter ingenieurtechnischer Schätzungen.

Eine fundierte Schätzung verbindet Fließbild, Betriebsanforderungen, installierte Ausrüstung und Kostenbasis zu einem konsistenten Wirtschaftsmodell.

Zusammenfassungstabelle:

Schätzungskomponente	Wichtige Eingabe oder Gleichung	Zweck
Bediener pro Schicht	`N_OL = (6.29 + 31.7P² + 0.23N_np)¹ᐟ²`	Schätzt den Personalbedarf anhand größerer Ausrüstungsteile und der Feststoffpartikelschritte
Bedienerpositionen im kontinuierlichen Betrieb	`N_operators = 4.5N_OL`	Rechnet die Schichtbesetzung in die für eine kontinuierliche Abdeckung erforderliche Gesamtzahl um
Direkte Betriebspersonalkosten	`C_OL = N_operators × R_OL`	Berechnet die vollständig belasteten Personalkosten
Rohstoffe	Durchsatz × Stückpreis × Betriebszeit	Bestimmt die Kosten des Materialverbrauchs
Versorgungsmedien	`C_UT = Σ(U_j × p_j)`	Berücksichtigt Dampf, Kühlwasser, Elektrizität, Brennstoff und Kälteversorgung
Anlagekapital	Gekaufte Ausrüstung zuzüglich Installationsfaktoren	Erfasst die Investition in die installierte Anlage
Direkte Herstellungskosten	`COM_D = 1.23(C_RM + C_WT + C_UT) + 2.215C_OL + 0.146FCI`	Kombiniert variable Kosten, Personal- und kapitalbezogene Aufwendungen
Kostenbasis	Alle Terme auf denselben Zeitraum umrechnen	Verhindert die Vermischung von stündlichen, täglichen, jährlichen und einmaligen Kosten

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