INSTRUKCE K PRAKTICKÉMU CVIČENÍ SuperBenz

Transkript

1 INSTRUKCE K PRAKTICKÉMU CVIČENÍ SuperBenz Za podpory: Překlad: Shaping the future of maths and science education

2 PRAKTICKÉ CVIČENÍ SUPERBENZ Prohlášení Praktické cvičení popsané v tomto dokumentu se smí užívat výhradně jako vzdělávací materiál pro studenty středních škol. Případ uvedený v tomto učebním materiálu je smyšlený. Jakákoli potenciální podobnost se skutečným případem je čistě náhodná. Poskytnuté informace mají sloužit výhradně studentům, kteří se snaží dotyčný případ prozkoumat. Práci prezentovanou v tomto dokumentu podporuje Rámcový program pro výzkum a technologický rozvoj (RP7) Evropské unie projekt ECB: Evropský koordinační výbor pro matematiku, přírodní vědy a techniku (grantová smlouva č ). Za obsah tohoto dokumentu nese výhradní odpovědnost konsorcium členů, přičemž obsah nevyjadřuje názory Evropské unie a Evropská unie neodpovídá ani neručí za jakékoli užití informací zde obsažených. Shell International B.V. červenec 2012 Praktické cvičení SuperBenz Shell International B.V. je chráněno autorskou licencí Creative Commons typu Uveďte autora-nekomerční použití-zachovejte licenci 3.0 Unported.

3 PRAKTICKÉ CVIČENÍ SUPERBENZ Případ Rafinerie může vyrábět dva druhy motorového paliva, které mají různé specifické vlastnosti. Tento fakt ovlivní skladování, dopravu, investice, očekávané rozpětí zisku a reakci společenosti na výrobu paliva. Při praktickém cvičení SuperBenz vytvoří studenti rozhodčí komisi, která rozhodne, zda se bude vyrábět GreenPower, nebo SuperBenz. V rozhodčí komisi budou spolupracovat studenti s různými studijními profily, kteří zastupují rozdílné obory (techniku + bezpečnost a ekologii + finance). Toto cvičení se zaměřuje na spolupráci a schopnost diskutovat o věci z hlediska různých oborů. Studenti se naučí, že musejí být schopni myslet v širším měřítku, tj. i za hranice vlastních profesionálních znalostí. Členové komise obdrží stručné shrnutí informací (tzv. briefing note) z různých oborů. Po konstruktivním dialogu dospějí prostřednictvím rozhodovací matice k rozhodnutí. Tato matice umožňuje strukturovaný dialog a zachycuje fakta o různých aspektech. Konečné rozhodnutí se předloží radě rafinerie, kterou představuje učitel a facilitátor praktického cvičení. Podmínky praktického cvičení Místo konání: škola Počet studentů: třída rozdělená do skupin (max. 6 studentů), kde jsou zastoupeny všechny studijní profily Facilitátor cvičení: i učitel, ale raději rolový vzor z průmyslové firmy (např. z naftové společnosti). Počet učitelů: alespoň 2 učitelé (není-li dostupný rolový vzor) Náklady: žádné Potřebný čas: 2,5 hodiny Souvislosti Rozhodčí komise musí dospět k pevnému rozhodnutí ohledně toho, jaké palivo se bude vyrábět. V reálném světě řeší problémy týmy profesionálů s rozdílným vědeckým či technickým zázemím. U profesionálů hraje zásadní úlohu nejen jejich odborný profil, ale rovněž komunikační dovednosti. V rozhodčí radě o šesti (nebo třech) členech studenti hrají tři úlohy zastupující obor techniky + bezpečnosti a ekologie + financí. Podle oboru, který studenti zastupují, obdrží různá stručná shrnutí. O svých názorech a o tom, jak situaci chápou, pak diskutují. Důležité upozornění: stručná shrnutí obdrží členové týmu po sestavení týmů, a to pouze shrnutí z oborů, který zastupují.

4 PRAKTICKÉ CVIČENÍ SUPERBENZ Plán 1. HODINA: 45 MINUT Úvod InGenious (rolový vzor z oblasti průmyslu nebo učitel) Proč je technologie důležitá pro společnost, firmy a profesionály? Jaké má technologie úkoly a hranice? Jak rozhodujeme o tom, která technologie je pro společnost vhodná? Jaké mají firmy v souvislosti s technologiemi povinnosti? Jaké mají profesionálové úkoly s ohledem na svoje znalosti, chování a povinnosti? Osobní úvod (rolový vzor) Dotyčná osoba vypráví příběh o svém studijním oboru a uvažuje o tom, jak se rozhodovala. Dále osvětlí svou kariéru ve firmě. Úvod do praktického cvičení Vysvětlení praktického cvičení. Rozdělení textů stručného shrnutí. 2. HODINA: 45 MINUT Členové komise vedou dialog s týmy. Připravují prezentaci o tom, pro jaké palivo se rozhodli. PŘESTÁVKA: 10 MINUT 3. HODINA: 45 MINUT Týmy předvedou svou prezentaci. Facilitátor vede dialog týkající se různých témat, která vyplynula z prezentací. ZÁVĚR

5 PRAKTICKÉ CVIČENÍ SUPERBENZ Rozhodovací matice Každý tým vyplní rozhodovací matici. Členové týmu zde uvedou: do sloupců určených pro GreenPower a SuperBenz (druhý a třetí) data ze stručných shrnutí; do sloupce Důležitost (čtvrtý sloupec) upřednostňované pořadí vlastností od 1 do 9 (1= nejméně důležitá, 9=nejdůležitější); do příslušných sloupců (pátý a sedmý) hodnotu vlastnosti pro paliva GreenPower a SuperBenz; spočítané výsledky u GreenPower a SuperBenz: Důležitost *; Hodnota pro GreenPower = výsledek pro GreenPower; Důležitost *; Hodnota pro SuperBenz = výsledek pro SuperBenz; celkový součet všech hodnot u GreenPower a SuperBenz. Při vyplňování rozhodovací matice členové týmu debatují o analýze situace: stanovili správně prioritu a hodnoty různých vlastností? Chvíli si hrají s daty, dokud nedospějí k plné shodě výsledků. Celková hodnota v případě GreenPower a SuperBenz udává, do kterého druhu paliva by raději investovali. W ORKSHOP G UIDE SUPERBENZ PRAKTICKÉ JET-NET WORKSHOP CVIČENÍ SUPERBENZ SUPERBENZ ROZHODOVACÍ MATICE GreenPower SuperBenz Importance GreenPower SuperBenz GreenPower SuperBenz Importance GreenPower SuperBenz Data Data Value Value Properties Score Score Vlastnosti Data Data Hodnota Výsledek Hodnota Výsledek (1=low, 5=high) (1=low, 5=high) (1=low, 9=high) (1=níz., 9=vys) (1=níz., 9=vys) (1=níz., 9=vys) Technical Technické Viscosity Viskozita (-cp) Octane Numner Oktanové číslor Other technical Jiné technické faktoryl Safety and the Environment Bezpečnost a ekologie Soot g/km Saze ( g/km) Explosion risk Nebezpečí výbuchu Other environment Jiné ekologické faktoryl Finance Finance Profit margin 10 ct/l 15 ct/l 5??? 2??? 5 * 2 = 10 4??? 5 * 4 = 20 Rozpětí zisku 10 ct/l 15 ct/l 5??? 2??? 5 * 2 = 10 4??? 5 * 4 = 20 Required investment Nutné investice Other Finance jiné finanční faktoryl Total scores Celkové výsledky Prezentace Každá rozhodčí komise má 5-8 minut na to, aby představila své doporučení radě Shell: vysvětlí pro a proti obou paliv; vysvětlí logičnost své preference; ukáže nutné investice, náklady a výhody; zdůrazní, proč by zákazníci toto palivo kupovali; ukáže, jaký dopad by měla výroba zvoleného paliva na životní prostředí při výrobě, dopravě a odběru na prodejním místě; upozorní na bezpečnostní obtíže; poskytne informace o nebezpečích při dodávce surové ropy; o nutných změnách ve výrobním procesu, o vlivu na bezpečnost rafinerie.

6 PRAKTICKÉ CVIČENÍ SUPERBENZ Formát prezentací se může měnit, protože týmy, které se dostanou ke slovu později, mohou vysvětlovat to, co předchozí skupiny dosud neřekly. Tento přístup připravuje půdu pro další dialog, který proběhne po prezentacích. Úkoly učitele Učitel sestavuje týmy a do každého vybírá maximálně 6 studentů; během praktického cvičení je k dispozici jeden učitel. Učitel: důkladně si prostuduje tyto instrukce a postará se, aby student byli aktivní; předem vytiskne podklady ke cvičení; na prezentace obstará velké papíry a psací potřeby; zajistí, aby členové týmu měli různý studijní profil; zajistí, aby byl každý student přidělen k jednomu oboru (jako manažer techniky, bezpečnosti a ekologie nebo financí), který souvisí s jeho studijním profilem ; postará se, aby každý student dostal jen stručné shrnutí souvsející s jeho oborem; předá všem studentům rozhodovací matici. Role facilitátora Facilitátor praktické cvičení v podstatě řídí. Nabízí studentům inspiraci, klade otázky, vysvětluje souvislosti rozhodovacího procesu a zajišťuje,aby týmy byly produktivní a ve vymezeném čase dělaly pokroky. Během prezentací zpochybňuje logiku předkládaných příběhů, nikoli však přesnost poskytovaných dat; soustřeďuje se na obsah vizuální prezentace. Po prezentaci shrnuje, co bylo řečeno, dospívá k závěrům a vytváří pro studenty zpětnou vazbu, která se stává výchozím bodem pro dialog o rozhodování.

7 PODKLADY SUPERBENZ FINANČNÍ ODBOR Právě jste obdrželi několik odstavců z vědecké zprávy, kterou vypracoval finanční tým projektu. Fakta budete konzultovat s lidmi z technického odboru a z odboru bezpečnosti a ekologie. Očekávaný obrat Očekávaný obrat u paliva GreenPower je 100 milionů litrů ročně a u paliva SuperBenz 120 milion litrů. Ale pokud ceny pohonných hmot porostou, očekávaný obrat u GreenPower bude 70 milionů litrů a u SuperBenz 110 milionů litrů. Finanční analytik z vašeho oddělení vypočítal, že finanční přínos GreenPower je 10 eurocentů na litr, zatímco u SuperBenz je to 15 eurocentů na litr. Doprava Logistika u paliva SuperBenz je snazší díky menšímu nebezpečí výbuchu; stačí ho zavážet pouze dvakrát týdně. Investice, které je v továrně třeba udělat, aby se dal příslušně uzpůsobit proces dodávek, dosahují výše 2,5 milionu eur. GreenPower se bude zavážet častěji (denně) v menším množství. Je nutno přizpůsobit i cisternové vozy, což vyžaduje další investice ve výši 5 milionů eur. Výrobní postup Tenhle týden jste se náhodou v kuchyňce potkali s někým z technického odboru. Dotyčný se zrovna vracel ze schůzky s generálním ředitelem rafinerie Pernis, kde se dozvěděl, že výrobní postup paliva SuperBenz je daleko jednodušší než u GreenPower, protože SuperBenz lze vyrábět z různých druhů surové ropy. Ihned si uvědomujete výhody: pokud nezáleží na tom, jaká ropa se při výrobě SuperBenz použije jako výchozí surovina, a přitom je výsledek stejný, je možné se cíleně rozhodnout ve prospěch lacinější ropy. K výrobě paliva GreenPower je zapotřebí surová ropa dobré kvality. Rafinace kvalitní ropy má další výhodu spočívající v tom, že takto mohou vznikat vedlejší produkty, které lze prodávat jako suroviny pro další výrobní procesy či jako výsledné produkty. A z toho plynou další příjmy! Na žádost technického odboru provedla jedna vaše analytička další rozbor nákladů a výnosů. Bohužel zrovna onemocněla, takže zpráva ještě není hotová, ale předběžné závěry vypadají slibně a zdůrazňují skutečnost, že vedlejší produkty při výrobě GreenPower budou mít mírně vyšší výnosy, než kolik činí úspory získané díky lacinější ropě, která se používá při výrobě SuperBenz.

8 PODKLADY SUPERBENZ PRAKTICKÉ CVIČENÍ SUPERBENZ ROZHODOVACÍ MATICE GreenPower SuperBenz Důležitost GreenPower SuperBenz Vlastnosti Data Data Hodnota Výsledek Hodnota Výsledek (1=níz.,9=vys.) (1=níz.,9=vys.) (1=níz.,9=vys.) Technické Viskozita (cp) Oktanové číslo Jiné technické faktory Bezpečnost a ekologie Saze (g/km) Nebezpečí výbuchu Jiné ekologické faktory Finance Rozpětí zisku 10 ct/litr 15 ct/litr 5??? 2??? 5 * 2 = 10 4??? 5 * 4 = 20 Nutné investice Jiné finanční faktory Celkové výsledky

9 PODKLADY SUPERBENZ TECHNICKÝ ODBOR Právě jste obdrželi několik odstavců z vědecké zprávy, kterou vypracoval technický vědecký tým vaší továrny. Fakta budete konzultovat s lidmi z finančního odboru a z odboru bezpečnosti a ekologie. Viskozita a palivo Během minulé kruté zimy se ukázalo, že auta, která tankovala palivo podobné SuperBenz, měla pravidelně potíže se startováním. Viskozita paliva se zvyšuje, takže palivo pak při nižších teplotách houstne. Důležitá data: viskozita se měří v jednotkách centipoise (cp). Voda má viskozitu 1,1 cp (při teplotě 16 C), motorový olej 460 (při 16 C; ale při 55 C už jen 48 cp) a sirup 8000 cp. Palivo, které produktu SuperBenz konkuruje, má obvykle viskozitu 0.35 cp. Loni v zimě bylo však vyrobeno palivo o viskozitě 0.38 cp. Konkurence připustila, že v továrně došlo při výrobě k jakési procesní chybě. V časopise Já a moje auto vyšel krátce po několika nehodách článek, kde novinář udělal rozhovor s majitelem autoservisu, který tvrdil, že je-li viskozita paliva při teplotě -20 C vyšší než 0,35 cp, dochází k problémům s motorem.superbenz má při této teplotě viskozitu 0,36 cp, zatímco GreenPower jen 0,33 cp. Oktanové číslo Oktanové číslo je standardní charakteristika paliv do spalovacích motorů. Čím je oktanové číslo vyšší, tím více se snižuje pravděpodobnost předčasného samovznícení paliva během pracovního cyklu motoru, a tudíž i poškození motoru. Obecněji lze říci, že vyšší oktanové číslo je vhodnější pro výkonnější motory. SuperBenz má oktanové číslo 95, zatímco GreenPower 98. Standardní limity emise sazí Vláda má v úmyslu zavést přísnější opatření, jejichž cílem je snížit povolené emise sazí pro auta. V současné době je povolené množství g/km, přičemž nový limit dosud není znám. Výrobní postup Tento týden jste měli schůzku s generálním ředitelem rafinerie. Vysvětlil vám, že postup při výrobě paliva SuperBenz je daleko jednodušší než postup při výrobě GreenPower. Je méně nákladný, dochází při něm k menšímu množství chyb a jako výchozí surovinu lze použít několik druhů surové ropy, což je výhodné z hlediska kontinuity výroby v továrně. K výrobě paliva GreenPower je zapotřebí surová ropa dobré kvality. Rafinací kvalitní ropy vznikají také další produkty s vyšší tržní hodnotou. Na naši žádost vypracoval finanční odbor rozbor nákladů a výnosů, souvisejících s výrobou GreenPower.

10 PODKLADY SUPERBENZ PRAKTICKÉ CVIČENÍ SUPERBENZ ROZHODOVACÍ MATICE GreenPower SuperBenz Důležitost GreenPower SuperBenz Vlastnosti Data Data Hodnota Výsledek Hodnota Výsledek (1=níz.,9=vys.) (1=níz.,9=vys.) (1=níz.,9=vys.) Technické Viskozita (cp) Oktanové číslo Jiné technické faktory Bezpečnost a ekologie Saze (g/km) Nebezpečí výbuchu Jiné ekologické faktory Finance Rozpětí zisku 10 ct/litr 15 ct/litr 5??? 2??? 5 * 2 = 10 4??? 5 * 4 = 20 Nutné investice Jiné finanční faktory Celkové výsledky

11 PODKLADY SUPERBENZ ODBOR BEZPEČNOSTI A EKOLOGIE Právě jste obdrželi několik odstavců z vědecké zprávy, kterou vypracoval bezpečnostní tým vaší továrny. Fakta budete konzultovat s lidmi z finančního a z technického odboru. Ochrana obyvatel Pokud existuje riziko, že by u čerpací stanice mohla vybuchnout cisterna, musí se kvůli bezpečnosti místních obyvatel nainstalovat další ochranná stěna. Ochranná stěna je bohužel nevzhledná. Odbor designu vypracoval několik alternativ a odbor bezpečnosti a ekologie vybral tu, která by mohla vyhovovat účelu. Na příští týden je naplánována schůzka se zástupci obce a odbor bezpečnosti a ekologie s nimi prodiskutuje estetická hlediska umístění ochranné stěny u čerpací stanice. Asi předpokládáte, že zastupitelstvo toto řešení přijme, protože splňuje účel, tj. chrání místní obyvatele před účinky exploze. V minulosti se však už stalo, že si obyvatelé stěžovali obci, že okolí prodejní čerpací stanice je nehezké.další ochranná stěna by situace ještě více zhoršila. Až do dnešního dne obecní zastupitelstvo veškeré stížnosti zamítlo. Díky častějším dodávkám menšího objemu paliva by se snížily zásoby skladovaných pohonných hmot, a potažmo i nebezpečí výbuchu v takovém případě by třeba nebylo nutné požadovat ochrannou stěnu. Doprava Logistika u paliva SuperBenz je snazší díky menšímu nebezpečí výbuchu; stačí ho zavážet pouze dvakrát týdně. Investice, které je v továrně třeba udělat, aby se dal příslušně uzpůsobit proces dodávek, dosahují výše 2,5 milionu eur. GreenPower se bude zavážet častěji (denně) v menším množství. Je nutno přizpůsobit i cisternové vozy, což vyžaduje další investice ve výši 5 milionů eur. Standardní limity emise sazí Počátkem loňského roku se uskutečnila celosvětová konference týkající se problémů životního prostředí. Jedním z klíčových úkolů přijatého plánu je snížení emisí sazí. Vláda má v úmyslu zavést přísnější opatření, jejichž cílem je snížit povolené emise sazí pro auta. V současné době je povolené množství 0,025 g/km, přičemž nový limit dosud není znám. Proslýchá se, že vláda rovněž zvažuje zavedení dost vysokých pokut (asi 1 milion eur) pro společnosti, jež tento problém nevyřeší, a nesníží tudíž emise sazí u paliv, která vyrábí. SuperBenz předpisům ohledně emise sazí vyhovuje, protože při hodnotách 0,02 gramů sazí na ujetý kilometr se pohybuje pod standardním limitem, ale Greenpower by se stal nejčistším palivem na trhu. Jistě si umíte představit, jakou pozornost by tomuto faktu věnovala média.

12 PODKLADY SUPERBENZ PRAKTICKÉ CVIČENÍ SUPERBENZ ROZHODOVACÍ MATICE GreenPower SuperBenz Důležitost GreenPower SuperBenz Vlastnosti Data Data Hodnota Výsledek Hodnota Výsledek (1=níz.,9=vys.) (1=níz.,9=vys.) (1=níz.,9=vys.) Technické Viskozita (cp) Oktanové číslo Jiné technické faktory Bezpečnost a ekologie Saze (g/km) Nebezpečí výbuchu Jiné ekologické faktory Finance Rozpětí zisku 10 ct/litr 15 ct/litr 5??? 2??? 5 * 2 = 10 4??? 5 * 4 = 20 Nutné investice Jiné finanční faktory Celkové výsledky