Постановка процессной системы управления блока производства типового НПЗ крупной нефтяной компании (стр. 2 из 5)

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;

· и использовании принципа внешнего дополнения.

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.