Logistyka zaopatrzenia i możliwości jej wspomagania w przedsiębiorstwie produkującym biopaliwa

Transkrypt

1 Wojciech Żarski UTP w Bydgoszczy Logistyka zaopatrzenia i możliwości jej wspomagania w przedsiębiorstwie produkującym biopaliwa Wprowadzenie Z punktu widzenia zarządzania i organizacji produkcji biopaliw, ważnym aspektem, który warunkować może jej efektywność pod względem ekonomicznym i ekologicznym, jest przyjęcie odpowiedniej strategii logistycznej dostaw surowca. W przedsiębiorstwie produkcyjnym biopaliwa zadanie to realizowane jest w ramach logistyki zaopatrzenia, która stanowi połączenie między logistyką dystrybucji dostawców i logistyką produkcji. Do głównych problemów w tym zakresie zalicza się ciągłość dostaw i organizację transportu biomasy. Zdaniem autora w opisywanym obszarze funkcjonowania przedsiębiorstw tej branży pomocne może być opracowywanie i wdrażanie systemów i narzędzi wspomagających decyzje. Przykład takiego narzędzia został przedstawiony w opracowaniu. Pojęcie i zakres zaopatrzenia Zaopatrzenie jest pierwszym i jednym z najważniejszych ogniw w łańcuchu logistycznym (rys. 1), a zarazem pełni bardzo ważną rolę w funkcjonowaniu każdego przedsiębiorstwa. Wynika to z faktu, iż istotą funkcjonowania przedsiębiorstw są procesy podstawowe, bezpośrednio związane z wytwarzaniem wyrobów i świadczeniem usług, które wymagają wsparcia logistycznego. W przedsiębiorstwach przemysłowych niezbędne jest dostarczanie i udostępnienie materiałów (surowców, półproduktów, części, podzespołów i innych elementów potrzebnych do produkcji wyrobów), zgodnie z ich zamówieniem lub zapotrzebowaniem do miejsca ich pierwszego wykorzystania w ramach prowadzonej produkcji lub do magazynu zaopatrzeniowego. Potrzeba ta w realiach przedsiębiorstwa realizowana jest poprzez logistykę zaopatrzenia. Szczegółowy zakres działań w ramach zaopatrzenia dotyczy przede wszystkim [7],[9],[11]: wyboru i kupna materiałów niezbędnych do produkcji, wyboru i oceny dostawców, a także ustalania warunków współpracy z dostawcami i przeprowadzania analiz rynku dostawców, kontroli jakości zamawianych materiałów oraz niezawodności dostaw negocjacji cen zamawianych materiałów od dostawców, wyboru sposobu i środka transportu, określenia częstotliwości dostaw nadzorowania dostaw zamówionych materiałów, magazynowania dostarczanych materiałów, transportu wewnątrzzakładowego, planowania, sterowa i kontroli przepływu materiałów i informacji, utrzymywania odpowiednich zapasów, ewidencji, ochrony i kontroli zapasów. współpracy z działami wykorzystującymi w przedsiębiorstwie pozyskane materiały, w aspekcie zrozumienia i realizacji ich potrzeb dostaw materiałowych. W wielu źródłach literaturowych [1],[12],[14] podkreśla się duże znaczenie zaopatrzenia w przedsiębiorstwie, które może warunkować rentowność i możliwość rozwoju danej firmy. Nabywane przez przedsiębiorstwo towary i usługi mają bowiem istotny wpływ na jego wydajność oraz jakość produkowanych wyrobów, a terminowość i pewność dostaw materiałowych warunkuje realizację zamówień. Dodatkowo, 1 Wojciech Żarski, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Wydział Zarządzania, Bydgoszcz, Polska, wojciech@utp.edu.pl 9987

2 materiały i usługi nabywane od dostawców przeważnie stanowią istotną pozycję kosztową, na którą przeznacza się znaczną część przychodów każdego przedsiębiorstwa przemysłowego. Stąd racjonalne wybory w sferze zaopatrzenia są czynnikiem wpływającym na zyskowność firmy [14]. Rys. 1. System logistyczny przedsiębiorstwa Źródło: Małkus T.:Encyklopedia zarządzania [dostęp: 27 czerwca 2015] Logistyka zaopatrzenia w surowiec do produkcji biopaliw W produkcji biopaliw surowiec stanowi biomasa. Użytkowanie biomasy na cele energetyczne wiąże się z następującymi procesami produkcyjnymi: produkcją biomasy, produkcją biopaliw z biomasy oraz produkcją energii z biomasy lub biopaliw. Podkreślić należy fakt, iż procesy te zazwyczaj realizowane są przez odrębne podmioty gospodarcze. Biopaliwo to paliwo (substancja wydzielająca przy intensywnym utlenianiu ilości ciepła), które powstaje z przetwórstwa biomasy. Surowcem w produkcji biopaliw są różne rodzaje biomasy roślinnej lub zwierzęcej. Rozróżniamy różne rodzaje biopaliw powstających z biomasy. Podzielić je można m.in. wg stanu skupienia na ciekłe, stałe i gazowe. Do biopaliw ciekłych zaliczyć można m.in. estry wyższych kwasów tłuszczowych, bioetanol, do stałych pelety oraz brykiety, biopaliwo w formie gazowej to biogaz. Wymienione wyżej biopaliwa różnią się także technologią produkcji. Biopaliwa ciekłe otrzymywane są m.in. poprzez fermentację alkoholową węglowodanów, fermentację butylową biomasy, bądź estryfikację olejów roślinnych. Biopaliwo gazowe powstaje np. w wyniku fermentacji beztlenowej odpadów rolniczej produkcji zwierzęcej lub roślinnej. Biopaliwa stałe powstają na drodze mechanicznego kompaktowania rozdrobnionej biomasy. Uzyskuje się w ten sposób paliwo o wyższej gęstości usypowej [4],[10]. W obecnych realiach wytwarzanie biopaliw bazuje przede wszystkim na surowcach będących produktami produkcji rolniczego lub pozostałościami po niej, w mniejszym stopniu na tzw. roślinach energetycznych, a także na odpadach po produkcji przemysłu drzewnego i spożywczego [13]. Oznacza to, że głównymi producentami biomasy wykorzystywanej do produkcji biopaliw są rolnicy. Miejsce powstawania biomasy stanowią przede wszystkim grunty uprawiane przez rolników, przeznaczane pod konkretne rośliny. Stąd występowanie biomasy charakteryzuje się dużym rozproszeniem terytorialnym, co utrudnia i zwiększa koszty związane z procesem zaopatrzenia producentów biopaliw w surowiec. Wykorzystanie biomasy rolniczej jako surowca ma wpływ na inne aspekty, które należy uwzględnić w logistyce zaopatrzenia produkcji biopaliw. Wymienić tu należy przede wszystkim - ograniczoną dostępność surowca. Wynika ona z priorytetu przeznaczenia rolniczej przestrzeni produkcyjnej, a także produktów 9988

3 rolnych na cele związane z gospodarką żywnościową. Konkurencja między celem żywnościowym, a produkcją biopaliw, w zagospodarowywaniu biomasy rolniczej jest przedmiotem wielu sporów i dyskusji. W odpowiedzi na ten problem wprowadzona została dyrektywa 2009/28/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych. Ma ona na celu promowanie biopaliw drugiej generacji, które otrzymywane są z materiałów, niestanowiących żadnej konkurencji dla żywności. Przewiduje ona wsparcie finansowe dla produkcji i wykorzystywania tylko takich biosurowców, które spełniają opisane w dyrektywie kryteria zrównoważonego rozwoju, dotyczące m.in. źródła pochodzenia surowca, czy poziomu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Takie rozwiązania mają skuteczniej chronić rynek Unii Europejskiej i krajowy przed importem biosurowców z krajów, co do których istnieją wątpliwości, iż nie spełniają kryteriów zrównoważonego rozwoju, np. godzą się na wycinanie lasów tropikalnych pod uprawę roślin do produkcji biopaliw. Zakłada ona również szczegółowe regulacje dotyczące certyfikacji surowców i biopaliw. W Polsce obowiązuje już system certyfikacji łańcucha produkcji biomasy i biopaliw (np. ISCC, czyli International Sustainability & Carbon Certification), który daje możliwość rozróżnienia nośników energii produkowanych w sposób zrównoważony przy wykorzystaniu odnawialnych źródeł. Certyfikowane są m.in. nasiona roślin oleistych, oleje, dalsze półprodukty i produkty (np. estry, etanol, biodiesel). Można w nim wyróżnić pięć podstawowych aspektów poddawanych następnie ocenie: ochrona obszarów cennych przyrodniczo, ochrona obszarów o wysokich zasobach węgla, zrównoważona produkcja rolnicza, wielkość emisji gazów cieplarnianych w całym łańcuchu wytwórczym (od rolnictwa do finalnego odbiorcy), sposób prowadzenia gospodarki materiałowej. Kolejny aspekt to sezonowość dostaw biomasy, której zbiór odbywa się zazwyczaj raz w roku, w krótkim okresie czasu. Konieczne jest wówczas zebranie, przetransportowanie i zmagazynowanie odpowiedniej ilość surowca, tak żeby zapewnić ciągłość produkcji biopaliw. Ze względu na przyrodniczy charakter produkcji biomasy należy również uwzględnić ryzyko związane z niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, które mogą w znaczny sposób zmniejszyć poziom pozyskiwanego surowca [2]. Decyzje transportowe mają wpływ na koszty logistyczne zaopatrzenia w surowiec. Dotyczą one przede wszystkim wyboru środków transportu i tras przejazdów przy uwzględnieniu odległości i jakości dróg, co w przypadku przestrzennego charakteru produkcji biomasy jest bardzo istotne [8]. Niektóre rodzaje biomasy (np. słoma, siano, zrębki upraw energetycznych), są drogie w transporcie ze względu na niską gęstość nasypową. Często pomimo, wykorzystania środków transportu o dużej objętości ładunkowej, nie jest możliwe przewiezienie dopuszczalnej dla takiego środka transportu masy ładunku [5]. Przykładem może być zestaw transportowy złożony z ciągnika siodłowego i naczepy platformy o dopuszczalnej masie ładunku wynoszącej 24 tony, którym można przewieźć maksymalnie około 9-10 ton słomy. Koszty takiego ładunku w przeliczeniu na jednostkę masy są bardzo wysokie. Przedsiębiorstwo X zajmuje się produkcją estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych z oleju rzepakowego (FAME). Na rysunku 2 zaprezentowano łańcuch logistyczny firmy. Cechą charakterystyczną dla firmy jest skrócenie łańcucha poprzez samodzielny skup surowca, jego przetwarzanie do formy pośredniej (oleju) oraz właściwą produkcję biopaliwa. Firma poprzez długoletnie inwestycje rozszerzała zakres swojej działalności o kolejne etapy przetwórstwa rzepaku, co aktualnie pozwala jej w sposób bardziej elastyczny dostosowywać sprzedaż do bieżącej sytuacji na rynku rzepaku i jego pochodnych. Przedsiębiorstwo zajmuje się skupem i magazynowaniem rzepaku, posiada nowoczesną tłocznię oleju rzepakowego oraz estryfikarnię (biorafinerię), w której z oleju rzepakowego produkuje się estry metylowe wyższych kwasów tłuszczowych stanowiące biokomponent paliw transportowych. W ramach zaopatrzenia przedsiębiorstwo współpracuje z wieloma dostawcami. Na etapie pozyskania surowca pierwotnego dostawcami są okoliczni rolnicy od których przedsiębiorstwo bezpośrednio skupuje rzepak, jak również firmy zajmujące się typowo hurtowym handlem płodami rolnymi. Przedsiębiorstwo częściowo zaopatruje się również w olej rzepakowy pochodzący od dostawców zewnętrznych ze względu na większą wydajność estryfikarni, niż tłoczni oleju, a także w duże ilości metanolu i innych materiałów niezbędnych w procesie produkcji realizowanym przez firmę. Skalę produkcji i procesów zaopatrzenia obrazują poniższe dane: 9989

4 produkcja roczna wynosząca około ton estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych, proces równoległych szarż transestryfikacji w 6 komorach mieszalników, produkcja około 100 ton estrów na dobę oraz około 20 ton gliceryny na dobę, dobowe zużycie około 200 ton nasion rzepaku do produkcji oleju, produkcja około 75 ton oleju rzepakowego oraz około 125 ton makuchu rzepakowego na dobę. Rys. 1. Łańcuch logistyczny analizowanego producenta biopaliw Źródło: opracowanie własne Wspomaganie decyzji związanych z zaopatrzeniem w surowiec do produkcji biopaliw koncepcja narzędzia informatycznego Jedna z pierwszych definicji systemów wspomagania decyzji podaje, że są to systemy wspierające biznesowe i organizacyjne czynności decyzyjne. Przez systemy SWD (ang. DSS - Decision Support System) rozumiemy najczęściej rozwiązania informatyczne, które sprawdzają się w takich sytuacjach decyzyjnych, dla których nie istnieją jednoznaczne procedury prowadzące do optymalnego rozwiązania [3]. Konieczność podejmowania decyzji, często w warunkach niepewności i bez możliwości dostępu do potrzebnych informacji, jest nieodłącznie związana z procesem zarządzania przedsiębiorstwem. Zawsze istnieje ryzyko podjęcia niewłaściwej decyzji, której konsekwencje będą odczuwalne przez dłuższy okres czasu. W sytuacjach szczególnych niewłaściwa decyzja (lub raczej ciąg niewłaściwie podjętych decyzji) może doprowadzić przedsiębiorstwo do stanu upadłości, w pozostałych przypadkach spowoduje większe lub mniejsze problemy związane z jego funkcjonowaniem. Celem wdrożenia i głównym zadaniem SWD w przedsiębiorstwie jest zatem wspomaganie realizacji procesu podejmowania decyzji na wszystkich jego etapach, prowadzące do zmniejszenia stopnia ryzyka towarzyszącego realizacji tego procesu. Podstawowym zadaniem SWD jest dostarczanie dokładnych, przetworzonych informacji. SWD powinien również realizować zadanie przygotowania wariantów decyzji oraz zadanie wspomagania wyboru optymalnego wariantu decyzji [3]. 9990

5 Prowadzone badania w ramach współpracy z firmą dotyczą problemu związanego ze wspomaganiem decyzji dotyczących procesów zaopatrzenia w surowiec pochodzenia roślinnego (biomasę roślinną - rzepak), będący surowcem w technologii produkcji estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych. W przedsiębiorstwach tej branży istnieje konieczność wspomagania decyzji związanych z zaopatrzeniem w biomasę do produkcji biopaliw, wynikająca w szczególności z jej występowania, charakteryzującego się dużym rozproszeniem terytorialnym oraz właściwości fizycznych - dużej objętości, utrudniającej transport i magazynowanie. Uwarunkowania te sprawiają, że koszty ponoszone przez producentów biopaliw, związane z zaopatrzeniem (zbiorem, transportem, magazynowaniem) są wysokie i stanowią znaczny udział w całkowitym koszcie produkcji biopaliw. Wspomaganie decyzji w zakresie zaopatrzenia w surowiec, bazuje na mechanizmach optymalizujących. Rolą optymalizacji jest wskazanie najkorzystniejszych rozwiązań i umożliwienie analizy konsekwencji wprowadzenia różnych wariantów działań [6]. Optymalizacja procesów logistycznych przedsiębiorstwa może powodować redukcję kosztów, a tym samym wzrost efektywności produkcji. Przy współpracy z przedsiębiorstwem rozpoczęte zostały prace nad stworzeniem narzędzia wspomagającego decyzje związane z zaopatrzeniem w surowiec do produkcji biopaliw, służącego do gromadzenia i przetwarzania danych dotyczących lokalizacji miejsc powstawania surowca i jego ilości możliwej do pozyskania od lokalnych dostawców, a także wspomagającego decyzje związane z organizacją transportu surowca do miejsca magazynowania i wykorzystania. Narzędzie w formie aplikacji informatycznej umożliwi w przedsiębiorstwie, racjonalizację procesów związanych z zaopatrzeniem w biomasę stanowiącą surowiec do produkcji biopaliw. Zawiera bazę danych obejmującą m.in.: miejsca występowania zasobów biomasy oraz jej właściwości i środki transportu. Ponadto, zawiera algorytmy obliczeniowe dla szacowania potencjału energetycznego biomasy, a także kalkulator kosztów dowozu biomasy do zakładu produkcji biopaliw dla różnych wariantów dostaw (rysunek 4). Narzędzie pozwala identyfikować miejsca pozyskiwania surowca na mapach numerycznych. Rys. 4. Ekran raportu dostawy surowca w opracowywanym narzędziu Źródło: opracowanie własne Podsumowanie Energetyczne wykorzystanie biomasy jako surowca do produkcji biopaliw jest uzasadnione wówczas, gdy pozwala osiągnąć pozytywny efekt ekologiczny, przy dążeniu do osiągnięcia jak najwyższej efektywności produkcyjnej i ekonomicznej w porównaniu z wykorzystaniem paliw konwencjonalnych. W przedsiębiorstwach tej branży zauważyć można potrzebę wspomagania decyzji związanych z zaopatrzeniem w surowiec, wynikającą w szczególności z jego ograniczonej dostępności oraz rozproszonym przestrzennie występowaniem. Badania związane ze wspomaganiem decyzji w zakresie zaopatrzenia w surowiec przyczyniają się do optymalizacji kosztów logistycznych, co może mieć przełożenie na wzrost efektywności produkcji biopaliw. 9991

6 Streszczenie Odpowiednia strategia logistyczna dostaw surowca, jest ważnym aspektem przy planowaniu produkcji biopaliw. Racjonalna organizacja transportu i magazynowania surowca stanowi czynnik warunkujący efektywność produkcji. W artykule przedstawiono aspekty związane z logistyką zaopatrzenia, w tym organizacją dostaw surowca w produkcji biopaliw, jak również zaprezentowano przykład opracowywanego narzędzia wspomagającego decyzje związane z zaopatrzeniem w biomasę. Słowa kluczowe: zaopatrzenie logistyka wspomaganie decyzji biopaliwa produkcja LOGISTICS SUPPLY AND ITS SUPPORT FOR BIOFUEL PRODUCERS Abstract Biomass logistics strategy is an important aspect of biofuels production planning. Major factor determining production efficiency is proper organization of biomass transport and storage. The article presents main aspects related to logistics supply, including the organization of supplies in the production of biofuels and an example of a tool designed to support decisions concerning the supply of biomass. Keywords: supply logistics decision support biofuels production Literatura [1] Bendkowski J., Radziejowska G.: Logistyka zaopatrzenia w przedsiębiorstwie. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, [2] Bojar W., Knopik L., Żarski J., Sławiński C., Baranowski P., Żarski W.: Impact of extreme climate changes on the predicted crops in Poland. Acta Agrophysica, 2014, 21(4), [3] Bojar, W. L., Rostek, K., Knopik, L.: Systemy wspomagania decyzji. Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne [4] Burczyk B.: Biomasa: surowiec do syntez chemicznych i produkcji paliw. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, [5] Duda-Kękuś, A. Transport biomasy w logistyce dostaw paliw dla elektrowni systemowych realizujących program zielonej energetyki. Logistyka 2/2011). S [6] Jędrzejczak K.: Planowanie sezonowego zaopatrzenia przedsiębiorstwa przetwórstwa rolnego z zastosowaniem metody relacyjnego modelowania algebraicznego. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Gdańskiego. Ekonomika Transportu Lądowego, 46 Modelowanie procesów i systemów logistycznych, Cz. 12, 2013, s [7] Klepacki B., Martyniuk R.: Zarządzanie procesami zaopatrzenia w przedsiębiorstwie. Logistyka, 6/2012, s [8] Klepacki B., Wysokiński M., Jarzębowski S.: Transport w gospodarstwie rolnym jako źródło kosztów logistycznych. Logistyka 2/2013, s [9] Korczak A., Górska M., Budzik R.: Analiza wyboru dostawców w procesie zaopatrzenia w przedsiębiorstwie produkcyjnym. Logistyka 6/2012, s

7 [10] Król J.: Biomasa i paliwa formowane z odpadów w niskoemisyjnych technologiach spalania. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, [11] Michalik J., Staniewska E., Budzik R.: Zaopatrzenie na przykładzie wybranego przedsiębiorstwa. Logistyka, 2/2010. [12] Reszka L.: Modelowanie procesu optymalizacyjnego w logistyce przedsiębiorstwa. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Gdańskiego. Ekonomika Transportu Lądowego, 46 Modelowanie procesów i systemów logistycznych, Cz. 12, 2013, s [13] Rogulska M., (et al.): Powiązanie rolnictwa i energetyki w kontekście realizacji celów gospodarki niskoemisyjnej w Polsce. Polish Journal of Agronomy 7, 2011, s [14] Zakrzewski B., Zakrzewska D.: Rola zaopatrzenia i metodyka wyboru dostawcy w działalności przedsiębiorstw przemysłowych. Logistyka 3/2014, s