Анализ качества информационных автоматизированных систем управления предприятиями нефтеперерабатывающей промышленности

А.Н. Панков

АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ИНФОРМАЦИОННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯМИ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Аннотация

Важнейшим направлением в управлении предприятиями нефтеперерабатывающей промышленности является оптимизация информационных автоматизированных систем управления предприятием.

В статье анализируются существующие методы управления предприятиями нефтеперерабатывающей промышленности (ПНП), выявляются их недостатки и указываются направления разработки «идеальной» модели информационной системы управления ПНП.

Annotation

Most important objective in the management of enterprises refining industry is the optimization of automated information management systems.The article analyzes the existing methods of enterprise management refining industry, identifies their shortcomings and direction of development of the "ideal" model of management information system of enterprises refining industry.

Ключевые слова

Предприятие нефтеперерабатывающей промышленности, оптимизация,

информационная автоматизированная система управления предприятием, модель.

Key words

Plant of the refining industry, optimization, automated information system of enterprise management, model.

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПНП

Нефтеперерабатывающая про-

мышленность - отрасль с повышенными требованиями к управлению технологическими процессами, производствами и предприятиями в целом. В настоящий момент остро стоит вопрос о необходимости разработки общей стратегии и единой концепции построения управленческих систем на уровне отдельных предприятий и вертикальноинтегрированных нефтяных компаний.

«Черное золото» является одной из самых конвертируемых неденежных валют планеты. Добыча и переработка нефти являются актуальными уже не одно столетие. Однако, в связи с

уменьшением запасов природной нефти, возникают и становятся актуальными два вопроса.

1. Добыча с максимальным использованием новейших технологий.

2. Максимально «продвинутая» степень очистки и переработки с наименьшими потерями.

Существует еще и третий вариант

- комбинированное использование «живой» нефти с искусственно синтезированными добавками. В свете всех этих факторов актуальным является усовершенствование процессов управления, а также практически полная автоматизация методов добычи и переработки, их доведение до совершенства и адаптация к современным экономическим условиям.

Добыча и переработка нефти были и ещё будут очень важными в промышленности, связанной со многими областями использования результатов переработки. Увеличение доли важных компонентов переработки важно для создания как фундаментальных основ, так и распространённых уже применений .

Готовность науки помочь сопровождается попытками создать новое в уже используемом или максимально оптимизировать технологические и информационные процессы.

Увеличение доли наукоёмких технологий позволяет вести науку в практику более быстрыми темпами.

Существующие методы управления предприятиями нефтеперерабатывающей промышленности ( ПНП ) и методы автоматизации управления процессами имеют богатый опыт внедрения новых технологий как в сами процессы, так и в обслуживающие системы.

Самое передовое в управлении технологическими процессами - управление ими с помощью вычислительной техники, которая выделяет важные решения и управляет множеством ситуаций с большой скоростью как оценки, так и принятия решений и их выполнения.

Обратная связь в непрерывных технологических процессах позволяет держать тонкие нити важных химических процессов в точных рамках их оптимальных условий.

Основной целью работы является выявление потенциальных возможностей повышения экономической эффективности функционирования технологического оборудования, отдельных производств и предприятий. Инструментом достижения цели служит создание и совершенствование систем управления и информационных систем, отвечающих современным мировым требованиям и общим корпоративным интересам. Создание такого рода систем представляет собой сложный процесс,

начиная от обследования НПК и заканчивая обеспечением сервисного обслуживания установленного оборудования и систем в целом:

комплексное обследование производств;

разработка концепции автоматизации и информатизации;

проектирование систем управления и информационных систем;

организация и проведение тендеров;

техническое сопровождение;

организация поставок программно-технических комплексов;

инжиниринг, выполнение пусконаладочных работ;

обучение и подготовка эксплуатационного персонала;

консультирование;

сервисное обслуживание;

телекоммуникационное обеспечение;

обеспечение информационного обмена с корпоративными службами.

В концепциях должна быть прописана архитектура всей ИИСУ, возможные программные приложения каждого уровня и поставщики программно - технических комплексов, решения по построению сетевой структуры и рабочий график выполнения работ с привязкой к выполнению проектных и строительных работ. Кроме того, в концепциях должны быть определены этапы работ, стоимость и оценка экономической эффективности внедрения каждого этапа. Однако задачей концепции является не выбор конкретных продуктов и поставщиков ПТК, а лишь их перечисления.

Разработка и согласование проектных решений по всем видам обеспечения ИИСУ НПЗ осуществляются на стадии технического проектирования, а следующий за этим выбор конкретных фирм и продуктов ПТК - на стадии рабочего проектирования системы.

Такой подход позволяет создавать ИИСУ на современных программно-

технологических комплексах при оптимальных затратах.

Для решения этих задач необходима автоматизация бизнес-процессов лаборатории с помощью современных лабораторных информационных систем, способных решать следующие задачи:

- сокращение времени проведения анализов за счет подключения оборудования к системе;

- стандартизацию и систематизацию информации;

- обеспечение полноты, оперативности и достоверности информации;

- конфиденциальность и целостность информации;

- доступность информации для пользователей, имеющих на это надлежащие полномочия;

- снижение трудозатрат на организацию документооборота по показателям качества продукции в лабораториях;

- оперативность получения информации по качеству произведенной продукции управленческим персоналом предприятия;

- повышение эффективности процесса обработки показателей качества лаборантами;

- максимизацию пропускной способности при обработке образцов и минимизацию лабораторной стоимости;

- контроль адекватности приборного и инструментального парка;

- уменьшение ошибок ввода данных;

- улучшение методов проведения анализов.

Системы управления лабораторной информацией должны охватывать все структурные подразделения предприятия, участвующие в процессе управления качеством (лабораторные подразделения, технологический и производственный отдел, отделы стандартизации и сертификации, управленческие службы всех производств предприятия) и предусматривать комплексную

автоматизацию управления качеством продукции на предприятии.

ВЫЯВЛЕНИЕ НЕДОСТАТКОВ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ПНП

Современная неустойчивая экономическая ситуация, неопределенность перспектив развития, нестабильность в области экономического развития нефтеперерабатывающих предприятий порождают проблемы и ситуации, требующие новых эффективных решений в сфере управленческих и технических методов, а также информационных технологий.

Главными внешними недостатками являются колебания в сфере спроса, что оказывает огромное влияние на планирование оперативных действий и использование производственных мощностей.

Нестабильность в цепочках поставок, на которые оказывают влияние такие факторы, как : цена, качество и доступность, определяющие в конечном цикле такое понятие, как рентабельность.

Не менее проблематичным является влияние правительственных постановлений, регламентирующих поставки и характеристики продукции.

Нефтеперерабатывающие компании осознают всю сложность проблем, с которыми сталкивается отрасль. Отсюда

- все возрастающее использование аппаратно-программных комплексов поддержки управленческих решений. Применительно к конкретным областям деятельности предприятий таких комплексов разработано достаточно много. Распространяются они на такие области, как : технология моделирования информационных и технологических процессов, инструментальные средства моделирования и проектирования, методы имитационного моделирования и оптимизации, календарное планирование, контроль производительности, управле-

ние энергопотреблением, прогнозирование изменений показателей ценовой политики на ближайшие годы.

Еще один существенный недостаток касается автоматизации процессов переработки остаточных продуктов производства, попросту говоря, переработки отходов производства. Как и во всех перерабатывающих отраслях, в нефтепереработке существуют отходы -нефтешламы. С экономической точки зрения, это нефтесодержащие отходы, образующиеся при добыче, транспортировке и переработке нефти и не нашедшие рентабельной технологии использования. Данные продукты являются исключительно опасными для человека и окружающей среды. Природа неф-тешлама очень разнообразна, состав его варьируется в определенных пределах для каждой отрасли промышленности. Получившиеся отходы складируются в специализированных хранилищах, которые зачастую изношены и переполнены. А также находятся в опасной близости к водоемам и карьерам.

Нежелание затрачивать средства на соответствующую нормам утилизацию данных отходов, а также несовер-шенность, трудоемкость, зачастую,

убыточность данного вида работ, приводит к тому, что в этой области процесс практически абсолютно неконтролируем, неуправляем и практически не автоматизирован.

Внедрение управления процессом утилизации и переработки продуктов отходного производства, его включения в технологически стройный ряд управления, а также включение отчета об этих процессах в информационную ветвь управления - одно из ключевых решений недостатков в этой области.

Идеальная, абстрактная модель Информационной Автоматизированной Системы Управления предприятием нефтеперерабатывающей промышленности предполагает идеальные ситуации

в процессах, задействованных в этих системах.

Но именно такой подход и способствует кардинальным и эффективным изменениям в существующих или во вновь строящихся системах.

РАЗРАБОТКА «ИДЕАЛЬНОЙ», «АБСТРАКТНОЙ» МОДЕЛИ

ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПНП

Предприятия нефтеперерабаты-

вающей отрасли часто нуждаются в содействии специалистов, которые подскажут им, с чего начать проект модер-низационного перехода. Им следует стремиться к получению максимальных экономических выгод от обновления систем автоматизации.

“Одним из препятствий на пути модернизационного перехода является страх перед перспективой модификации всей проводной системы,

распределительных шкафов,

клеммной коробки, платы ввода-вывода и контроллеров, - говорит Э. Шодовски.

- Всегда возникает вопрос: «Не обернется ли, из-за изменений в проводке, переход на новую систему техническим кошмаром”?

За последние 20 лет произошел огромный скачок в технологическом и информационном развитии. То, что вчера было новинкой, вызывает сегодня улыбку. Устаревшие нефтеперерабатывающие системы сталкиваются с проблемами как в сфере технической, так и в сфере информационных систем. Морально устаревшие технологии значительно замедляют процесс реорганизации, снижают уровень продуктивности. В большинстве систем нефтеперерабатывающих комплексов используются ретро-технологии 80-х - 90-х годов XX века. С каждым последующим технологическим скачком эта пропасть все ощутимее. Именно поэтому в настоящее время большинство нефтеперерабатывающих предприятий вынуждено соревноваться с конкурентами, исполь-

зующими новейшие интегрированные средства безопасности, новейшие решения и технологии в управлении информационными системами, что дает явные преимущества в конкурентных сражениях. По данным аналитической компании ARC Advisory Group, общая стоимость используемых в настоящее время систем, полностью выработавших свой ресурс, оценивается в 65 млрд. долларов США, а общая стоимость используемых систем, возраст которых превышает 20 лет, - в 53 млрд. долларов. ARC также утверждает, что в сфере перерабатывающей промышленности ущерб от вынужденного простоя составляет в среднем почти 5% от общего объема, производства или 20 млрд. долларов.

Ситуации каждого отдельного предприятия настолько индивидуальны и разнообразны, что единая схема может существовать лишь в общем, абстрактном виде и очень разниться в частностях. А именно эти частности и должны быть просчитаны еще на стадии проектирования обновления систем автоматизации. Предприятиям следует стремиться к максимальному использованию результатов исследований и передовых технологий, а также создавать адаптированные к данным жизненным и техническим условиям конкретных регионов. Это сведет к минимуму риски, возникающие как в экономическом, технологическом, так и в информационном пространстве.

В некоторых случаях возможно постепенное, поэтапное введение реконструкций. Непринятие же подобных мер означает финансовые и технологические проблемы, влекущие за собой увеличение расходов на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также снижение доходной части предприятия. Одной из главных забот нефтепереработчиков является отражение реального, фактического объема работ, который необходимо проделать для обнов-

ления устаревшей системы оборудования.

Идеальная модель информационной системы, единая для всех предприятий нефтеперерабатывающего комплекса, должна представлять собой комплекс быстрого реагирования на любую нестандартную ситуацию, а также гибкую и адаптированную базу для слаженного действия всех служб в ежедневной эксплуатации.

«Для любой новой технологии ключевыми являются факторы простоты использования и интеграции в существующий производственный процесс, -пишет доктор Дуглас Уайт (Douglas White), директор по вопросам решений для нефтеперерабатывающей промышленности представительства Emerson Process Management в Хьюстоне. - Мы тщательно изучаем возможные последствия использования интеллектуальных технологий нефтепереработки. Продолжающаяся эволюция в сфере цифровых, вычислительных и коммуникационных технологий и их применения уже привела к фундаментальным различиям в эксплуатации нефтеперерабатывающих предприятий, которые со временем будут усиливаться. Тем не менее самым важным ресурсом остаются люди. Новые методы работы должны внедряться без нарушения технологического процесса, тем более, что это вполне возможно”^].

В этих аспектах модернизации новая технология “электронной кросси-ровки” исключает необходимость выполнения столь опасной и требующей большого количества времени работы за счет упрощенного электронного распределения ввода-вывода. Электронная кроссировка сокращает издержки и риски, с которыми сопряжено подключение устаревших систем управления “нажи-вую”.

Виртуальный ввод-вывод и электронная кроссировка помогают не запу-

таться в проводах; благодаря им предприятия нефтепереработки могут

осуществить переход от распределительных шкафов непосредственно на виртуальный ввод-вывод прямо на панель контроллера.

Нефтепереработчики уже начинают осознавать все преимущества этой передовой технологии. “В нашем случае мы собираемся использовать технологию ввода-вывода для замены устаревших плат ввода-вывода и возможности повторного использования проводки и барьеров, - рассказывает Стив Элварт (Steve Elwart), директор по системному инжинирингу компании Ergon Refining, базирующейся в штате Миссисипи. -Это поможет нам существенно сократить расходы”.

Основным отличием «идеальной и абстрактной» системы от традиционной, при неизменности сущности деятельности, основного технологического процесса, а также целей процесса добычи и переработки, является существенный рост показателей производительности при одновременном сокращении расходов. Самый высокий показатель устойчивого снижения риска отказов - 50 % (нефтеперерабатывающая компания северного побережья Мексиканского залива) за счет внедрения интеллектуального производственного процесса.

Новые интеллектуальные технологии нефтепереработки помогают повысить эффективность труда пультовых операторов, инженеров СУ и специалистов ТО.

Библиографический список

1.Гершберг А. Ф., Мусаев А. А., Нозик А. А., Шерстюк Ю. М.. Концептуальные

основы информационной интеграции АСУ ТП нефтеперерабатывающего предприятия, СПб: Альянс-строй, 2003.

. 128с.

2.Любашин А. Н. Системная интеграция и системный консалтинг. - Мир компьютерной автоматизации. . 2000, № 1, с. 55-59.

3.Сайт, посвящённый проблемам автоматизации технологических процессов:

http://www.asutp.ru/?p=600113

4.Сайт Мозырского нефтеперерабатывающего завода:

http://mnpz.by/index.php?kp=press&

lang=ru&newsid=2311&action=shownews

5.Сайт компании Emerson process management

http://www2.emersonprocess.com/ru-

RU/Pages/Home.aspx

Bibliographic list

1.Gershberg A.F., Musayev A.A., Nozick A.A., Sherstyuk Y.M. Conceptual foundations of information integration control system of the refinery, St. Petersburg: Alliance-operation, 2003, . 128s.

2.Lyubashin A.N. System integration and system consulting. - The world of computer automation. . 2000, №1, №1, p.55-59.

3.A site devoted to the problems of automation of technological processes: http://www.asutp.ru/?p=600113

4.Mozyr refinery site: http://mnpz.by/index.php?kp=press&lang= ru&newsid=2311&action=shownews

5.A site of the company Emerson process management

http://www2.emersonprocess.com/ru-

RU/Pages/Home.aspx