ケーススタディ - Veba Oel 社でのParallel Mixed Integer Programmingを使ったEnergy Optimization

問題
石油&天然ガス産業では、製油所での原油、半製品、最終製品の出入りのフロー、および、製油所内での生産活動を最適化することが非常に重要です。大きいエネルギー会社では、この種の原油、半製品、最終製品の出入りのフロー、および、製油所内での生産活動のモデル化を行い、最適化する問題は、そのサイズが非常に大きくなり、かつ、極めて複雑なものとなります。

ソリューション
Veba Oel社は、ドイツをベースとする大きな石油&ガス関連の企業で、原油の探査、および、生産などを行っている会社です。Veba Oel社は、この問題を、Dash Optimization社の Xpress-MP Parallel MIP solverにより、Haverly社のGRTMPSをエンハンスし、この問題を解いています。Haverly社のGRTMPSは、前倒し計画作成システムです。これにより、Veba Oel社は、モデルの最適化の計算時間を大幅に減らすことができました。

モデル仕様
Veba Oel社の最適化モデルは、原油、半製品、最終製品の出入りのフローで、製油所を通して配給網へのフローも含みます。これには、市場からの製油所への原料油の流入、そして、製油所から最終製品として市場に送出するフローも含まれています。また、このモデルに入れられるファクターには、原料油、および、最終製品の価格や、モデル内に複数の製油所の処理構造や、発生する中間溜分の特性も組み込まれています。

Veba Oel社の最大のモデルは、28,000の変数、1,300の整数変数、16,000の制約式を持ち、140,000のノンゼロエレメントを持つマトリックスです。以前は、この問題を解くには、12時間以上も掛かっていました。Veba Oel社は、このランタイムを短縮するために、GRTMPSソフトウエア内にある「フック」を使って、Xpress-MP MIP Parallel Solverを呼びます。Xpress-MP MIP Parallel Solverは、複数のプロセッサに最適化の計算負荷を分散し、この問題を、1時間16分のランタイムで解を出します。このときの精度は0.01％です。

ハードウエア・ソフトウエアの仕様
Veba Oel社は、Dash Optimization's Parallel Xpress-MP version 12.15をベースに、GRTMPSシステムを使っています。このソフトウエアは、2GBメモリーを持つPC 、および、2つの540MHzプロセッサで動きます。

Veba Oel社について
Veba Oel社は、北海とラテンアメリカを主体に、13の国々で、油田の探査と生産を行っており、また、ヨーロッパ全体で、石油精製と販売を行っています。Veba Oel社は、現在、6億バーレルの原油、および、3140億立方フートの天然ガスの埋蔵量を持つ油田持っています。

Haverly社について
Haverly Systems, Inc.社は、オフィスを、ニュージャージ、カリフォルニア、テキサス、および、イギリスに持っています。Haverly社は、1962年以来、意思決定支援システムをプロセス産業に提供します。2001年6月に、同社は、39年もの長期にわたり、連続して利益を出し続けたことになります。