Наши журналы
Опубликовать статью Вход и регистрация
Расширенный поиск
Разделы статьи

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Научная статья
Костюкова А.П.
Костюкова Т.П.
Саубанов В.С.
Шаяхов О.Ф.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.74.8.006
Выпуск: № 8 (74), 2018
Опубликована:
2018/08/18
PDF

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.74.8.006

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Научная статья

Костюкова А.П.1, Костюкова Т.П.2, *, Саубанов В.С.3, Шаяхов О.Ф.4

1 ORCID: 0000-0002-1399-3457;

2 ORCID: 0000-0002-4682-1360;

1, 2, 3 Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, Россия;

4 ООО ПФ «Уралтрубопроводстройпроект», Уфа, Россия

* Корреспондирующий автор (ktp[at]ufanet.ru)

Аннотация

Рассмотрены вопросы организации и построения процессов проектирования объектов нефтегазовой отрасли, требующих итерационного подхода к использованию информационных технологий, особенно при передаче проекта от одного специалиста к другому. Представлены на основе математической модели преимущества динамического взаимосвязанного режима по сравнению с последовательным. Указано, что такое построение возможно вследствие применения AutoСad Civil 3D, а именно за счет так называемых быстрых ссылок. Таким образом, возможности программных сред определяют цифровые аспекты технологической организации проектирования.

Ключевые слова: разновидности организации технологии проектирования, последовательная модель, динамический режим, AutoСad Civil 3D, быстрые ссылки, внешние ссылки, математическая модель, эффективность проектирования.

 

TECHNOLOGICAL ASPECTS OF MODELS CONSTRUCTION FOR OBJECTS OF OIL AND GAS INFRASTRUCTURE

Research article

Kostyukova A.P.1, Kostyukova T.P.2, *, Saubanov V.S.3, Shayakhov O.F.4

1 ORCID: 0000-0002-1399-3457;

2 ORCID: 0000-0002-4682-1360;

1, 2, 3 Ufa State Aviation Technical University, Ufa, Russia;

4 PF Uraltruboprovodstroyproekt LLC, Ufa, Russia

* Corresponding author (ktp[at]ufanet.ru)

Abstract

The questions of organization and construction of processes for designing oil and gas facilities that require an iterative approach to the use of information technologies are considered in the paper, especially when transferring the project from one specialist to another. Based on the mathematical model, the advantages of a dynamic interrelated mode are compared with a sequential one. It is indicated that this construction is possible due to the use of AutoCad Civil 3D, namely due to the so-called quick links. Thus, the capabilities of software environments determine the digital aspects of the technological design organization.

Keywords: varieties of organization of design technology, sequential model, dynamic mode, AutoCad Civil 3D, quick links, external links, mathematical model, design efficiency.

В сложных технических системах, таких как проектирование нефтегазовых месторождений и обустройство скважин, повышение эффективности производства всегда актуально в силу высокозатратности производства [1]. При этом сложность систем и технологий постоянно растет в условиях конкурентной борьбы и расширения потребностей рынка.

Рассматривая технологические процессы проектирования участков обустройства месторождений скважин, обнаруживается большое количество процессов и подпроцессов [2], требующих как наличие информационно-технических средств, так и высокой квалификации персонала [3]. Два этих фактора неразрывно связаны и являются основой для эффективной работы предприятия.

Рассмотрим часть инфраструктурного и технологического проектирования на примере обустройства нефтяного месторождения, который складывается из работы совокупности отделов и служб, выполняющих определенные задачи. Каждая задача и процесс подкреплен перечнем регламентов работы в информационных системах [4]. По мере усложнения процессов и развития технологий производится переоснащение рабочего места новым информационным инструментом либо адаптацией и доработкой существующих модулей.

Вопрос выбора информационных систем и технологий является одним из определяющих в общей стратегии развития предприятия. Сложность вопроса заключается в том, что трудно оценить возможности выбранного пакета на перспективу. Многие возможности систем часто реализуются на момент возникновения потребности. Однако современные системы могут быть спроектированы с учетом быстрой их адаптации и расширения решаемых производственных задач [5]. Вопрос насколько этот инструмент адаптирован под широкий спектр быстро меняющихся производственных потребностей.

Среди большого перечня инструментов располагающих в своем арсенале систем, особо можно выделить коллективную работу сотрудников и отделов.

В проектной деятельности выделяется не так много информационных систем поддерживающих коллективную работу [6]. Коллективность работы в проектировании объектов инфраструктуры заключается в одновременном создании и согласовании текущих проектных решений в режиме реального времени.

На практике очень часто практикуется последовательная модель, когда по завершении создания одного проектируемого объекта создается следующий проект. Например, на основании выполненных геодезических работ выдаются задания на выполнение гидрологических и геологических работ, или на основании отчета геологических исследований выдается задание на выполнение проектно-технологических работ (рис. 1).

21-08-2018 10-07-55

Рис. 1 – Последовательная модель проектирования

Подобный процесс имеет место быть в тех случаях, где проектов и работ небольшое количество и достаточно большое финансирование, а самое главное, когда организация небольшая или в проекте присутствует малое количество специалистов и проектных групп.

Однако в условиях реализации коротких заказов и их большого количества с небольшим бюджетом ранее описанная модель (рис. 1) мало эффективна. Во-первых, изменения, которые, касаются одного отдела, не доступны другим сотрудникам до тех пор,  пока работы по текущему разделу не будут полностью завершены. Вторым существенным недостатком последовательного процесса [7] является отсутствие динамических связей, позволяющих вносить изменения во всем проекте без привлечения всех специалистов. Третий существенный недостаток - отсутствие целостности проекта, т.е. без специальных мер уведомления всех участников проекта изменения могут остаться не замеченными. Более того часто многие отделы работают в различных программных средах, что приводит к дополнительным трудозатратам и ошибкам конвертации данных. Такая технология весьма продолжительна и накапливает большое количество ошибок.

Рассматривая процессы инфраструктурного и технологического проектирования, процесс уточнения и корректирующие действия носят регулярный характер по множеству причин. Корректирующие действия могут достигать до 100% трудоемкости от прямого проектирования. Каждый из этапов многократно проходит проверки и корректировки, при этом корректирующие действия могут производиться в любой точке и любое время производственного процесса.

В большинстве случаев смежные отделы вынуждены искать изменения в проекте, которые могли их затронуть, при этом такая работа выполняется независимо от того действительно изменения были или нет, таким образом выполняя дополнительную бесполезную работу.

Избежать вышеописанных проблем и повысить эффективность можно применением систем, обеспечивающих коллективную работу в динамическом режиме (рис. 2).

21-08-2018 10-10-28

Рис. 2 – Динамическая взаимосвязанная модель

Примечание: ВС – внешние ссылки, БС – быстрые ссылки, ОИГИ – отдел инженерно-геодезических изысканий, СГ – служба гидрометеорологии, ОИГГИ – отдел инженерно-геолого-геодезических изысканий, ТМО, КЛТО, ЛТО – технологические отделы, ОТиЗС – отдел дорожного проектирования, Генплан – отдел проектирования площадочных объектов

Динамический режим позволяет распараллеливать выполняемые работы по текущему проекту, сократить количество повторных обращений к проекту. Задача распараллеливания работ в разных системах решается по-разному. Например, в среде AutoСad Civil 3D [8] данная задача решается быстрыми ссылками.

Быстрые ссылки [9] обеспечивают возможность проектирования специалиста одного отдела на проектной площадке другого, при непосредственном взаимодействии геометрических объектов. Внешние же ссылки [10] являются некой подложкой, и обеспечивает лишь визуальное представление другого чертежа.

В чем преимущество технологии показанной на рисунке 2?  Во-первых, многие сложные вопросы и проектные решения выявляются на начальном этапе сразу после инициирования проекта за счет одновременного доступа специалистов смежных отделов друг к другу «прямо в чертежах». Во-вторых, взаимосвязанность объектов и чертежей обеспечивается топологическим взаимодействием объектов и динамическими связями, т.е. любое изменение, произведенное любым из специалистов, сразу же отразится у специалистов смежных отделов. Тем самым нет необходимости всем специалистам ждать завершения полного окончания предыдущих или параллельно идущих с ним работ. В-третьих, изменение, произведенное на каком-либо этапе, приведет к динамическому перестроению всего проекта за счет динамических связей объектов.

Интегральный показатель эффективности применения вышеописанной технологии представим в виде множества:

M = f(t, k, z),

где M – интегральный показатель эффективности проектирования;

t, k, z  - подмножества, составляющие интегральный показатель М;

t – время, затрачиваемое на технологический процесс проектирования,

t Î T и "y Î T: y ≥ t, y – максимально допустимое значение;

k – число ошибок, накапливаемых в ходе проектирования,

z – количество вносимых изменений и уточнений в проект.

Данный показатель оценивает эффективность производства по нескольким критериям, описанным в виде подмножеств. Каждое подмножество стремится к нижней границе. В таком случае достигается минимальный интегральный показатель, показывающий высокую эффективность проектирования.

Результатом такого множества должно быть значение с минимальными элементами множества. При этом добиваться минимумов можно как с каждым элементом множества, так и со всеми одновременно. Элементы множества бесконечны, поэтому проводить прямую корреляцию или зависимость между общей эффективностью и составляющих ее элементов невозможно. В то же время значимость каждого элемента множества на результат различна.

Учитывая сложность проектирования объектов нефтегазовой инфраструктуры и неразвитость системы интеграции показателей эффективности общего проектирования, предложенные зависимости помогут формализовать показатели на предприятии и учитывать их в производственных процессах с целью повышения эффективности производства. Указанный в статье подход реализован на предприятии ООО ПФ «Уралтрубопроводстройпроект», при этом отмечено повышение эффективности работы

  • инженерно-геодезических изысканий на 15-25%,
  • сектора генерального планирования на 55-80%,
  • отдела дорожного проектирования на 45-60%.
  • отделов технологического проектирования на 20-25%.
Финансирование Статья подготовлена по результатам научно-исследовательской хоздоговорной работы «Исследование и разработка мероприятий по совершенствованию кадрового потенциала на предприятии ООО ПФ«Уралтрубопроводстройпроект» (№ ИЭ-ЭИ-03-17-ХК). Funding The article was prepared based on the results of the scientific and research work "Research and development of measures to improve the human resources at the Uraltruboprovodstroyproekt LLC (No. IE-EI-03-17-HK).
Конфликт интересов Не указан. Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

  1. Костюкова Т. П. Применение систем компьютерного проектирования для формирования территориально-распределенных социальных объектов / Т. П. Костюкова, Д. В. Токарев, В. С. Саубанов // Х Международная научно-практическая Интернет конференция «Проблемы функционирования и развития территориальных социально-экономических систем». – Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. – Уфа : УГАТУ, 2016. – С. 209 – 214.
  2. Костюкова Т. П. Особенности планирования проектных площадок с учетом общей концепции водоотведения / Т. П. Костюкова, В. С. Саубанов // Разработка и решение актуальных научных проблем: вопросы теории и практики : сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 31 мая 2017 г. – Смоленск.: Новаленсо, 2017. – C. 18 – 20.
  3. Костюкова А.П. К вопросу развития современных компетенций в профессиональной деятельности специалиста / Костюкова А.П., Костюкова Т.П., Саубанов В.С. // Фундаментальные исследования – 2016. – №7 – 2 – С. 241-246.
  4. СарычевД.С. Информационное моделирование при разработке проектной и рабочей документации // САПР и ГИС автомобильных дорог №2(5). – – С. 20-24.
  5. Методы организации инновационного процесса [Электронный ресурс] URL: http://partnerstvo.ru/lib/to/node/83. (дата обращения 25.05.2018).
  6. Системно-кибернетический подход и информация [Электронный ресурс] URL: http://partnerstvo.ru/lib/to/node/40. (дата обращения 25.05.2018).
  7. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделий машиностроения. Проблемы и решения / Л.В. Губич – Минск. Беларус. Наука – 2010. – 286 с.
  8. Костюкова Т. П. Генпланы, дороги, трубопроводы. Проектирование элементов инфраструктуры в AUTOCAD CIVIL 3D / Т. П. Костюкова, В. С. Саубанов, И. А. Лысенко. – Уфимск. гос. авиа. техн. ун-т. – Уфа : УГАТУ, 2013. – 86 c.
  9. Чэпел Э. AutoCAD* Civil 3D* Официальный учебный курс. М.: ДМК Пресс, 2015. – 440 с
  10. Школа Алексея Меркулова. Внешняя ссылка Автокад. Создание связанных чертежей. [Электронный ресурс] URL: https://autocad-specialist.ru/video-uroki-autocad/vneshnyaya-ssylka-avtokad-sozdanie-svyazannykh-chertezhej.html. (дата обращения 21.03.2018).

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Kostyukova T.P. Primeneniye sistem komp'yuternogo proyektirovaniya dlya formirovaniya territorial'no-raspredelennykh sotsial'nykh ob"yektov [Application of Computer-aided Design Systems to Form Territorially Distributed Social Objects] / T.P. Kostyukova, D.V. Tokarev, V.S. Saubanov // X Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya Internet konferentsiya «Problemy funktsionirovaniya i razvitiya territorial'nykh sotsial'no-ekonomicheskikh sistem» X International Scientific and Practical Internet Conference "Problems of Functioning and development of territorial socio-economic systems". – Ufa State Aviation Technical university. – Ufa: USATU, 2016. – P. 209 - 214. [in Russian]
  2. Kostyukova T.P. Osobennosti planirovaniya proyektnykh ploshchadok s uchetom obshchey kontseptsii vodootvedeniya [Design Planning Features Taking into Account General Concept of Water Disposal] / T.P. Kostyukova, V.S. Saubanov // Razrabotka i resheniye aktual'nykh nauchnykh problem: voprosy teorii i praktiki: sbornik nauchnykh trudov po materialam Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii 31 maya 2017 g.Development and solution of actual scientific problems: theory and practice questions: a collection of scientific papers on the materials of the International Science – Practical conference on May 31, 2017 – Smolensk: Novalenoso, 2017. – P. 18-20. [in Russian]
  3. Kostyukova A.P. K voprosu razvitiya sovremennykh kompetentsiy v professional'noy deyatel'nosti spetsialista [To Question of Development of Modern Competences in Professional Activity of Specialist / Kostyukova A.P., Kostyukova T.P., Saubanov V.S. / Fundamental'nyye issledovaniya [Fundamental research] – 2016. – No. 7 – 2 – P.241-246. [in Russian]
  4. Sarychev D.S. Informatsionnoye modelirovaniye pri razrabotke proyektnoy i rabochey dokumentatsii [Information modeling in Development of Design and Working Documentation] // SAPR i GIS avtomobil'nykh dorog [CAD and GIS of highways] No.2 (5). – 2015. – P.20-24. [in Russian]
  5. Metody organizatsii innovatsionnogo protsessa. [Methods of organizing the innovation process]. URL: http://partnerstvo.ru/lib/to/node/83 (accessed: 05.25.2018) [in Russian]
  6. Sistemno-kiberneticheskiy podkhod i informatsiya [System and Cybernetic Approach and Information] URL: http://partnerstvo.ru/lib/to/node/40 (accessed: 05.25.2018) [in Russian]
  7. Informatsionnyye tekhnologii podderzhki zhiznennogo tsikla izdeliy mashinostroyeniya. Problemy i resheniya [Information Technologies for Supporting Life Cycle of Engineering Products. Problems and Solutions] / L.V. Gubich – Minsk. Belarus. Science – 2010. – 286 p. [in Russian]
  8. Kostyukova, T.P. Genplany, dorogi, truboprovody. Proyektirovaniye elementov infrastruktury v AUTOCAD CIVIL 3D [General Plans, Roads, Pipelines. Designing of Infrastructure Elements in AUTOCAD CIVIL 3D] / T.P. Kostyukova, V.S. Saubanov, I.A. Lysenko. – Ufa State Aviation Technical University. – Ufa: USATU, 2013. – 86 p. [in Russian]
  9. Chapel E. AutoCAD* Civil 3D* 2014. Ofitsial'nyy uchebnyy kurs [AutoCAD* Civil 3D* 2014. Official Training Course]. Moscow: DMK Press, 2015. – 440 p. [in Russian]
  10. Shkola Alekseya Merkulova. Vneshnyaya ssylka Avtokad. Sozdaniye svyazannykh chertezhey. [School of Alexei Merkulov. External link AutoCAD. Create related drawings] URL: https://autocad-specialist.ru/video-uroki-autocad/vneshnyaya-ssylka-avtokad-sozdanie-svyazannykh-chertezhej.html. (accessed: 21.03.2018) [in Russian]