СТАТЬЯ
11.08.00

Современные достижения в разработке и внедрении информационных технологий управления
в нефтегазовом комплексе
 
Шестаков Н.В.

Переход в начале 90-х годов к рыночным отношениям в стране ознаменовался в нефтегазовом комплексе созданием ВИНК (вертикально-интегрированных нефтяных компаний).

Эти компании и стали основными объектами внедрения в России новейших информационных технологий управления.

Современные мировые транснациональные ВИНК представляют собой гигантские, географически распределённые по всей планете многофункциональные произвоственно- коммерческие системы. Термин “вертикально- интегрированные” означает, что эти компании охватывают всю цепочку нефтяного бизнеса: разведку и добычу нефти, нефтепереработку и нефтехимию, оптовый и розничный сбыты продукции.

В настоящей статье в основном рассматриваются три проблемы управления ВИНК: текущей деятельностью, развитием, обучением производственного персонала.

Управление текущей деятельностью

Под управлением текущей деятельностью понимается управление сырьевыми, продуктовыми и финансовыми потоками, связанными с ежедневной производственно- коммерческой деятельностью. В целом ВИНК может и не быть объектом управления текущей деятельностью в этом смысле, если она не является единым оператором своих материальных и технических потоков. Это, кстати, обычно для мировых ВИНК. Управление их текущей деятельностью, как правило, распределено по географическому признаку (странам или регионам мира). Например, компания Exxon USA, Esso и т.д. Каждая из этих компаний является оператором своих товарных и финансовых потоков, и о задаче управления текущей деятельностью мы говорим применительно к каждой из них, но не ко всему холдингу.

Для большинства российских ВИНК пока характерна другая ситуация. Их основные добывающие, перерабатывающие и даже сбытовые мощности расположены до сих пор в одном регионе мира – на пространстве бывшего СССР. Глобализация бизнеса наиболее крупных из них находится в стадии становления. Поэтому российские ВИНК являются в большей степени едиными операторами всех своих сырьевых, продуктовых и финансовых потоков, и для них проблема управления текущей деятельностью для ВИНК (или её региональной части) формулируется следующим образом:

Сформулированная таким образом задача является классической задачей исследования операций, а формальными методами её решения служат методы математического программирования. Само развитие названных методов и их компьютерных реализаций для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности интенсивно происходило в предыдущие годы. Задача управления текущей деятельностью ВИНК – это задача математического программирования большой размерности (тысячи ограничений и переменных). В настоящее время известно несколько компьютерных систем, применяемых для решения этой задачи управления. Весьма распространённой в мире и доминирующей в нашей стране является система RPMS (Refinery & Petrochemical Modeling System) – совместная разработка американской фирмы Bonner & Moore Associates, Inc. (подразделения транснациональной Корпорации Honeywell) и созданного на базе Института проблем управления РАН совместного предприятия “Петроком”. Целевая функция в этой задаче – получение прибыли ВИНК, а ограничения детально учитывают следующие факторы: емкость рынков (объёмы, цены), количество и качество собственного добываемого и приобретаемого сырья, инфраструктурные ограничения транспорта нефти, требования рынков по объёмам, номенклатуре и качеству нефтепродуктов, технологические возможности собственных НПЗ и НПЗ, где сырьё размещается на процессинг, текущие запасы нефти и нефтепродуктов. В содержательном смысле эта главная задача управления текущей деятельностью ВИНК является задачей планирования размещения нефти, производства и поставок нефтепродуктов.

Что касается информационных технологий управления, реализуемых на уровне дочерних предприятий ВИНК (и в первую очередь на предприятиях по переработке нефтяного сырья), то их основное назначение заключается в обеспечении минимизации производственных затрат при реализации плановых решений, принимаемых на корпоративном уровне. К компьютерным системам, реализующим эти функции, относятся:

Перечисленные и ряд других специализированных систем управления, реализующих передовые компьютерные технологии в области нефтепереработки, позволяют существенно снизить уровень производственных затрат и технологических потерь на НПЗ, значительно повысить эффективность их функционирования.

Стратегическое планирование - основная функция управления развитием ВИНК

Возникновение методологии стратегического планирования и управления вызвано объективными причинами, главным образом связанными с усложнением условий производства и реализации продукции, и является результатом эволюционного развития подходов к управлению развитием и функционированием организации.

Определение и реализация стратегий развития относятся к числу сложных, трудоемких и трудноформализуемых работ, которые на отечественных предприятиях до настоящего времени не выполняются должным образом. Разрабатывавшиеся и использовавшиеся на практике методы управления развитием были ориентированы на относительно стабильные производственные цели, состоящие в наращивании потенциала организации и насыщении рынка продукцией при постоянной внешней среде и слабых ограничениях потребителей. Если раньше долгосрочный план являлся прежде всего инструментом распределения ресурсов для достижения жестко заданных целей, средством контроля и оценивания деятельности, то в современных экономических условиях функции стратегического управления охватывают выработку долгосрочного курса действий и поиск наиболее выгодных и рентабельных вариантов развития, обеспечивающих реализацию на рынке наиболее качественной и экономичной продукции, получение прибыли производителем и высокий потребительский эффект с учетом окружения проекта. Широко распространенной методологической ошибкой, возникающей при стратегическом управлении развитием ВИНК, является то, что рассматриваются отдельные аспекты развития и обособленно решаются частные задачи (развития производственной технологической базы, формирования инвестиционной программы, интенсификации производства и т.п.), что приводит к несогласованности, а часто и к нереализуемости принимаемых управленческих решений. В силу межфункциональной природы развития никто конкретно не считает себя полностью ответственным за полученные результаты. Поэтому в целях повышения эффективности и скоординированности управленческих решений развитие ВИНК должно рассматриваться как единый кроссфункциональный бизнес-процесс, охватывающий анализ рыночного окружения системы, формирование, согласование и оптимизацию вариантов “технологического” развития и финансово-экономических схем их реализации, с учетом результатов операционной и финансовой деятельности компании, и на основе единой методологии и современных информационных технологий управления. Процесс решения задач стратегического управления условно может быть разбит на ряд этапов. Среди них: определение целей стратегического развития и критериев их достижения; диагностика проблем и возможностей организации в их решении, включая их определение, установление причин и последствий для организации; разработка различных вариантов решения проблем и (или) использования имеющихся возможностей; анализ вероятных последствий реализации каждого из намеченных вариантов; выбор наиболее целесообразного варианта; планирование - переход от описания того, что сделано, к описанию того, как это сделать (формирование бюджетов, календарных графиков, распределение заданий между исполнителями и т.п.); измерение и прогнозирование результатов, сопоставление их с намеченными целями; оценивание тенденций и важнейших изменений, происходящих как внутри организаций, так и во внешнем экономическом, технологическом, правовом и другом окружении; доведение элементов стратегического плана до исполнителей и создание мотивационной среды для его выполнения. Реализация перечисленных основных этапов процесса стратегического управления обеспечивает формирование долгосрочных программ стратегического развития ВИНК и мониторинг их исполнения. Если эта функция реально поставлена в ВИНК (что для российских ВИНК имеет место далеко не всегда!), то долгосрочные программы формируются на основе разработанной в последние годы [5...7] единой методологии, формализованных моделей и методов, информационных технологий и программно-алгоритмических средств поддержки принятия решений. Реально поставленная в ВИНК функция стратегического планирования характеризуется следующим. Регулярно проводится “инвентаризация” всех инвестиционных проектов ВИНК в разведке и добыче нефти, транспорте нефти и нефтепродуктов, нефтепереработке и нефтехимии, нефтепродуктообеспечении. Такая “инвентаризация” осуществляется в соответствии с разработанной системой атрибутов, которые характеризуют проекты, находящиеся на различной стадии исполнения. Под инвестиционными проектами понимаются все мероприятия ВИНК в операционной, финансовой и инвестиционной деятельности. Особенно сложным, наукоемким вопросом является расчет упомянутых атрибутов для инвестиционных проектов в разведке и добыче нефти. Определение этих атрибутов сопровождается вычислением и оптимизацией прогнозных показателей нефтяных месторождений на основе гидродинамических моделей, моделированием и оптимизацией схем обустройства нефтяных месторождений, расчетом капитальных и прямых эксплуатационных затрат при обустройстве и т.д. Обычно компании создают компьютерную базу данных инвестиционных проектов с развитыми средствами управления и мониторинга исполнения проектов.

Имеется детальная логистическая модель всех материальных потоков ВИНК, включающая в себя все действующие, вновь вводимые и реконструируемые мощности по добыче, транспорту, переработке и сбыту в рамках единого бизнес-процесса развития ВИНК в условиях конкурентного рыночного окружения. С помощью этой модели все инвестиционные проекты ВИНК проверяются на “транспортно-технологически-рыночную” совместимость. Например, программы модернизации собственных НПЗ должны быть согласованы с инвестиционными проектами в транспорте и со стратегическими программами по процессингу на НПЗ других компаний.

По всем инвестиционным проектам проводится финансово-экономическое моделирование (cash-flow анализ) в целях определения интегральных финансово-экономических показателей их эффективности. Результаты моделирования хранятся в базе данных инвестиционных проектов в качестве атрибутов.

Для ранжирования проектов по приоритетам с учетом неформализуемых факторов (социальной значимости, экологии, имиджу компании и т.п.) разрабатывается методика, позволяющая руководству компании комплексно оценивать проекты, проранжированные по значимости для компании и отобранные для включения в программу стратегического развития ВИНК.

Создается укрупненная финансово-экономическая модель программы стратегического развития ВИНК, охватывающая взаимосвязанную совокупность проектов, включенных в программу, и учитывающая финансовые возможности компании (взаимосвязанный cashflow анализ). С помощью этой модели будут проверяться финансовая реализуемость и согласованность программы, оцениваться ее экономическая состоятельность и формироваться обоснованные управленческие решения по ее корректировке.

Из-за исторически сложившегося ориентира на строительство централизованно планируемой и управляемой экономики методологические принципы, методики и вычислительные методы коммерческого финансово-экономического анализа в России не получали должного развития. А в странах с ориентацией на рыночную экономику по мере становления рынка капиталов они аккумулировались в виде самостоятельного научно-практического направления.

Любое решение по инвестиционному проектированию должно основываться на оценивании финансового состояния объекта инвестиций; целесообразности участия в инвестиционной деятельности; масштабов проекта (программы); объема инвестиций; источников финансирования, а также будущих поступлений от реализации намеченных мероприятий. Для анализа этих и других важных аспектов потенциальной реализации инвестиционного проекта (программы) разрабатывается специальный документ - бизнес-план, содержание, структура и методы построения которого (соответствующие мировым, а теперь и российским стандартам) описаны в многочисленной литературе [7]. Подготовка детального технико-экономического и финансового обоснования проекта (программы) должна обеспечивать альтернативное рассмотрение проблем, связанных со всеми аспектами готовящихся инвестиций: техническими, финансовыми и коммерческими. Конкретная постановка такой задачи, методы ее решения и анализируемые результаты, получаемые на основе действующих нормативно-методических документов, во многом зависят от масштабов проекта (программы) и вытекающих отсюда его специфических особенностей.

Главными принципами и сложившимися в мировой практике подходами к финансово-экономическому анализу и оцениванию эффективности инвестиционных проектов (программ) являются моделирование потоков продукции, ресурсов и денежных средств; учет результатов анализа рынка, финансового состояния предприятия, экономических и других последствий реализации проекта (программы); сопоставительный анализ результатов и затрат с ориентацией на достижение требуемых показателей; дисконтирование предстоящих разновременных доходов и расходов; учет инфляции, задержек и авансирования платежей; оценивание неопределенности и риска реализации. Необходимые документы для оценивания и обоснования инвестиционных проектов (программ) - таблицы движения наличности в предпроизводственный и производственный периоды (cash flow);

проектно-балансовая смета (balance sheet); ведомость чистых доходов (income statement), или в соответствии с терминологией, принятой в России, отчет о наличии и движении средств; проектный баланс; отчет о прибылях и убытках (форма № 2, называвшаяся до середины 1996 г. отчетом о финансовых результатах и их использовании). Отчет о наличии и движении денежных средств служит средством финансового планирования и инструментом прогнозирования объемов и сроков поступления необходимых средств. Проектный баланс отражает общее состояние инвестиционного проекта (программы) по периодам его реализации, показывает устойчивость финансового положения компании в конкретные моменты времени. Отчет о финансовых результатах и их использовании нужен для расчета чистой прибыли (или убытка) компании, реализующей инвестиционный проект (программу), по периодам его осуществления.

Эффективность проекта (программы) характеризуется системой показателей, отражающих соотношение затрат и результатов применительно к интересам его .частников. Формирование и анализ этих показателей проводятся в рамках разработки бизнес-плана проекта программы) и технико-экономического обоснования то реализации. Вследствие бесконечно большого диапазона производственной и коммерческой деятельности не существует универсального подхода к оцениванию эффективности всех без исключения инвестиционных проектов (программ).
В целом в научно-методическом плане проблема стратегического планирования гораздо менее проработана, чем задача управления текущей деятельностью. Причины этого заключаются прежде всего в междисциплинарности этой проблемы (в отличие от задачи управления текущей деятельностью она не может быть разрешена в рамках исследования операций).

Основные функции, реализуемые в рамках информационных технологий стратегического планирования и инвестиционных исследований:

Известен достаточно широкий спектр специализированных программных средств, используемых на стадии разработки проектов (Primavera Project Planner, PERTMaster Advance, Open Plan и др.), а также универсальных компьютерных имитационных систем, предназначенных для оценивания финансовых результатов прошлой деятельности и экономической диагностики предприятий (“Альт-Финансы”, “Аналитик”, “Финансовый анализ” и др.) и финансово-экономического анализа эффективности предполагаемых к осуществлению инвестиционных проектов (Comfar, Project Expert, “ТЭО-Инвест” и др.).

В связи с рядом существенных особенностей финансово-экономического анализа крупных инвестиционных проектов в нефтегазовых отраслях промышленности, существенно повышающих сложность и трудоемкость моделирования и практических расчетов, подавляющее большинство широко известных систем финансово-экономического анализа малопригодно для оценивания эффективности инвестиционных проектов в рассматриваемых отраслях. Профессиональные консультанты и аналитики, специализирующиеся в области финансово-экономического анализа и инвестиционных исследований проектов нефтяной промышленности, или существенно дорабатывают какой-либо из имеющихся пакетов прикладных программ, или разрабатывают проблемно ориентированное программное обеспечение с учетом специфических особенностей инвестиционных проектов отрасли. Примером последнего может служить специализированный программный комплекс “Петрофин” (совместной разработки СП “Петроком” и Института проблем управления РАН), эффективно использовавшийся при формировании программ развития многих российских ВИНК и их дочерних предприятий.

Обучение производственного персонала

В последние годы впечатляющие успехи ключевых информационных технологий создали уникальную возможность реализовывать компьютерное моделирование сложнейших динамических процессов в интерактивном имитационном режиме, когда реакции моделируемого процесса на изменение внешних условий или вмешательство экспериментатора протекают в реальном времени. Прежде всего такие имитационные модели стали основой создания компьютерных тренажеров для обучения персонала технологических процессов, причем значительные затраты на создание таких систем окупались благодаря качественно новым возможностям тренинга, существенно повышающего технологическую безопасность и эффективность управления процессами.

В наши дни разработан и внедрен в промышленную практику многофункциональный компьютерный тренажерный комплекс - КТК-М, предназначенный для интерактивного имитационного моделирования сложных динамических процессов в целях обучения и инжиниринга. Комплекс выполнен в сетевом варианте для персональных компьютеров, содержит несколько рабочих мест обучаемого, соединенных с рабочим местом инструктора обучения, снабжен специальными средствами визуализации задачи для обучаемого и для инструктора. В распоряжении разработчиков комплекса находятся богатые библиотеки имитационных моделей типовых и уникальных процессов, аппаратов, устройств управления, контрольно-измерительных приборов, а также вспомогательных инструментов моделирования, свойств веществ и потоков, решателей систем уравнений и пр.

Платформа КТК-М реализована на IBM PC-совместимых компьютерах класса Pentium под управлением многозадачной операционной системы Windows NT с сетевой архитектурой клиент - сервер. Платформа предусматривает возможность связи с распределенными системами управления (РСУ) и высокоточное эмулирование операторских интерфейсов. Минимальный объем оперативной памяти 24 Мбайта, дисковой 100 Мбайт. Возможно объединение в сеть станции инструктора и нескольких станций оператора, работающих одновременно с разными тренажерными моделями. Программное обеспечение КТК-М выполнено на языке C++.

Тренажерная платформа отличается широкими вычислительными возможностями: модель, содержащая 2000...3000 дифференциальных и 1000 алгебраических уравнений, разрешается со скоростью до 10 раз в секунду. Это позволяет моделировать крупные технологические объекты типа установки АВТ (блоки обессоливания, атмосферный и вакуумный, блок вторичной перегонки, энергетические утилиты) или установки каталитического риформинга с непрерывно восстанавливаемым катализатором (каталитические реакторы, печи, транспорт катализатора). Высокая точность эмулирования операторского интерфейса в КТК-М создает для обучаемого полное ощущение реальной управляющей среды. Комплекс снабжен конфигуратором эмулируемых интерфейсов. Качественно улучшены характеристики инструкторской станции благодаря углублению традиционных и введению новых функций (мониторинга переменных процесса, просмотра исторических трендов, создания сценариев обучения, изменения скорости моделируемого процесса, повторного запуска модели из различных точек временной оси, поддержания фильтруемого по типу событий протокола сеанса обучения и др.). Инструктор может работать одновременно с несколькими операторскими станциями и тренажерными моделями.

С методической и организационной позиций внедрение КТК со специализированными моделями на реальных установках существенно отличается от внедрения тренажеров в учебных классах. Прежде всего здесь центр тяжести перемещается с уровня управления компанией на уровень производственного подразделения;

если не инициаторами, то во всяком случае кураторами проектов со стороны пользователя являются первые лица на конкретном производстве. Успех проекта рассматривается как удача подразделения и формирует внешний взгляд на него, точно так же, как производительность установки, качество продукции и число аварийных и предаварийных инцидентов. Этот дополнительный стимул, будучи правильно использованным, может заметно помочь внедрению. Проблемы организации тренинга также упрощаются; операторы и инструкторы могут заниматься на тренажерах в любую свободную минуту (зафиксированы случаи, когда операторы использовали комплекс для разрешения текущих вопросов в ходе управления реальным объектом).

Вместе с тем приближение КТК к объекту заметно ужесточает требования к моделям и функциональным возможностям системы. Реальный объект с реальными динамическими характеристиками располагается рядом с КТК и легкодоступен в аналогичном человеко-машинном интерфейсе; любая неадекватность модели или недостаточная глубина моделирования гораздо заметнее, чем в учебном классе, и ведет к потере операторами интереса к тренажеру. Отметим, что в обоих рассматриваемых случаях моделируемые объекты занимают ключевое положение в технологической структуре компаний, оснащены новейшими РСУ и располагают квалифицированными кадрами операторов, технологов и специалистов по управлению, поэтому признаки “банальности” тренажера во всех его составляющих будут замечены незамедлительно. При всем этом потенциальная польза от компьютерного тренинга в данных условиях огромна. Снабженный эффективным средством передачи знаний, опыта и практических навыков инструктор в состоянии резко повысить уровень и “боеготовность” и без того хорошо подготовленных операторов, не говоря уж о новичках.

Специфика предварительного обучения инструкторов КТК на производстве определяется узкой специализацией тренинга и доскональным знанием технологами собственного объекта. Как правило, первый эшелон инструкторов плотно задействован уже на стадии разработки модели, выступая в качестве экспертов и постановщиков задачи обучения. Необходим лишь специальный курс по инструкторским функциям КТК, облегчающий владение техникой и методикой собственно тренинга и дающий навыки подготовки и анализа результатов занятий. Например, на Омском НПЗ такой курс на месте занял неделю работы с тремя группами инструкторов (по 2...3 чел. на каждую модель).

Необходимость компьютерного тренинга операторов в нефтепереработке и нефтехимии очевидна. Несмотря на все трудности технического и экономического характера, все более современные тренажерные системы появляются на отечественных предприятиях. В случае их достойной реализации и грамотного внедрения само дальнейшее распространение тренажеров будет давать кумулятивный эффект, наглядно демонстрируя достоинства тренинга для потенциальных пользователей.

Многофункциональный комплекс КТК-М успешно внедрен на ведущих отечественных промышленных площадках: на НПЗ Омска, Москвы, Волгограда, Перми, нефтехимических предприятиях Ангарска и Нижнекамска. Накоплен богатый опыт постановки курсов обучения, создана и успешно опробована эксклюзивная методика компьютерного тренинга [8].

В заключение отметим, что, несмотря на объективные сложности переходного периода, в стране продолжались разработки и внедрение современных информационных технологий в нефтегазовом комплексе. По ряду направлений (текущему и инвестиционному планированию, компьютерным тренажерам для операторов) эти разработки занимают лидирующие мировые позиции.

Контактные телефоны: (095) 334-91-41, 334-87-71.

Список литературы:

1. Алекперов В.Ю. Вертикально-интегрированные нефтяные компании России. М.: Аутопан, 1996.

2. СоркинЛ.Р., Карибский А.В., Шестаков Н.В. Современные методы управления в вертикально-интегрированных нефтяных компаниях//Нефть России. 1999. № 3.

3. Дудников Е.Е., Цодиков Ю.М. Типовые задачи оперативного управления непрерывным производством. М.: Энергия, 1979.

4. Ицкович Э.Л., СоркинЛ.Р. Оперативное управление непрерывным производством: задачи, методы, модели. М.: Наука, 1989.

5. Карибский А. В., Рязанов И.В., СоркинЛ.Р. и др. Методология и практика разработки бизнес-планов реконструкции предприятий химико-технологического типа. М.: Ин-т проблем управления РАН, 1998.

6. Трахтенгерц Э.Л. Компьютерная поддержка принятия решений, М.: СИНТЭГ, 1998.

7. Карибский А.В., Шишорин Ю.Р. Бизнес-план: финансово-экономический анализ и критерии эффективности. М.: Ин-т проблем управления РАН, 1996.

8. Дозорцев В.М., Шестаков Н.В. Компьютерные тренажеры для нефтехимии и нефтепереработки: опыт внедрения на российском рынке // Приборы и системы управления. 1998. № 1.
 


Interface Ltd.

Tel: +7(095) 795-3186, 135-7781, 135-5500, 135-2519
Отправить E-Mail
http://www.interface.ru
Ваши замечания и предложения отправляйте автору
По техническим вопросам обращайтесь к вебмастеру
Документ опубликован: 11.08.00