Управление нефтеперерабатывающим заводом

Исследование предметной области и системы управления производством.

Характеристика объекта управления нефтеперерабатывающего производства

Для современного НПЗ характерно большое количество технологи­ческих установок основного производства, емкостей для хранения сы­рья, промежуточных и товарных продуктов, а также множеством разно­образных по своим задачам обслуживающихцехов и служб. Функциониро­вание технологических процессов – элементов предприятия как системы сопровождается выполнением множества разнообразных хозяйственных операций, которые должны быть увязаны с основной производственной деятельностью предприятия. Нефтеперерабатывающее предприятие, как объект управления, характеризуется не только большим количеством элементов, составляющим его, но и многообразием функций, выполняе­мых этими элементами.

Большинство технологических процессов НПЗ характеризуется непрерывностью технологических операций, начиная от поступления нефти и кончая выпуском товарных продуктов (бензинов, масел и др.). Установки связаны между собой сложной технологической схемой, имею­щей много замкнутых материальных потоков и характеризующейся высо­кой связанностью и взаимной обусловленностью при функционированииразличных звеньев.

Рассмотрим основные черты и характеристики предприятия с не­прерывным характером производства как объекта управления.

Рассматриваемы НПЗ является заводом топливного профиля и включает около

Двух десятков установок, среди которых крупнотоннажные установки первичной переработки нефти, каталитического и термического крекин­га, каталитического реформинга, замедленного коксования, сернокис­лотного алкилирования, товарно-сырьевое хозяйство, а также объекты общезаводского хозяйства.

Основными процессами переработки являются электрообессоливание нефти, обеспечивающее снижение содержания хлористых солей в сырой нефти; первичная перегонка нефти, обеспечивающая получение дистиллятов светлых нефтепродуктов; вторичная перегонка, обеспечи­вающая стабилизацию и получение стабильного бензина; каталитический крекинг; сероочистка газов термического и каталитического крекинга; выщелачивание авиационного керосина; алкилирование изобутана; кок­сование гудрона; полимеризация бутан-бутиленовой фракции.

На рис. 10.1 представлена технологическая схема основного про­изводства НПЗ. По структуре предприятия представляет совокупность технологических установок, взаимосвязанных последовательностью ста­дий переработки нефтяного сырья. Все технологические потоки начина­ются с процессов подготовки и первичной переработки, нефти, продук­ция которой поступает на последующие стадии для получения различных основных продуктов.

Основными продуктами, вырабатываемыми на предприятии являются: автомобильные бензины А-72, А-76, АМ-93, авиационные бензины E-I00/130 и Б-95/130, дизельное топливо, керосин авиационный, кокс нефтяной, кокс электродный и др.

Первичная переработка нефти осуществляется на электрообессоливающих установках ЭЛОУ (уст. 15, 16).

Продуктами переработки нефти на данных установках являются бензиновые, керосиновые и дизельные фракции, вакуумный отгон для крекинга и гудрон для коксования.

Для производства высокооктанового компонента автобензина ис­пользуются установки каталитического крекинга (уст. 31, 32).

Сырьем для них является вакуумный отгон вырабатываемой на установках 15, 16 и вакуумном блоке (уст.42).

На установках, кроме высокооктанового компонента автобензина, вырабатывается каталитическая флегма, топливный газ и головка стабилизации, которая направляется на газофракционную установку ГФУ ( уст. 34 ), где разделяется на пропан-пропиленовую, бутан-бутиленовую и пентан-амиленовую фрак­ции. Бутан-бутиленовая фракция (уст. 34) подается в качестве сырья на установку полимеризации (уст. 35), где производится полимерная фракция, полимердистиллят и широкая фракция сжиженных газов.

Установка сернокислотного алкилирования (уст. 22) предназна­чена для производства изооктана технического – компонента авиабен­зинов Б-ЮО/130, Б-95/130 и автобензина АМ-93. Сырьем для установки алкилирования служит ББФ подаваемый с установок каталитического кретинга и бутан-изобаровая фракция со стороны.

Установка каталитического риформинга 17 предназначена для переработки низкооктанового прямогонного бензина (после предварительной очистки на установках 15(0Ч) и 16(0Ч)) с целью получения вы­сокооктанового бензина, идущего на производство автобензина.

Установки 41, 43 коксования предназначены для производства нефтяного и электродного кокса. Кроме кокса на установках вырабаты­вается флегма, компонент автобензина и жирный газ.

На установке 42 осуществляется процесс термического крекинга с целью получения крекинг-бензина, используемого при приготовлении автобензинов. Сырьем для установки служит тяжелая флегма с устано­вок каталитического крекинга 31,32 и коксования 41, 43.

В цехе компаундирования производится приготовление авиационных бензинов B-95/130, Б-100/130 и автомобильных бензинов А-72, А-76, АИ-93.

Для крупного нефтеперерабатывающего производства, характерны следующие особенности функционирования: непрерывная подача сырья и полупродуктов на установки; многообразие сортов нефти, отличающихся качественными показателями; возможность варьирования технологических коэффициентов в некоторых пределах, позволяющая получать различные ассортиментные наборы продукции при использовании одного и того же сырья; наличие параметрической взаи­мосвязи между варьируемыми способами производства; непрерывное из­менение количественных и качественных показателей материальных по­токов на различных стадиях переработки; возможность варьирования мощностью технологических установок.

Существует также целый ряд возмущающих факторов, приводящих к достаточно частой смене ситуаций на входе и выходе НПЗ. Можно усло­вно разделить эти факторы на внешние и внутренние.

К внешним возмущающим относятся следующие факторы. Нарушение графиков поставки сырьевых ресурсов в количественном и качественном отношении. Нарушение графиков отгрузки товарной продукции. Коррек­тировка плановых заданий на выпуск товарной продукции определенной номенклатуры со стороны вышестоящих организаций и ряд других факто­ров.

Ко внутренним возмущающим относятся следующие факторы: неза­планированный вывод на ремонт и ввод в действие технологических установок; случайный характер условий реализации технологических процессов; случайные изменения количества и качества полупродуктов, получаемых на определенной стадии и направляемых на дальнейшую пе­реработку на следующую стадию.

Анализ технологической схемы показал, что НПЗ является слож­ным объектом, который характеризуется следующими свойствами:: много­образием функционирования;большим количеством технологических объектов, находящихся в тесной взаимосвязи; потреблением многих видов энергоресурсов и материалов на технологические нужды; частыми изменениями производственной обстановки под действием внешних фак­торов и внутренних условий; сложными зависимостями между параметра­ми отбора и качества; большим количеством обрабатывающей информации о состоянии технологических объектов.

Рассмотрим основные методологические положения и планово-экономические показатели, определяющие технологический процесс рас­чета производственной программы НПЗ.

Производственная программа – это план переработки нефтяного сырья и выпуска нефтепродуктов. В производственной программе должна найти свое место полная увязка работ технологических установок, в совокупности представляющих производственный комплекс. Производст­венная программа технологической установки в технико-экономических координатах определяется:

-нормативами использования нефтесырья и полуфабрикатов (коэффициен­ты расхода);

Поскольку в конкретном плановом периоде производственная мощ­ность зависит от величины простоя в ремонтах, плановые расчеты на­чинаются с построения плана-графика ремонтов всех технологических установок. Его составляют в отделе главного механика, исходя из ремонтных нормативов и на основании данных технологических цехов. При распределении ремонтов на протяжении планового года учитываются связи установок по взаимным поставкам полуфабрикатов, целесообразная очередность вывода на ремонт одноименных технологических установок для обеспечения выполнения производства по предприятию в цел­ом, а также исключения пиковых нагрузок ремонтного персонала.

Расходные коэффициенты и коэффициенты отбора устанавливаются в отделе главного технолога и в ряде случаев могут варьироваться в допустимых пределах. Работу всех технологических установок увязыва­ют путем составления материального баланса основного производства в целом. Необходимость в нем обусловлена сложностью внутренних связей на предприятии: одни и те же виды сырья или полуфабрикатов требуют­ся различным цехам или служат для приготовления различных нефтепро­дуктов. При помощи баланса сопоставляют ресурсы и потребности и путем внесения корректив в расчеты производства по технологическим установкам и в план смешения, устраняют возможные неувязки.

В условиях отсутствия однозначной официальной методики сос­тавления плана производства, целесообразно рассмотреть практику планово-экономических расчетов по разработке производственной про­граммы конкретного предприятия и на этой основе разработать методи­ку с целью ее дальнейшей автоматизации. Исследование существующей на предприятии технологии плановых расчетов осуществлялось путем опроса работников планово-экономического отдела.

Результаты исследования позволили определить содержательное описание указанной технологии. Прежде всего необходимо отметить, что расчетная схема опирается на следующие особенности: наличие буферных резервуаров с запасами нефтепродуктов, позволяет вести расчет независимо для отдельных участков технологической схемы, включающих в себя, как правило одну-две и реже три установки; все потоки нефтепродуктов делятся на лимитированные и свободные; способ обеспечения баланса осуществляется в каждом конкретном случав, ис­ходя из особенностей соответствующих установок и потоков.

Последовательность расчетов производственной программы в зна­чительной степени определяется структурой технологических связей.

Как описано выше, технологическая схема исследуемого НПЗ име­ет многостадийную последовательно-параллельную структуру без рецик­лов, что предопределяет характер алгоритма плановых расчетов.

– расчет производственной программы производства готовой продукции.

Исходной информацией к расчету производственной программы основного производства являются:

– график планово-предупредительных ремонтов технологических устано­вок (ТУ), поступающей из отдела главного механика;

– нормативы для величин потерь, суточных производительностей, рас­ходных коэффициентов отбора в форме установленных значений, либо пределов изменения, поступающие их отдела главного технолога;

– директивные задания на нефтесырье, полуфабрикаты, готовую продукцию, а также проценты отбора светлых, поступающие из верхнего уровня управления.

Расчеты производственной программы НПЗ относятся только к числу самых важных, определяющих все остальные планово – экономические расчеты, но и в сущности являются и самыми сложными расчетами, какие приходятся выполнять экономисту предприятия, ибо никакая другая работа не требует учета тако­го большого количества связанных друг с другом и разноречиво дейст­вующих факторов.

Анализ процесса расчета производственной про­граммы позволяет вывести следующие принципы:

– расчет производственной программы представляет собой сложный мно­гостадийный итеративный вычислительный процесс;

– на каждой стадии вычисляется система отношений, представляющих различные виды ограничений определяющих производство (уравнения материального баланса и суммы светлых, лимиты на входные и выходные потоки установок);

– разрешимость системы отношений обеспечивается интеллектуальной поддержкой, выражающейся в установке определенным параметрам про­изводственной программы номинальных значений, исходя из предпочте­ний, опыта и интуиции планового работника;

– в случав возникновения неувязок из-за несовместности стадийных ограничений, а также независимого рассмотрения стадий и этапов вы­числительного процесса осуществляются итеративные процессы согласо­вания путем изменения значений параметров производственного процес­са (производительностей, расходных коэффициентов и коэффициентов отбора) в допустимых пределах;

– процессы согласования в значительной степени определяются ненор­мируемыми соображениями, опытом и интуицией планового работника, вследствие чего носят трудноформализуемый характер.

Таким образом, рассматриваемая задача относится к классу плохо структурируемых проблем со сложными синтетическим характером, содержащим рутинную и интеллектуальную составляющими.

Http://helpiks. org/9-572.html

Организационная структура управления должна быть гибкой и чутко отзываться на все изменения, происходящие как во внешней по отношению к предприятию среде, так и внутри него.

Численность рабочих, обеспечивающих основную и вспомогательную деятельность, составляет 2810 человек. Инженерно-технический потенциал включает в себя высококвалифицированных и грамотных руководителей, специалистов и служащих с высшим техническим и экономическим образованием, а также со среднеспециальным образованием.

Общая структура управления ЗАО «Краснодарский нефтеперерабатывающий завод – Краснодарэконефть» состоит из следующих блоков:

5. Управление материальными ресурсами, сюда же входит управление кадрами

Блок «Общее руководство» – ведущее звено в общей структуре управления производственным предприятием, призванное обеспечить единое взаимосвязанное руководство всеми сторонами его деятельности на основе определения и проведения в жизнь соответствующей экономической, социальной, организационной и технической политики.

- заместители генерального директора по существующим направлениям и объектам деятельности.

Блок «Линейное управление» – это совокупность должностей линейных руководителей на различных уровнях управления, обеспечивающих непосредственное руководство как основными, так и вспомогательными производственными структурными подразделениями (производствами, цехами).

Структурное подразделение блока «Техническое руководство», возглавляемого главным инженером, обеспечивает выполнение следующих функций: разработку и совершенствование конструкций изделий, разработку и совершенствование технологии; стандартизацию продукции, технологических процессов и других элементов производства; обеспечение производства инструментом и материалом; метрологическое обеспечение; ремонтное и энергетическое обслуживание. Главный инженер осуществляет организацию технического развития предприятия, обеспечивает развитие научно-технического прогресса, совершенствование работы технических служб предприятия.

Блок «Управление финансовой деятельностью», возглавляемый финансовым директором, выполняет в масштабах всего предприятия следующие функции: экономический анализ и перспективное планирование; технико-экономическое планирование; организацию системы хозяйственного расчёта и экономического стимулирования; калькуляция и ценообразование; организацию труда и заработной платы, финансовое обеспечение; организацию труда и управления производством.

Финансовый директор осуществляет руководство организаций и совершенствованием экономической деятельности предприятия, направленной на достижение наибольших результатов при наименьших затратах материальных, трудовых и финансовых ресурсов, ускорение темпов роста производительности труда, повышение рентабельности производства и снижение себестоимости продукции, обеспечивая правильное соотношение роста производительности труда и средней заработной платы.

Блок «Управление материальными ресурсами возглавляет» заместитель генерального директора по коммерческим вопросам. Материально-техническое обеспечение – это способы и методы координации отношений предприятия с его поставщиками и клиентами или потребителями в конкурентной среде. В планах материально-технического обеспечения отражается потребность в основных видах материальных ресурсов, а также потребность в оборудовании, основных и вспомогательных материалах, сырье (нефть), топливе, энергии, полуфабрикатах со стороны, комплектующих и пр. Сюда же входит отдел технического маркетинга, возглавляемый начальником отдела, который несет ответственность за:

Отдел маркетинга координирует все аспекты производственно-сбытовой деятельности. Он имеет в своём составе следующие службы: лабораторию маркетинговых исследований; группу рекламы и стимулирования сбыта; группу разработки новых товаров; группу, занимающуюся комплексным изучением рынка.

Так как такая функция маркетинговой деятельности, как сбыт играет определяющую роль, целесообразно создание самостоятельного отдела сбыта, тесно взаимодействующего с отделом маркетинга.

Http://studbooks. net/1270903/menedzhment/organizatsionnaya_struktura_predpriyatiya_krasnodarskiy_neftepererabatyvayuschiy_zavod_krasnodarekoneft

ГЛАВА 1. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОПЕРАТИВНОГО 12 УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ТЭК.

1.1. Проблемы совершенствования оперативного управления 12 производством в переходной экономике.

1.2. Анализ методического обеспечения решения проблемы 25 • оперативного управления нефтеперерабатывающим производством.

1.3. Анализ практики применения систем оперативного 33 управления производством на предприятиях уфимской группы НПЗ.

ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОРГАНИЗАЦИОННО – 37 ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ.

2.1. Методика решения задачи организационно-экономического 37 обеспечения системы оперативного управления.

2.2. Специфика оперативного управления 59 нефтеперерабатывающими предприятиями.

2.3. Разработка экспертной системы поддержки принятия 73 решения по технико-экономическим показателям.

2.4. Оптимизация технико-экономических показателей 78 технологического процесса на нефтеперерабатывающих предприятиях.

3.1. Применение системы оперативного управления процессом 98 прокалки кокса.

3.2. Анализ целесообразности оперативного управления по ТЭП 115 технологической установкой Л-3 5/11-1000 ОАО « НовоУфимский нефтеперерабатывающий завод ».

3.3. Направления совершенствования системы оперативного 122 управления производством.

В условия рыночных преобразований в экономике повышение эффективности деятельности предприятий и их адаптация к рыночным условиям хозяйствования является важнейшим условием дальнейшего развития и выживания.

Падение добычи нефти, отсутствие контроля за ее рациональной переработкой, требуют проведения помимо технических, организационно-экономических мероприятий, повышающих эффективность производства.

Современные российские производственные предприятия работают в динамичных социальных и экономических условиях. Новые условия работы предприятий требуют реинжиниринга систем управления.

В большинстве отраслей серьезно пострадали все элементы производительных сил. В силу конструктивных особенностей и технико-экономической значимости на НПЗ в наибольшей степени моральному износу подвержено технологическое оборудование. Известна его особенность – оно устойчиво сохраняет свои эксплуатационные свойства при оптимальных режимах работы, соответствующих эффективному использованию его технологических характеристик. При этом параллельно создаются и наилучшие экономические условия воспроизводства данного элемента производительных сил: образуются необходимые накопления для модернизации и технического обновления, последовательно умножается и обобщается технологический опыт, возрастает квалификация обслуживающего персонала.

В силу фундаментальных политико-экономических основ поразившего страну кризиса возврат к стационарному состоянию народного хозяйства будет долгим и болезненным. В этих условиях правомерно и весьма актуально ставить вопрос о мерах частичной нейтрализации разрушительного действия реформ на производительные силы отрасли и, в первую очередь, на технологическое оборудование. Их разработка отчасти может основываться на существующих достижениях отраслевой экономической науки. Многие вопросы эффективного управления производством рассмотрены и решены в трудах В. М. Андрианова, К. М. Великанова, О. В. Голованова, Е. С Докучаева, Л. Г. Злотниковой, А. И. Климова, Ю. М. Малышева, В. П. Мешалкина, A. JI. Рабкиной, Н. И. Сластенко, С. А. Соколицына, К. Г. Татевосова, и др. В их научных трудах систематизированы показатели работы оборудования и факторы, определяющие значения этих показателей, обоснованы направления структурно-технологической перестройки материально-технической базы предприятий с учетом мировых тенденций.

В общем, совокупность вопросов экономически эффективного использования оборудования – одна из самых изученных областей как в общеэкономическом плане, так и в отраслевом аспекте. Можно считать удовлетворительно разработанными в теоретико-методическом отношении:

– систему показателей оценки эффективности использования оборудования;

– зависимость обобщающих показателей эффективности производства от уровня использования агрегатов во времени и по производительности ;

– оптимальную организацию воспроизводства основных фондов в структурном отношении (как сочетание различных форм воспроизводства), во временном аспекте и по источникам финансирования ;

-системы организации ремонта и межремонтного обслуживания оборудования;

– построение оптимальной структуры цикла технического развития средств труда с закономерным и своевременным чередованием текущего и коренного их конструктивного усовершенствования.

По всем перечисленным направлениям теории эффективности использования оборудования получены существенные результаты, хотя и сохраняются вопросы, требующие дальнейшей углубленной разработки.

При общей большой изученности рассматриваемой проблемы в ней остаются слабо освещенные области, относящиеся к вопросам непосредственного управления производством на уровне технологической установке.

Традиционный подход выделяет в системах управления пять уровней [36]:

– планирование ресурсов предприятия (MRP-уровень) MES-уровень управления призван соединить упорядоченную и обработанную информацию о производстве продукции, получаемую в ходе управления технологическим процессом, и результаты функционирования высшего уровня управления предприятием – руководства (решения, распоряжения). При этом, с одной стороны, руководство получает информацию о ходе производства и формирует распоряжения (управляющие воздействия) в рамках классической офисной автоматизации, с другой стороны, распоряжения руководства немедленно принимаются к выполнению на уровне цеха и отдельных технологических установок. Другими словами, на MES-уровне управления предприятием происходит сопоставление технико-экономических и технических показателей.

Таким образом, повышение эффективности производства на современном этапе необходимо проводить за счет совершенствования систем управления и критериев, по которым оно производится. Значения показателей, используемых в качестве критериев управления, как правило, имеют нелинейный характер и поэтому не учитываются даже в некоторых моделях оптимизации, в частности, в линейной модели оптимизации производственной программы НПЗ.

Управление процессами подготовки и переработки нефти, как правило, производится в соответствии с технологическим регламентом, в котором оговариваются условия для режимных параметров ведения процесса и нормируются показатели качества получаемых продуктов.

Главной особенностью нефтеперерабатывающих производств является нестабильность характеристик сырья, определяющая необходимость изменения режимных параметров с целью поддержания нормируемых показателей качества получаемых продуктов. Сырье для нефтеперерабатывающих заводов нормируется по целому ряду параметров: содержанию воды и солей, количеству летучих углеводородов, но, тем не менее, химический и фракционный составы нефтей также могут изменяться существенным образом.

В последние несколько лет НПЗ широко практикуется использование так называемого " давальческого " сырья и переработка сырья "с колес". Это сырье является очень часто смесью нескольких нефтей, полученных с различных месторождений и обладающих различными свойствами и характеристиками. Известно, что, несмотря на огромное количество работ по изучению свойств нефтей отдельных месторождений, многие вопросы управления технологией переработки этих нефтей остаются открытыми. Необходимость использования смесей нефтей усугубляет эти проблемы, в частности, не позволяет оперативно анализировать состав сырья и вырабатывать рекомендации по ведению технологических режимов процессов переработки нефти. Острота проблемы несколько снижается для процессов вторичной переработки и нефтехимического синтеза, где в качестве сырья используются продукты первичной переработки нефти, качество которых поддерживается в определенных пределах. Тем не менее, влияние нестабильности характеристик сырья процессов первичной переработки нефти отражается на режиме производства и качестве продуктов вторичной переработки нефти и нефтехимического синтеза. Это является одной из причин, также обуславливающих необходимость повышения качества управления процессами первичной переработки нефти.

В условиях рыночной экономики выпуск продукции обусловлен потребительским спросом. Так, например, при производстве масел возникает необходимость в производстве небольших партий различных по назначению и свойствам масел, потребное количество которых производится за двое-трое суток. Изменение технологического режима установок атмосферно-вакуумных трубчаток ( АВТ ) часто занимает время от нескольких часов до двух суток даже в условиях стабильного по качеству сырья.

Сочетание нестабильного по характеристикам сырья и изменяющихся требований к показателям качества получаемых продуктов являются основными факторами, которые делают задачу подбора технологического режима чрезвычайно сложной. Трудности выбора режимных параметров связаны со следующими причинами.

Во-первых, отсутствуют (или крайне ограничены) средства метрологического контроля качества продуктов подготовки и переработки нефти на потоке, в связи с чем, управление производится на основе информации, получаемой путем отбора проб и проведения лабораторных анализов. Стоимость и технические возможности лабораторного контроля на предприятиях позволяют делать не более двух-трех анализов в сутки. Заметим, что частота проведения анализов на УКПН, как правило, еще меньше: обычно один-два анализа за сутки.

Во-вторых, качество процессов управления с учетом задержек, инерционности производственных процессов, достигающих в процессах подготовки нефти время от нескольких часов до нескольких десятков часов, а в процессах нефтепереработки от нескольких минут до десятков минут, принципиально не может быть сделано высоким, т. к. низкое быстродействие автоматических систем регулирования не позволяет подавлять возмущения относительно более высокой частоты.

В-третьих, объем информации, который предлагается оператору (или автоматическому устройству) для выработки управляющих воздействий достаточно велик. Часто информация имеет нечеткий характер, а оценка качества того или иного решения на управление проводится по многим плохо формализованным критериям. Это приводит к тому, что решения на управление формируются обычно экспертным образом, и качество управления зависит от опыта и других личных качеств обслуживающего персонала.

Сказанное позволяет заключить, что проблема оперативного управления процессами переработки нефти является весьма актуальной, а ее разрешение позволяет заметно повысить эффективность производства. Актуальность темы подтверждается огромным числом публикаций, сотнями патентов и авторских свидетельств на изобретения, исследований в форме диссертаций, которые направлены на решение проблемы управления процессами подготовки и переработки нефти.

В то же время общий методологический подход к решению проблемы оперативного управления процессами нефтепереработки и нефтехимии отсутствует.

Сказанное определяет цель настоящего исследования как разработку организационно-экономического обеспечения оперативного управления и оптимизации производства по показателям экономической эффективности установок НПЗ на основе фактически установленных соотношений между экономическими показателями и параметрами работы технологических установок.

Этот, сравнительно узкий по формальному определению подход имеет для экономики нефтеперерабатывающей промышленности достаточно широкое общенаучное значение. При последовательной глубокой проработке он может дать целую систему типовых моделей оптимизации работы ведущих технологических процессов без упрощений, свойственных линейным моделям оптимизации производственной программы.

В рамкой данной концепции проводимого исследования можно ввести в оборот термин «on-line экономики» или экономики в режиме реального времени. Под данным выражением понимается работающий в режиме реального времени комплекс систем получения данных о производстве, оценки его эффективности по установленным критериям и выработки корректирующих воздействий на технологический процесс.

Создание такого комплекса подразумевает решение следующих задач:

– моделирование процесса с целью расчета показателей качества продуктов и полуфабрикатов;

Очевидно, что данные задачи могут быть решены на базе АСУ с применением микропроцессорной техники.

На сегодняшний день современные средства автоматизации позволяют на высоком уровне построить системы, оценивающие и регулирующие технологический процесс. Но нет систем, вырабатывающих критерии управления процессом, задающих контрольные величины, рассчитанные именно с учетом экономических параметров. Главной задачей исследования в данной работе и является построение научной базы для подобного рода автоматизированных систем управления производством.

• анализ и классификация информации, поступающей с исследуемого объекта;

• определение характера и тесноты взаимосвязей между переменными объекта;

• построение гистограмм и графиков, переменных или зависимостей между ними;

• тестирование алгоритмов идентификации и управления на модели объекта;

• построение альтернативных моделей и выдача обоснованных рекомендаций по выбору из них наиболее подходящей в данной ситуации;

• информационная поддержка оператора при управлении технологическим объектом;

• тренаж и обучение при решении задач статистического анализа, моделирования, идентификации.

В основы данной работы наряду с экономическими теориями, легла теория нечеткой логики, в частности – применение экспертных систем. Применение таких методов построения систем управления производством на уровне технологической установки вызвано тем, что практически невозможно построить точную математическую модель сложного объекта (которыми является установки переработки нефти и нефтепродуктов), что вытекает из определения сложных систем.

Выход из положения связан с использованием методов системного анализа и современных методов обработки плохо структурированной информации.

Для этих целей можно использовать нечеткую математику, идеи ситуационного моделирования и управления, методы исследования операций и имитационного моделирования.

Системное использование данных моделей и методов предполагает итеративный характер их получения и проверки адекватности на основе анализа конечного результата.

Для достижения цели исследования необходимо было решить ряд взаимосвязанных познавательных, методических и расчетно-аналитических задач. Первая из них заключена в анализе фактического состояния оперативного планирования работы установок НПЗ.

Вторая задача состоит из определения элементов системы оценки и оптимизации при планировании работы установки.

Третья задача возникла па стадии моделирования и заключалась в отборе факторов, определяющих оптимальную эффективность работы.

Четвёртая задача состоит в разработке моделей оптимизации технологического процесса с точки зрения экономических критериев с использованием экспертных систем.

Теоретической основой решения перечисленных задач избрана модель экономического равновесия фирмы. Поскольку сам принцип экономического равновесия не содержит указания на конкретные приемы проведения оптимизационных расчетов, они были разработаны автором.

Научная новизна результатов проведенного исследования заключена в следующем.

1. Установлено место проблемы оперативного планирования и оптимального ведения нефтеперерабатывающего производства на уровне технологической установки.

2. Разработана структура модели системы оперативного управления технологической установкой по ТЭП.

3. Предложен критерий оперативной оценки эффективности технологического режима и методика его расчета.

4. Предложены пути дальнейшего совершенствования системы оперативного управления предприятия в целом. и

1. Анализ состояния и особенностей задачи построения систем управления процессами нефтепереработки по технико-экономическим показателям показал, что:

-задача управления не может быть решена на основе традиционных подходов к построению АСУ и поэтому требует разработки организационно-методического обеспечения;

– основными вопросами, решение которых определяет возможность управления по ТЭП являются: разработка методов получения оперативной информации о ТЭП, характеризующих состояние технологического процесса в текущий момент времени; разработка критерия управления; разработка методов оптимизации ТЭП и принятия решений при управлении производством;

2. Предложена и обоснована концепция построения системы управления, включающая процедуру оптимизации технологического режима с учетом ТЭП. Оптимизацию производства в режиме реального времени предложено проводить на основе теории эффективности и, в частности, предложенного критерия Оперативной прибыль.

3. Поставлена задача оперативной оценки внутренней стоимости полуфабрикатов в зависимости от значений показателей их качества.

4. Рассмотрены особенности, разработаны принципы, поставлена задача и предложена методика проектирования и расчета подсистемы определения величины эксплуатационных затрат, в зависимости от параметров технологического режима.

5. Рассмотрены вопросы алгоритмического обеспечения и приведены примеры решения задачи расчета критерия « Оперативная эффективность ».

6. Разработан алгоритм и рассмотрен пример применения критерия « Оперативная прибыль » при оперативном управление процессами прокаливания кокса и процесса платформинга установки JT-35-11/1000.

7. Намечены основные направления совершенствования оперативного управления с использованием АСУ предприятия, охватывающей различные сферы хозяйственной деятельности, в частности построение следующих подсистем:

– «План-факт анализ», направленную на определение допустимых отклонений фактических показателей по которым производится управление.

– подсистема поддержки принятия решений оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ). обладающая наряду с традиционными функциональными возможностями, « интеллектуальными » способностями для принятия решений в условиях частичной потери и искажения информации с измерительных устройств, отсутствия точной количественной оценки параметров и показателей.

– подсистема финансового анализа, на основе таких современных информационных технологий как экспертные системы (ЭС), которые позволяют принимать решения в условиях неполноты, недостоверности, многозначности исходной информации на основании цепочки рассуждений (правил принятия решений), заложенной в базе знаний. ЭС анализа финансового состояния предприятия помогает ЛПР (лицу, принимающему решения) оценить экономическую ситуацию, провести ее анализ сформировать диагноз и сформулировать ближайшие цели, достижение которых обеспечит желаемое развитие предприятия с учетом и без учета его резервов.

1. Абдулаев А. А. Алиев Р. А., Уланов Г. М., Принципы построения автоматизированных систем управления промышленными предприятиями с непрерывным характером производства. М. Энергия, 1975. – С. 440.

2. Александров Е. А. Основы теории эвристических решений. Подход к изучению естественного и построению искусственного интеллекта. М.: Сов. Радио. 197.-256 с.

3. Алиев Р. А. и др. Производственные системы с искусственным интеллектом. М.: Радио и связь, 1990. – 264 с.

4. Ахметов М. М. Современные и перспективные процессы прокаливания нефтяного кокса // ХТТМ. 1986. – № 7. – С. 6-14.

5. Балакирев B. C., Володин В. М., Цирлин A. M. Оптимальное управление процессами химической технологии ( Экстремальные задачи в АСУ ). М.: Химия, 1978.-383 с.

6. Березовский В. А., Тарасов В. А. Проектирование и эксплуатация автоматизированных систем управления нефтеперерабатывающими и нефтехимическими предприятиями. М., "Химия", 1977. 256 с.

7. Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М. Машиностроение, 1984. – 312 с.

8. Борисов А. Н., Крумберг О. А., Федоров И. П. Принятие решений на основе нечетких моделей. Примеры использования. Рига:/ "Зинатне", 1990.

9. Бояринов А. И., Кафаров В. В. Методы оптимизации в химической технологии. М., "Химия", 1975. 575 с.

10. П. Бренц А. Д., Брюгеман А. Ф., Злотникова Л. Г., Малышев Ю. М., Сыромятников Е. С., Шматов В. Ф. Планирование на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1989. – 335 с.

11. Брюгеман А. Ф. Экономическая эффективность использования производственных фондов в составе локальных нефтеперерабатывающих промышленных комплексов. Уфа: Башк. Книжн. Изд. – 1974.- 160 с.

12. Васильев В. И. и др. Многоуровневое управление динамическими объектами. М.: Наука, 1987. 309 с.

13. Великанов К. М. Определение экономической эффективности вариантов механической обработки деталей. Л., "Машиностроение", 1971. 240 с.

14. Вентцель Е. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. – М.: Наука, 1980.-208 с.

15. Веревкин А. П. Ситуационное управление процессами нефтепереработки и нефтехимии по показателям качества продуктов. / Тезисы докладов международной конференции. т. З. Новомосковск. С. 44-45.

16. Веревкин А. П. Ситуационное управление ректификационной колонной с боковыми погонами. // Математические методы в химии и химической технологии. / Сб. тезисов международной конференции, ч. 4 Тверь, 1995. – с.97-98.

17. Веревкин А. П., Иванов В. И. Принципы построения автоматических систем управления ректификационными колоннами и их комплексами. // Динамика неоднородных систем, вып. 14. / М.: ВНИИСИ, 1988. с. 68-74.

18. Гермаш В. М., Малышев Ю. М. Технический прогресс и повышение эффективности нефтеперерабатывающего производства. Уфа: Башк. Книжн. Изд., 1980.- 112 с.

19. Голованов O. B. Системы оперативного управления автоматическими производствами. М.: Химия, 1978. – 200 с

20. Диагностика, ресурс и прочность оборудования для добычи и переработки нефти. Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции./Уфимский нефтяной институт, 1989. 124 с.

21. Докучаев Е. С., Тищенко В. Е., Орел И. С., Калужский А. А. Интенсификация использования нефтехимических агрегатов. Экономические проблемы. М. "Химия", 1977.-208 с.

22. Егоров В. И., Злотникова Л. Г. Экономика нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М., Химия, 1982. 288 с.

23. Заде Л. А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М.:Мир, 1976.

24. Зангвилл У. Нелинейное программирование. Единый подход. Пер. с англ. под ред. Е. Г. Гольшейна. М.:Сов. Радио. 1973, 312 с.

25. Зац А. С. Взаимодействие факторов, определяющих оптимальную производительность технологических установок НПЗ: дис. Канд. Эконом. Наук: 08.00.05 / Уфим. Гос. нефтян. Техн. Универ.- Уфа, 1997. 180 с.

26. Злотникова Л. Г., Колосков В. А., Лобанская Л. П. И др. Организация и планирование производства. Управление нефтеперерабатывающими и нефтехимическими предприятиями. М.:Химия, 1988. – 320 с.

27. Ибрагимов И. А., Метт М. С., Нуриев М. Н. Методы и модели планирования нефтеперерабатывающих производств в условиях неполной информации. – Л.: Химия, 1987. 232 е., ил.

28. Ибрагимов И. Г., Хабиев Р. Х., Затолокин С. В. Исследования влияния нестационарности температурного поля в трубчатой печи на износ трубчатого змеевика. ///Тезисы докл. Республ. н/т конференции, г. Уфа, 1995 г. с. 30

29. Инструктивные указания о порядке калькулирования себестоимости продуктов нефтепереработки в комплексных процессах производства. М.: Минхимнефтепром, 1990. – 72 с.

30. Казакевич В. В., Родов А. Б. Системы автоматической оптимизации. М.:Энергия, 1977. 288 с.

31. Кантарджян С. Л., Клименко B. JL, Давыдов А. К., Гинзбург Е. Г. Экономика типовых процессов химической технологии., JL, "Химия", 1970. 136 с.

32. Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1968.-380 с.

33. Кафаров В. В., Дорохов И. Н., Марков Е. П. Системный анализ процессов химической технологии. Применение метода нечетких множеств. М.: Наука, 1986.-360 с.

34. Клыков Ю. И. Ситуационное управление большими системами. М., "Энергия", 1974. 136 с.

35. Коваленко В. Н. Современные индустриальные системы. //Открытые № 05. 1997 г.

36. Комплекс Л-35-11/1000 стабильность и надежность, путь в новое тысячелетие: Сб. науч. Тр. /Редкол.: Абызгильдин Ю. М. И др. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999. – 88 с.

37. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. – М.: Радио и связь, 1982.-432 с.

38. Кузнецова С. Т. и др. Опыт разработки и внедрения АСУ ТП установок первичной переработки нефти. / Обзор. М.: ЦНИИТНефтехим, 1986.-41 с.

40. Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Васильев А. А., Хромов А. А. Особенности нечетких преобразований в задачах обработкиинформации и управления. //Информационные технологии. 1999.- № 10. – С 21 -26.

41. Малышев Н. Г., Берштейн Л. С., Боженюк А. В. Нечеткие модели для экспертных систем в САПР. М.: Энергоатомиздат, 1991.

42. Малышев Ю. М.,Тищенко В. Е., Шматов В. Ф. Экономика нефтяной и газовой промышленности. М., Недра, 1980, с. 277.

43. Малышев Ю. М.,Тищенко В. Е., Шматов В. Ф., Туданова Ю. В., Зимин А. Ф. Экономика, организация и планирование нефтеперерабатывающих заводов. – М., Химия, 1975.-292 с.

44. Математические методы в технике и технологиях ММТТ-12:Сб. трудов Международ, науч. конференции. /Новгород. Гос. Университет Великий Новгород, 1999. – 202 с.

45. Мелихов А. Н., Бернштейн Л. С., Коровин С. Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. -272 с.

46. Методика определения экономической эффективности автоматизированных систем управления производством. М., НИИТЭХИМ, 1971.

47. Методика определения экономической эффективности АСУ производством. М., ЦНИИКА, 1970

48. Методика оптимального текущего внутризаводского планирования в нефтеперерабатывающей промышленности /А. Б. Мандель, Э. М. Полак, Б. П. Суворов, Г. Я. Фридман. М.:ЦЭМИ АН ССР, 1966. – 128 с.

49. Методика расчета экономической эффективности новой техники в машиностроении. Науч. рук. К. М. Великанов. Л., "Машиностроение", 1967.

50. Мешалкин В. П. Экспертные системы в химической технологии. Основы теории, опыт разработки и применения. М.: Химия, 1995. – 368 с.

52. Моисеев Н. Н. Элементы теории оптимальных систем. М.: Наука, 1974. -526 с.

53. Морозов А. А. Базы знаний в системах ситуационного управления коллективного пользования. // УС и М, 1995, № 4/5. с. 91-95.

54. Новожилов В. В. Проблемы измерения затрат и результатов при оптимальном планировании. М., "Экономика", 1967.

55. Олейников В. А. Зотов Н. С., Пришвин A. M. Основы оптимального и экстремального управления. Уч. Пособие для студ. ВУЗов М.: Высшая школа. 1969. 296 с.

56. Орловский С. А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. М.: Наука, 1981.

57. Отраслевые экономико-математические модели. Анализ производственных процессов. М.: Прогресс, 1967. – с. 423.

58. Полак Э. Численные методы оптимизации. Единый подход. М.: Мир. 1974. -376.

59. Попов Э. В., Фоминых И. Б., Кисель Е. Б., Шапот М. Д. Статистические и динамические экспертные системы. М. Финансы и статистика. 1996.

60. Поспелов Д. А. Ситуационное управление: теория и практика. М.: Наука, 1986.-284 с.

61. Расчеты экономической эффективности новой техники. Справочник. Под ред. Д-ра экономических наук проф. Великанова К. М. Д., "Машиностроение", 1975. 432 с.

62. Рахматуллин Р. Б. Совершенствование планирования производства отраслевого нефтеперерабатывающего комплекса (на примере уфимской группы нефтеперерабатывающих заводов). -: Дис. Канд. Экон. Наук: 08.00.05/уфим. Нефт. Инст. Уфа. 1981. – 175 с.

63. Рей У. Методы управления технологическими процессами. М.: Мир, 1983.-368 с.

64. Рекомендации по комплексной оценке эффективности научно-технических мероприятий, осуществляемых на предприятиях и в организациях НП и НХП. М.: Миннефтехимпром, 1988. – 52 с.

65. Свинцов A. M. Материалоемкость продукции и пути ее снижения в нефтепереработке : Дис: канд. Экон. наук 08.00.05/ Уфим. Нефтяной институт Уфа, 1990. – 170 с.

66. Снапелев Ю. М., Старосельский В. А. Моделирование и управление в сложных системах. М.: Сов. Радио. 1974. 264 с.

67. Суворов Б. П. Оптимизация текущего планирования нефтеперерабатывающего производства. М.: Наука. 1974. – 176 с.

68. Трахтегерц Э. А. Компьютерный анализ в динамике принятия решений. – Приборы и системы управления. 1997. – № 1. – С. 49-56.

69. Трахтенгерц Э. А. Методы генерации. Оценки и согласования решений в распределенных системах поддержки принятия решений. АиТ, – №4. -1995.-С. 3-52.

70. Федоренко П. П. //Использование методов оптимизации в текущем планировании и оперативном управлении производством: Материалы Всесоюзной конференции, г. Москва, 17-19 октября 1979 г. М.: ВНИИСИ, -1980.-С. 6-12.

71. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир. 1975.- 535 с. л

72. Председателю диссертационного совета К 063.09.04 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете профессору Малышеву Ю. М.

74. Зам. начальника НГДУ но экономическим вопросам1. Тимерханов Н. Ш. О

75. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ««чаммвл* -»• и’ ЦЩНИИШИИ» ^ ‘ии»ч niN<)il.mm1. у./л .|.г.n\f£5itмл .v,г1. акт

80. О ВНЕДРЕНИИ МЕТОДИКИ ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИМ ПРОИЗВОДСТВОМ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС

81. Данная методика позволяет повысить эффективность производства за счет оптимизации технологического процесса в оперативном режиме.

В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Http://www. dissercat. com/content/organizatsionno-ekonomicheskoe-obespechenie-razrabotki-sistemy-operativnogo-upravleniya-neft

На нефтеперерабатывающем производстве, которое представляет собой сложную промышленную систему, система управления процессом играет ключевую роль. Необходимо обеспечить постоянное и безошибочное управление и стабильную работу системы. Даже один день простоя означает для завода потерю огромной прибыли. С одной стороны жесткая конкуренция требует такого управления процессом, при котором будет достигнут максимальный уровень выпуска высококачественной продукции, а с другой стороны затраты на энергию, персонал и обслуживание систем, которые являются тремя важнейшими факторами, влияющими на цену готового продукта, должны по возможности удерживаться на низком уровне, чтобы продукт был конкурентоспособным на мировом рынке. Система управления процессом влияет на все типы затрат.

Поэтому именно оптимальное управление процессом может гарантировать эффективное использование потребляемой энергии и такую операторскую поддержку при управлении системой, при которой затраты на персонал будут минимальными.

Кроме того, сочетание нестабильного по характеристикам сырья и изменяющихся требований к показателям качества получаемых продуктов являются основными факторами, которые делают задачу подбора технологического режима чрезвычайно сложной. Трудности выбора режимных параметров связаны со следующими причинами.

Во-первых, отсутствуют (или крайне ограничены) средства метрологического контроля качества продуктов подготовки и переработки нефти на потоке, в связи с чем, управление производится на основе информации, получаемой путем отбора проб и проведения лабораторных анализов. Стоимость и технические возможности лабораторного контроля на предприятиях позволяют делать не более двух-трех анализов в сутки.

Во-вторых, качество процессов управления с учетом задержек, инерционности производственных процессов, достигающих в процессах подготовки нефти время от нескольких часов до нескольких десятков часов, а в процессах нефтепереработки от нескольких минут до десятков минут, принципиально не может быть сделано высоким, т. к. низкое быстродействие автоматических систем регулирования не позволяет подавлять возмущения относительно более высокой частоты.

В-третьих, объем информации, который предлагается оператору (или автоматическому устройству) для выработки управляющих воздействий достаточно велик. Часто информация имеет нечеткий характер, а оценка качества того или иного решения на управление проводится по многим плохо формализованным критериям. Это приводит к тому, что решения на управление формируются обычно экспертным образом, и качество управления зависит от опыта и других личных качеств обслуживающего персонала.

Сказанное позволяет заключить, что проблема управления процессами переработки нефти является весьма актуальной, а ее разрешение позволяет заметно повысить эффективность производства. Актуальность темы подтверждается огромным числом публикаций, сотнями патентов и авторских свидетельств на изобретения, исследований в форме диссертаций, которые направлены на решение проблемы управления процессами подготовки и переработки нефти.

На современном нефтехимическом предприятии работает несколько десятков установок. Для четкого планирования и управления работой этих установок необходимо иметь мощные средства автоматизации управления. Но этого недостаточно. Необходима система оценки текущих состояний технологических установок и критерии принятия управляющих воздействий. На сегодняшний день в отечественной нефтепереработке используется система нормированных показателей. По таким показателям, установленным соответствующей документацией, ведется технологический процесс, т. е. устанавливаются режимные параметры. В свою очередь расчет экономических показателей производится так же на основании утвержденных методик, которые заключаются в определении порядка отнесения и структуры производственных затрат на стоимость продукции [30].

Возникает законный вопрос в правильности существующей методики определения технико-экономических показателей. Но даже при условии принятия положения о правильности структуры распределения затрат на товарную продукцию, при функционировании такого механизма расчета технико-экономических показателей, нет достаточной оперативности в их расчетах.

Экономическая нагрузка на полученные технические результаты добавляется исходя из цены нефти – сырья, поступившего на переработку. Если на переработку поступила нефтяная смесь, по разным ценам, то среднюю цену вычисляют путем нахождения средневзвешенного показателя. Учитываются различные эксплуатационные, общезаводские затраты и рассчитывается себестоимость произведенной продукции.

На основе рассчитанных данных принимаются решения об изменении технологического регламента. Минимальный период расчета технико-экономических показателей на основе данных о технологическом процессе составляет в настоящее время одни сутки. Таким образом цикл оперативного управления по технико-экономическим показателям составляет 2 суток, с учетом получения информации о реакции управляемой системы на управляющее воздействие.

Управление непосредственно технологическим процессом осуществляется без учета технико-экономических показателей. Операторы опираются исключительно на нормы, установленные технологическим регламентом, в котором задаются значения для технических показателей. В связи с этим управление технологическими установками носит экспертный характер в пределах ограничений, накладываемых регламентом.

Управление современными нефтеперерабатывающими и нефтехимическими заводами представляет собой сложную и трудоемкую задачу. Обычно полагают, что она заключается главным образом в достижении предприятиями установленных планом основных показателей их производственно-хозяйственной деятельности. Если рассматривать задачу управления лишь с этих позиций, то и в этом случае следует отметить ее масштабность.

Сложность управления предприятием в условиях переходной экономики обуславливают:

Многообразие поставщиков сырья, и как следствие разнообразие показателей его качества (содержание светлых нефтепродуктов, ароматических соединений, непредельных углеводородов, содержание серы и т. д.).

Производственно-хозяйственная деятельность каждого предприятия оценивается целым рядом показателей, таких, как объемные показатели по производству продукции в стоимостном и натуральном выражениях, показатели по труду, заработной плате, себестоимости продукции, прибыли, рентабельности и т. д. (для нефтеперерабатывающего завода, например, подобный ряд состоит почти из восьмидесяти наименований). Каждый показатель, как правило, является функцией нескольких аргументов. Так, показателями по объему производства продукции в натуральном выражении определяются с учетом качественной и количественной характеристик сырья, возможных вариантов его переработки, расходных нормативов, состояния оборудования и других данных.

Для управления заводом очень важно, что показатели деятельности завода постоянно изменяются во времени. Другими словами, помимо числового значения, у каждого показателя имеется и временная характеристика, раскрывающая его динамику.

Следует отметить, что об управлении заводом, так же как и любым другим объектом, можно говорить, только анализируя работу предприятия как динамическую систему.

Статические характеристики нефтеперерабатывающего или нефтехимического завода могут дать нам представление о номенклатуре продукции и мощности производства по основным ее видам, потребляемом сырье, источниках и количестве потребляемых энергетических ресурсов, наборе технологических производств и установок, численности производственного персонала и т. п. Эти характеристики могут вполне удовлетворять технолога, энергетика, экономиста для определения соответствующих их профилю задач. Постоянное же изменение показателей завода во времени выдвигает требование иного взгляда на завод, выступающий как объект управления.

При таком подходе нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия рассматриваются как сложные (большие) системы, которые состоят из совокупности элементов, находящихся во взаимодействии (рис. 1). Поэтому исследование их должно осуществляться на основе методологических принципов такой научной дисциплины, как общая теория систем. При этом, безусловно, следует исходить из предпосылки, что упомянутая теория не заменяет, а дополняет другие науки, положения которых применится в производстве продуктов переработки нефти и нефтехимии.

Рисунок 1. Принципиальная схема представления производства нефтепродуктов в виде совокупности материальных потоков.

С позиции общей теории систем [53] управление есть функция системы, ориентированная либо на сохранение ее основного качества (т. е. совокупности свойств, потеря которых влечет за собой разрушение системы) в условиях изменения окружающей среды, либо на выполнение соответствующей программы, которая должна обеспечить устойчивость функционирования (гомеостаз), достижение определенной цели.

На основании изложенного задачу управления нефтеперерабатывающими и нефтехимическими предприятиями нужно рассматривать в более широком плане, чем только достижение ими основных показателей производственно-хозяйственной деятельности.

В условиях постоянных изменений, происходящих в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, и все возрастающих требований народного хозяйства данная задача состоит в обеспечении эффективного функционирования завода При этом работа предприятия должна удовлетворять как требованиям макро-, так и микросреды функционирования.

Например, максимальное удовлетворение рынка в продукции предприятия должно сочетаться с совершенствованием технической базы производства и улучшением условий труда и быта членов заводского коллектива.

Такое содержание задачи управления вызывает необходимость учитывать все аспекты функционирования предприятия и окружающей среды, использовать при решении упомянутой задачи системный подход, базирующийся на положениях общей теории систем.

Применение системного подхода для целей управления основано на ряде специфических приемов, а именно:

И замене исследуемой системы некоторой аналитической или числовой моделью;

И определении и формулировке совокупности правил (алгоритмов), характеризующих поведение системы;

Поиск решения задачи управления в отличие от поиска решений других задач имеет свои особенности.

Получение целевых нефтепродуктов, снабжение завода электроэнергией, экономический анализ и другие аспекты производственной деятельности предприятия реализуются через последовательные закономерные явления, переход одних явлений в другие, т. е. обеспечиваются посредством соответствующих процессов.

Управление также является одним из аспектов функционирования производства и характеризуется своими закономерностями, определяющими последовательность действий и зависимость явлений. Исходя из этого, можно говорить о существовании процессов, посредством которых обеспечивается управление, т. е. процессов управления.

Поэтому особенности управления заводами, перерабатывающими, например, нефть и ее фракции, заключаются не только в специфике производства продуктов нефтепереработки, но и в отличии собственно процессов управления от других, хорошо известных в нашей практике процессов.

Производство нефтепродуктов относится к типу непрерывных. При этом особенностью его является то, что все направления производственно-хозяйственной деятельности НПЗ в значительной мере определяются качеством поступившего на переработку сырья.

На нефтеперерабатывающих заводах при использовании одного и того же сорта нефти в различных условиях достигаются разные выходы нефтепродуктов. Это позволяет в широких пределах варьировать технологические режимы переработки нефти (особенно при наличии нескольких сортов) в целях получения оптимальных выходов отдельных нефтепродуктов. От качества исходного сырья существенно зависит выход продукции и на нефтехимических предприятиях.

Эффективная реализация процессов управления предприятием и особенно проектирование механизма, реализующего эти процессы (или, как принято в настоящее время говорить, управляющей системы), также вызывает необходимость формализации процессов управления с достаточной степенью полноты. Иными словами, необходимо описать процессы управления формальными средствами с учетом специфики производства. Наиболее распространено сейчас такое описание языком математики и формальной логики [35].

При формализованном описании процесса используется целый ряд определений, показателей и связей между ними. С понятием «управление» тесно связаны такие термины, как уже упомянутые ранее система, среда, объект, критерий и др.

Особенно важно для раскрытия понятия «управление» определение цели. Она характеризует поведение системы для соответствующего упорядочения множества ее состояний. Формальным выражением цели служит целевая функция, т. е. функция в экстремальных задачах, минимум или максимум которой нужно найти. Цель фактически определяет направление процесса управления.

Одним из основных понятий при рассмотрении систем в связи с формализацией процесса управления является «назначение» объекта. Оно обусловливает области применения систем, раскрывает их сущность. Назначение, например, нефтеперерабатывающего завода заключается, как известно, в производстве соответствующей гаммы продуктов на базе переработки нефти.

Важной характеристикой системы служит понятие «ресурс». Это понятие, широко используемое в управлении производственными объектами, раскрывает запасы или источники возможностей системы, к которым обращаются в необходимых случаях.

Весьма существенны также такие определения, как «субъект» и «объект». «Субъект» управляет производством, активно воздействуя на предмет познания. В то же время завод, на который направлена познавательная и иная деятельность субъекта, выступает в качестве предмета познания, или «объекта». При этом довольно значительную роль играет представление завода как объекта управления, т. е. объекта реализации результатов процессов управления.

Реализация системного подхода в управлении предприятиями в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности выдвигает необходимость использования для этой цели соответствующих средств. По общепринятому мнению, сегодня такими средствами являются автоматизированные системы управления.

Переход к автоматизированному управлению есть объективная необходимость, обусловленная все возрастающей лавиной управленческой информации и требованиями дальнейшего повышения производительности труда в сфере административно-управленческих работ.

Математические модели установок и производств в нефтепереработке и нефтехимии, известные в настоящее время, содержат от нескольких десятков до сотен уравнений. Алгоритмы, определяющие поведение систем, состоят из тысяч операций [7]. Естественно, что в данном случае использование таких алгоритмов без соответствующих средств автоматизации не позволяет даже говорить об эффективном внедрении системного подхода в управление производством.

Планируемое дальнейшее увеличение мощностей заводов, производств, единичных установок существенно усложняет управление ими. Широко известно, что если объем производства возрастает в арифметической прогрессии, объем информации при его функционировании увеличивается в геометрической прогрессии. Необходимо принимать во внимание и тот факт, что сложность задач управления при этом возрастает в значительно большей степени, чем численность людей, которые могут быть заняты их решением.

Однако, наибольшие трудности возникают при необходимости осуществлять оптимальное управление заводом, поскольку даже незначительные отклонения от оптимальных значений показателей его деятельности заметно снижают эффективность работы производств большой мощности.

Оптимальное управление современным предприятием «вручную» практически невозможно, если только не рассчитывать на случайное достижение нужных результатов. Рассмотрим справедливость подобного утверждения на примере нефтеперерабатывающего завода.

Производственные возможности среднего по мощности НПЗ могут быть описаны системой из 80 – 100 уравнений [58]. Область допустимых планов предприятия, определяемая такой моделью, представляет собой многогранник в n-мерном пространстве, где n – число неизвестных. Число точек в этом многограннике, дающих допустимый план, представляет собой несчетное множество (континиум точек). Поэтому перебрать все допустимые планы нельзя, да и нет необходимости: близкие точки (планы) незначительно отличаются одна от другой.

Практический интерес могут представлять лишь планы, которые существенно различаются между собой или набором технологических способов (режимов) производства и смешения, или интенсивностями их использования. Такие допустимые планы изображаются вершинами многогранника и носят название опорных планов. Известно, что именно среди опорных и находятся оптимальные планы.

Вручную перебрать все опорные планы не представляется возможным, так как число их астрономически велико. Действительно, верхняя граница числа опорных планов определяется числом сочетаний из п по т (где т – число строк модели):

Для реального нефтеперерабатывающего завода n=100 и m=80, откуда число опорных планов ориентировочно составляет 1040. Поэтому, если предположить, что для расчета одного опорного плана человеку отпускается всего одна секунда, то для перебора всех планов ему не хватит целой жизни даже при непрерывной работе.

Увеличение объемов информации, усложнение задач управления вызывают сегодня острую потребность искать пути и методы решения возникших проблем, чтобы завтра не оказаться перед необходимостью снижать темпы роста производства из-за невозможности управления им.

Увеличением численности управленческого персонала решить проблему нельзя: людские резервы ограничены. Да и этот путь имеет большие отрицательные последствия: возрастают непроизводительные расходы, снижается оперативность управления, аппарат становится более громоздким. Так, на крупных предприятиях уже теперь число подразделений только в центральном управленческом аппарате достигает сорока и выше (данный показатель не учитывает аппарата управления производств, цехов и установок).

Наличие формализованной информации, на основе которой строится любой документ, позволяет говорить о возможности механизации и автоматизации информационных процессов. Эта возможность сегодня достаточно эффективно реализуется с помощью электронно-вычислительной техники и математических методов.

Применение новейших методов и средств в управлении повышает производительность труда работников сферы управления, позволяет быстро и качественно перерабатывать информацию, находить оптимальные управляющие воздействия. Автоматизация управления освобождает человека от рутинной работы, дает возможность в полной мере использовать его опыт и творческие способности, а самое главное, обеспечивает получение всестороннего, комплексного и научно обоснованного решения задач управления в сроки, наиболее приемлемые для его реализации.

Каждый конкретный специалист по-своему представляет себе завод, на котором он работает. Например, технолога нефтеперерабатывающего завода, прежде всего, интересует схема переработки нефти. Основными характеристиками для этого работника являются в первую очередь мощности предприятия по сырью и производству стандартной продукции или вторичного сырья. Технолог принимает во внимание показатели исходного сырья, параметры установки по его переработке, особенности получения готовых продуктов и другие специфические сведения. Для специалиста по электроснабжению и электрооборудованию интерес представляют уже иные данные, а именно: установленная и потребляемая мощность электрического оборудования, годовой расход электроэнергии и другие важные для обеспечения ею завода показатели.

Помимо сырья и электроэнергии, в процессе производства продукции потребляются тепло и вода, отводятся в канализацию отработанные стоки, используется оборудование. На любом нефтеперерабатывающем или нефтехимическом предприятии имеются трубопроводные системы, подъездные автомобильные и железнодорожные пути, сливоналивные эстакады для приема сырья и реагентов и отгрузки товарной продукции. Значительную роль играют хранение сырья и готовых продуктов, смесительные станции, факельное хозяйство и объекты утилизации углеводородных газов.

В процессе производства продукции предприятие осуществляет финансовую деятельность. На каждом заводе трудится значительный эксплуатационный штат специалистов. Функционируют и другие элементы, образующие сложный организм действующего нефтеперерабатывающего или нефтехимического предприятия.

Каждому аспекту деятельности завода соответствует та или иная его модель. Так, кроме приведенной уже технологической модели возможны электроэнергетическая, экономическая, финансовая, кадровая и другие модели пред приятия.

Очевидно, что как весь организм завода в целом (см. первый раздел), так и каждый элемент данного организма имеют количественные, качественные и временные показатели (характеристики), которые необходимо поддерживать для получения в нужном количестве продуктов требуемого качества в установленное планом время.

Следовательно, для выпуска готовой продукции необходима согласованная работа всех подразделений завода с учетом возможных изменений их характеристик в целях достижения предприятием плановых показателей его производственно-хозяйственной деятельности. Зависимость этих показателей завода от показателей функционирования его элементов обусловливает направление в решении указанной задачи. Оперируя с показателями работы элементов предприятия в пределах, определяемых возможностями элементов, можно обеспечить получение требуемых показателей деятельности завода.

Рассматривая нефтеперерабатывающие и нефтехимические, предприятия в виде элементов, образующих некоторое множество с реализацией на нем заранее заданного отношения с фиксированными свойствами, мы имеем право подтвердить предположение о том, что нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия представляют собой систем, и как система обладает присущими ей свойствами.

Показатели работы завода и его структурных элементов при представлении предприятия в качестве системы можно считать ее параметрами, т. е. показателями, характеризующими состояние системы функционирования ее в условиях конкретной среды.

Согласованная работа всех звеньев предприятия обеспечивается при помощи соответствующего элемента заводского организма, который называется механизмом управления или управляющей системой предприятия. Управляющая система, как уже отмечалось, выступает по отношению ко всему заводу в качестве «субъекта» с определенными представлениями своего «объекта» действия и среды его функционирования. Одним из главных ресурсов функционирования управляющей системы является информация. Поэтому, успех функционирования управляющей системы во многом зависит от того, насколько качественно построена информационная система предприятия.

Общая концепция информационных технологий, как показывает зарубежным опыт, основана на следующем тезисе: решающим фактором для любого предприятия является предоставление соответствующей информации соответствующему лицу в соответствующий момент времени. Большую часть этой ключевой информации содержат финансовые данные. Для того, чтобы всегда быть впереди конкурентов и быстрее принимать важнейшие решения, необходимы процессы, предоставляющие актуальнейшую финансовую информацию в нужной форме. Один из вариантов организации системы управления предприятием в экономической части представлен на рис. 2.

Программные средства по учету и отчетности должны обеспечивать доступ к информации всех подразделений предприятия: исследования и разработки продукции, производства, сбыта и т. д. В результате внедрения финансового модуля руководство всех уровней предприятия получает информацию, которую можно использовать как рычаг для принятия стратегических решений, позволяющих сохранить рентабельность производства, а следственно и прибыль.

Деятельность современного предприятия подразумевает, что в основе экономических и финансовых решений лежат именно данные, характеризующие состояние предприятия в текущий момент времени, а не записи, закрытые месяц или неделю тому назад. Все это имеет решающее значение, поскольку самый оптимальный способ вывести предприятие на заданную позицию состоит в знании его сегодняшнего состояния.

Компоненты системы управления предприятием не ограничены только учетом и отчетностью, они могут включать з себя также логистику, управление персоналом, управление потоками операций и т. д.

Высокая производительность характеризует приложения учета и отчетности во многих областях, при этом обеспечивается высокая актуальность всех данных. Тесное взаимодействие модулей позволяет руководителю принимать решения быстрее и точнее, в любой момент времени.

Интеграция различных приложений в системе должна сохраняться и в том случае, когда необходима автономная обработка децентрализованных заданий. Причина: любая функция системы управления может использовать центральные данные, что позволяет избежать избыточности и обеспечивает интегрированность данных. Поскольку взаимосвязанные значения из разных областей системы синхронизированы, одновременно синхронизируются количественные данные и производные значения.

Одно из современных требований к подобного рода системам – все системы должны быть открытыми, т. с. их можно внедрять на самых разных технических платформах в наиболее современных операционных системах. Благодаря открытой системной среде, можно выбирать те платформы и операционные системы, которые наиболее полно отвечают потребностям предприятия.

До сих пор, на современных НПЗ разделены функции экономического расчета, который производится «по факту», т. е. на основании данных, полученных за какой то период в прошлом, и непосредственно технологические функции, касающиеся ведения процесса в режиме реального времени [45]. Чтобы свести эти функции в единую технико-экономическую модель необходимо систематизировать и декомпозировать задачу управления на задачи:

Сбор текущей информации о технических и экономических параметрах;

Определение (задание) целевой функции (максимизация прибыли, максимизация выпуска продукции, минимизация издержек и т. д.);

Расчет оптимальных показателей экономической эффективности, с учетом заданной информации (цены, потребности и т. д.);

Выработка управляющих воздействий, для изменения технологического режима;

Данная процедура является циклом и выполняется в ходе работы технологического процесса. Рассмотрим подробно каждую стадию цикла. 1) Сбор текущей информации о технических и экономических параметрах.

Современные технологические установки имеют доставочный уровень автоматизации, при помощи которой отслеживаются и изменяются все ключевые технологические параметры: температура, объем подачи пара, объемная скорость подачи сырья, давление, и т. д.

Даже с учетом того, что, как правило, все автоматические измерители работают в аналоговом режиме, не составляет большого труда получение данных в цифровом виде с последующим выводом их на монитор оператора (или занесением в базу данных).

Целесообразнее всего заносить значения параметров динамическую базу данных параметров, а не просто отображение текущих параметров на мониторе. Наличие такой базы данных позволяет анализировать «прошлую» информацию, и использовать в дальнейших расчетах измеряемые показатели.

Необходимо решить вопрос о способе занесения данных в базу, поскольку принципы построения базы данных и вообще работы вычислительных машин построен на работе с дискретными величинами, а не непрерывными показателями, которые присутствуют в нефтепереработке. Это становится более понятно, если сравнивать два способа регистрации значений параметров:

При первом способе мы имеем непрерывную линию, показывающую значения параметра во времени. Во втором – фиксированные значения на определенный момент времени.

С другой стороны, запись значений подразумевает под собой расходование вычислительных ресурсов, а именно дискового пространства. Если организовывать фиксирование значений параметров, например, ежесекундно, и таких параметров несколько десятков, то потребуется достаточно большое оперативное дисковое пространство, а если учесть необходимость архивации (т. е. временной остановки записи) или резервных ресурсов, то возникает стоимостной вопрос организации такой системы сбора данных.

Одним из предлагаемых решений вопроса ведения базы данных является учет начального значения в момент запуска системы и дальнейшего фиксирования изменений параметров. Естественно, что каждый параметр в ходе процесса изменяется в обе стороны. Для того, чтобы не учитывать малозначимые изменения, необходимо устанавливать для каждого параметра критическое изменение, при превышении которого делается запись в базу данных, и сравнение уже идет с последним записанным параметром.

Таким образом, в случае стабильного ведения технологического процесса объем хранимой базы минимизируется. В оперативных расчетах используется последний параметр.

Такой же подход справедлив и для учета экономических параметров, таких как внешние цены, курс доллара и т. д. Те показатели, для которых требуются процедуры расчета, определяются с заданной периодичностью, либо устанавливается связь с измеряемыми параметрами и при изменение какого-либо первичного показателя, производится процедура расчета технико-экономических показателей.

Очевидно, что для организации системы сбора информации, решающей подобные задачи, необходимо наличие соответствующего парка вычислительных машин, программного обеспечения и коммуникаций. Но определение целесообразности вложений в такие системы (АСУ) является отдельной задачей.

Для проведения оптимизационных расчетов, помимо наличия данных, зависимостей и ограничений необходимо определение направления оптимизации. Это связано с необходимостью адекватного реагирования на изменение конъюнктуры рынка, которое бывает достаточно трудно спрогнозировать и руководству предприятия приходится принимать решения в оперативном режиме для сохранения конкурентоспособности. Направления оптимизации могут быть различными.

Это может быть как максимизация выручки, прибыли, выпуска какого-либо продукта.

Определение целевой функции необходимо для проведения оптимизационных расчетов и оценки вариантов ведения технологического процесса.

Традиционно целевая функция предприятия заключается в максимизации прибыли, т. е.:

При таком подходе к оценке решений и оптимизации ведения процесса в первую очередь оцениваются затраты на ведение процесса, и полученный результат. Причем, как уже отмечалось выше, оценку результата следует проводить с учетом двух-трех стадий дальнейшей переработки получаемого полуфабриката. Для упрощения и ускорения расчетов необходимо заранее рассчитывать удельную прибыль от дальнейшей переработки.

Распространенным вариантом задания целевой функции является максимизация выпуска какого-либо продукта.

Где Q – объем производства i-го нефтепродукта. Минимизация производительности.

Возможны такие случаи, когда экономически целесообразнее поддерживать минимальную производительность установки. Это может быть вызвано, например, нехваткой сырья. Действительно, остановка и запуск технологической установки влекут за собой большие финансовые затраты. Поэтому целесообразнее поддерживать минимальную производительность установки, зацикливая продукты производства и т. д.

Оптимизация такой целевой функции производится путем введения ограничения по сырью, которое должно неукоснительно выполнятся. В свою очередь лимит потребления сырья должен задаваться руководящим звеном предприятия исходя из:

На основании анализа ситуации, наличия информации о минимальных потребностях всех установок предприятия устанавливается лимит для каждой установки.

3) Расчет оптимальных технико-экономических показателей, с учетом заданной информации.

Расчет оптимальных показателей экономической эффективности проводится по имеющимся моделям. В первую очередь определяется оптимальная загрузка установки. Например, в работе [26] предложена следующая формула расчета оптимальной загрузки.

Простейшая, но вполне реалистическая модель оптимизации суточной производительности технологической установки НПЗ по двум критериям.

По критерию минимизации приведенных затрат на переработку 1 т сырья

По критерию максимизации чистой прибыли от реализации продукции установки

Приняты следующие обозначения: С1, С2 – статистические определенные коэффициенты; аi – постоянные (не зависящие от суточной производительности установки) приведенные затраты на переработку 1 т сырья;bi – условно-постоянная часть приведенных затрат в расчете на суточный объем переработки сырья;С 1Q – приведенные затраты на переработку 1 т сырья, пропорциональные суточной производительности Q вследствие квадратического закона зависимости гидравлического сопротивления аппаратов от линейной скорости подачи сырья (главным образом энергетические затраты);а2 – постоянная часть текущих затрат на переработку 1 т сырья;b2 – условно-постоянная часть текущих затрат в расчете на суточный объем переработки сырья. С2Q – часть текущих затрат на переработку 1 т сырья, пропорциональная Q в силу турбулентного режима движения сырья в системе аппаратов;Цо – цена 1 т целевой продукции;Цп – цена 1 т попутной продукции;

После определения оптимальной загрузки необходимо рассчитать частые технико-экономические показатели.

С учетом цен на товарные продукты можно определить, какую продукцию производить экономически целесообразно. Например, цены на высокооктановые бензины выше, чем на дизельное топливо, поэтому можно сделать акцент на производство бензиновых фракций, расширив пределы кипения фракции. Но, принятие подобного решения (расширения пределов кипения) необходимо принимать с учетом остальных факторов – стоимости дальнейшей переработки и т. д. т. е.:

Р* – прибыль предприятия от производства 1-го продукта, при ограничениях:

Где ХИТК – ограничения количества фракции в сырье, исходя из данных ИТК.

Заметим, что в данном случае рассматривается вариант получения максимальной прибыли. В случае, когда речь идет о максимизации какого-либо продукта, то в целях сохранения алгоритма расчета на данный продукт устанавливаются искусственно завышенные цены.

При определении оптимального сочетания затрачиваемых ресурсов для ведения процесса (расход пара, электроэнергии, реагентов и т. д.) естественно оптимальными будут показатели, минимально допустимые технологическим регламентом.

Поэтому необходимо рассматривать оптимальные варианты сочетания параметров, относящихся к затрачиваемым ресурсам.

Необходимо заметить, что во всех оптимизационных задачах используются ограничения технологического регламента и материального баланса, которые считаются заданными. После проведения расчетов будет следующая информация:

-распределение производительности полупродуктов с учетом заданных ограничений (материального баланса, исходных данных сырья);

Анализ состояния и особенностей задачи построения систем управления процессами нефтепереработки по технико-экономическим показателям показал, что:

– основными вопросами, решение которых определяет возможность управления по ТЭП являются: разработка методов получения оперативной информации о ТЭП, характеризующих состояние технологического процесса в текущий момент времени; разработка критерия управления; разработка методов оптимизации ТЭП и принятия решений при управлении производством;

Намечены основные направления совершенствования оперативного управления с использованием АСУ предприятия, охватывающей различные сферы хозяйственной деятельности, в частности построение следующих подсистем:

«План-факт анализ», направленную на определение допустимых отклонений фактических показателей по которым производится управление.

Подсистема поддержки принятия решений оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ). обладающая наряду с традиционными функциональными возможностями, «интеллектуальными» способностями для принятия решений в условиях частичной потери и искажения информации с измерительных устройств, отсутствия точной количественной оценки параметров и показателей.

Подсистема финансового анализа, на основе таких современных информационных технологий как экспертные системы (ЭС), которые позволяют принимать решения в условиях неполноты, недостоверности, многозначности исходной информации на основании цепочки рассуждений (правил принятия решений), заложенной в базе знаний. ЭС анализа финансового состояния предприятия помогает ЛПР (лицу, принимающему решения) оценить экономическую ситуацию, провести ее анализ сформировать диагноз и сформулировать ближайшие цели, достижение которых обеспечит желаемое развитие предприятия с учетом и без учета его резервов.

Абдулаев А. А.. Алиев Р. А., Уланов Г. М., Принципы построения автоматизированных систем управления промышленными предприятиями с непрерывным характером производства. – М. Энергия, 1975. – С. 440.

Александров Е. А. Основы теории эвристических решений. Подход к изучению естественного и построению искусственного интеллекта. М.: Сов. Радио. 197.-256 с.

Алиев Р. А. и др. Производственные системы с искусственным интеллектом. –

Http://xreferat. com/60/5495-1-postanovka-processnoiy-sistemy-upravleniya-bloka-proizvodstva-tipovogo-npz-krupnoiy-neftyanoiy-kompanii. html

Диссертация – 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат – Бесплатно , доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

Веревкин Илья Александрович. Организационно-экономическое обеспечение разработки системы оперативного управления нефтеперерабатывающим производством : Дис. . канд. экон. наук : 08.00.05 : Уфа, 2000 139 c. РГБ ОД, 61:01-8/1439-1

ГЛАВА 1. Теория и практика оперативного управления производством на предприятиях ТЭК .

1.1. Проблемы совершенствования оперативного управления производством в переходной экономике 12

1.2. Анализ методического обеспечения решения проблемы оперативного управления нефтеперерабатывающим производством. 25

1.3. Анализ практики применения систем оперативного управления производством на предприятиях уфимской группы НПЗ.

ГЛАВА 2. Постановка задачи организационно-экономического обеспечения системы оперативного управления .

2.1. Методика решения задачи организационно-экономического обеспечения системы оперативного управления.

2.2. Специфика оперативного управления нефтеперерабатывающими предприятиями.59

2.3. Разработка экспертной системы поддержки принятия решения по технико-экономическим показателям.

2.4. Оптимизация технико-экономических показателей технологического процесса на нефтеперерабатывающих предприятиях.

ГЛАВА 3. Практическая реализация организационно-экономического обеспечения .

3.1. Применение системы оперативного управления процессом прокалки кокса. 98

3.2. Анализ целесообразности оперативного управления по ТЭП технологической установкой Л-3 5/11-1000 ОАО «Ново-Уфимский нефтеперерабатывающий завод». 115

3.3. Направления совершенствования системы оперативного управления производством.

В условия рыночных преобразований в экономике повышение эффективности деятельности предприятий и их адаптация к рыночным условиям хозяйствования является важнейшим условием дальнейшего развития и выживания.

Падение добычи нефти, отсутствие контроля за ее рациональной переработкой, требуют проведения помимо технических, организационно-экономических мероприятий, повышающих эффективность производства.

Современные российские производственные предприятия работают в динамичных социальных и экономических условиях. Новые условия работы предприятий требуют реинжиниринга систем управления.

В большинстве отраслей серьезно пострадали все элементы производительных сил. В силу конструктивных особенностей и технико-экономической значимости на НПЗ в наибольшей степени моральному износу подвержено технологическое оборудование. Известна его особенность – оно устойчиво сохраняет свои эксплуатационные свойства при оптимальных режимах работы, соответствующих эффективному использованию его технологических характеристик. При этом параллельно создаются и наилучшие экономические условия воспроизводства данного элемента производительных сил: образуются необходимые накопления для модернизации и технического обновления, последовательно умножается и обобщается технологический опыт, возрастает квалификация обслуживающего персонала.

В силу фундаментальных политико-экономических основ поразившего страну кризиса возврат к стационарному состоянию народного хозяйства будет долгим и болезненным. В этих условиях правомерно и весьма актуально ставить вопрос о мерах частичной нейтрализации разрушительного действия реформ на производительные силы отрасли и, в первую очередь, на технологическое оборудование. Их разработка отчасти может основываться на существующих достижениях отраслевой экономической науки. Многие вопросы эффективного управления производством рассмотрены и решены в трудах В. М. Андрианова, К. М. Великанова, О. В. Голованова, Е. С Докучаева, Л. Г. Злотниковой, А. И. Климова, Ю. М. Малышева, В. П. Мешалкина, А. Л. Рабкиной, Н. И. Сластенко, С. А. Соколицына, К. Г. Татевосова, и др. В их научных трудах систематизированы показатели работы оборудования и факторы, определяющие значения этих показателей, обоснованы направления структурно-технологической перестройки материально-технической базы предприятий с учетом мировых тенденций.

В общем, совокупность вопросов экономически эффективного использования оборудования – одна из самых изученных областей как в общеэкономическом плане, так и в отраслевом аспекте. Можно считать удовлетворительно разработанными в теоретико-методическом отношении:

– систему показателей оценки эффективности использования оборудования;

– зависимость обобщающих показателей эффективности производства от уровня использования агрегатов во времени и по производительности;

– оптимальную организацию воспроизводства основных фондов в структурном отношении (как сочетание различных форм воспроизводства), во временном аспекте и по источникам финансирования;

-системы организации ремонта и межремонтного обслуживания оборудования;

– построение оптимальной структуры цикла технического развития средств труда с закономерным и своевременным чередованием текущего и коренного их конструктивного усовершенствования.

По всем перечисленным направлениям теории эффективности использования оборудования получены существенные результаты, хотя и сохраняются вопросы, требующие дальнейшей углубленной разработки.

При общей большой изученности рассматриваемой проблемы в ней остаются слабо освещенные области, относящиеся к вопросам непосредственного управления производством на уровне технологической установке. Традиционный подход выделяет в системах управления пять уровней [36]:

– планирование ресурсов предприятия (MRP-уровень) MES-уровень управления призван соединить упорядоченную и обработанную информацию о производстве продукции, получаемую в ходе управления технологическим процессом, и результаты функционирования высшего уровня управления предприятием – руководства (решения, распоряжения). При этом, с одной стороны, руководство получает информацию о ходе производства и формирует распоряжения (управляющие воздействия) в рамках классической офисной автоматизации, с другой стороны, распоряжения руководства немедленно принимаются к выполнению на уровне цеха и отдельных технологических установок. Другими словами, на MES-уровне управления предприятием происходит сопоставление технико-экономических и технических показателей.

Таким образом, повышение эффективности производства на современном этапе необходимо проводить за счет совершенствования систем управления и критериев, по которым оно производится. Значения показателей, используемых в качестве критериев управления, как правило, имеют нелинейный характер и поэтому не учитываются даже в некоторых моделях оптимизации, в частности, в линейной модели оптимизации производственной программы НПЗ.

Управление процессами подготовки и переработки нефти, как правило, производится в соответствии с технологическим регламентом, в котором оговариваются условия для режимных параметров ведения процесса и нормируются показатели качества получаемых продуктов.

Главной особенностью нефтеперерабатывающих производств является нестабильность характеристик сырья, определяющая необходимость изменения режимных параметров с целью поддержания нормируемых показателей качества получаемых продуктов. Сырье для нефтеперерабатывающих заводов нормируется по целому ряду параметров: содержанию воды и солей, количеству летучих углеводородов, но, тем не менее, химический и фракционный составы нефтей также могут изменяться существенным образом. В последние несколько лет НПЗ широко практикуется использование так называемого “давальческого” сырья и переработка сырья “с колес”. Это сырье является очень часто смесью нескольких нефтей, полученных с различных месторождений и обладающих различными свойствами и характеристиками. Известно, что, несмотря на огромное количество работ по изучению свойств нефтей отдельных месторождений, многие вопросы управления технологией переработки этих нефтей остаются открытыми. Необходимость использования смесей нефтей усугубляет эти проблемы, в частности, не позволяет оперативно анализировать состав сырья и вырабатывать рекомендации по ведению технологических режимов процессов переработки нефти. Острота проблемы несколько снижается для процессов вторичной переработки и нефтехимического синтеза, где в качестве сырья используются продукты первичной переработки нефти, качество которых поддерживается в определенных пределах. Тем не менее, влияние нестабильности характеристик сырья процессов первичной переработки нефти отражается на режиме производства и качестве продуктов вторичной переработки нефти и нефтехимического синтеза. Это является одной из причин, также обуславливающих необходимость повышения качества управления процессами первичной переработки нефти.

В условиях рыночной экономики выпуск продукции обусловлен потребительским спросом. Так, например, при производстве масел возникает необходимость в производстве небольших партий различных по назначению и свойствам масел, потребное количество которых производится за двое-трое суток. Изменение технологического режима установок атмосферно-вакуумных трубчаток (АВТ) часто занимает время от нескольких часов до двух суток даже в условиях стабильного по качеству сырья.

Сочетание нестабильного по характеристикам сырья и изменяющихся требований к показателям качества получаемых продуктов являются основными факторами, которые делают задачу подбора технологического режима чрезвычайно сложной. Трудности выбора режимных параметров связаны со следующими причинами.

Во-первых, отсутствуют (или крайне ограничены) средства метрологического контроля качества продуктов подготовки и переработки нефти на потоке, в связи с чем, управление производится на основе информации, получаемой путем отбора проб и проведения лабораторных анализов. Стоимость и технические возможности лабораторного контроля на предприятиях позволяют делать не более двух-трех анализов в сутки. Заметим, что частота проведения анализов на УКПН, как правило, еще меньше: обычно один-два анализа за сутки.

Во-вторых, качество процессов управления с учетом задержек, инерционности производственных процессов, достигающих в процессах подготовки нефти время от нескольких часов до нескольких десятков часов, а в процессах нефтепереработки от нескольких минут до десятков минут, принципиально не может быть сделано высоким, т. к. низкое быстродействие автоматических систем регулирования не позволяет подавлять возмущения относительно более высокой частоты.

В-третьих, объем информации, который предлагается оператору (или автоматическому устройству) для выработки управляющих воздействий достаточно велик. Часто информация имеет нечеткий характер, а оценка качества того или иного решения на управление проводится по многим плохо формализованным критериям. Это приводит к тому, что решения на управление формируются обычно экспертным образом, и качество управления зависит от опыта и других личных качеств обслуживающего персонала.

Сказанное позволяет заключить, что проблема оперативного управления процессами переработки нефти является весьма актуальной, а ее разрешение позволяет заметно повысить эффективность производства. Актуальность темы подтверждается огромным числом публикаций, сотнями патентов и авторских свидетельств на изобретения, исследований в форме диссертаций, которые направлены на решение проблемы управления процессами подготовки и переработки нефти.

В то же время общий методологический подход к решению проблемы оперативного управления процессами нефтепереработки и нефтехимии отсутствует.

Сказанное определяет цель настоящего исследования как разработку организационно-экономического обеспечения оперативного управления и оптимизации производства по показателям экономической эффективности установок НПЗ на основе фактически установленных соотношений между экономическими показателями и параметрами работы технологических установок.

Этот, сравнительно узкий по формальному определению подход имеет для экономики нефтеперерабатывающей промышленности достаточно широкое общенаучное значение. При последовательной глубокой проработке он может дать целую систему типовых моделей оптимизации работы ведущих технологических процессов без упрощений, свойственных линейным моделям оптимизации производственной программы.

В рамкой данной концепции проводимого исследования можно ввести в оборот термин «on-line экономики» или экономики в режиме реального времени. Под данным выражением понимается работающий в режиме реального времени комплекс сие гем получения данных о производстве, оценки его эффективности по установленным критериям и выработки корректирующих воздействий на технологический процесс.

Создание такого комплекса подразумевает решение следующих задач:

– моделирование процесса с целью расчета показателей качества продуктов и полуфабрикатов;

Очевидно, что данные задачи могут быть решены на базе АСУ с применением микропроцессорной техники.

На сегодняшний день современные средства автоматизации позволяют на высоком уровне построить системы, оценивающие и регулирующие технологический процесс. Но нет систем, вырабатывающих критерии управления процессом, задающих контрольные величины, рассчитанные именно с учетом экономических параметров. Главной задачей исследования в данной работе и является построение научной базы для подобного рода автоматизированных систем управления производством.

• анализ и классификация информации, поступающей с исследуемого объекта;

• определение характера и тесноты взаимосвязей между переменными объекта;

• построение гистограмм и графиков, переменных или зависимостей между ними;

• тестирование алгоритмов идентификации и управления на модели объекта;

• построение альтернативных моделей и выдача обоснованных рекомендаций по выбору из них наиболее подходящей в данной ситуации;

• информационная поддержка оператора при управлении технологическим объектом;

• тренаж и обучение при решении задач статистического анализа, моделирования, идентификации.

В основы данной работы наряду с экономическими теориями, легла теория нечеткой логики, в частности – применение экспертных систем. Применение таких методов построения систем управления производством на уровне технологической установки вызвано тем, что практически невозможно построить точную математическую модель сложного объекта (которыми является установки переработки нефти и нефтепродуктов), что вытекает из определения сложных систем.

Выход из положения связан с использованием методов системного анализа и современных методов обработки плохо структурированной информации.

Для этих целей можно использовать нечеткую математику, идеи ситуационного моделирования и управления, методы исследования операций и имитационного моделирования.

Системное использование данных моделей и методов предполагает итеративный характер их получения и проверки адекватности на основе анализа конечного результата.

Для достижения цели исследования необходимо было решить ряд взаимосвязанных познавательных, методических и расчетно-аналитических задач. Первая из них заключена в анализе фактического состояния оперативного планирования работы установок НПЗ.

Вторая задача состоит из определения элементов системы оценки и оптимизации при планировании работы установки.

Третья задача возникла на стадии моделирования и заключалась в отборе факторов, определяющих оптимальную эффективность работы.

Четвёртая задача состоит в разработке моделей оптимизации технологического процесса с точки зрения экономических критериев с использованием экспертных систем.

Теоретической основой решения перечисленных задач избрана модель экономического равновесия фирмы. Поскольку сам принцип экономического равновесия не содержит указания на конкретные приемы проведения оптимизационных расчетов, они были разработаны автором.

Научная новизна результатов проведенного исследования заключена в следующем.

1. Установлено место проблемы оперативного планирования и оптимального ведения нефтеперерабатывающего производства на уровне технологической установки.

2. Разработана структура модели системы оперативного управления технологической установкой по ТЭП.

3. Предложен критерий оперативной оценки эффективности технологического режима и методика его расчета.

4. Предложены пути дальнейшего совершенствования системы оперативного управления предприятия в целом.

Управление современными нефтеперерабатывающими и нефтехимическими заводами представляет собой сложную и трудоемкую задачу. Обычно полагают, что она заключается главным образом в достижении предприятиями установленных планом основных показателей их производственно-хозяйственной деятельности. Если рассматривать задачу управления лишь с этих позиций, то и в этом случае следует отметить ее масштабность.

Сложность управления предприятием в условиях переходной экономики обуславливают:

– многообразие поставщиков сырья, и как следствие разнообразие показателей его качества (содержание светлых нефтепродуктов, ароматических соединений, непредельных углеводородов, содержание серы и т. д.).

Производственно-хозяйственная деятельность каждого предприятия оценивается целым рядом показателей, таких, как объемные показатели по производству продукции в стоимостном и натуральном выражениях, показатели по труду, заработной плате, себестоимости продукции, прибыли, рентабельности и т. д. (для нефтеперерабатывающего завода, например, подобный ряд состоит почти из восьмидесяти наименований). Каждый показатель, как правило, является функцией нескольких аргументов. Так, показателями по объему производства продукции в натуральном выражении определяются с учетом качественной и количественной характеристик сырья, возможных вариантов его переработки, расходных нормативов, состояния оборудования и других данных.

Для управления заводом очень важно, что показатели деятельности завода постоянно изменяются во времени. Другими словами, помимо числового значения, у каждого показателя имеется и временная характеристика, раскрывающая его динамику.

Следует отметить, что об управлении заводом, так же как и любым другим объектом, можно говорить, только анализируя работу предприятия как динамическую систему.

Статические характеристики нефтеперерабатывающего или нефтехимического завода могут дать нам представление о номенклатуре продукции и мощности производства по основным ее видам, потребляемом сырье, источниках и количестве потребляемых энергетических ресурсов, наборе технологических производств и установок, численности производственного персонала и т. п. Эти характеристики могут вполне удовлетворять технолога, энергетика, экономиста для ранения соответствующих их профилю задач. Постоянное же изменение показателей завода во времени выдвигает требование иного взгляда на завод, выступающий как объект управления.

При таком подходе нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия рассматриваются как сложные (большие) системы, которые состоят из совокупности элементов, находящихся во взаимодействии (рис. 1). Поэтому исследование их должно осуществляться на основе методологических принципов такой научной дисциплины, как общая теория систем. Пр этом, безусловно, следует исходить из предпосылки, что упомянутая теория не заменяет, а дополняет другие науки, положения которых примени гея в производстве продуктов переработки нефти и нефтехимии. Нефтепродукты

С позиции общей теории систем [53] управление есть функция системы, ориентированная либо на сохранение ее основного качества (т. е. совокупности свойств, потеря которых влечет за собой разрушение системы) в условиях изменения окружающей среды, либо на выполнение соответствующей программы, которая должна обеспечить устойчивость функционирования (гомеостаз), достижение определенной цели.

На основании изложенного задачу управления нефтеперерабатывающими и нефтехимическими предприятиями нужно рассматривать в более широком плане, чем только достижение ими основных показателей производственно-хозяйственной деятельности.

В условиях постоянных изменений, происходящих в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, и все возрастающих требований народного хозяйства данная задача состоит в обеспечении эффективного функционирования завода При этом работа предприятия должна удовлетворять как требованиям макро-, так и микросреды функционирования.

Например, максимальное удовлетворение рынка в продукции предприятия должно сочетаться с совершенствованием технической базы производства и улучшением условий труда и быта членов заводского коллектива.

Такое содержание задачи управления вызывает необходимость учитывать все аспекты функционирования предприятия и окружающей среды, использовать при решении упомянутой задачи системный подход, базирующийся на положениях общей теории систем.

Применение системного подхода для целей управления основано на ряде специфических приемов, а именно:

А замене исследуемой системы некоторой аналитической или числовой моделью;

Э определении и формулировке совокупности правил (алгоритмов), характеризующих поведение системы;

Поиск решения задачи управления в отличие от поиска решений других задач имеет свои особенности.

Получение целевых нефтепродуктов, снабжение завода электроэнергией, экономический анализ и другие аспекты производственной деятельности предприятия реализуются через последовательные закономерные явления, переход одних явлений в другие, т. е. обеспечиваются посредством соответствующих процессов.

Оперативное управление, направлено на поддержание технологического процесса в заданных ограничениях. Помимо этого, предлагается включить в процесс управления оптимизацию технологического режима с учетом некоторых технико-экономических показателей. Такая оптимизация в существующих АСУ ТП проводится крайне редко. Сложность решения задачи управления по технико-экономическим показателям объясняется следующим:

– несовершенством методического обеспечения оценки эффективности производства полуфабрикатов;

– нелинейной зависимостью затрат от параметров технологического режима;

– нечеткостью информации о себестоимости дальнейшей обработки полуфабриката;

– ошибками прогноза изменения состояния рынка за время производства

Для определения критериев и целей управления необходимо разделить управление предприятием на несколько уровней [13]. Верхним уровнем управления производством является управление предприятием в целом. Критерием, по которому оптимизируется производство на этом уровне, является прибыль. В данной работе этот уровень управления не рассматривается. Средним уровнем управления производством мы принимаем цех, который объединяет несколько установок. В настоящей работе критерии для управления на данном уровне не рассматриваются.

Низшим уровнем управления является управление технологической установкой. Именно исследованию критериев управления на данном уровне производства повещён настоящий раздел диссертации.

При оперативном управлении принципиальным вопросом при оптимизации производства по ТЭП является отсутствие нормативного обеспечения отнесения затрат на тех или иных технологических циклах на стоимость производимого продукта. Общая схема управления по ТЭП приведена на рис. 5. При этом фоном выделена подзадача оперативного управления.

На рисунке показаны задачи, решаемые на определенном уровне производства; входная информация, используемая для решения задач; ресурсы управления; результат (выходная информация).

При определении технико-экономического критерия для управления технологическим процессом в оперативном режиме мы принимаем постоянным следующее:

– расценки на энергетические услуги, услуги сторонних организаций, расходные материалы и т. д.

1) при управлении технологической установкой – изменение технологических параметров процесса, вызывающих перераспределение материальных потоков, изменение показателей качества полуфабрикатов, энергетические затраты и т. д. 2) при управлении цехом (комплексом установок) – параметры технологического регламента.

Исходя из принципов рыночной экономики, предприятие может влиять на объем своей выручки, которая является одной из форм проявления прибыли, в основном путем изменения объемов производства продукции, но с учетом ограничения по емкости рынка, поскольку цены регулируются рыночными механизмами и зависят от соотношения спроса и предложения. При этом, большое воздействие на величину прибыли оказывает себестоимость. У предприятия есть ресурсы снижения себестоимости за счет внутренних резервов, т. е. за счет совершенствования производственного процесса.

В себестоимость входит множество статей, учитывающих различные затраты. Управляя этими затратами можно оперативно влиять на величину себестоимости. Но управление не может и не должно являться единым процессом, сосредоточенным в одном месте и охватывающем весь производственный процесс одновременно. Как разделение труда повышает его производительность, так и разделение управления повышает его эффективность, при условии соблюдения единого производственного поля. Более общие ограничения первичны по отношению к конкретным ограничениям, накладываемым на определенный производственный процесс. То есть, ограничения, используемые при управлении цехом первичны по отношению к ограничениям, используемым при управлении установкой. То же и для управления предприятием-цехом соответственно.

Процесс управления связан с планированием производства. В зависимости от временного интервала в рамках которого проводится планирование, его принято подразделять на долгосрочное (больше года), среднесрочное (6 месяцев-1 год) и краткосрочное (до 6 месяцев). Но данная классификация справедлива для уровня производства. Когда же объектом планирования является технологическая установка, то невозможно вести речь о долго-, средне – или краткосрочном планирование в понимании, как указанно выше.

Планирование на определенный срок в масштабах отдельно взятой установки невозможно в непрерывных технологических процессах, поскольку большинство планируемых показателей связаны между собой на уровне как минимум цеха (группы установок) или предприятия в целом [11]. Планирование работой установки заключается в установлении технологического регламента, который задается системой ограничений. Ряд параметров может варьироваться в рамках этих ограничений.

Поскольку отсутствует возможность однозначно планировать работу технологической установки, следственно нет и экономических критериев для оперативного управления процессом. Именно поиск критерия управления, имеющего экономическую природу, является одной из задач настоящей работы.

Нефтеперерабатывающего (нефтехимического) предприятия, как объект управления, примем как аксиомы следующие утверждения:

– принцип максимизации прибыли на уровне предприятия в целом справедлив и для уровня установки;

– механизм формирования прибыли справедлив и для уровня установки;

– ограничения верхнего уровня (уровня цеха, предприятия) первичны по отношению к ограничениям уровня установки.

Изложенные утверждения будут являться основой разработки критериев оперативного управления.

Одним из перспективных направлений развития нефтеперерабатывающих заводов Уфимской группы является внедрение процесса прокаливания нефтяного кокса [5]. Сырьем для данного процесса является сырой нефтяной кокс, получаемый в некоторых технологических процессах. На использовании нефтяного прокаленного кокса базируются такие отрасли, как производство алюминия и электростали. Ежегодное мировое потребление прокаленного кокса для производства анодов для алюминиевой промышленности составляет 9-11 млн. т при удельном расходе 0,4-0,5 т/т алюминия. Доля прокаленного кокса, используемого для производства алюминия, составляет по различным странам мира 78-90%. Остальное потребление приходится на долю производства электростали — 8,0% (4,5-5,4 кг/т электростали), пигментов — 6%, конструкционных материалов и др. В США прокаливание 35-40 % кокса осуществляется на заводах-производителях кокса, 30-35 % на алюминиевых и электродных заводах и 30 % независимыми фирмами. В России соотношение иное — 7, 83 и 10 % соответственно.

Процесс прокаливания кокса является высокорентабельным, поскольку цена прокаленного кокса в 2-3 раза выше сырого. Цена прокаленного кокса для алюминиевой промышленности в зависимости от качества составляет 160-200 долл./т, игольчатого для производства спец. электродов — 550-600 долл./т.

Сам процесс заключается в нагреве в специальной печи нефтяного кокса до температуры 1200-400 С, и выдержке его при данной температуре в течение 1-8 ч с последующим охлаждением. Для прокаливания кокса, в основном, используются контактные футерованные барабанные печи непрерывного прокаливания. -7

К современным процессам прокаливания предъявляются жесткие требования:

– утилизация тепла дымовых газов и прокаленного кокса и, при необходимости, очистка дымовых газов от двуокиси серы.

Башкирский институт проблем нефтехимпереработки обладает технологией, позволяющей строить подобные печи с производительностью 140 тыс. т в год. При данной производительности выручка от производства прокаленного кокса составит 28 млн. долларов в год.

При эксплуатации печей для прокаливания коксов возникает ряд вопросов, связанных с обеспечением управляемости данного процесса. Одним из важнейших показателей качества прокаленного кокса является его истинная плотность, которая должна составлять от 2.02 до 2.06 г/см3 (для алюминиевой отрасли). Выход за данные рамки ведет к выбраковыванию партии кокса. Это связано с тем, что если плотность кокса на выходе меньше допустимой минимальной границы интервала, то кокс не может использоваться в дальнейшей переработке в металлургической отрасли, и подлежит либо еще одному циклу прокаливания, либо списания в отходы. В случае если плотность кокса больше верхней границы допустимого интервала – кокс не подлежит дальнейшей переработки и списывается в отходы производства, поскольку также не пригоден для дальнейшего производства в металлургической отрасли и не подлежит дополнительной переработке и приведению плотности в соответствие с нормами. Проблемы несоответствия качества у коксов не решаются методами компаундирования, как в случае со светлыми нефтепродуктами. В связи с этим, значение плотности кокса так критично, и во многом эффективность процесса зависит от плотности прокаленного кокса.

Установка Л-35-11/1000 ОАО «Новойл» включает в себя процессы каталитического риформинга и изомеризации бензиновой фракции. Задача снижения затрат на производство продукции на данной установке является весьма актуальной, поскольку напрямую влияет на себестоимость производства высокооктановых бензинов [37].

Оптимизация работы по критерию снижения себестоимости ведется по нескольким направлениям.

Во-первых – изменение конструкции различных узлов установки, направленных на снижение нагрузок на агрегаты (насосы, компрессоры), повышение безопасности работы.

Во-вторых – оптимизация показателей технологического режима за счет изменения температурного режима, организации реакционных потоков внутри рабочих реакторов и т. д.

Однако, при оптимизации даже если и выполняются экономические расчеты, то не полностью и полной оценки эффективности работы установки с учетом максимального количества технико-экономических факторов, влияющих на себестоимость и выручку от производства продукции не производится.

Основным фактором, способствующим низкой эффективности эксплуатации крупнотоннажных установок является низкий уровень их загрузки. Несмотря на ряд исследований в области оптимальной загрузки установок, оптимальная загрузка не обеспечивается. В течение эксплуатации установки Л-35/1000 ее производительность не превышала 60% при нестабильном снабжении сырьем.

Имеются данные о том, что в зависимости от октанового числа производимого бензина существенно изменяются технико-экономические показатели затрат, связанных с данным процессом. Одним из важнейших факторов, влияющих на величину затрат является расход катализатора, поскольку содержание платины делает эксплуатацию катализатора достаточно дорогой. Известно, что при режиме производства бензина с октановым числом 98 затраты на эксплуатацию контура регенерации составляют 6449 рублей, выход стабильного платформата снижается на 3-4%, при этом в результате поддержания высоких температур скорость дезактивации катализатора в реакторах риформинга в 5-10 раз выше, чем при работе установки в режиме производства бензина с октановым числом 96. В результате всего этого себестоимость стабильного платформата возрастает на 56 рублей за тонну. Помимо перечисленных, существует еще множество факторов, влияющих на ТЭП и зависящих от технологического режима.

Возникают производственные ситуации, при которых производится вынужденная рециркуляция стабильного изомеризата. При этом себестоимость 1 т бензина, производимого на установке, повышается на 161 рубль.

Себестоимость – это лишь одна сторона производства. Для оценки эффективности работы установки необходимо определить выручку от производимой продукции, поскольку большие затраты на обеспечение процесса подразумевают больший результат. В случае с установкой Л-35/1000 большие затраты обеспечивают получение бензина с октановым числом 98. Такой бензин дороже чем 96, но, например, его расход меньше при компаундировании в цехе производства товарных бензинов, т. е. расходы на высококтановый бензин в цехе компаундирования будут меньше при использовании 98 бензина, по сравнению с 96 бензином, а также цена на 98 бензин выше чем на 96.

Таким образом, при управлении процессом риформинга есть объективная необходимость оценки параметров технологического режима с учетом технико-экономических показателей. Поскольку процесс протекает непрерывно, параметры технологического режима постоянно меняются, подобную оценку необходимо проводить в оперативном режиме.

Приведем некоторые показатели процесса риформинга установки Л-35-11/1000 в таблице 14.

Как видно из таблицы 22, разница величины затрат при производстве бензиновой фракции с ОЧ 98 на установке риформинга составляет 55,7 руб., по сравнению с производством бензиновой фракции с ОЧ 96, т. е. на 4% больше, что в масштабах производства составляет 395228,5 руб в сутки по данной установке.

Однако, компонент бензина с ОЧ 98 дороже компонента бензина с ОЧ 96. Учитывая это, нельзя сделать обоснованного заключения об эффективности того или иного режима работы установки только по приведенным данным. Кроме того, в приведенной таблице не учтены и такие затраты, зависящие от режима ведения процесса как:

– расход катализатора на 1 т. сырья (или затраты на регенерацию катализатора);

Поскольку зависимости подобных показателей от параметров технологического режима в большинстве случаев имеют нелинейную характер и трудно поддаются формализации, их прогнозирование в оперативном режиме позволит повысить эффективность работы установки.

Из графика (рис. 12) видно, что с повышением октанового числа платформата, после определенного значения резко возрастает скорость дезактивации катализатора, что приводит к резкому увеличению себестоимости производимого нефтепродукта.

При эксплуатации процесса среднетемпературной изомеризации пентан-гексановой фракции НК-80 С, выделенной после гидроочистки широкой бензиновой фракции, из-за превышения конца кипения фракции верха до 90-100 С на катализатор попадало большее количество бензола и углеводородов Cj и выше. Экзотермические реакции гидрирования приводят к увеличению температуры, увеличению коксообразования на катализаторе и более быстрой дезактивации катализатора. При нормальных условиях работы катализатор, согласно паспорту, работает в течение 24 месяцев до регенерации. При превышении температурного режима, этот период снижается в 2-3 раза.

В процессе снижения температуры проведения процесса снизилось октановое число стабильного изомеризата с 78-80 пунктов до 74-76 по ИМ, т. е. снизилась внутренняя цена производимой на установке продукции.

Http://www. dslib. net/economika-xoziajstva/organizacionno-jekonomicheskoe-obespechenie-razrabotki-sistemy-operativnogo. html

Большой Русско-Английский словарь. New big Russian-English dictionary. 2012

Перевод УПРАВЛЕНИЕ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИМ ЗАВОДОМ с русского на английский язык в русско-английских словарях.

Russian-English Dictionary of the Mathematical Sciences УПРАВЛЕНИЕ — Management

Русско-Американский Английский словарь УПРАВЛЕНИЕ — 1. management, administration; ( государством ) government 2. тех. , воен. control, direction; ( автомобилем ) driving управление на расстоянии, …

Англо-Русско-Английский словарь общей лексики – Сборник из лучших словарей УПРАВЛЕНИЕ — с. 1. (действие) operation, control; (руководство) management, administration, direction; (государством) government; комплексный подход к

Русско-Английский словарь общей тематики УПРАВЛЕНИЕ — 1) control 2) management

Russian Learner's Dictionary УПРАВЛЕНИЕ — с. 1. management, administration; ( государством ) government 2. тех. , воен. control, direction; ( автомобилем ) driving управление на …

Русско-Английский словарь УПРАВЛЕНИЕ — с. 1. management, administration; ( государством ) government 2. тех. , воен. control, direction; ( автомобилем ) driving управление на …

Russian-English Smirnitsky abbreviations dictionary УПРАВЛЕНИЕ — agency, command, commanding, control, direction, driving, governing, guidance, handling, management, (напр. станком) maneuvering, manipulation, pilot operation, (оборудованием) operation, piloting

Русско-Английский словарь по машиностроению и автоматизации производства УПРАВЛЕНИЕ — ср. 1) management, administration; (государством) government район городского управления — aldermanry – доверительное управление 2) тех. воен. control, direction; (автомобилем) …

Русско-Английский краткий словарь по общей лексике УПРАВЛЕНИЕ — administration, control, driving, governing, government, guiding, management, manipulation, steering, superintendence

Русско-Английский словарь по строительству и новым строительным технологиям УПРАВЛЕНИЕ — (на государственном уровне) administration, authority, board, bureau, control, direction, dispensation, disposal, disposition, governance, government, leadership, management, office, (предприятием) operation амер., …

Русско-Английский экономический словарь УПРАВЛЕНИЕ — с. 1. (действие) operation, control; (руководство) management, administration, direction; (государством) government; комплексный подход к

Русско-Английский словарь – QD УПРАВЛЕНИЕ — administration, bureau, control, direction, governance, government, handling, management, office, regency, board

Русско-Английский юридический словарь УПРАВЛЕНИЕ — см. дистанционно управляемый ; с кнопочным

Русско-Английский научно-технический словарь переводчика УПРАВЛЕНИЕ — с. control; guiding; handling; operation; steering с дистанционным управлением — remotely operated с ножным управлением — foot-operated с педальным управлением — foot-operated с пневматическим управлением …

Русско-Английский толковый словарь терминов и сокращений по ВТ, Интернету и программированию УПРАВЛЕНИЕ — см. автоматическая система управления ; автоматическое управление ; блок управления ; быть послушным в управлении ; взять управление на себя …

Русско-Английский словарь идиом по космонавтике УПРАВЛЕНИЕ — РУКОВОДСТВО И УПРАВЛЕНИЕ см. также АВТОРИТЕТ, ДЕЛОВАЯ РЕПУТАЦИЯ, ДИРЕКТОР, НАЧАЛЬСТВО, ПОДЧИНЕННЫЕ, ПРОБЛЕМЫ, РЕШЕНИЯ, РАЗРЕШЕНИЕ …

English-Russian aphorisms, русские афоризмы УПРАВЛЕНИЕ — ср. 1) management, administration (государством) government район городского управления – aldermanry 2) тех. воен. control, direction (автомобилем) driving терять управление …

Большой Русско-Английский словарь УПРАВЛЕНИЕ — управление agi management;g governing;comp elec control

Русско-Английский словарь Сократ REFINERY CONTROL — 1. управление нефтеперерабатывающим заводом 2. контроль нефтезаводского производства

Большой Англо-Русский словарь REFINERY CONTROL — 1) управление нефтеперерабатывающим заводом 2) контроль нефтезаводского производства

Большой Англо-Русский политехнический словарь REFINERY CONTROL — 1) управление нефтеперерабатывающим заводом 2) контроль нефтезаводского производства

Большой Англо-Русский политехнический словарь – РУССО TIED HOUSE — временное жилье (сдается сельскохозяйственному рабочему на время его найма) пивной зал или бар, арендуемый определенным пивоваренным заводом и продающий только …

Большой Англо-Русский словарь SELFWINDING — прил. с автоматическим заводом a с автоматическим заводом

Большой Англо-Русский словарь SELF-WINDING — 1) самозавод 2) самозаводящийся 3) машиностр. самозаводной с автоматическим заводом (о часовом механизме)

Большой Англо-Русский словарь SELF – — суф. В сложных словах : 1) выражает направленность действия на самого себя само-, себя-; свое – self-conceit ≈ самомнение self-control ≈ …

Большой Англо-Русский словарь PLANT/WORKS MANAGEMENT — заводоуправление, управление заводом

Большой Англо-Русский словарь OFFICE — сущ. 1) а) пост, должность, служба assume an office be in office come into office enter upon office get into …

Большой Англо-Русский словарь MANAGER — сущ. 1) а) управляющий, заведующий; глава, директор, руководитель account manager ≈ амер. рекламный агент assistant manager ≈ помощник заведующего, администратора, …

Большой Англо-Русский словарь MANAGEMENT — сущ. 1) управление; заведование, руководство, менеджмент The zoo needed better management rather than more money. ≈ Зоопарку требуются не столько …

Большой Англо-Русский словарь HAUL — 1. сущ. 1) а) волочение, тяга; рывок Syn : pull 1., tug 1. б) выборка (сетей) Syn : draught 1. …

Большой Англо-Русский словарь DAY — сущ. 1) о явлениях природы а) день; сутки Hours, days, months, which are the rags of time. ≈ Часы, дни, …

Большой Англо-Русский словарь CONTROL — 1. сущ. 1) а) надзор, сдерживание, контроль; регулирование; контроль, проверка She was in full control of the situation. ≈ Она …

Большой Англо-Русский словарь ADMINISTRATION — сущ. 1) управление, ведение (дел) business administration ≈ ведение дел, управление делами The principles which are right in the administration …

Большой Англо-Русский словарь ЗАВОДНОЙ — 1. ( приводимый в действие заводом ) clockwork ( attr. ); mechanical; wind-up ( attr. ) заводная игрушка — clockwork …

Англо-Русско-Английский словарь общей лексики – Сборник из лучших словарей ЗАВОД — 1. м. 1. works; factory, mill; plant фабрики и заводы — mills and factories, factories and plants автомобильный завод — …

Англо-Русско-Английский словарь общей лексики – Сборник из лучших словарей TIED HOUSE — 1. = tied cottage 2. пивной зал или бар, арендуемый определённым пивоваренным заводом и продающий только его продукцию

Англо-Русско-Английский словарь общей лексики – Сборник из лучших словарей SELFWINDING — _a. с автоматическим заводом

Англо-Русско-Английский словарь общей лексики – Сборник из лучших словарей SELF-WINDING — self-winding. ogg ͵selfʹwaındıŋ a с автоматическим заводом ( о часовом механизме )

Англо-Русско-Английский словарь общей лексики – Сборник из лучших словарей OVERSEE — oversee. ogg ͵əʋvəʹsi: v (oversaw; overseen) 1. надзирать, наблюдать за ( чем-л., кем-л. ); осуществлять надзор to oversee work – наблюдать …

Англо-Русско-Английский словарь общей лексики – Сборник из лучших словарей HAUL — haul. ogg 1. hɔ:l n 1. 1> вытягивание, вытаскивание ( рывками, резким движением или с большим усилием ); буксировка 2> рыб. …

Англо-Русско-Английский словарь общей лексики – Сборник из лучших словарей DAY — day. ogg deı n 1. 1> день every day – каждый день; что ни день any day – а) в любой …

Англо-Русско-Английский словарь общей лексики – Сборник из лучших словарей SELFWINDING — с автоматическим заводом

Англо-Русский словарь Tiger PLANT MANAGEMENT — заводоуправление управление заводом

English-Russian Lingvistica'98 dictionary TIED HOUSE — 1. = tied cottage 2. пивной зал или бар, арендуемый определённым пивоваренным заводом и продающий только его продукцию

Новый большой Англо-Русский словарь – Апресян, Медникова SELF-WINDING — a с автоматическим заводом ( о часовом механизме )

Новый большой Англо-Русский словарь – Апресян, Медникова OVERSEE — v (oversaw;

Новый большой Англо-Русский словарь – Апресян, Медникова HAUL — 1. [hɔ:l] n 1. 1) вытягивание, вытаскивание ( рывками, резким движением или с большим усилием ); буксировка 2) рыб. тяга, …

Новый большой Англо-Русский словарь – Апресян, Медникова DAY — n 1. 1) день every

Новый большой Англо-Русский словарь – Апресян, Медникова TIED HOUSE — 1. = tied cottage 2. пивной зал или бар, арендуемый определённым пивоваренным заводом и продающий только его продукцию

Большой новый Англо-Русский словарь REFINERY CONTROL — 1. управление нефтеперерабатывающим заводом 2. контроль нефтезаводского производства

Большой Англо-Русский словарь по нефти и газу ГАНА — ГАНА По сравнению с другими странами Тропической Африки Гана располагает весьма значительными производственными мощностями. Однако в 1990-е годы ганским производителям …

Русский словарь Colier НЕФТЬ — НЕФТЬ И ГАЗ Транспортировка сырой нефти, продуктов ее переработки и природного газа обычно осуществляется по трубопроводам. Большинство нефте – и газопроводов …

Русский словарь Colier КГБ — (Комитет государственной безопасности) – одно из названий партийно-государственного органа, выполнявшего задачи по защите коммунистического режима советской России (СССР) от внутренних …

Русский словарь Colier АРГЕНТИНА — АРГЕНТИНА: ЭКОНОМИКА Аргентина первой из латиноамериканских стран сумела создать мощную индустриальную базу. Обрабатывающая промышленность занимает важное место в хозяйстве страны, …

Русский словарь Colier FACTORY MANAGEMENT — 1) упр. управление заводом [фабрикой] (как вид деятельности) 2) упр. руководство [правление] завода [фабрики] (руководители и управляющие заводом) Syn: plant management, works management

Новый англо-русский толковый словарь по менеджменту и экономике труда SELFWINDING — прил. с автоматическим заводом a с автоматическим заводом

Новый большой Англо-Русский словарь SELF – — суф. В сложных словах : 1) выражает направленность действия на самого себя само-, себя-; свое – self-conceit ≈ самомнение self-control ≈ …

Copyright © 2010-2018 Slovar-Vocab. com, AllDic. ru. Англо-русский словарь Онлайн. Бесплатные русско-английские словари и энциклопедия, транскрипция и переводы английских слов и текста на русский.

Free online English dictionaries and words translations with transcription, electronic English-Russian vocabularies, encyclopedia, Russian-English handbooks and translation, thesaurus.

Http://slovar-vocab. com/russian-english/big-dictionary/upravlenie-neftepererabativayuschim-zavodom-1003607.html

Просмотров: 592 Комментариев: 3 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно Скачать

На нефтеперерабатывающем производстве, которое представляет собой сложную промышленную систему, система управления процессом играет ключевую роль. Необходимо обеспечить постоянное и безошибочное управление и стабильную работу системы. Даже один день простоя означает для завода потерю огромной прибыли. С одной стороны жесткая конкуренция требует такого управления процессом, при котором будет достигнут максимальный уровень выпуска высококачественной продукции, а с другой стороны затраты на энергию, персонал и обслуживание систем, которые являются тремя важнейшими факторами, влияющими на цену готового продукта, должны по возможности удерживаться на низком уровне, чтобы продукт был конкурентоспособным на мировом рынке. Система управления процессом влияет на все типы затрат.

Поэтому именно оптимальное управление процессом может гарантировать эффективное использование потребляемой энергии и такую операторскую поддержку при управлении системой, при которой затраты на персонал будут минимальными.

Кроме того, сочетание нестабильного по характеристикам сырья и изменяющихся требований к показателям качества получаемых продуктов являются основными факторами, которые делают задачу подбора технологического режима чрезвычайно сложной. Трудности выбора режимных параметров связаны со следующими причинами.

Во-первых, отсутствуют (или крайне ограничены) средства метрологического контроля качества продуктов подготовки и переработки нефти на потоке, в связи с чем, управление производится на основе информации, получаемой путем отбора проб и проведения лабораторных анализов. Стоимость и технические возможности лабораторного контроля на предприятиях позволяют делать не более двух-трех анализов в сутки.

Во-вторых, качество процессов управления с учетом задержек, инерционности производственных процессов, достигающих в процессах подготовки нефти время от нескольких часов до нескольких десятков часов, а в процессах нефтепереработки от нескольких минут до десятков минут, принципиально не может быть сделано высоким, т. к. низкое быстродействие автоматических систем регулирования не позволяет подавлять возмущения относительно более высокой частоты.

В-третьих, объем информации, который предлагается оператору (или автоматическому устройству) для выработки управляющих воздействий достаточно велик. Часто информация имеет нечеткий характер, а оценка качества того или иного решения на управление проводится по многим плохо формализованным критериям. Это приводит к тому, что решения на управление формируются обычно экспертным образом, и качество управления зависит от опыта и других личных качеств обслуживающего персонала.

Сказанное позволяет заключить, что проблема управления процессами переработки нефти является весьма актуальной, а ее разрешение позволяет заметно повысить эффективность производства. Актуальность темы подтверждается огромным числом публикаций, сотнями патентов и авторских свидетельств на изобретения, исследований в форме диссертаций, которые направлены на решение проблемы управления процессами подготовки и переработки нефти.

На современном нефтехимическом предприятии работает несколько десятков установок. Для четкого планирования и управления работой этих установок необходимо иметь мощные средства автоматизации управления. Но этого недостаточно. Необходима система оценки текущих состояний технологических установок и критерии принятия управляющих воздействий. На сегодняшний день в отечественной нефтепереработке используется система нормированных показателей. По таким показателям, установленным соответствующей документацией, ведется технологический процесс, т. е. устанавливаются режимные параметры. В свою очередь расчет экономических показателей производится так же на основании утвержденных методик, которые заключаются в определении порядка отнесения и структуры производственных затрат на стоимость продукции [30].

Возникает законный вопрос в правильности существующей методики определения технико-экономических показателей. Но даже при условии принятия положения о правильности структуры распределения затрат на товарную продукцию, при функционировании такого механизма расчета технико-экономических показателей, нет достаточной оперативности в их расчетах.

Экономическая нагрузка на полученные технические результаты добавляется исходя из цены нефти – сырья, поступившего на переработку. Если на переработку поступила нефтяная смесь, по разным ценам, то среднюю цену вычисляют путем нахождения средневзвешенного показателя. Учитываются различные эксплуатационные, общезаводские затраты и рассчитывается себестоимость произведенной продукции.

На основе рассчитанных данных принимаются решения об изменении технологического регламента. Минимальный период расчета технико-экономических показателей на основе данных о технологическом процессе составляет в настоящее время одни сутки. Таким образом цикл оперативного управления по технико-экономическим показателям составляет 2 суток, с учетом получения информации о реакции управляемой системы на управляющее воздействие.

Управление непосредственно технологическим процессом осуществляется без учета технико-экономических показателей. Операторы опираются исключительно на нормы, установленные технологическим регламентом, в котором задаются значения для технических показателей. В связи с этим управление технологическими установками носит экспертный характер в пределах ограничений, накладываемых регламентом.

Управление современными нефтеперерабатывающими и нефтехимическими заводами представляет собой сложную и трудоемкую задачу. Обычно полагают, что она заключается главным образом в достижении предприятиями установленных планом основных показателей их производственно-хозяйственной деятельности. Если рассматривать задачу управления лишь с этих позиций, то и в этом случае следует отметить ее масштабность.

Сложность управления предприятием в условиях переходной экономики обуславливают:

– многообразие поставщиков сырья, и как следствие разнообразие показателей его качества (содержание светлых нефтепродуктов, ароматических соединений, непредельных углеводородов, содержание серы и т. д.).

Производственно-хозяйственная деятельность каждого предприятия оценивается целым рядом показателей, таких, как объемные показатели по производству продукции в стоимостном и натуральном выражениях, показатели по труду, заработной плате, себестоимости продукции, прибыли, рентабельности и т. д. (для нефтеперерабатывающего завода, например, подобный ряд состоит почти из восьмидесяти наименований). Каждый показатель, как правило, является функцией нескольких аргументов. Так, показателями по объему производства продукции в натуральном выражении определяются с учетом качественной и количественной характеристик сырья, возможных вариантов его переработки, расходных нормативов, состояния оборудования и других данных.

Для управления заводом очень важно, что показатели деятельности завода постоянно изменяются во времени. Другими словами, помимо числового значения, у каждого показателя имеется и временная характеристика, раскрывающая его динамику.

Следует отметить, что об управлении заводом, так же как и любым другим объектом, можно говорить, только анализируя работу предприятия как динамическую систему.

Статические характеристики нефтеперерабатывающего или нефтехимического завода могут дать нам представление о номенклатуре продукции и мощности производства по основным ее видам, потребляемом сырье, источниках и количестве потребляемых энергетических ресурсов, наборе технологических производств и установок, численности производственного персонала и т. п. Эти характеристики могут вполне удовлетворять технолога, энергетика, экономиста для определения соответствующих их профилю задач. Постоянное же изменение показателей завода во времени выдвигает требование иного взгляда на завод, выступающий как объект управления.

При таком подходе нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия рассматриваются как сложные (большие) системы, которые состоят из совокупности элементов, находящихся во взаимодействии (рис. 1). Поэтому исследование их должно осуществляться на основе методологических принципов такой научной дисциплины, как общая теория систем. При этом, безусловно, следует исходить из предпосылки, что упомянутая теория не заменяет, а дополняет другие науки, положения которых применится в производстве продуктов переработки нефти и нефтехимии.

Рисунок 1. Принципиальная схема представления производства нефтепродуктов в виде совокупности материальных потоков.

С позиции общей теории систем [53] управление есть функция системы, ориентированная либо на сохранение ее основного качества (т. е. совокупности свойств, потеря которых влечет за собой разрушение системы) в условиях изменения окружающей среды, либо на выполнение соответствующей программы, которая должна обеспечить устойчивость функционирования (гомеостаз), достижение определенной цели.

На основании изложенного задачу управления нефтеперерабатывающими и нефтехимическими предприятиями нужно рассматривать в более широком плане, чем только достижение ими основных показателей производственно-хозяйственной деятельности.

В условиях постоянных изменений, происходящих в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, и все возрастающих требований народного хозяйства данная задача состоит в обеспечении эффективного функционирования завода При этом работа предприятия должна удовлетворять как требованиям макро-, так и микросреды функционирования.

Например, максимальное удовлетворение рынка в продукции предприятия должно сочетаться с совершенствованием технической базы производства и улучшением условий труда и быта членов заводского коллектива.

Такое содержание задачи управления вызывает необходимость учитывать все аспекты функционирования предприятия и окружающей среды, использовать при решении упомянутой задачи системный подход, базирующийся на положениях общей теории систем.

Применение системного подхода для целей управления основано на ряде специфических приемов, а именно:

· и замене исследуемой системы некоторой аналитической или числовой моделью;

· и определении и формулировке совокупности правил (алгоритмов), характеризующих поведение системы;

Поиск решения задачи управления в отличие от поиска решений других задач имеет свои особенности.

Получение целевых нефтепродуктов, снабжение завода электроэнергией, экономический анализ и другие аспекты производственной деятельности предприятия реализуются через последовательные закономерные явления, переход одних явлений в другие, т. е. обеспечиваются посредством соответствующих процессов.

Управление также является одним из аспектов функционирования производства и характеризуется своими закономерностями, определяющими последовательность действий и зависимость явлений. Исходя из этого, можно говорить о существовании процессов, посредством которых обеспечивается управление, т. е. процессов управления.

Поэтому особенности управления заводами, перерабатывающими, например, нефть и ее фракции, заключаются не только в специфике производства продуктов нефтепереработки, но и в отличии собственно процессов управления от других, хорошо известных в нашей практике процессов.

Производство нефтепродуктов относится к типу непрерывных. При этом особенностью его является то, что все направления производственно-хозяйственной деятельности НПЗ в значительной мере определяются качеством поступившего на переработку сырья.

На нефтеперерабатывающих заводах при использовании одного и того же сорта нефти в различных условиях достигаются разные выходы нефтепродуктов. Это позволяет в широких пределах варьировать технологические режимы переработки нефти (особенно при наличии нескольких сортов) в целях получения оптимальных выходов отдельных нефтепродуктов. От качества исходного сырья существенно зависит выход продукции и на нефтехимических предприятиях.

Эффективная реализация процессов управления предприятием и особенно проектирование механизма, реализующего эти процессы (или, как принято в настоящее время говорить, управляющей системы), также вызывает необходимость формализации процессов управления с достаточной степенью полноты. Иными словами, необходимо описать процессы управления формальными средствами с учетом специфики производства. Наиболее распространено сейчас такое описание языком математики и формальной логики [35].

При формализованном описании процесса используется целый ряд определений, показателей и связей между ними. С понятием «управление» тесно связаны такие термины, как уже упомянутые ранее система, среда, объект, критерий и др.

Особенно важно для раскрытия понятия «управление» определение цели. Она характеризует поведение системы для соответствующего упорядочения множества ее состояний. Формальным выражением цели служит целевая функция, т. е. функция в экстремальных задачах, минимум или максимум которой нужно найти. Цель фактически определяет направление процесса управления.

Одним из основных понятий при рассмотрении систем в связи с формализацией процесса управления является «назначение» объекта. Оно обусловливает области применения систем, раскрывает их сущность. Назначение, например, нефтеперерабатывающего завода заключается, как известно, в производстве соответствующей гаммы продуктов на базе переработки нефти.

Важной характеристикой системы служит понятие «ресурс». Это понятие, широко используемое в управлении производственными объектами, раскрывает запасы или источники возможностей системы, к которым обращаются в необходимых случаях.

Весьма существенны также такие определения, как «субъект» и «объект». «Субъект» управляет производством, активно воздействуя на предмет познания. В то же время завод, на который направлена познавательная и иная деятельность субъекта, выступает в качестве предмета познания, или «объекта». При этом довольно значительную роль играет представление завода как объекта управления, т. е. объекта реализации результатов процессов управления.

Реализация системного подхода в управлении предприятиями в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности выдвигает необходимость использования для этой цели соответствующих средств. По общепринятому мнению, сегодня такими средствами являются автоматизированные системы управления.

Переход к автоматизированному управлению есть объективная необходимость, обусловленная все возрастающей лавиной управленческой информации и требованиями дальнейшего повышения производительности труда в сфере административно-управленческих работ.

Математические модели установок и производств в нефтепереработке и нефтехимии, известные в настоящее время, содержат от нескольких десятков до сотен уравнений. Алгоритмы, определяющие поведение систем, состоят из тысяч операций [7]. Естественно, что в данном случае использование таких алгоритмов без соответствующих средств автоматизации не позволяет даже говорить об эффективном внедрении системного подхода в управление производством.

Планируемое дальнейшее увеличение мощностей заводов, производств, единичных установок существенно усложняет управление ими. Широко известно, что если объем производства возрастает в арифметической прогрессии, объем информации при его функционировании увеличивается в геометрической прогрессии. Необходимо принимать во внимание и тот факт, что сложность задач управления при этом возрастает в значительно большей степени, чем численность людей, которые могут быть заняты их решением.

Однако, наибольшие трудности возникают при необходимости осуществлять оптимальное управление заводом, поскольку даже незначительные отклонения от оптимальных значений показателей его деятельности заметно снижают эффективность работы производств большой мощности.

Оптимальное управление современным предприятием «вручную» практически невозможно, если только не рассчитывать на случайное достижение нужных результатов. Рассмотрим справедливость подобного утверждения на примере нефтеперерабатывающего завода.

Производственные возможности среднего по мощности НПЗ могут быть описаны системой из 80 – 100 уравнений [58]. Область допустимых планов предприятия, определяемая такой моделью, представляет собой многогранник в n-мерном пространстве, где n – число неизвестных. Число точек в этом многограннике, дающих допустимый план, представляет собой несчетное множество (континиум точек). Поэтому перебрать все допустимые планы нельзя, да и нет необходимости: близкие точки (планы) незначительно отличаются одна от другой.

Практический интерес могут представлять лишь планы, которые существенно различаются между собой или набором технологических способов (режимов) производства и смешения, или интенсивностями их использования. Такие допустимые планы изображаются вершинами многогранника и носят название опорных планов. Известно, что именно среди опорных и находятся оптимальные планы.

Вручную перебрать все опорные планы не представляется возможным, так как число их астрономически велико. Действительно, верхняя граница числа опорных планов определяется числом сочетаний из п по т (где т – число строк модели):

Для реального нефтеперерабатывающего завода n=100 и m=80, откуда число опорных планов ориентировочно составляет 10 40 . Поэтому, если предположить, что для расчета одного опорного плана человеку отпускается всего одна секунда, то для перебора всех планов ему не хватит целой жизни даже при непрерывной работе.

Увеличение объемов информации, усложнение задач управления вызывают сегодня острую потребность искать пути и методы решения возникших проблем, чтобы завтра не оказаться перед необходимостью снижать темпы роста производства из-за невозможности управления им.

Увеличением численности управленческого персонала решить проблему нельзя: людские резервы ограничены. Да и этот путь имеет большие отрицательные последствия: возрастают непроизводительные расходы, снижается оперативность управления, аппарат становится более громоздким. Так, на крупных предприятиях уже теперь число подразделений только в центральном управленческом аппарате достигает сорока и выше (данный показатель не учитывает аппарата управления производств, цехов и установок).

Наличие формализованной информации, на основе которой строится любой документ, позволяет говорить о возможности механизации и автоматизации информационных процессов. Эта возможность сегодня достаточно эффективно реализуется с помощью электронно-вычислительной техники и математических методов.

Применение новейших методов и средств в управлении повышает производительность труда работников сферы управления, позволяет быстро и качественно перерабатывать информацию, находить оптимальные управляющие воздействия. Автоматизация управления освобождает человека от рутинной работы, дает возможность в полной мере использовать его опыт и творческие способности, а самое главное, обеспечивает получение всестороннего, комплексного и научно обоснованного решения задач управления в сроки, наиболее приемлемые для его реализации.

Каждый конкретный специалист по-своему представляет себе завод, на котором он работает. Например, технолога нефтеперерабатывающего завода, прежде всего, интересует схема переработки нефти. Основными характеристиками для этого работника являются в первую очередь мощности предприятия по сырью и производству стандартной продукции или вторичного сырья. Технолог принимает во внимание показатели исходного сырья, параметры установки по его переработке, особенности получения готовых продуктов и другие специфические сведения. Для специалиста по электроснабжению и электрооборудованию интерес представляют уже иные данные, а именно: установленная и потребляемая мощность электрического оборудования, годовой расход электроэнергии и другие важные для обеспечения ею завода показатели.

Помимо сырья и электроэнергии, в процессе производства продукции потребляются тепло и вода, отводятся в канализацию отработанные стоки, используется оборудование. На любом нефтеперерабатывающем или нефтехимическом предприятии имеются трубопроводные системы, подъездные автомобильные и железнодорожные пути, сливоналивные эстакады для приема сырья и реагентов и отгрузки товарной продукции. Значительную роль играют хранение сырья и готовых продуктов, смесительные станции, факельное хозяйство и объекты утилизации углеводородных газов.

В процессе производства продукции предприятие осуществляет финансовую деятельность. На каждом заводе трудится значительный эксплуатационный штат специалистов. Функционируют и другие элементы, образующие сложный организм действующего нефтеперерабатывающего или нефтехимического предприятия.

Каждому аспекту деятельности завода соответствует та или иная его модель. Так, кроме приведенной уже технологической модели возможны электроэнергетическая, экономическая, финансовая, кадровая и другие модели пред приятия.

Очевидно, что как весь организм завода в целом (см. первый раздел), так и каждый элемент данного организма имеют количественные, качественные и временные показатели (характеристики), которые необходимо поддерживать для получения в нужном количестве продуктов требуемого качества в установленное планом время.

Следовательно, для выпуска готовой продукции необходима согласованная работа всех подразделений завода с учетом возможных изменений их характеристик в целях достижения предприятием плановых показателей его производственно-хозяйственной деятельности. Зависимость этих показателей завода от показателей функционирования его элементов обусловливает направление в решении указанной задачи. Оперируя с показателями работы элементов предприятия в пределах, определяемых возможностями элементов, можно обеспечить получение требуемых показателей деятельности завода.

Рассматривая нефтеперерабатывающие и нефтехимические, предприятия в виде элементов, образующих некоторое множество с реализацией на нем заранее заданного отношения с фиксированными свойствами, мы имеем право подтвердить предположение о том, что нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия представляют собой систем, и как система обладает присущими ей свойствами.

Показатели работы завода и его структурных элементов при представлении предприятия в качестве системы можно считать ее параметрами, т. е. показателями, характеризующими состояние системы функционирования ее в условиях конкретной среды.

Согласованная работа всех звеньев предприятия обеспечивается при помощи соответствующего элемента заводского организма, который называется механизмом управления или управляющей системой предприятия. Управляющая система, как уже отмечалось, выступает по отношению ко всему заводу в качестве «субъекта» с определенными представлениями своего «объекта» действия и среды его функционирования. Одним из главных ресурсов функционирования управляющей системы является информация. Поэтому, успех функционирования управляющей системы во многом зависит от того, насколько качественно построена информационная система предприятия.

Общая концепция информационных технологий, как показывает зарубежным опыт, основана на следующем тезисе: решающим фактором для любого предприятия является предоставление соответствующей информации соответствующему лицу в соответствующий момент времени. Большую часть этой ключевой информации содержат финансовые данные. Для того, чтобы всегда быть впереди конкурентов и быстрее принимать важнейшие решения, необходимы процессы, предоставляющие актуальнейшую финансовую информацию в нужной форме. Один из вариантов организации системы управления предприятием в экономической части представлен на рис. 2.

Программные средства по учету и отчетности должны обеспечивать доступ к информации всех подразделений предприятия: исследования и разработки продукции, производства, сбыта и т. д. В результате внедрения финансового модуля руководство всех уровней предприятия получает информацию, которую можно использовать как рычаг для принятия стратегических решений, позволяющих сохранить рентабельность производства, а следственно и прибыль.

Деятельность современного предприятия подразумевает, что в основе экономических и финансовых решений лежат именно данные, характеризующие состояние предприятия в текущий момент времени, а не записи, закрытые месяц или неделю тому назад. Все это имеет решающее значение, поскольку самый оптимальный способ вывести предприятие на заданную позицию состоит в знании его сегодняшнего состояния.

Компоненты системы управления предприятием не ограничены только учетом и отчетностью, они могут включать з себя также логистику, управление персоналом, управление потоками операций и т. д.

Высокая производительность характеризует приложения учета и отчетности во многих областях, при этом обеспечивается высокая актуальность всех данных. Тесное взаимодействие модулей позволяет руководителю принимать решения быстрее и точнее, в любой момент времени.

Интеграция различных приложений в системе должна сохраняться и в том случае, когда необходима автономная обработка децентрализованных заданий. Причина: любая функция системы управления может использовать центральные данные, что позволяет избежать избыточности и обеспечивает интегрированность данных. Поскольку взаимосвязанные значения из разных областей системы синхронизированы, одновременно синхронизируются количественные данные и производные значения.

Одно из современных требований к подобного рода системам – все системы должны быть открытыми, т. с. их можно внедрять на самых разных технических платформах в наиболее современных операционных системах. Благодаря открытой системной среде, можно выбирать те платформы и операционные системы, которые наиболее полно отвечают потребностям предприятия.

До сих пор, на современных НПЗ разделены функции экономического расчета, который производится «по факту», т. е. на основании данных, полученных за какой то период в прошлом, и непосредственно технологические функции, касающиеся ведения процесса в режиме реального времени [45]. Чтобы свести эти функции в единую технико-экономическую модель необходимо систематизировать и декомпозировать задачу управления на задачи:

1) сбор текущей информации о технических и экономических параметрах;

2) определение (задание) целевой функции (максимизация прибыли, максимизация выпуска продукции, минимизация издержек и т. д.);

3) расчет оптимальных показателей экономической эффективности, с учетом заданной информации (цены, потребности и т. д.);

5) выработка управляющих воздействий, для изменения технологического режима;

Данная процедура является циклом и выполняется в ходе работы технологического процесса. Рассмотрим подробно каждую стадию цикла. 1) Сбор текущей информации о технических и экономических параметрах.

Современные технологические установки имеют доставочный уровень автоматизации, при помощи которой отслеживаются и изменяются все ключевые технологические параметры: температура, объем подачи пара, объемная скорость подачи сырья, давление, и т. д.

Даже с учетом того, что, как правило, все автоматические измерители работают в аналоговом режиме, не составляет большого труда получение данных в цифровом виде с последующим выводом их на монитор оператора (или занесением в базу данных).

Целесообразнее всего заносить значения параметров динамическую базу данных параметров, а не просто отображение текущих параметров на мониторе. Наличие такой базы данных позволяет анализировать «прошлую» информацию, и использовать в дальнейших расчетах измеряемые показатели.

Необходимо решить вопрос о способе занесения данных в базу, поскольку принципы построения базы данных и вообще работы вычислительных машин построен на работе с дискретными величинами, а не непрерывными показателями, которые присутствуют в нефтепереработке. Это становится более понятно, если сравнивать два способа регистрации значений параметров:

При первом способе мы имеем непрерывную линию, показывающую значения параметра во времени. Во втором – фиксированные значения на определенный момент времени.

С другой стороны, запись значений подразумевает под собой расходование вычислительных ресурсов, а именно дискового пространства. Если организовывать фиксирование значений параметров, например, ежесекундно, и таких параметров несколько десятков, то потребуется достаточно большое оперативное дисковое пространство, а если учесть необходимость архивации (т. е. временной остановки записи) или резервных ресурсов, то возникает стоимостной вопрос организации такой системы сбора данных.

Одним из предлагаемых решений вопроса ведения базы данных является учет начального значения в момент запуска системы и дальнейшего фиксирования изменений параметров. Естественно, что каждый параметр в ходе процесса изменяется в обе стороны. Для того, чтобы не учитывать малозначимые изменения, необходимо устанавливать для каждого параметра критическое изменение, при превышении которого делается запись в базу данных, и сравнение уже идет с последним записанным параметром.

Таким образом, в случае стабильного ведения технологического процесса объем хранимой базы минимизируется. В оперативных расчетах используется последний параметр.

Такой же подход справедлив и для учета экономических параметров, таких как внешние цены, курс доллара и т. д. Те показатели, для которых требуются процедуры расчета, определяются с заданной периодичностью, либо устанавливается связь с измеряемыми параметрами и при изменение какого-либо первичного показателя, производится процедура расчета технико-экономических показателей.

Очевидно, что для организации системы сбора информации, решающей подобные задачи, необходимо наличие соответствующего парка вычислительных машин, программного обеспечения и коммуникаций. Но определение целесообразности вложений в такие системы (АСУ) является отдельной задачей.

Для проведения оптимизационных расчетов, помимо наличия данных, зависимостей и ограничений необходимо определение направления оптимизации. Это связано с необходимостью адекватного реагирования на изменение конъюнктуры рынка, которое бывает достаточно трудно спрогнозировать и руководству предприятия приходится принимать решения в оперативном режиме для сохранения конкурентоспособности. Направления оптимизации могут быть различными.

Это может быть как максимизация выручки, прибыли, выпуска какого-либо продукта.

Определение целевой функции необходимо для проведения оптимизационных расчетов и оценки вариантов ведения технологического процесса.

Традиционно целевая функция предприятия заключается в максимизации прибыли, т. е.:

При таком подходе к оценке решений и оптимизации ведения процесса в первую очередь оцениваются затраты на ведение процесса, и полученный результат. Причем, как уже отмечалось выше, оценку результата следует проводить с учетом двух-трех стадий дальнейшей переработки получаемого полуфабриката. Для упрощения и ускорения расчетов необходимо заранее рассчитывать удельную прибыль от дальнейшей переработки.

Распространенным вариантом задания целевой функции является максимизация выпуска какого-либо продукта.

Где Q – объем производства i-го нефтепродукта. Минимизация производительности.

Возможны такие случаи, когда экономически целесообразнее поддерживать минимальную производительность установки. Это может быть вызвано, например, нехваткой сырья. Действительно, остановка и запуск технологической установки влекут за собой большие финансовые затраты. Поэтому целесообразнее поддерживать минимальную производительность установки, зацикливая продукты производства и т. д.

Оптимизация такой целевой функции производится путем введения ограничения по сырью, которое должно неукоснительно выполнятся. В свою очередь лимит потребления сырья должен задаваться руководящим звеном предприятия исходя из:

На основании анализа ситуации, наличия информации о минимальных потребностях всех установок предприятия устанавливается лимит для каждой установки.

3) Расчет оптимальных технико-экономических показателей, с учетом заданной информации.

Расчет оптимальных показателей экономической эффективности проводится по имеющимся моделям. В первую очередь определяется оптимальная загрузка установки. Например, в работе [26] предложена следующая формула расчета оптимальной загрузки.

Простейшая, но вполне реалистическая модель оптимизации суточной производительности технологической установки НПЗ по двум критериям.

По критерию минимизации приведенных затрат на переработку 1 т сырья

По критерию максимизации чистой прибыли от реализации продукции установки

Приняты следующие обозначения: С1, С2 – статистические определенные коэффициенты; аi – постоянные (не зависящие от суточной производительности установки) приведенные затраты на переработку 1 т сырья;bi – условно-постоянная часть приведенных затрат в расчете на суточный объем переработки сырья;С 1Q – приведенные затраты на переработку 1 т сырья, пропорциональные суточной производительности Q вследствие квадратического закона зависимости гидравлического сопротивления аппаратов от линейной скорости подачи сырья (главным образом энергетические затраты);а2 – постоянная часть текущих затрат на переработку 1 т сырья;b2 – условно-постоянная часть текущих затрат в расчете на суточный объем переработки сырья. С2Q – часть текущих затрат на переработку 1 т сырья, пропорциональная Q в силу турбулентного режима движения сырья в системе аппаратов;Цо – цена 1 т целевой продукции;Цп – цена 1 т попутной продукции;

После определения оптимальной загрузки необходимо рассчитать частые технико-экономические показатели.

С учетом цен на товарные продукты можно определить, какую продукцию производить экономически целесообразно. Например, цены на высокооктановые бензины выше, чем на дизельное топливо, поэтому можно сделать акцент на производство бензиновых фракций, расширив пределы кипения фракции. Но, принятие подобного решения (расширения пределов кипения) необходимо принимать с учетом остальных факторов – стоимости дальнейшей переработки и т. д. т. е.:

Р* – прибыль предприятия от производства 1-го продукта, при ограничениях:

Где Х ИТК – ограничения количества фракции в сырье, исходя из данных ИТК.

Заметим, что в данном случае рассматривается вариант получения максимальной прибыли. В случае, когда речь идет о максимизации какого-либо продукта, то в целях сохранения алгоритма расчета на данный продукт устанавливаются искусственно завышенные цены.

При определении оптимального сочетания затрачиваемых ресурсов для ведения процесса (расход пара, электроэнергии, реагентов и т. д.) естественно оптимальными будут показатели, минимально допустимые технологическим регламентом.

Поэтому необходимо рассматривать оптимальные варианты сочетания параметров, относящихся к затрачиваемым ресурсам.

Необходимо заметить, что во всех оптимизационных задачах используются ограничения технологического регламента и материального баланса, которые считаются заданными. После проведения расчетов будет следующая информация:

-распределение производительности полупродуктов с учетом заданных ограничений (материального баланса, исходных данных сырья);

Анализ состояния и особенностей задачи построения систем управления процессами нефтепереработки по технико-экономическим показателям показал, что:

– основными вопросами, решение которых определяет возможность управления по ТЭП являются: разработка методов получения оперативной информации о ТЭП, характеризующих состояние технологического процесса в текущий момент времени; разработка критерия управления; разработка методов оптимизации ТЭП и принятия решений при управлении производством;

Намечены основные направления совершенствования оперативного управления с использованием АСУ предприятия, охватывающей различные сферы хозяйственной деятельности, в частности построение следующих подсистем:

– «План-факт анализ», направленную на определение допустимых отклонений фактических показателей по которым производится управление.

– подсистема поддержки принятия решений оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ). обладающая наряду с традиционными функциональными возможностями, «интеллектуальными» способностями для принятия решений в условиях частичной потери и искажения информации с измерительных устройств, отсутствия точной количественной оценки параметров и показателей.

– подсистема финансового анализа, на основе таких современных информационных технологий как экспертные системы (ЭС), которые позволяют принимать решения в условиях неполноты, недостоверности, многозначности исходной информации на основании цепочки рассуждений (правил принятия решений), заложенной в базе знаний. ЭС анализа финансового состояния предприятия помогает ЛПР (лицу, принимающему решения) оценить экономическую ситуацию, провести ее анализ сформировать диагноз и сформулировать ближайшие цели, достижение которых обеспечит желаемое развитие предприятия с учетом и без учета его резервов.

1. Абдулаев А. А.. Алиев Р. А., Уланов Г. М., Принципы построения автоматизированных систем управления промышленными предприятиями с непрерывным характером производства. – М. Энергия, 1975. – С. 440.

2. Александров Е. А. Основы теории эвристических решений. Подход к изучению естественного и построению искусственного интеллекта. М.: Сов. Радио. 197.-256 с.

3. Алиев Р. А. и др. Производственные системы с искусственным интеллектом. – М: Радио и связь, 1990. – 264 с.

4. Арсланов Ф. А., Веревкин А. П., Иванов В. И., Муниров Ю. М.Э Гареев Р. Г. Моделирование ректификационных колонн установок АВТ для целей оперативного управления по показателям качества. // Исследования, интенсификация и оптимизация химико-технологических систем переработки нефти. – М.; ЦНИИ ТЭнефтехим, 1992. С.94-98.

5. Ахметов М. М. Современные и перспективные процессы прокаливания нефтяного кокса // ХТТМ. – 1986. – № 7. – С. 6-14.

6. Балакирев В. С, Володин В. М., Цирлин А. М. Оптимальное управление процессами химической технологии (Экстремальные задачи в АСУ). – М.: Химия, 1978.-383 с.

7. Березовский В. А., Тарасов В. А. Проектирование и эксплуатация автоматизированных систем управления нефтеперерабатывающими и нефтехимическими предприятиями. М., "Химия", 1977. – 256 с.

8. Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. – М. Машиностроение, 1984. – 312 с.

9. Борисов А. Н., Крумберг О. А., Федоров И. П. Принятие решений на основе нечетких моделей. Примеры использования. Рига:/ "Зинатне", 1990.

10.Бояринов А. И., Кафаров В. В. Методы оптимизации в химической технологии. М., "Химия", 1975. 575 с.

11.Бренц А. Д., Брюгеман А. Ф., Злотникова Л. Г., Малышев Ю. М., Сыромятников Е. С., Шматов В. Ф. Планирование на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 1989. – 335 с.

12.Васильев В. И. и др. Многоуровневое управление динамическими объектами. М.: Наука, 1987. – 309 с.

13.Великанов К. М. Определение экономической эффективности вариантов механической обработки деталей. Л., "Машиностроение", 1971. 240 с.

14.Вентцель Е. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. – М.: Наука, 1980.-208 с.

15.Веревкин А. П. Ситуационное управление процессами нефтепереработки и нефтехимии по показателям качества продуктов. / Тезисы докладов международной конференции. т. З. – Новомосковск. С. 44-45.

17.Веревкин А. П. Ситуационное управление ректификационной колонной с боковыми погонами. // Математические методы в химии и химической технологии. / Сб. тезисов международной конференции, ч. 4 – Тверь, 1995. – с.97-98.

18.Веревкин А. П., Иванов В. И. Принципы построения автоматических систем управления ректификационными колоннами и их комплексами. // Динамика неоднородных систем, вып.14. / М.: ВНИИСИ, 1988. – с. 68-74.

19.Гермаш В. М., Малышев Ю. М. Технический прогресс и повышение эффективности нефтеперерабатывающего производства. – Уфа: Башк. Книжн. Изд., 1980.- 112 с.

21.Диагностика, ресурс и прочность оборудования для добычи и переработки нефти. Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции./Уфимский нефтяной институт, 1989. – 124 с.

22.Докучаев Е. С., Тищенко В. Е., Орел И. С., Калужский А. А. Интенсификация использования нефтехимических агрегатов. Экономические проблемы. М. "Химия", 2007.-208 с.

23.Егоров В. И., Злотникова Л. Г. Экономика нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М, Химия, 1982. – 288 с.

24.Заде Л. А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М.:Мир, 1976.

25.Зангвилл У. Нелинейное программирование. Единый подход. Пер. с англ. под ред. Е. Г. Гольшейна. М.:Сов. Радио. 1973, 312 с.

26.Зац А. С. Взаимодействие факторов, определяющих оптимальную производительность технологических установок НПЗ: дис. Канд. Эконом. Наук: 08.00.05 / Уфим. Гос. нефтян. Техн. Универ.- Уфа, 1997. – 180 с.

27.Злотникова Л. Г., Колосков В. А., Лобанская Л. П. И др. Организация и планирование производства. Управление нефтеперерабатывающими и нефтехимическими предприятиями. – М.:Химия, 2008. – 320 с.

28.Ибрагимов И. А., Метт М. С., Нуриев М. Н. Методы и модели планирования нефтеперерабатывающих производств в условиях неполной информации. – Л.: Химия, 1987. – 232 с, ил.

29.Ибрагимов И. Г., Хабиев Р. Х., Затолокин СВ. Исследования влияния нестационарности температурного поля в трубчатой печи на износ трубчатого змеевика. ///Тезисы докл. Республ. н/т конференции, г. Уфа, 1995 г. с. 30

30.Инструктивные указания о порядке калькулирования себестоимости продуктов нефтепереработки в комплексных процессах производства. – М: Минхимнефтепром, 1990. – 72 с.

31.Казакевич В. В., Родов А. Б. Системы автоматической оптимизации. М.:Энергия, 2003. – 288 с.

32.Кантарджян С. Л., Клименко В. Л., Давыдов А. К., Гинзбург Е. Г. Экономика типовых процессов химической технологии., Л., "Химия", 1970. 136 с.

33.Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1998.-380 с.

34.Кафаров В. В., Дорохов И. Н., Марков Е. П. Системный анализ процессов химической технологии. Применение метода нечетких множеств. – М.: Наука, 1986.-360 с.

35.Клыков Ю. И. Ситуационное управление большими системами. М., "Энергия", 1974.- 136 с.

36.Коваленко В. Н. Современные индустриальные системы. //Открытые № 05. 1997 г.

37.Комплекс Л-35-11/1000 – стабильность и надежность, путь в новое тысячелетие: Сб. науч. Тр. /Редкол.: Абызгильдин Ю. М. И др. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999.-88 с.

38.Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. – М.: Радио и связь, 1982.-432 с.

39.Кузеев И. Р., Сельский Б. Е., Ценев Н. К., Проблемы технической диагностики и остаточного ресурса нефтехимического оборудования./Роль технической диагностики в обеспечении промышленной и экологической безопасности на объектах нефтехимического комплекса. //Тезисы докл. Республ. н/т конференции, г. Уфа, 1995 г. с. 23.. 27.

40.Кузнецова СТ. и др. Опыт разработки и внедрения АСУ ТП установок первичной переработки нефти. / Обзор. – М.: ЦНИИТНефтехим, 2001.-41 с.

42.Макаров И. М., Лохин В. М., Манько СВ., Романов М. П., Васильев А. А., Хромов А. А. Особенности нечетких преобразований в задачах обработки

Информации и управления. //Информационные технологии. – 1999.- № 10. – С 21 -26.

43.Малышев Н. Г., Берштейн Л. С., Боженюк А. В. Нечеткие модели для экспертных систем в САПР. М.: Энергоатомиздат, 2007.

44.Малышев Ю. М.,Тищенко В. Е., Шматов В. Ф. Экономика нефтяной и газовой промышленности. М., Недра, 1980, с. 277.

45.Малышев Ю. М.,Тищенко В. Е., Шматов В. Ф., Туданова Ю. В., Зимин А. Ф. Экономика, организация и планирование нефтеперерабатывающих заводов. – М., Химия, 1975.-292 с.

46.Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-12:Сб. трудов Международ, науч. конференции. /Новгород. Гос. Университет Великий Новгород, 1999.-202 с.

47.Мелихов А. Н., Бернштейн Л. С., Коровин С. Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 2006. -272 с.

48.Методика определения экономической эффективности автоматизированных систем управления производством. М. э НИИТЭХИМ, 1971.

49.Методика определения экономической эффективности АСУ производством. М., ЦНИИКА, 1970

50.Методика оптимального текущего внутризаводского планирования в нефтеперерабатывающей промышленности /А. Б. Мандель, Э. М. Полак, Б. П. Суворов, Г. Я. Фридман. – М.:ЦЭМИ АН ССР, 1966. – 128 с.

51.Методика расчета экономической эффективности новой техники в машиностроении. Науч. рук. К. М. Великанов. Л., "Машиностроение", 1967.

52.Мешалкин В. П. Экспертные системы в химической технологии. Основы теории, опыт разработки и применения. – М.: Химия, 1995. – 368 с.

Http://www. bestreferat. ru/referat-132659.html

Автоматизированная система управления нефтеперерабатывающим мини-заводом

Приведены структура и технические характеристики системы управления установкой переработки нефти (газового конденсата). Рассмотрены особенности построения системы управления для взрывоопасных объектов. Дан анализ технических средств для реализации системы.

Structure and technical characteristics of control system of plant oil (gas condensate) refining are represented. Peculiari ties of control system structure for highly explosive objects are examined. Analysis of technical means for implementation of system is given.

В настоящее время в ряде регионов вводятся в действие нефтеперерабатывающие предприятия малой и средней мощности, позволяющие решить проблему местного обеспечения моторным и котельным топливом. Основные достоинства мини-заводов – относительно быстрый ввод их в эксплуатацию и невысокая стоимость.

Окупаемость мини-заводов с учетом капиталовло жений на создание общезаводского хозяйства при пере работке нефти составляет 1. 1,2 года, при переработке газового конденсата – 8. 10 месяцев.

Технологическое оборудование нефтеперерабатывающих установок выпускается в блочно-модульном исполнении и поставляется, как правило, с АСУ.

В данной статье рассматриваетсяАСУ мини-заводом по переработке нефти (конденсата).

• световая и звуковая сигнализация состояния обо рудования и отклонений технологических параметров от заданных уставок;

• аварийное отключение (переключение) техноло гического оборудования;

• ручное управление оборудованием с панели дис танционного управления;

• отображение состояния ТП в текстовом виде, в виде динамической мнемосхемы, графиков, имитаторов стрелочных индикаторов, линейных индикаторов и ре гуляторов;

• архивирование информации; передача информации в смежные и вышестоящие системы (при необходимости)

Рис. 1. Структурная схема системы управления установкой переработки нефти

Состав системы управления (рис. 2): пульт операто ра-технолога, стойка управления, щиты КИПиА, сило вые щиты управления, полевое оборудование, ПО.

Пульт оператора-технолога включает в себя: цветной монитор, системный блок, клавиатуру, принтер.

Стойка управления содержит: блок управления, модули ввода-вывода, барьеры искрозащиты, панель дис танционного управления, блок бесперебойного питания, блоки вторичного питания, монтажную панель.

В щитах КИПиА скомпонованы источники питания и вторичные преобразователи датчиков, барьеры искро защиты, блоки управления отсечными клапанами.

В силовых щитах управления смонтированы электрические аппараты, необходимые для управления исполнительными механизмами (насосами, задвижками, холодильными и вентиляционными установками).

Полевое оборудование – датчики, исполнительные механизмы, посты местного управления встроены в технологическое оборудование и поставляются ком плектно с ним.

Схема комплекса технических средств пульта опера тора и стойки управления приведена на рис. 3.

Рис. 2. Примерный план размещения технических средств системы управления в операторной и щитовой: 1 – стойка управления; 2, 3 – щиты КИПиА; 4 – пульт оператора; 5, 6, 7 – силовые щиты управления

Основные требования к техническим средствам системы – высокая надежность и конкурентоспособная приемлемая стоимость. Исходя из этих требований в системе применены аппаратные средства для промышленной автоматизации с архитектурой IBM PC фирмы Advantech (Тайвань), апробированные и хорошо себя зарекомендовавшие в жестких условиях эксплуатации.

В состав пульта оператора входит системный блок ( IBM PC совместимый компьютер), реализованный на трехслотовом шасси с шиной ISA и источником пита ния. В системном блоке находятся процессорная плата с процессором Pentium 200 МГц, флэш-диск емкостью 24 МБ и ОЗУ – 32 МБ. Кроме того, в шасси установлены накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) на 2,4 ГБ для архивирования информации и сетевая карта, реализующая интерфейс RS -485 для связи с блоком управления стойки управления и системой верхнего уровня, при необходимости.

С помощью монитора и клавиатуры осуществляет ся визуальное наблюдение за ходом ТП в виде:

• фрагментов динамической мнемосхемы с индикацией значений параметров и состояния оборудования.

Кроме того, оператору-технологу предоставлена возможность, при необходимости, изменять уставки, шкалы АЦП, диапазоны измерения датчиков, вводить начальные условия для регулируемых клапанов.

Принтер предназначен для вывода на печать суточных рапортов и хронологии событий аварийных состояний. На печать могут быть выведены графики изменения значений параметров за заданный промежуток времени, что исполь зуется при анализе аварийных ситуаций.

Блок управления стойки управления также представляет собой IBM PC совместимый компьютер, реализованный на шестислотовом шасси с шиной ISA и источником питания. В шасси установлены:

Собственной разработки, что связано с высокой стоимо стью покупных технических средств УСО, а также с необходимостью применения панели дистанционного управления (ПДУ), с помощью которой можно управ лять исполнительными устройствами даже при нерабо тающем блоке управления. Это предъявляет определён ные схемотехнические и конструктивные требования к платам гальванической развязки дискретных сигналов (блокам оптовходов) и блокам твёрдотельных реле, ко торые должны быть информационно связаны как с блоком управления, так и с ПДУ.

Для этих целей разработаны 24-канальные блоки оп товходов и 24-канальные блоки твердотельных реле, каж дый их которых имеет по два 50-контактных соединителя и обеспечивает мультиплексированный информационный обмен как с блоком управления, так и с ПДУ.

Стоимость блоков собственной разработки значи тельно ниже покупных, а их наличие позволяет упро стить монтаж стойки управления.

Мини-заводы по переработке нефти относятся к объ ектам повышенной опасности, технологическое обору дование расположено в зоне В1Г, поэтому все сигналы от датчиков, установленных во взрывоопасной зоне, вводятся в УСО через барьеры искрозащиты, которые конструктивно объединены в 12-канальный блок и имеют вид взрывозащиты "искробезопасная электриче ская цепь". Сертификационным Центром взрывозащи-щённого и рудничного электрооборудования на блоки выданы Заключение о взрывозащищённости электро оборудования, Сертификат соответствия и Разрешение на производство.

Стоимость зарубежных нормализаторов сигналов дос таточно высока (100. 150 долл. США за канал). К тому же нормализаторы сигналов, выпускаемые в странах дальнего зарубежья, из-за неполного соответствия стандартов на серийные термосопротивления, выпускаемые в дальнем зарубежье и странах СНГ, требуют их перекалибровки при использовании, а некоторые отечественные датчики вообще не имеют зарубежных аналогов.

Поэтому были разработаны модули нормализации для номенклатуры сигналов отечественных датчиков, применяемых в системе управления, с использованием комплектации американских фирм Analog Devices и Burr Brown

Учитывая, что АЦП PCL -813 E фирмы Advantech, применяемые в системе, имеют гальваническую развязку входных сигналов, в разработанных модулях норма лизации ограничились реализацией функций подавле ния синфазных помех и преобразованием входных сиг налов от датчиков в напряжение постоянного тока 0. 5 В, пропорциональное входному сигналу.

Конструктивно блок нормализации выполнен в виде монтажной (материнской) платы, на которую может быть установлено до 16-ти двухканальных модулей. Посредством плоского жгута блоки нормализаторов подключаются к АЦП, установленным в блоке управления.

Управление исполнительными устройствами выполняется блоком управления через плату дискретного вво да/вывода, подключённую к блокам твердотельных ре ле, сигналы с выходов которых управляют работой магнитных пускателей исполнительных устройств в соответствии с алгоритмом управления объектом.

Для поддержания параметров ТП в заданном диапазоне выполняется автоматическое регулирование наиболее от ветственных параметров. Специфика ТП определила возможность применения ПИ закона регулирования.

Сигналы управляющего воздействия в цифровом виде передаются от блока управления в ЦАП, на выходе кото рого формируются аналоговые сигналы, управляющие через пневмопреобразователи пневморегуляторами.

ПО является неотъемлемой частью системы управ ления и реализует выполнение всех вышеперечислен ных функций, которые обеспечивают оптимальную ра боту технологического оборудования и предотвращение аварийных ситуаций.

ПО выполнено в виде двух отдельных комплектов программ, функционирующих на одноплатных компью терах стойки управления и пульта оператора.

ПО стойки управления осуществляет тестирование аппаратных средств при запуске, автоматический сбор информации от объектов контроля, расчет и выдачу управляющих воздействий на узлы регулирования в соответствии с алгоритмом управления ТП.

ПО пульта оператора поддерживает отображение, об работку и архивирование результатов контроля состояния объекта, настройку технических средств стойки управле ния на заданный режим работы, работу с архивами дан ных, формирование и печать отчетных документов.

На рис. 4 приведен один из фрагментов представления информации оператору.

Нефтеперерабатывающие мини-заводы, введенные в эксплуатацию в 1997. 2000 г. г., успешно работают в Таджикистане, Ставропольском крае (г. Буденновск), Кабардино-Балкарии (г. Нальчик).

По результатам эксплуатации отработаны и скорректи рованы проектная документация (проектировщик – инсти тут "СинтезПАВ", г. Белгород, Россия), документация на технологическое оборудование (изготовитель – завод "Белэнергомаш", г. Белгород, Россия), документация на систему управления (разработчик и изготовитель НИИ радиотехнических измерений, г. Харьков, Украина).

При изготовлении и поставке заказов максимально ис пользуются новые материалы и комплектующие, появляющиеся на рынке в период запуска заказа в производство.

Технологическое оборудование и система управле ния разрабатываются и изготавливаются по индивиду альным заказам с учетом физико-химических свойств исходного сырья, климатической зоны строящегося за вода, существующей инфраструктуры, а также требова ний заказчика к конечному продукту

Http://www. nhibel. ru/2.html

С нефтяной отраслью, так или иначе, связаны миллионы людей – добытчики и переработчики, биржевые игроки и банковские служащие, бухгалтеры, аудиторы и т. д. Но многие из них не имеют понятия о том, что стоит за сложным процессом превращающим нефть в известные всем бензин, керосин, дизельное топливо, кокс, битум и другие продукты нефтепереработки.

В настоящее время нефтяная отрасль в России переходит на новые модели управления, и если говорить более широко – в отрасли происходит смена поколений. В нефтяные компании приходят молодые, энергичные сотрудники, получившие хорошее образование как в области самой НГ отрасли, так и в области экономики, менеджмента, социальных знаний. Эти знания позволяют объединить усилия огромных коллективов нефтяных компаний в достижении глобальных стратегических целей, поставленных государством, акционерами, собственниками.

Сегодня предприятия вынуждены работать в жесточайшей конкурентной среде. Необходимо противостоять многочисленным вызовам и стремиться производить качественную продукцию с наименьшими затратами. Производство должно быть конкурентоспособным, устойчивым и рентабельным. Применение передовых технологий, таких как усовершенствованное управление и оптимизация в масштабах производства поможет решить множество проблем, связанных как с управлением производством, так и со снижением затрат на производство продукции.

Современные решения по управлению и оптимизации нефтеперерабатывающих заводов воплощают в себе исчерпывающие знания в области химии и технологии процессов нефтепереработки, информационных технологий, промышленной автоматизации, современных экономических методик, обширный опыт повсеместного применения высокотехнологичных решений: от улучшения качества регулирования до глобальной многоуровневой оптимизации всего производства.

Одним из источников конкурентных преимуществ могут стать инвестиции в информационные технологии, призванные улучшить работу всего предприятия путем оперативного управления ресурсами предприятия, снижения рисков, четкого соответствия нормативным требованиям, увеличения эффективности производственных процессов, принятия решений в режиме реального времени.

Информационная система управления производственными процессами для предприятий нефтепереработки (с учетом непрерывности производства) находится на MES-уровне информационной пирамиды предприятия и состоит из набора программных и аппаратных средств, обеспечивающих функции управления производственной деятельностью, от получения задания на выработку партии продукции и до отгрузки партии потребителю.

Контур информационной системы управления производственным процессами представлена на рис.1:

Полученный, при реализации проектов создания систем эффективного управления нефтеперерабатывающих заводов, опыт, позволяет утверждать, что для реализации подобных задач в нефтепереработке можно использовать концепцию, заключающуюся в автоматизации конкретных бизнес-процессов контроля, управления и анализа производства.

Бизнес-процессы эффективного управления производством можно классифицировать по верхнему уровню:

– производственный учет и согласование материальных и знергетических балансов,

– учет и анализ производства и потребления электро – и теплоэнергетических ресурсов,

В основу методологии разработки и внедрения Информационной Системы Управления Производственными Процессами (ИСУПП) был положен традиционный подход, основанный на определении функциональных требований к компонентам ИСУПП и выполнения следующих действий:

    Определение поставленных перед НПЗ производственных задач, т. е. задач, связанных с управлением производственными процессами на конкретном производстве; Разделение производственных задач НПЗ на отдельные элементы; Определение требуемого функционала ИСУПП для решения каждой производственной задачи; Определение уровня функциональных задач ИСУПП, в соответствии с существующим или перспективным развитием автоматизации производственных процессов и автоматизированных систем управления производством на НПЗ; Определение требований к классу автоматизации технологических процессов, необходимому для реализации выбранного на предыдущих этапах уровня функциональных задач ИСУПП.

На первых этапах после проектирования требований к системе стояла задача выбора отвечающих всем требованиям современной системы автоматизации НПЗ, были проанализированы системы следующих компаний: Aspen Technology, Emerson Process Management, Honeywell, Invensys, KBC (Iperion), OSIsoft, Siemens, Yokogawa и ряда других поставщиков, работающих на российском рынке. Результаты исследований приведены в таблице №1:

Представленные данные стали базисом для принятия решения о выборе платформы для внедрения ИСУПП на НПЗ. Следует отметить, что для реализации ИСУПП руководством НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ было принято решение о выборе PI System производства компании OSISoft.

Ключевыми целями разработки и внедрения ИСУПП явились создание единой Информационной системы управления производственными процессами нефтепереработки НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ, обеспечивающей:

– снижение производственных затрат на основе повышения оперативности, полноты и достоверности производственного учета, выявления причин и сокращения сверхнормативного расхода нефти, материалов, катализаторов, реагентов, энергоресурсов, производимых нефтепродуктов;

– стабилизацию и повышение качества производимых нефтепродуктов на основе современных методов оперативного планирования производства и оптимизации управления технологическими процессами.

В соответствии с поставленными задачами были проведены работы по концептуальному распределению функциональности MES-систем и целевым наличием в ИСУПП функциональных производственных модулей. Соотношение функций MES-систем и целевых функциональных модулей ИСУПП представлено на следующем Рис.2.:

Данное соотношение обусловлено спецификой рассматриваемой НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ, и в частности особенностями ее организационной структуры.

Успешное внедрение ИСУПП в рассматриваемой НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ можно определить, как классический пример реализации целей и задач бизнеса на базе проектного подхода к выполнению работ. В первую очередь в НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ была принята программа мероприятий во внедрению ИСУПП, данный документ носил концептуальный и стратегический характер, он стал базисом формализованных групп проектов, которые требовали реализации на всех этапах внедрения ИСУПП. Группы проектов составили, так называемый «Портфель проектов». Группы проектов, в рамках «портфеля проектов» классифицированы по следующим принципам: приоритетность (последовательность, очередность), целевое предназначение (обеспечивающие, общие, проекты ИСУПП), а так же комплексность.

При разработке портфеля проектов, а так же положений о взаимодействии команды управления портфелем проектов и проектами портфеля, использовались следующие документы: национальные требования к компетентности специалистов по управлению проектами и свод знаний по управлению проектами PMI PMBOK® Guide 2008.

Общая концептуальная архитектура, с учетом межзаводских коопераций, ИСУПП НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ представлена на следующем Рис.3.:

В свою очередь, целевая архитектура ИСУПП уровня нефтеперерабатывающего завода представлена на следующем Рис.4.:

Программное обеспечение PI System компании OSISoft является ядром ИСУПП, вокруг которого расположены все остальные модули.

Принципиальная техническая архитектура ИСУПП НПЗ представлена на следующем Рис.5.:

Ниже, приведены основные результаты и возможные выгоды, которые были получены в результате внедрения ИСУПП на одном из НПЗ НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ:

По календарному планированию производства и управлению компаундированием – сНижение производственных потерь, минимизация товарных запасов, оптимизация производственных операций на установках с учетом поступающего сырья, оптимизация смешения различных продуктов, гарантированный выход смесей, удовлетворяющих нормативам, увеличение операционной прибыли при выполнении компаундирования, снижение затрат на обработку информации, и организация доступа к интегрированной информации для оперативного принятия решений, сокращение рутинных операций и общее снижение трудоемкости подготовки отчетности.

По системам сбора, хранения, обработки производственно-технологических данных по состоянию работы основного технологического оборудования – уВеличение производительности, снижение себестоимости, увеличение продуктивности работы персонала установок, товарных парков и т. д..

По управлению технологическими процессами – незначительное увеличение прибыли за счет – увеличения объема переработки, снижения отклонений по плановому качеству продукции, сокращение потребления энергии.

По операционной деятельности – повышение общего уровня и качества операционной деятельности за счет следующих мероприятий: первоначальное обучения по внедряемым функциональным решениям в области автоматизации НПЗ соответствующих сотрудников; подготовка и согласование регламентирующей производственной документации; утверждение состава ключевых показателей эффективности производства и персонала (с возможностью их отслеживания и анализа); определение и назначение владельцев производственных данных и т. д.

– создание единого хранилища данных реального времени, в котором будет собрана вся технологическая и производственная информация, необходимая для оперативного, комплексного планирования производства, добычи, сбыта;

– создание механизма отслеживания истории продукта на всем жизненном цикле;

– внедрение системы автоматического формирования и корректировки готовых рецептур продукции, а так же внедрение систем, отслеживающих функциональность автоматических станций смешения готовой продукции;

– создание системы учета всех возникающих тревожных событий (где, когда и что произошло), с их классификацией и отслеживанием результатов ликвидации аварийных ситуаций, создание единой базы данных по аварийным ситуациям на всех заводах НФТЯНОЙ КОМПАНИИ, с целью использования данных при подготовке сотрудников специальных производственных служб быстрого реагирования на аварийные ситуации (промышленная и экологическая безопасность);

– автоматизация учета движения подвижного состава (совместно с РЖД);

– создание автоматизированной системы поиска фактических потерь производства;

Успешное достижение конечного результата – повышение экономической эффективности производственного процесса, которого можно добиться только комплексно автоматизируя все аспекты производственной деятельности. Очень важно в таком случае правильно выбрать стратегию, инструменты, системы и технологии автоматизации.

Следует отметить, что опыт внедрения ИСУПП на заводах НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ показал, что основная масса проблем, возникших при внедрении, связана с проблемами не только технического характера, к таким проблемам можно отнести:

– крайне низкую подготовленность сотрудников профильных служб к «переходу» на работу в информационных системах;

– отсутствие четко прописанных регламентных документов сервисных служб НПЗ, отсутствие этих документов приводит к неточностям при проектировании технологических процессов в ИСУПП;

– низкий уровень автоматизации технологических процессов, отсутствие регламентов, позволяющих регулировать деятельность служб АСУТП со службами ИТ;

– отсутствие утвержденных и прошедших аттестацию в Государственных органах методик расчетов сырья и нефтепродуктов, адаптированных к новому технологическому оборудованию и т. д.;

– устаревшие формы производственной отчетности, данные формы отчетности не позволяют видеть всю картину производства с … точки зрения;

– ряд проблем социального характера, связанных с возрастным и образовательным уровнем сотрудников технологических установок.

Для поддержки стратегических целей НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ в области нефтепереработки совершенно не достаточно проведения автоматизации НПЗ с учетом требований и функциональности, являющейся, собственно, темой данной работы. Для обеспечения сбалансированности ВИНК в цепочке «добыча – переработка – сбыт» требуется гораздо больше, например, на мой взгляд, необходимо внедрение единой систему планирования добычи, переработки и сбыта продукции, данная система планирования должна быть интегрирована с внутризаводскими системами оперативного планирования и управления, а так же, с идентичными системами коммерческого департамента НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ. Такой подход смог бы обеспечить максимальную загрузку НПЗ и реализацию продукции с наибольшей рентабельностью. Решение данного вопроса могло бы решить задачу варьирования объемов переработки нефти в зависимости от конкретных рыночных условий – цены переработки, потребности рынка в той или иной продукции, объемов поставки и т. п., для достижения этой цели необходимо проводить широкую модернизацию существующего парка технологических установок.

В качестве рекомендации позволю себе заметить, что выполнение следующих условий функционирования НПЗ могло бы значительно снизить риски НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ не только при внедрении систем, подобных ИСУПП, но и при текущей операционной деятельности: обеспечить жесткую административную вертикаль управления НПЗ и информационного взаимодействия с НЕФТЯНОЙ КОМПАНИЕЙ, основанную на административных методах, дополненных экономическими стимулами. Для достижения этой цели необходимо внедрить систему мониторинга и оперативного управления производством, максимально исключающими участие работников НПЗ в сборе первичной информации, максимально автоматизировав этот процесс на уровне единой диспетчерской службы НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ. Это приведет к минимизации искажений аналитики и отчетности, поступающей из дочерних компаний, повысит качество информации, поднимет доверие высшего менеджмента НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ к информации получаемой с НПЗ, что в свою очередь, позволит более эффективно планировать объемы переработки с минимизацией затрат и максимизацией прибыли.

Хотелось бы, так же отметить, что обеспечение финансовой устойчивости НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ за счет роста производства, повышения качества продукции довольно изъезженная тема. Достигать высоких экономических показателей только за счет снижения различного рода затрат довольно сложно, следует переходить на другие уровни управления производством, в том числе и к промышленной автоматизации, практика внедрения ERP так же показала – возврат инвестиций от подобных внедрений дело неблагодарное, и по опыту работы в нефтяных компаниях могу отметить – инвестиции в данные проекты никогда не заканчиваются.

Промышленная автоматизация, к большому сожалению, тема необъективно подзабытая. Хотя, основная масса западных нефтяных компаний, за последние 10-15 лет инвестировала средства именно в промышленную автоматизацию, инвестиции подобного рода дают экономический эффект уже через полгода, максимум год.

Http://journal. itmane. ru/node/691

Автоматизация управления различными технологическими процессами дает живой экономический эффект и позволяет свести к минимуму пресловутый человеческий фактор. Причем польза от внедрения автоматизированных систем управления значительно возрастает по мере их интеллектуализации. На заводах «Газпром нефти» в этом уже убедились.

Минимизацию участия человека в производственном процессе предсказал еще Карл Маркс, говоривший об «автоматической системе машин» как о будущем бурно развивавшейся в XIX веке механизации. Однако по-настоящему эта идея начала воплощаться в жизнь лишь во второй половине ХХ столетия: появление вычислительной техники позволило отодвинуть оператора от промышленной установки. С тех пор это расстояние непрерывно увеличивается благодаря созданию и активному развитию автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).

Суть современной АСУТП хорошо описывает цепочка взаимодействий: оператор — компьютерный интерфейс — программируемые контроллеры — датчики и исполнительные механизмы — объекты управления. Причем именно технологическое развитие центрального звена цепи — программно-технического комплекса (компьютерный интерфейс и программируемые контроллеры) — позволило преодолеть пропасть, разделявшую в ранних АСУТП «голову» системы в виде ЭВМ и «руки» — в виде различных датчиков, регуляторов, клапанов и прочих механизмов локальной автоматизации, соприкасающихся непосредственно с «телом» технологического процесса. Для управления и связи со всевозможными устройствами в современных программируемых контроллерах предусмотрены специальные блоки. В то же время, будучи по своей сути цифровыми, контроллеры совместимы с машинами верхнего уровня — персональными компьютерами.

Широкое распространение ПК открыло новую эру в развитии программируемых контроллеров на микропроцессорах. Это значительно удешевило внедрение АСУТП и открыло им путь во многие не охваченные ранее промышленные сферы. Широко использовать обновленные АСУТП на нефтеперерабатывающих производствах на Западе стали в конце 80‑х — начале 90‑х годов прошлого века. В России об этом задумались несколько позднее. Тем не менее на одном из самых продвинутых сегодня заводов страны — Омском НПЗ — к идее использования АСУТП на базе микропроцессорных программируемых контроллеров также пришли в начале 1990-х, когда на производстве началась масштабная замена средств управления различными параметрами с пневматических на электронные. К началу 2000‑х автоматизированные системы вышли уже на новый виток развития: за счет возможности переложить часть управляющих функций на автопилот или системы усовершенствованного управления технологическим процессом (СУУТП). Такие системы начали внедрять на ОНПЗ в 2003 году.

Первые АСУТП на базе ЭВМ внедрялись на Омском заводе еще в 1970-е и были гордостью отечественной автоматики. Но есть нюанс: понятие «автоматизированный» в названии систем в отличие от понятия «автоматический» подчеркивает необходимость участия человека в отдельных операциях. Это одновременно и сильное, и слабое место АСУТП. С одной стороны, без контроля человека в сложном и опасном производстве не обойтись. С другой — стандартные, рутинные операции машина выполняет гораздо эффективнее человека. Понимание этого факта привело к появлению «умных» АСУТП.

Повышение интеллекта АСУТП возможно за счет дополнения их сложными многопараметрическими контроллерами. Так происходит в случае с внедрением систем усовершенствованного управления технологическим процессом (СУУТП), или Advance Process Control (APC) в зарубежном варианте.

Именно многопараметрический контроллер — ключевое звено СУУТП. Он программируется на основе статистической модели технологического процесса, которая строится «вживую» в процессе тестирования работы конкретной заводской установки и выявления зависимости между различными параметрами технологического процесса. Созданная таким образом система практически заменяет собой оператора, управляя процессом в соответствии с построенной моделью.

Важные компоненты СУУТП — виртуальные анализаторы. Они представляют собой математическую модель, которая, используя прямые измерения различных параметров (температуры, расхода, давления), в реальном времени рассчитывает качество выпускаемого продукта. Опираясь на эти расчеты, автоматика корректирует различные параметры технологического процесса.

На основе запрограммированных моделей можно построить не только систему, управляющую технологическим процессом, но и целый ряд других «помощников» оператора.

Первым шагом к повышению интеллекта АСУТП и переходу к использованию систем усовершенствованного управления на омском заводе «Газпром нефти» можно считать внедрение на установке первичной переработки нефти АВТ-10 виртуальных анализаторов — неотъемлемой части СУУТП. Позднее, в 2005 году, началась работа над созданием многопараметрических контроллеров-автопилотов для установки АВТ-10 и комплекса глубокой переработки нефти КТ-1/1. В общей же сложности к настоящему времени на ОНПЗ в разной стадии реализации проекта находятся восемь СУУТП, еще пять — внедрены или внедряются на Московском НПЗ. Что это дало?

«Существует общая экспертная оценка эффективности внедрения СУУТП на производстве, — рассказал Начальник отдела автоматизации систем управления предприятием Омского НПЗ Алексей Козлов. — Но мы хотели оценить экономический эффект от внедрения систем конкретно на наших установках. В 2013 году мы создали необходимую методику. Полученные результаты превзошли все наши ожидания».

Анализ эффекта по разработанной методике показал, что срок окупаемости систем может составлять от одного месяца, в дальнейшем позволяя экономить десятки миллионов рублей. В отдельных случаях, например, для установки КТ-1/1 на ОНПЗ экономический эффект составил 30 млн рублей в месяц при инвестициях на внедрение 17 млн рублей. Эффекты от внедрения подтверждены и на других установках как омского, так и московского заводов. Что касается факторов, обеспечивающих столь внушительную экономию, то их можно насчитать около десятка.

В первую очередь денежному выражению поддается эффект, достигаемый за счет минимизации запаса по качеству продукта и, соответственно, увеличения отбора наиболее ценных фракций. «Виртуальные анализаторы, входящие в СУУТП, позволяют постоянно оценивать качество конечного продукта, а сама система управляет процессом так, чтобы это качество было приближено к предельным значениям, — объяснил Алексей Козлов. — Например, если по спецификации конец кипения керосина — 250°C, то при наличии только лабораторного контроля оператор должен вести технологический режим с некоторым запасом. На деле это означает, что мы немного недобираем керосиновую фракцию. В свою очередь автоматизированное управление дает возможность довести конец кипения фракции до максимального значения и получить больше наиболее ценного нефтепродукта».

Вторая денежная составляющая — минимизация расхода энергоресурсов за счет автоматической регулировки потребления энергоносителей, отслеживания температуры подачи сырья в зависимости от многих возмущающих факторов, в том числе погодных условий. По словам технологов, в абсолютных величинах это небольшие значения, но с учетом масштаба производства в сумме получаются внушительные цифры экономического эффекта.

Кроме того, автопилот позволяет стабилизировать технологический режим, не допуская отклонения от нормы контролируемых параметров. Это дает уже качественный эффект — оборудование меньше изнашивается, а безопасность ведения технологического процесса повышается за счет сокращения количества нарушений. Помимо этого, к качественному эффекту можно отнести снижение нагрузки на оператора и рост производительности, сокращение числа вмешательств оператора в технологический процесс, уменьшение потерь при сменах технологических режимов.

Ближайшая стратегическая реперная точка развития «Газпром нефти» — 2020 год. К этому времени глубина переработки на НПЗ компании должна достигнуть 95%. Добиться этого результата будет намного проще, если последовательно повышать автоматизацию всех технологических процессов. Именно поэтому сегодня в планах заводчан внедрение базовой АСУТП на всех установках и «умной» — там, где это даст заметный экономический и качественный эффект. Сегодня на омском заводе системы усовершенствованного управления внедряются на установках каткрекинга и изомеризации, затем в планах расширение функционала на уже имеющихся системах управления и внедрение автоматизированных систем на комплексах переработки газов, риформинга, коксового производства. «Мы должны изучить возможности получения эффекта от внедрения „умных“ модулей АСУТП на всех установках и выявить, где именно это принесет конкретную пользу, — поделился планами Алексей Козлов. — Всего нам нужно оценить 30 установок». Такая же работа ведется и на московском заводе. Только в 2015 году здесь начинается реализация проектов по четырем СУУТП.

За сухими цифрами планов и не всем понятными аббревиатурами скрываются процессы, достойные пера фантаста XX столетия. В режим автопилота переводится все больше функций и параметров сложнейшего производства. Процесс управления становится проще, эффективней и безопасней. Один из самых свежих и ярких примеров — внедрение в прошлом году в Омске системы ранжирования сигнализаций на установке переработки газа ГФУ-2. Этот дополнительный модуль сортирует поступающие оператору сообщения в зависимости от их важности, и в уже ранжированном виде передает на пульт управления. Актуальность подобной системы нетрудно оценить, если учесть, что ежеминутно на оператора сваливаются десятки сигналов — предупредительных, оповещающих, неотложных, аварийных, и от оперативности реагирования на них может зависеть не только качество конечного продукта, но и безопасность производства.

Среди других дополнительных систем, входящих в «умную» АСУТП, можно назвать систему управления по сценариям, прогнозирование опасных состояний, систему поддержки принятия решений. Все они будут внедряться на установках нефтеперерабатывающих заводов «Газпром нефти», позволяя повысить IQ систем управления и технологический уровень переработки компании в целом.

СЕРГЕЙ ОВЧИННИКОВ, руководитель проектного офиса блока логистики, переработки и сбыта «Газпром нефти»:

Согласно утвержденной программе автоматизации к 2018 году необходимо обеспечить переход к управлению технологическими процессами на Омском и на Московском НПЗ через единые операторные. Это возможно только при значительном росте интеллекта АСУТП. Первый шаг в этом направлении уже делается — с внедрением систем расширенного управления, которые еще можно назвать интеллектуальным оператором или автопилотом управления технологическим процессом. Они существенно разгружают операторов и приносят прямой экономический эффект, который впечатляет по уже оборудованным системами установкам на омском заводе. Завершить внедрение систем расширенного управления мы планируем в 2018 году.

Http://www. up-pro. ru/library/information_systems/production/gazpromneft-usutp. html

Добавить комментарий