SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Средства, системы и технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности

В статье рассматриваются системы автоматизации, направленные на повышение эффективности производства в нефтегазовой промышленности. Описаны возможности и характеристики программ.

ООО «Индасофт», г. Москва

IndaSoft.png

Наиболее интересной и перспективной на сегодняшний день областью в сфере автоматизации нефтегазовой промышленности является, пожалуй, область автоматизации производственного процесса. В условиях жесткой конкурентной борьбы и быстроменяющейся рыночной ситуации ключевой областью деятельности, требующего максимального пристального внимания, становится эффективность производства. В данной статье речь пойдет о системах автоматизации, направленных на повышение эффективности производства в нефтегазовой промышленности.


Эффективность производства

Как правило, под эффективностью производства подразумевается достижение оптимальности в показателях, порой совершенно противоречащих друг другу — снижение себестоимости продукции, одновременно соблюдение всех нормативов и сроков и непрерывное повышение качества. Именно для этих целей используются современные средства, системы и технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности — так называемые системы автоматизации класса MES (Manufacturing Executing System). 

Существует «стандартное» определение MES, как автоматизированной системы управления и оптимизации производственной деятельности, которая в режиме реального времени инициирует, отслеживает, оптимизирует и документирует производственные процессы от начала выполнения заказа до выпуска готовой продукции (определение MESA International). Не умаляя данное определение, позволим себе определить MES в нефтегазовой промышленности как информационную систему, поддерживающую выполнение всех функциональных задач по планированию, контролю, учету и анализу всего производственного процесса на всех его этапах и направленную на достижение максимального экономического эффекта от производственной деятельности нефтегазового предприятия.

За более чем 10-летнюю историю успешной реализации проектов создания систем эффективного управления производством нефтегазовых предприятий компания Индасофт выработала концепцию, заключающуюся в автоматизации конкретных бизнес-процессов контроля, управления и анализа производства.

Список выделенных бизнес-процессов эффективного управления производством выглядит следующим образом:
- оперативно-диспетчерское управление;
- производственный учет и согласование материальных балансов;
- контроль качества;
- учет и анализ производства и потребления теплоэнергетических ресурсов;
- контроль состояния технологического оборудования;
- планирование производства;
- фактический анализ производственного процесса.


Планирование производства

Любой вид производственной деятельности начинается с составления планов. Для этих целей используются специализированные производственные модели. Планирование осуществляется в программном модуле I-OPP. В соответствии с объемным планом на месяц, ограничениями по свободным емкостям в резервуарных парках и текущим состоянием технологических установок рассчитывается суточный производственный план выработки компонентов и готовой продукции по каждой технологической установке (рис.1). Модуль оперативно-диспетчерского управления производством обеспечивает своевременную доставку информации о происходящих событиях и отклонениях от составленного оперативного плана. В результате все процессы, происходящие на производстве, становятся прозрачными.

pic1.jpg

Рис. 1. Оперативное планирование производства


Оперативно-диспетчерское управление

Автоматизация бизнес-процесса оперативно-диспетчерского управления обеспечивает выполнение следующих функций:
- мониторинг загрузки технологических мощностей, регистрация и оповещение об отклонениях технологического процесса от заданных режимов и нормативов;
- расчет отклонения факта от производственного плана в реальном времени;
- учет движения сырья, полуфабрикатов и готовой продукции по предприятию;
- контроль остатков в резервуарных парках;
- запись и контроль выполнения распоряжений диспетчера;
- формирование производственной отчетности.

Для реализации приведенных функций базовый модуль диспетчерского управления аккумулирует производственную информацию с низового уровня автоматизации в реальном масштабе времени и преобразует их в имеющие смысл производственные события. Специализированный модуль учета движения нефтепродуктов I-OMS обеспечивает динамический учет направлений и потоков передачи сырья, полуфабрикатов и готовой продукции по предприятию, динамический учет состояния резервуарных парков и предоставление сведений о незавершенном производстве.

pic2.jpg
Рис. 2. Контроль нарушений технологических режимов

Модуль контроля технологических режимов I-PDM реализует анализ всех зарегистрированных отклонений режимов от заданных и обеспечивает разделение отклонений на значимые и нет (рис. 2). Определение значимости отклонений осуществляется по степени воздействия отклонений на ключевые показатели производства. Ключевые показатели производства определяются производственным отделом и во время эксплуатации системы могут быть изменены. К ключевым показателям  производства относятся:
- коэффициенты отбора продуктов из сырья по установкам;
- глубина переработки по предприятию, производствам, цехам;
- отклонение выработки полуфабрикатов и готовой продукции от плана;
- скорость изменения остатков сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;
- удельное потребление всех видов теплоэнергетических ресурсов;
- отклонение качества выпускаемых полуфабрикатов и готовой продукции;
- запас качества по готовой продукции;
- величина безвозвратных потерь.

I-RS — специализированный сервер отчетов обеспечивает формирование производственной отчетности на основе созданных шаблонов. Все отчеты автоматически обновляются с настраиваемой дискретностью. Существующие шаблоны отчетов:
- режимные листы;
- сводные отчеты о работе предприятия;
- остатки на складах;
- отклонение от плана по технологическим мощностям;
- сводки по качеству;
- любые специализированные отчеты произвольной формы.

pic3.jpg

Рис. 3. Производственный учет и согласование материальных балансов


Производственный учет и согласование материальных балансов

Реализация функциональности производственного учета заключается в непрерывном отслеживании выполнения производственных планов, согласования поступающих данных и расчет материальных балансов, формирование отчетов план/факт, включающие автоматизированный анализ причин отклонений за смену, сутки, месяц (рис. 3). Помимо всего этого, выполняются следующие функции:
- расчет согласованных материальных балансов за сутки, декаду, месяц и т.д.;
- расчет объемных и энергетических балансов;
- определение фактических потерь;
- обнаружение погрешностей измерения коммерческих приборов учета;
- планирование оптимальной модернизации приборов учета; 
- обеспечение согласованным балансом соответствующие модули бизнес-системы.

pic4.jpg

Рис. 4. Лабораторноинформационная система


Контроль качества

Качество готовой продукции наряду с себестоимостью является наиболее эффективным конкурентным преимуществом. Для целей непрерывного контроля и анализа качества используется модуль «Лабораторно-информационная система I-LDS» (рис. 4). I-LDS обеспечивает:
- автоматизацию бизнес-процессов деятельности лабораторий в соответствии с требованиями:
- к компетенции испытательных лабораторий (ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2000);
- к точности (правильности и прецизионности) методов и результатов измерений (ГОСТ Р ИСО 5725-2002, ч. 1—6, включая МИ 2335-2003);
- создание единого источника достоверных и оперативных данных по контролю качества продукции, передаваемой на различные уровни управления предприятием, на основе автоматизированной базы данных;
- автоматизацию управления данными лабораторного контроля:
- сокращение временных затрат сотрудников лабораторий на определение и обработку результатов испытаний, снижение вероятности ошибок при проведении этих операций;
- ускорение процесса передачи данных лабораторного контроля пользователям различных уровней;
- снижение трудозатрат персонала лабораторий на ведение лабораторных журналов и формирование внутренних  отчетов, а также исключение за счет этого вероятности искажения информации при переносе ее из документа в документ;
- снижение трудозатрат персонала лабораторий на формирование периодических отчетных документов, содержащих данные по качеству, и исключение дублирующих отчетных форм;
- повышение надежности хранения данных по контролю качества и оперативности доступа к ним, минимизация неэффективного бумажно-курьерского и телефонного обмена информацией между подразделениями предприятия;
- обеспечение данными о качестве других подсистем, включая АСУ ТП и АСУП.


Учет и анализ производства и потребления теплоэнергетических ресурсов

В настоящие время стоимость теплоэнергетических ресурсов в структуре себестоимости готовой продукции занимает все большую часть — именно поэтому автоматизация бизнес-процессов учета и анализа производства и потребления теплоэнергетических ресурсов несет огромный экономический эффект. Модуль I-EMS реализует следующие функции:
- интеграцию разнородных и территориально распределенных источников информации о потреблении теплоэнергетических ресурсов;
- ручной ввод информации по потреблению теплоэнергетических ресурсов (планиметрирование);
- мониторинг производства и потребления энергоресурсов в режиме реального времени;
- учет потребления теплоэнергетических ресурсов по видам и технологическим объектам;
- расчет согласованного суточного и месячного  баланса по видам теплоэнергетических ресурсов;
- планирование потребления теплоэнергетических ресурсов;
- ведение нормативно-справочной информации;  
- автоматизированное формирование отчетов;
- представление оперативных и достоверных данных в бизнес систему.


Контроль состояния технологического оборудования

Задача контроля состояния основного технологического оборудования включает в себя выполнение следующих функций:
- учет наработки оборудования (моточасы) компрессоров, насосов, колон и др;
- учет причин простоя оборудования; 
- анализ предаварийных состояний оборудования по косвенным признакам;
- передача исходных данных для расчета плана ремонтов модули бизнес системы.

Решение этой задачи помогает приблизиться к проведению ремонтов и технического обслуживания оборудования «по состоянию», что также приносит ощутимый экономический эффект.


Фактический анализ производственного процесса

Наиболее значимой функциональностью решения компании Индасофт является аналитика в реальном времени, проходящая сквозной нитью через все модули и функции. Во всех проектах компания Индасофт использует подход к управлению производством на базе ключевых показателей эффективности, позволяющих по нескольким совокупным критериям следить за текущими тенденциями во всех областях производственного процесса. Так, например, для выполнения финансового анализа затрат на выполнение производственных процессов компания Индасофт успешно переменяет метод Activity Based Costing (ABC), суть которого состоит в том, что расходы предприятия привязываются к точкам его активности. Применительно к производству это означает привязку издержек к конкретным производственным процессам (контроль качества полуфабрикатов и готовой продукции, их транспортировка, технологические операции, контроль удельных показателей). Строится точная динамическая модель производства, обеспечивающая данные для калькуляции текущих затрат как в привязке к конкретным рабочим местам, так и в разрезе отдельных выполняемых заказов.


Заключение

Успешного достижения конечного результата — повышения экономической эффективности производственного процесса можно добиться только комплексно автоматизируя все аспекты производственной деятельности. Очень важно в таком случае правильно выбрать системы и технологии автоматизации, и не менее важен выбор опытного системного интегратора, за плечами которого многолетний успешный опыт внедрения подобных проектов в нефтегазовой отрасли.


Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 2(18)_2008

Э. Сюч, директор по развитию бизнеса,
ООО «Индасофт», г. Москва,
тел.: (495) 580-70-20,
е-mail: info@indusoft.ru