La manodopera operativa viene stimata calcolando innanzitutto il numero di operatori necessari per un turno in base al conteggio delle principali apparecchiature non di pompaggio, quindi moltiplicando tale risultato per circa 4,5 per la copertura di un impianto a ciclo continuo. Una correlazione empirica comunemente utilizzata è:
[ N_{OL}=\left(6.29+31.7P^2+0.23N_{np}\right)^{0.5} ]
Qui, (N_{OL}) è il numero di operatori richiesti per turno, (P) è il numero di fasi di processo che gestiscono solidi particolati e (N_{np}) è il numero di apparecchiature di processo principali non di pompaggio.
Il conteggio delle apparecchiature fornisce una prima stima pratica della manodopera operativa. Utilizzare la correlazione per la valutazione preliminare del processo, moltiplicare il fabbisogno per turno per circa 4,5 per un'operazione 24/7 e convertire il livello di personale risultante nel costo diretto della manodopera operativa.
Come viene costruita la stima della manodopera operativa
Conteggio delle principali apparecchiature di processo
Il termine relativo al conteggio delle apparecchiature, (N_{np}), include le principali apparecchiature non destinate al trasporto che influenzano il carico di lavoro dell'operatore. Gli elementi tipici includono:
- Reattori chimici
- Colonne di distillazione e assorbimento
- Scambiatori di calore
- Riscaldatori e forni
- Compressori
- Altre unità di processo principali che richiedono monitoraggio o intervento di routine
Le pompe e le apparecchiature di trasporto simili sono generalmente escluse da questo conteggio specifico perché la correlazione intende riflettere le principali operazioni di processo piuttosto che ogni singolo elemento installato.
Identificazione delle fasi di lavorazione dei solidi particolati
La variabile (P) rappresenta il numero di fasi di processo che gestiscono solidi particolati. Esempi possono includere l'alimentazione dei solidi, la frantumazione, la macinazione, l'essiccazione, la filtrazione e le operazioni di trasporto dei solidi.
Il termine (P^2) significa che la gestione dei solidi particolati può aumentare le esigenze di manodopera in modo sproporzionato. La lavorazione dei solidi spesso richiede un'attenzione supplementare per l'alimentazione, l'accumulo, il controllo delle polveri, l'intasamento, la pulizia e il trasferimento dei materiali.
Applicazione della correlazione empirica
Dopo aver determinato (N_{np}) e (P), sostituirli in:
[ N_{OL}=\sqrt{6.29+31.7P^2+0.23N_{np}} ]
Il risultato stima il numero di operatori fisicamente necessari per turno. Poiché il risultato potrebbe non essere un numero intero, il piano del personale dovrebbe normalmente arrotondare per eccesso a un fabbisogno pratico di persone intere.
Conversione del personale di turno nel numero totale di addetti
Considerazione del funzionamento continuo
Un impianto che opera in modo continuo richiede personale su più turni, fine settimana, festività, ferie, congedi per malattia e altre assenze. Viene comunemente applicato un fattore di pianificazione di circa 4,5:
[ N_{\text{operatori}}=4.5N_{OL} ]
Questo converte il numero di operatori necessari sul piano dell'unità durante un turno in una forza lavoro operativa totale stimata.
Esempio di calcolo
Si supponga che un processo abbia:
- (N_{np}=10) elementi di apparecchiature principali non di pompaggio
- (P=0) fasi di lavorazione dei solidi particolati
Quindi:
[ N_{OL}=\sqrt{6.29+0.23(10)} ]
[ N_{OL}=\sqrt{8.59}\approx2.93 ]
Il processo richiede circa 3 operatori per turno. Per il funzionamento continuo:
[ N_{\text{operatori}}=4.5(2.93)\approx13.2 ]
Il piano del personale verrebbe generalmente arrotondato a circa 14 operatori, in base all'organizzazione effettiva dei turni e alle politiche operative dell'impianto.
Interpretazione corretta del fattore 4,5
Il moltiplicatore 4,5 è un fattore di copertura della forza lavoro, non un fattore di complessità aggiuntiva delle apparecchiature. Riflette il numero di dipendenti necessari per mantenere una posizione di turno ricorrente durante tutto l'anno.
Non deve essere interpretato come esattamente quattro persone e mezza assegnate a un singolo turno. Rappresenta il bacino di personale totale che supporta quella posizione durante il funzionamento continuo.
Traduzione del personale in costo del lavoro
Stima del costo diretto della manodopera operativa
Una volta noto il numero annuo di operatori, la manodopera operativa diretta può essere stimata come:
[ C_{OL}=N_{\text{operatori}}\times C_{\text{annuale,caricato}} ]
Qui, (C_{\text{annuale,caricato}}) dovrebbe includere i salari applicabili, i benefit, i costi del libro paga e altri oneri del lavoro utilizzati dalla valutazione economica.
La correlazione stima la quantità di lavoro. Non determina i tassi salariali, i benefit, la supervisione, la manodopera di manutenzione, il personale di laboratorio o il personale amministrativo.
Collegamento del lavoro al costo di produzione
La manodopera operativa diretta è una componente del costo totale di produzione. Una stima più ampia del costo di produzione può combinare materie prime, trattamento dei rifiuti, utenze, lavoro e capitale fisso:
[ COM_D=1.23(C_{RM}+C_{WT}+C_{UT})+2.215C_{OL}+0.146FCI ]
La notazione esatta e le categorie di costo dovrebbero rimanere coerenti durante tutta la valutazione. In questa formulazione, il coefficiente applicato a (C_{OL}) indica che il lavoro diretto contribuisce alle spese generali e alle spese di produzione associate oltre ai soli salari.
Utilizzo del conteggio delle apparecchiature durante la valutazione dell'impianto pilota
In un impianto pilota, il conteggio delle apparecchiature fornisce una stima precoce del lavoro prima che siano disponibili studi dettagliati sul personale. È particolarmente utile quando si confrontano diagrammi di flusso alternativi con un numero diverso di reattori, unità di separazione, riscaldatori, scambiatori o compressori.
La stima può anche esporre un importante compromesso: un diagramma di flusso con costi di capitale inferiori potrebbe richiedere più interventi manuali e quindi comportare costi di manodopera operativa più elevati.
Comprendere i compromessi
Il conteggio delle apparecchiature è solo un proxy del carico di lavoro
Due impianti con lo stesso (N_{np}) potrebbero richiedere livelli di personale diversi. L'automazione, l'integrazione dei processi, i requisiti per i materiali pericolosi, le pratiche della sala di controllo, l'accessibilità alle apparecchiature e le procedure operative possono modificare materialmente l'effettivo fabbisogno di manodopera.
La correlazione dovrebbe quindi essere trattata come una stima preliminare piuttosto che come un piano definitivo del personale.
Più apparecchiature non significano sempre proporzionalmente più lavoro
Un'unità altamente automatizzata può contenere molte apparecchiature principali ma richiedere un intervento di routine limitato. Al contrario, un processo più piccolo a semibatch o di gestione dei solidi può richiedere frequenti attività manuali.
L'equazione cattura ampie relazioni storiche, non il programma dettagliato delle attività per una struttura specifica.
La gestione dei solidi può dominare la stima
Poiché il termine relativo ai solidi è proporzionale a (P^2), classificare erroneamente le fasi dei solidi particolati può distorcere significativamente il risultato. Gli ingegneri dovrebbero definire cosa costituisce una fase separata di lavorazione dei solidi e applicare tale definizione in modo coerente.
La copertura continua aumenta il numero totale di addetti
Il fattore 4,5 è appropriato per la pianificazione preliminare del funzionamento continuo, ma il personale effettivo potrebbe differire a causa delle norme di lavoro locali, della durata dei turni, della copertura di soccorso, della manutenzione programmata, delle qualifiche degli operatori e dell'uso di operatori condivisi tra le unità.
Un impianto pilota che opera in modo intermittente potrebbe richiedere un modello di personale diverso. L'applicazione del fattore di funzionamento continuo senza considerare il programma effettivo può sovrastimare la manodopera.
Non confondere la manodopera operativa con la manodopera di installazione
Questo metodo stima gli operatori che gestiscono e monitorano il processo. Non stima la manodopera di costruzione, la manodopera di installazione delle apparecchiature, la manodopera di manutenzione, la manodopera di ingegneria, gli analisti di laboratorio o la direzione dell'impianto.
Tali categorie appartengono a stime di costo o di personale separate.
Come applicare questo al tuo progetto
Il calcolo è più utile quando viene utilizzato in modo coerente con l'ambito del processo, il programma operativo e la base di costo.
- Se il tuo obiettivo principale è il confronto preliminare dei processi: Conta le principali apparecchiature non di pompaggio in modo coerente, calcola (N_{OL}) e confronta le implicazioni sul lavoro insieme ai costi di capitale e di utenza.
- Se il tuo obiettivo principale è il funzionamento continuo dell'impianto pilota: Moltiplica il fabbisogno per turno per circa 4,5, quindi convalida il risultato rispetto al programma effettivo dei turni e alla politica di copertura.
- Se il tuo obiettivo principale è il costo della manodopera operativa: Converti il numero totale di operatori in un costo del lavoro annuo caricato e includilo come (C_{OL}) nella stima del costo di produzione.
- Se il tuo obiettivo principale è la progettazione dettagliata del personale: Tratta la correlazione come una stima di screening e sostituiscila con uno studio del personale basato sulle attività che copra automazione, monitoraggio, campionamento, pulizia, movimentazione dei materiali e requisiti di sicurezza.
Utilizzato con definizioni chiare del conteggio delle apparecchiature e ipotesi operative realistiche, questo metodo fornisce una prima stima difendibile dei requisiti di manodopera e del loro effetto sull'economia del processo chimico.
Tabella riassuntiva:
| Fattore | Calcolo o guida |
|---|---|
| Conteggio apparecchiature principali, N_np | Conta le principali apparecchiature di processo non di pompaggio come reattori, colonne, scambiatori, riscaldatori, forni e compressori. |
| Fasi di lavorazione dei solidi, P | Conta le operazioni distinte sui solidi particolati, tra cui alimentazione, macinazione, essiccazione, filtrazione e trasporto. |
| Operatori per turno, N_OL | N_OL = sqrt(6.29 + 31.7P^2 + 0.23N_np) |
| Numero di addetti per funzionamento continuo | Moltiplica N_OL per circa 4,5 per la copertura dei turni, ferie e soccorso. |
| Costo diretto della manodopera operativa | C_OL = totale operatori x costo annuo caricato per operatore. |
| Limitazione della stima | Utilizzare come strumento di screening preliminare; convalidare con automazione, sicurezza, programmazione e analisi del personale basata sulle attività. |
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