Das Betriebspersonal wird geschätzt, indem zunächst die Anzahl der pro Schicht benötigten Bediener aus der Anzahl der wichtigsten Nicht-Pumpen-Geräte berechnet und dieses Ergebnis dann für den kontinuierlichen Anlagenbetrieb mit etwa 4,5 multipliziert wird. Eine häufig verwendete empirische Korrelation lautet:
[ N_{OL}=\left(6.29+31.7P^2+0.23N_{np}\right)^{0.5} ]
Hierbei ist (N_{OL}) die Anzahl der Bediener pro Schicht, (P) die Anzahl der Prozessschritte zur Handhabung von partikelförmigen Feststoffen und (N_{np}) die Anzahl der wichtigsten Nicht-Pumpen-Prozessgeräte.
Die Geräteanzahl liefert eine praktische erste Schätzung des Betriebspersonals. Verwenden Sie die Korrelation für eine vorläufige Prozessbewertung, multiplizieren Sie den Schichtbedarf für einen 24/7-Betrieb mit etwa 4,5 und rechnen Sie den resultierenden Personalstand in direkte Betriebsarbeitskosten um.
Wie die Schätzung des Betriebspersonals aufgebaut ist
Zählen der wichtigsten Prozessgeräte
Der Begriff der Geräteanzahl, (N_{np}), umfasst wichtige Nicht-Transport-Geräte, die die Arbeitsbelastung des Bedieners beeinflussen. Typische Elemente sind:
- Chemische Reaktoren
- Destillations- und Absorptionskolonnen
- Wärmetauscher
- Erhitzer und Öfen
- Kompressoren
- Andere wichtige Prozesseinheiten, die eine routinemäßige Überwachung oder Eingriffe erfordern
Pumpen und ähnliche Transportgeräte werden von dieser speziellen Zählung im Allgemeinen ausgeschlossen, da die Korrelation darauf abzielt, die wichtigsten Prozessabläufe widerzuspiegeln und nicht jedes installierte Einzelteil.
Identifizierung von Schritten zur Verarbeitung partikelförmiger Feststoffe
Die Variable (P) stellt die Anzahl der Prozessschritte dar, bei denen partikelförmige Feststoffe gehandhabt werden. Beispiele hierfür sind Feststoffzufuhr, Zerkleinerung, Mahlen, Trocknen, Filtration und Feststoffförderung.
Der Term (P^2) bedeutet, dass die Handhabung von partikelförmigen Feststoffen den Personalbedarf überproportional erhöhen kann. Die Feststoffverarbeitung erfordert oft zusätzliche Aufmerksamkeit bei der Zufuhr, Ablagerungskontrolle, Staubbekämpfung, Beseitigung von Verstopfungen, Reinigung und Materialtransport.
Anwendung der empirischen Korrelation
Nachdem (N_{np}) und (P) bestimmt wurden, setzen Sie diese in folgende Formel ein:
[ N_{OL}=\sqrt{6.29+31.7P^2+0.23N_{np}} ]
Das Ergebnis schätzt die Anzahl der Bediener, die physisch pro Schicht erforderlich sind. Da das Ergebnis möglicherweise keine ganze Zahl ist, sollte der Personalplan normalerweise auf eine praktische Ganzzahl aufgerundet werden.
Umrechnung der Schichtbesetzung in den Gesamtpersonalbestand
Berücksichtigung des kontinuierlichen Betriebs
Eine Anlage, die kontinuierlich betrieben wird, erfordert Personal über mehrere Schichten hinweg, an Wochenenden, Feiertagen, bei Urlaub, Krankheit und anderen Abwesenheiten. Ein Planungsfaktor von etwa 4,5 wird üblicherweise angewendet:
[ N_{\text{Bediener}}=4.5N_{OL} ]
Dies rechnet die Anzahl der Bediener, die während einer Schicht auf der Anlagenebene benötigt werden, in einen geschätzten Gesamtpersonalbestand um.
Beispielrechnung
Angenommen, ein Prozess hat:
- (N_{np}=10) wichtige Nicht-Pumpen-Geräte
- (P=0) Schritte zur Verarbeitung partikelförmiger Feststoffe
Dann:
[ N_{OL}=\sqrt{6.29+0.23(10)} ]
[ N_{OL}=\sqrt{8.59}\approx2.93 ]
Der Prozess erfordert etwa 3 Bediener pro Schicht. Für den kontinuierlichen Betrieb:
[ N_{\text{Bediener}}=4.5(2.93)\approx13.2 ]
Der Personalplan würde im Allgemeinen auf etwa 14 Bediener aufgerundet werden, abhängig von der tatsächlichen Schichtorganisation und den Betriebsrichtlinien der Anlage.
Korrekte Interpretation des 4,5-Faktors
Der Multiplikator 4,5 ist ein Faktor für die Personalabdeckung, kein Faktor für zusätzliche Gerätekomplexität. Er spiegelt die Anzahl der Mitarbeiter wider, die erforderlich sind, um eine wiederkehrende Schichtposition das ganze Jahr über aufrechtzuerhalten.
Er sollte nicht so interpretiert werden, dass genau viereinhalb Personen einer einzigen Schicht zugewiesen sind. Er repräsentiert den gesamten Personalpool, der diese Position während des kontinuierlichen Betriebs unterstützt.
Umrechnung der Personalbesetzung in Arbeitskosten
Schätzung der direkten Betriebsarbeitskosten
Sobald der jährliche Personalbestand der Bediener bekannt ist, können die direkten Betriebsarbeitskosten wie folgt geschätzt werden:
[ C_{OL}=N_{\text{Bediener}}\times C_{\text{jährlich,belastet}} ]
Hierbei sollte (C_{\text{jährlich,belastet}}) die anwendbaren Löhne, Sozialleistungen, Lohnnebenkosten und andere Arbeitskostenbelastungen enthalten, die für die wirtschaftliche Bewertung verwendet werden.
Die Korrelation schätzt die Arbeitsmenge. Sie bestimmt nicht die Lohnsätze, Sozialleistungen, Aufsicht, Wartungsarbeiten, Laborpersonal oder Verwaltungspersonal.
Verknüpfung von Arbeit mit Herstellungskosten
Direkte Betriebsarbeit ist ein Bestandteil der gesamten Herstellungskosten. Eine umfassendere Schätzung der Herstellungskosten kann Rohstoffe, Abfallbehandlung, Versorgungsleistungen, Arbeit und Anlagekapital kombinieren:
[ COM_D=1.23(C_{RM}+C_{WT}+C_{UT})+2.215C_{OL}+0.146FCI ]
Die genaue Notation und die Kostenkategorien sollten während der gesamten Bewertung konsistent bleiben. In dieser Formulierung zeigt der Koeffizient, der auf (C_{OL}) angewendet wird, dass die direkte Arbeit zu den damit verbundenen Gemeinkosten und Herstellungsaufwendungen über die Löhne hinaus beiträgt.
Verwendung der Geräteanzahl während der Pilotanlagenbewertung
In einer Pilotanlage liefert die Geräteanzahl eine frühe Arbeitsschätzung, bevor detaillierte Personalstudien verfügbar sind. Sie ist besonders nützlich, wenn alternative Fließbilder mit unterschiedlicher Anzahl von Reaktoren, Trenneinheiten, Erhitzern, Wärmetauschern oder Kompressoren verglichen werden.
Die Schätzung kann auch einen wichtigen Zielkonflikt aufdecken: Ein Fließbild mit geringeren Kapitalkosten erfordert möglicherweise mehr manuelle Eingriffe und verursacht daher höhere Betriebsarbeitskosten.
Verständnis der Zielkonflikte
Die Geräteanzahl ist nur ein Indikator für die Arbeitsbelastung
Zwei Anlagen mit der gleichen (N_{np}) können unterschiedliche Personalstärken erfordern. Automatisierung, Prozessintegration, Anforderungen an Gefahrstoffe, Praktiken im Kontrollraum, Gerätezugänglichkeit und Betriebsverfahren können den tatsächlichen Arbeitsbedarf wesentlich verändern.
Die Korrelation sollte daher als vorläufige Schätzung und nicht als endgültiger Personalplan behandelt werden.
Mehr Geräte bedeuten nicht immer proportional mehr Arbeit
Eine hochautomatisierte Einheit kann viele wichtige Geräte enthalten, erfordert aber nur begrenzte Routineeingriffe. Umgekehrt kann ein kleinerer Semi-Batch- oder Feststoffverarbeitungsprozess häufige manuelle Tätigkeiten erfordern.
Die Gleichung erfasst allgemeine historische Beziehungen, nicht den detaillierten Aufgabenplan für eine bestimmte Anlage.
Die Feststoffhandhabung kann die Schätzung dominieren
Da der Feststoffterm proportional zu (P^2) ist, kann eine falsche Klassifizierung von Schritten zur Feststoffverarbeitung das Ergebnis erheblich verzerren. Ingenieure sollten definieren, was einen separaten Feststoffverarbeitungsschritt ausmacht, und diese Definition konsistent anwenden.
Kontinuierliche Abdeckung erhöht den Gesamtpersonalbestand
Der Faktor 4,5 ist für die vorläufige Planung des kontinuierlichen Betriebs angemessen, aber die tatsächliche Besetzung kann aufgrund lokaler Arbeitsregeln, Schichtlängen, Entlastungsabdeckung, geplanter Wartung, Qualifikationen der Bediener und der Nutzung gemeinsamer Bediener über Einheiten hinweg abweichen.
Eine Pilotanlage, die intermittierend arbeitet, erfordert möglicherweise ein anderes Personalmodell. Die Anwendung des Faktors für kontinuierlichen Betrieb ohne Berücksichtigung des tatsächlichen Zeitplans kann die Arbeit überschätzen.
Verwechseln Sie nicht Betriebsarbeit mit Installationsarbeit
Diese Methode schätzt die Bediener, die den Prozess ausführen und überwachen. Sie schätzt nicht die Bauarbeit, die Arbeit für die Geräteinstallation, Wartungsarbeit, Ingenieursarbeit, Laboranalytiker oder das Anlagenmanagement.
Diese Kategorien gehören in separate Kosten- oder Personalschätzungen.
Anwendung auf Ihr Projekt
Die Berechnung ist am nützlichsten, wenn sie konsistent mit dem Prozessumfang, dem Betriebszeitplan und der Kostenbasis verwendet wird.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf dem vorläufigen Prozessvergleich liegt: Zählen Sie die wichtigsten Nicht-Pumpen-Geräte konsistent, berechnen Sie (N_{OL}) und vergleichen Sie die arbeitsbezogenen Auswirkungen neben den Kapital- und Versorgungskosten.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf dem kontinuierlichen Pilotanlagenbetrieb liegt: Multiplizieren Sie den Bedarf pro Schicht mit etwa 4,5 und validieren Sie das Ergebnis dann anhand des tatsächlichen Schichtplans und der Abdeckungsrichtlinie.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf den Betriebsarbeitskosten liegt: Rechnen Sie den Gesamtpersonalbestand der Bediener in belastete jährliche Arbeitskosten um und fügen Sie diese als (C_{OL}) in die Schätzung der Herstellungskosten ein.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der detaillierten Personalplanung liegt: Behandeln Sie die Korrelation als Screening-Schätzung und ersetzen Sie sie durch eine aufgabenbasierte Personalstudie, die Automatisierung, Überwachung, Probenahme, Reinigung, Materialhandhabung und Sicherheitsanforderungen abdeckt.
Bei Verwendung mit klaren Definitionen der Geräteanzahl und realistischen Betriebsannahmen bietet diese Methode eine vertretbare erste Schätzung des Arbeitsbedarfs und deren Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit chemischer Prozesse.
Zusammenfassungstabelle:
| Faktor | Berechnung oder Anleitung |
|---|---|
| Anzahl der Hauptgeräte, N_np | Zählen Sie wichtige Nicht-Pumpen-Prozessgeräte wie Reaktoren, Kolonnen, Wärmetauscher, Erhitzer, Öfen und Kompressoren. |
| Feststoffverarbeitungsschritte, P | Zählen Sie verschiedene Operationen mit partikelförmigen Feststoffen, einschließlich Zufuhr, Mahlen, Trocknen, Filtration und Förderung. |
| Bediener pro Schicht, N_OL | N_OL = sqrt(6.29 + 31.7P^2 + 0.23N_np) |
| Personalbestand bei kontinuierlichem Betrieb | Multiplizieren Sie N_OL mit etwa 4,5 für Schicht-, Urlaubs- und Entlastungsabdeckung. |
| Direkte Betriebsarbeitskosten | C_OL = Gesamtanzahl der Bediener x belastete jährliche Kosten pro Bediener. |
| Einschränkung der Schätzung | Verwendung als vorläufiges Screening-Tool; Validierung mit Automatisierung, Sicherheit, Zeitplanung und aufgabenbasierter Personalplanung. |
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