Применение системы поддержки принятия решений при диспетчеризации трубопроводного транспорта

ИССЛЕДОВАНИЕ

1 2 Ахметова В.Н. , Булыгина О.В.

1 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, г. Москва

2 Смоленский филиал Национального исследовательского университета «Московский энергетический институт»

Применение системы поддержки принятия решений при диспетчеризации трубопроводного транспорта

АННОТАЦИЯ:

В статье рассматривается значимость трубопроводного транспорта для повышения эффективности деятельности нефтегазового комплекса. Определяется место человека-оператора в эргатической системе, решаются вопросы построения эффективной организации труда, обеспечивающей повышение его производительности. Рассматривается возможность применения системы поддержки принятия решений для разработки эффективных диспетчерских решений человеком-оператором.

Работа выполнена в рамках базовой части государственного задания Минобрнауки России № 2014/123 на выполнение государственных работ в сфере научной деятельности, проект № 2493

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: трубопроводный транспорт, человек-оператор, система поддержки принятия решений, эргатическая система

JEL: D81, J24, L91

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ:

Ахметова В.Н., Булыгина О.В. Применение системы поддержки принятия решений при диспетчеризации трубопроводного транспорта // Российское предпринимательство. — 2016. — Т. 17. — № 22. — С. 3283-3292. — doi: 10.18334/rp.17.22.37019

Ахметова Венера Наиловна, кандидат экономических наук, докторант кафедры логистики и экономической информатики, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, г. Москва

Булыгина Ольга Валентиновна, кандидат экономических наук, доцент кафедры менеджмента и информационных технологий в экономике, Смоленский филиал Национального исследовательского университета «Московский энергетический институт»

ПОСТУПИЛО В РЕДАКЦИЮ: 05.10.2016 / ОПУБЛИКОВАНО: 30.11.2016

ОТКРЫТЫЙ ДОСТУП: http://dx.doi.org/10.18334/rp.17.22.37019

(с) Ахметова В.Н., Булыгина О.В. / Публикация: ООО Издательство "Креативная экономика"

Статья распространяется по лицензии Creative Commons CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/) ЯЗЫК ПУБЛИКАЦИИ: русский

3284

Введение

Стратегическую роль в экономике Российской Федерации играет нефтегазовый комплекс, который объединяет совокупность отраслей по добыче нефти и газа, транспортировке, переработке, а также распределению продуктов их переработки. На сегодняшний день Россия обладает одними из крупнейших запасов нефти (около 6% разведенных запасов) и природного газа (23% разведенных запасов) в мире. Данный комплекс формирует значительную часть поступлений в государственный бюджет (более 50%), определяет загрузку многих отраслей отечественной промышленности, обеспечивает рабочими местами свыше 940 тыс. человек, а также существенно влияет на курс национальной валюты [1, 2].

Резкое падение цен на энергоносители, естественно, негативным образом сказалось на результатах деятельности отечественных нефтегазовых предприятий. В прошлом высокие цены на нефть обеспечивали сверхприбыли, которые позволяли покрывать нерациональные расходы. В настоящее время возникла актуальная задача повышения эффективности деятельности за счет снижение различных видов затрат.

Ввиду удаленности потребителей добываемых топливно-энергетических ресурсов, транспортировка играет важную роль в повышении эффективности деятельности нефтегазового комплекса. Сегодня одним из ключевых видов транспорта является трубопроводная система (например, газотранспортная система России - это 171,2 тыс. км магистральных газопроводов и 250 линейных компрессорных станций) [3].

Модель системы поддержки принятия решений оператором при управлении трубопроводным предприятием

В целом трубопроводная система транспортировки топливно-энергетических ресурсов представляет собой эргатическую систему, в которой важную роль играет человек-оператор, принимающий диспетчерские решения по организации эффективного функционирования оборудования и протеканию технологических процессов. Как следствие, повышение безопасности объектов трубопроводного транспорта неразрывно связано с эффективной организацией труда задействованного в оперативно-диспетчерском

3285

управлении персонала, позволяющей сократить вероятность совершения ошибочных действий, которые могут привести к аварийным ситуациям.

Зачастую к возникновению аварийных ситуаций приводят такие условия, характерные для диспетчерского труда, как высокий эмоциональный фон, порожденный огромной ответственностью, и острый дефицит времени, в условиях которого осуществляется оперативная работа. В результате негативного влияния данных факторов из памяти диспетчера могут выпадать известные ему из инструкций подходы к решению различных технологических проблем [4].

Для организации эффективного принятия управленческих решений целесообразно использовать специализированные системы поддержки принятия решения (СППР), представляющие собой программно-аппаратные комплексы, используемые для моделирования технологических процессов при транспортировке топливно-энергетических ресурсов [5, 6]. На рисунке 1 представлена модель системы поддержки принятия решений, которая позволяет оценивать показатели эффективности и производительности труда оператора трубопроводного предприятия.

В соответствии с представленной на рисунке моделью управление производительностью и эффективностью труда оператора трубопроводной организации представляется в виде непрерывного процесса. Использование системы поддержки принятия решений в данном случае позволяет учитывать различные условия внешней и внутренней среды организации, оказывающие непосредственное воздействие на деятельность оператора, что в результате позволяет принимать правильные управленческие решения. Данные решения являются основой для разработки стратегической подпрограммы управления эргономикой, на которой, в свою очередь, базируется программа управления производительностью и эффективностью труда диспетчера. Для эффективной реализации стратегии в области эргономики предполагается формирование конкретных тактических мероприятий, которые также формируются на основании предложенных системой решений.

3286

3287

Таким образом, формируется комплексная программа по управлению производительностью и эффективностью труда, описывающая характеристики условий, охраны и безопасности труда, которые должны выполняться для обеспечения заданных уровней эффективности и производительности деятельности оператора, что оценивается, в свою очередь, соответствующими показателями.

В связи с этим одним из основных блоков является набор показателей, которые используются для анализа производительности и эффективности труда оператора трубопроводного транспорта. Все показатели данного блока можно разделить на четыре группы: безотказность, восстанавливаемость, готовность и своевременность выполнения работы. Основные показатели производительности и эффективности труда оператора представлены в таблице.

Таблица

Показатели производительности и эффективности труда оператора

трубопроводного транспорта

Показатель Описание

Безошибочность Характеризует надежность (точность) работы, которая рассчитывается как вероятность безошибочной работы в рамках конкретной операции (блока операций), всего периода длительности смены.

Быстродействие Рассчитывается как время прохождения информации

Своевременность выполнения операции Определяется степенью выполнения необходимых действий в плановом и нестандартном режимах за отведенный промежуток времени, обеспечивающих эффективную работу

Готовность к экстренному действию Характеризуется анализом наличия способности к реализации необходимых действий в любой момент в течение смены

Стрессоустойчивость Оценивается способность сохранять адекватную реакцию во время возникновения неожиданных сигналов и непредвиденных обстоятельств

Восстанавливаемость работоспособности Оценивается способность к самоконтролю и саморегулированию состояний важных операторских функций.

Устойчивость состояния здоровья Характеризуется анализом реакции человека на воздействие факторов внешней среды, например, вибрации, шума, температуры и т.д.

Степень автоматизации Определяется как относительное количество информации, переработанное техникой

Источник: составлено автором

3288

Таким образом, систему поддержки принятия решений на трубопроводном предприятии можно представить в виде трех функциональных блоков:

— модель, предназначенная для описания поведения человека-оператора;

— система поддержки принятия решений в процессе построения системы, ориентированной на разработку решений, которые должны повысить производительность и эффективность труда (СППР2);

— система поддержки принятия решений, предназначенная для формирования различных предложений по улучшению деятельности человека-оператора (СППР1).

Модель человека-оператора позволяет на основании поступающих данных формировать поведение человека-оператора в процессе выполнения его функциональных обязанностей в трубопроводной организации. В качестве исходных данных для ее построения выступают психофизические характеристики человека-оператора; условия труда на момент моделирования; установленные значения характеристик (показателей) условий, охраны и безопасности труда, а также данные, получаемые от тренажеров, используемых для подготовки и повышения квалификации диспетчеров трубопроводного транспорта.

Поступающие сведения позволяют построить мыслительную модель человека-оператора, которая отражает процесс формирования отдельных его реакций и поведения в зависимости от текущей ситуации (планирования мероприятий, диагностики и анализа отклонений, поиска альтернативных вариантов решений и т.д.).

Полученные в процессе моделирования деятельности человека-оператора данные (как в исходном, так и в нормированном виде) поступают в единое хранилище данных. Также в этом хранилище содержатся сведения, поступающие от разработчика СППР2 (сведения о структуре базы знаний, алгоритмических методах, способах представления данных и т.д. [7]), и результаты, выявленных в ходе мониторинга и анализа деятельности человека-оператора отклонений.

На основании указанной информации и заложенных в информационной системе алгоритмических методов, а также базы знаний (чаще всего представляемая в виде семантической сети или системы продукционных правил) в блоке логического вывода формируются конкретные решения по разработке СППР1. С помощью

3289

подсистемы пояснений и описаний показывается, каким образом получено решение, а также какие знания при этом использованы. Подсистема вывода передает конкретные решения и характеристики, необходимые для принятия решений, направленных на улучшение производительности и эффективности деятельности человека-оператора трубопроводного предприятия, в базу данных СППР1 и ее разработчику, на основании чего происходит совершенствование ее функционирования в случае изменения внешних и внутренних условий деятельности человека-оператора.

Процесс выработки конкретных решений осуществляется аналогичным образом на основании базы знаний, содержащей конкретные правила и предыдущий опыт организации деятельности человека-оператора и заложенных алгоритмов. В результате полученные решения следуют через блок объяснений в подсистемы вывода результатов. Все решения в данном случае разделяются по двум группам:

1. описание требований и характеристик для построения тренажера по подготовке диспетчеров;

2. решения, направленные на улучшение текущей деятельности человека-оператора.

В свою очередь, вторую группу решений можно подразделить на три направления:

—определение целевых показателей производительности и эффективности труда оператора трубопроводного предприятия;

—поддержание решений по формированию подпрограмм управления эргономикой;

—выработка решений по устранению отклонений. Таким образом, каждое направление ориентировано на решение определенного вида задач. Первое направление предполагает формирование или корректировку стратегической подпрограммы управления эргономикой, второе - выработку тактических решений по управлению эргономикой, а третье - определение значений целевых показателей, с которыми производится сравнение фактических значений в процессе проведения мониторинга и анализа эффективности и производительности труда оператора трубопроводного предприятия. При этом первое и второе направления используются при построении и совершенствовании системы мотивации диспетчеров.

3290

Заключение

Предлагаемый в статье подход к организации поддержки принятия решений диспетчером при управлении трубопроводным транспортом углеводородов, основанный на применении мысленной модели человека-оператора, интеллектуальных информационных систем, анализирующих накопленные различные данные и знания, и многофункциональных тренажеров, позволяет осуществлять эффективное информационное сопровождение различных технологических процессов. Отличительной особенностью описанного подхода является учет различных внешних и внутренних условий деятельности диспетчера, влияющих на эффективность принимаемых им управленческих решений. В результате организация получает эффективный инструмент по формированию и управлению эргономикой, который позволяет непрерывно отслеживать текущее состояние целевых показателей и выявлять отклонения, а также формировать решения по их устранению или ликвидации последствий данных отклонений.

ИСТОЧНИКИ:

1. Зевако А.В., Евенко В.В. Оценка состояния нефтегазового комплекса России и

перспектив его развития // Инновационный путь развития экономики регионов: Сборник научных трудов. - Брянск: Брянский государственный технический университет, 2013. - С. 50-59.

2. Балахонова К.А., Рудомётов Н.Д. Состояние и перспективы нефтегазового комплекса //

Экономика и социум. - 2016. - № 5-1. - С. 218-224.

3. ДолгихА.В. Нефтегазовый комплекс России: современное состояние и проблемы //

Научный альманах. - 2016. - № 3-1. - С. 93-97.

4. Абакумова М.М. Современное состояние и проблемы развития нефтегазового

комплекса России: пути снижения себестоимости продукции // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2015. - № 11. - С. 4-5.

5. Прогноз потребления газа - основа принятия рациональных решений по структуре и

технологическим параметрам при проектировании и реконструкции системы газоснабжения / Р.А. Кантюков, М.Г. Сухарев, В.П. Мешалкин [и др.] // Нефтегазовое дело. Электронный научный журнал. - 2015. - № 1. - С. 201-221.

6. Дли М.И., Стоянова О.В. Способы представления экспертных данных в системах

поддержки принятия решений по управлению сложными проектами // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. - 2016. - № 7. - С. 21-28.

7. Мишин С.А., Мишин А.В. Представление формальных моделей в интеллектуальных

системах поддержки принятия решений // Теория и практика современной науки. - 2015. - № 5. - С. 266-271.

3291

Venera N. Akhmetova, Candidate of Science, Economics, Doctoral Student of the Chair of Logistics and Economic Informatics, Dmitry Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow

Olga V. Bulygina, Candidate of Science, Economics, Associate Professor of the Chair of Management and Information Technology in the Economy, Smolensk branch of the National Research University "Moscow Power Engineering Institute"

The use of a decision support system for pipeline transportation

dispatching control

ABSTRACT

The article discusses the importance of pipeline transportation for the efficiency increase of oil and gas industry. The author identifies the place of a human operator in the ergatic system, solves the problem of creating an effective organization of work, securing increase in its productivity. The possibility of the use of a decision support system for the development of effective solutions of dispatching control by a human operator has been considered.

KEYWORDS: pipeline transport, a human operator, decision support system, the ergatic system