CC BY
16
УДК 334.76
ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТИПИЗАЦИИ
А.Н. Кравченко1
ООО «Тюменский нефтяной научный центр», Россия, 625048, Тюменская область, г. Тюмень, ул. Максима Горького, д. 42
Настоящая статья продолжает серию публикаций, посвященных проблематике оценки эффективности применения типовых решений в нефтегазовом секторе [1-2].
Одним из инструментов сокращения капитальных вложений, ресурсных и операционных затрат при проектировании и строительстве объектов в нефтегазовых компаниях является система непрерывных улучшений, задача которой - в короткие сроки и результативно внедрять в проектное производство инновации и эффективные проектные решения. В настоящее время на государственном уровне в РФ отсутствует единый подход, как к оценке эффективности типовых решений, так и к технологиям повышения эффективности типизации. Автором проведен анализ (открытых источников) и описаны возможные технологии повышения эффективности типизации.
Ключевые слова: проектирование, оптимизация, типизация, унификация, стандартизация, типовое проектирование, технология, эффект, экономическая эффективность.
TECHNOLOGIES FOR IMPROVING TYPING EFFICIENCY
A.N. Kravchenko
Tyumen Oil Research Center LLC, 42 Maxim Gorky str., Tyumen, 625048, Tyumen Region, Russia
This article continues a series of publications devoted to the problems of evaluating the effectiveness of standard solutions in the oil and gas sector [1-2].
One of the tools for reducing capital investments, resource and operating costs in the design and construction of facilities in oil and gas companies is a system of continuous improvements, whose task is to introduce innovations and effective design solutions into project production in a short time and efficiently. Currently, there is no unified approach at the state level in the Russian Federation, both to evaluating the effectiveness of standard solutions and to technologies for improving the efficiency of typing. The author analy zes (open sources) and describes possible technologies for improving the efficiency of typing.
Key words: design, optimization, typing, uniform
Введение
Одним из новых перспективных направлений деятельности проектных институтов нефтегазовых компаний и инструментом повышения эффективности типизации является так называемый технологический проектный анализ, цель которого состоит в обеспечении непрерывного повышения эффективности разрабатываемых проектных решений. Данный анализ строится на принципах декомпозиционного проектирования и может стать одним из важных инструментов при создании и развитии системы управления оптимизацией проектных решений.
Целью развития технологии повышения эффективности типизации является не только сокращение капитальных вложений, ресурсных и операционных затрат при проектировании и строительстве объектов нефтегазового назначения, но и обеспечение непрерывного повышения
эффективности разрабатываемых проектных решений.
Анализ открытых источников показал отсутствие значимой информации по технологиям повышения эффективности типизации [626].
В настоящей статье будут описаны возможные технологии повышения эффективности типизации.
Целью исследования является выявление технологий повышения эффективности типизации объектов нефтегазового назначения.
Материал и методы
Объектом исследования выступают отечественные компании нефтегазового комплекса. Автором обобщен современный опыт развития технологий повышения эффективности типизации объектов нефтегазового назначения.
1 Кравченко Александр Николаевич - начальник управления по развитию систем проектирования, e-mail: ankravchenko-tnk@tnnc.rosneft.ru.
Результаты и их обсуждение
Концептуально реализация технологии повышения эффективности типизации и оптимизации проектных решений может включать в себя:
- применение исходных данных от заказчика (результаты разработок в виде типовых/ эффективных проектных решений, правил, унифицированных номенклатурных рядов и проектных решений, программных модулей и др.);
- применение алгоритмов проектирования объектов капитального строительства с идентификацией точек последовательного выбора оптимальных проектных решений;
- применение набора допустимых входных проектных требований, предъявляемых к свойствам узлов/конструкций/сооружений или объектов в целом, и их интерпретация в виде конечного набора технических параметров, определяющих проектное решение;
- применение диапазонов допустимых значений для набора технических параметров, определяющих допустимые проектные решения;
- определение критериев попадания в диапазон/отклонения от диапазона для оценки оптимальности выбранного варианта проектного решения;
- выбор из вариативного ряда проектного решения, максимально удовлетворяющего параметрам сравнения, основанный на результатах работы алгоритмов сравнения, учитывающих как технические, так и стоимостные критерии оптимальности и др.
Технологический проектный анализ и декомпозиционное проектирование
Главная цель, которую необходимо достичь при разработке проекта - это получение наиболее эффективных и оптимальных решений. Как же этого достичь?
Для обеспечения качественного анализа и поиска оптимальных проектных решений возможно применение технологического проектного анализа и декомпозиционного подхода к проектированию (ДП). Это механизм выработки эффективных проектных решений, предполагающий рассмотрение технических решений объекта и его элементов (в т.ч. типовых) любого масштаба на шести уровнях (рисунок 1). Рассмотрение объекта возможно посредством его декомпозиции на составляющие части с определением возможных альтернативных вариантов технических решений и взаимной зависимости элементов по системе шести уровней.
Назначение (способ реализации)
X
II
Техническая функция
Ж
III
Структурная схема <—
| 1
IV
Принцип действия
1 1
V Конструктивное и
материальное , /
исполнение
1 |
VI
Проект \
Условное обозначение:
Последовательное ^ проектирование по уровням ДП
Итерационные проверки применения альтернативных вариантов решений
Варианты технических| решений
Рисунок 1 - Схема алгоритма подбора оптимального технологического решения
Декомпозиция объекта позволит применять специальные проектные компетенции для более глубокого анализа и выявления эффектов оптимизации проектных решений на каждом из рассматриваемых уровней. И далее возможен синтез всех найденных оптимизационных эффектов в единое проектное решение. Без декомпозиции поиск оптимума может носить случайный характер и зависим от субьективного фактора - персонального опыта проектировщика. Применение декомпозиционного проектирования может снять эти ограничения и позволит использовать формализованные подходы, унифицированные требования, сложенные на множестве экспертных знаний.
Окончательный вариант проектного решения определяется по экономической эффективности его реализации в разрезе операционных и капитальных затрат.
Именно система шести уровней позволит достичь оптимума между операционными и капитальными затратами, при минимальных материальных ресурсах воплощения проектного решения, необходимых и достаточных для обеспечения соответствия заданным в проектной документации функциональным и эксплуатационным требованиям.
Результатом внедрения оптимизационных решений технологического проектного анализа будет являться уменьшение стоимости строительно-монтажных работ и материально-
технических ресурсов по объектам капитального строительства. Для оценки результатов анализа можно выполнить сравнение вновь запроектированного с применением оптимизационных решений объекта с проектом на аналогичный объект/комплекс объектов (включающий объекты-аналоги), разработанный в прошлом без применения оптимизационных решений.
Для реализации технологического проектного анализа требуется проработка методологических подходов с определением основных факторов оптимизации проектных решений, а также их апробация применительно к реальным объектам (объектам-представителям).
Сравнение объектов-представителей, на примере нефтепромысловых объектов, рекомендуется проводить по заранее определенным критериям (материалоемкость, энергоэффективность, площадь застройки, объем отсыпки и др.), влияющим на ключевые техническо-экономиче-ские показатели проектов. Результатом работ могут являться рекомендации с целью реализации выявленного оптимизационного потенциала при текущем проектировании объектов.
При анализе проектной документации объектов-представителей возможно выявление применяемых проектировщиками и заказчиками проектной продукции инновационных технических решений, которые могут обладать всеми признаками эффективных проектных решений. Например, использование беспроводных датчиков давления на кустовых площадках скважин. Беспроводные технологии во многих случаях оказываются более эффективными по сравнению с традиционными решениями с применением контрольных кабелей. По результатам технологического проектного анализа такие эффективные решения могут рекомендоваться к тиражированию после прохождения установленных корпоративных процедур (научно-технические советы и пр.).
Оптимизационные рекомендации экспертов и выявленные в ходе технологического проектного анализа лучшие практики оптимального исполнения объектов в дальнейшем целесообразно закреплять в текущих проектах, а также использовать при разработке/актуализации типовой документации. В том числе учитывать в локальных нормативных документах, устанавливающих правила проектирования.
На примере проектных организаций, помимо собственных оптимизационных решений в работе могут использоваться следующие материалы:
- типовые решения;
- эффективные проектные решения;
- документы повышения производственной эффективности;
- справочники по энергоэффективности;
- результаты опытно-промышленных испытаний новой техники и технологий;
- отчеты экспертизы и др.
При выполнении оценки стоимостных показателей строительства объектов до и после реализации оптимизационных предложений, выявленный потенциальный эффект может оказаться достаточно весомым.
Данные инструменты в перспективе могут дать возможность улучшить результативность действующих процессов повышения производственной эффективности.
Внедрение технологического проектного анализа позволит увеличить количество формируемых нефтегазовыми компаниями (их дочерними обществами) документов повышения производственной эффективности и повысить единичный эффект от разрабатываемых мероприятий.
Эффективные проектные решения
Эффективные проектные решения, оформленные в виде проектной продукции, позволят тиражировать лучшие идеи и технические решения, предложенные проектировщиками. Как правило, такие решения экономят затраты нефтегазовых компаний при строительстве и эксплуатации объектов, делают производственные объекты более надежными и экологичными, а также оптимизируют процесс проектного производства.
Примеры эффективных проектных решений приведены в статье «Принципы формирования экономического эффекта типизации проектных решений объектов нефтегазового назначения» [1].
Эффективные проектные решения обладают следующими признаками:
- значимость экономического эффекта;
- инновационность;
- тиражируемость;
- новизна;
- энергоэффективность (минимальным энергопотреблением);
- высокий уровень промышленной и экологической безопасности;
- готовность к реализации.
Эффективные проектные решения могут
выявляться систематическим поиском с применением подхода декомпозиционного проектирования, как до выполнения проектно-изыскатель-ских работ - внешний проектный анализ, так и
непосредственно в ходе проектирования объектов капитального строительства - внутренний проектный анализ.
Для целевого поиска необходимо применять инструменты декомпозиционного проектирования, в том числе проектный синтез (позволяет вести целенаправленный перебор вариантов на каждом уровне описания с целью подбора оптимальных вариантов технического решения, позволяющих наилучшим образом решить поставленные проектные задачи). Подготовка материалов может выполняться на этапах подготовки предпроектной документации, основных проектных решений, проектной и рабочей документации на строительство, реконструкцию, техническое перевооружение, консервацию и капитальный ремонт объектов.
Рекомендуется выполнять разработку проектной продукции с учетом эффективных проектных решений:
- выявленных (в результате целевого и систематического поиска) или разработанных впервые;
- учтенных в типовой документации;
- одобренных и рекомендованных к внедрению, в том числе по результатам инновационных проектов и опытно-промышленным испытаниям;
- содержащихся в базе эффективных проектных решений;
- являющихся локальными проектными решениями, эффективными для конкретных условий эксплуатации.
Разработка эффективных проектных решений в процессе выполнения проектно-изыс-кательских работ направлена на достижение ключевого критерия оптимизации, который может быть сформирован из следующих критериев:
- экономию и предупреждение роста капитальных вложений;
- снижения эксплуатационных расходов;
- поддержания или повышения уровня промышленной, противопожарной, экологической безопасности (защищенности) объектов;
- импортозамещения материально-технических ресурсов;
- повышения производительности труда.
Расширение базы данных эффективных
проектных решений может рассматриваться как базис системы непрерывных улучшений проектных решений.
Перспективы цифровизации
Сегодня цифровизация практически становится синонимом конкурентоспособности и
открывает доступ к рынкам будущего. Цифро-визация позволяет управлять более сложными системами, способствуя развитию широкого спектра новых технологий.
Ключевые эффекты от цифровизации топливно-энергетического комплекса:
- повышение коэффициента извлечения нефти на «цифровых месторождениях» (до 10%);
- снижение операционных затрат на «цифровых месторождениях» (до 10%);
- снижение капитальных затрат на «цифровых месторождениях» (до 15%).
На рисунке 2 приведены примеры внедрения цифровых технологий компаниями топливно-энергетического комплекса России.
В целях развития технологии искусственного интеллекта возможно внедрение таких инструментов как:
- математический аппарат центральной интеллектуальной системы управления оптимизацией проектных решений (алгоритмы поиска и сравнения данных, алгоритмы навигации для проектировщика, алгоритмы оптимизации для различных типов задач, алгоритмы оцифровки данных для размещения в базах и др.);
- хранилище оперативных данных центральной интеллектуальной системы управления оптимизацией проектных решений (хранение результатов расчетов для повторного использования, хранение результатов машинного обучения, база обучающих выборок и др.);
- автоматизированные боты-проектировщики, построенные на базе результатов машинного обучения и В1М-моделей.
Для обеспечения эффективной работы с накопленными знаниями возможно внедрение следующих инструментов:
- унифицированная концепция параметризации элементов баз знаний;
- глубоко параметризированные базы данных по всем категориям знаний;
- инструменты для наполнения баз данных новыми элементами;
- инструменты автоматизированной оцифровки данных для размещения в базах;
- инструмент связи с базой внешней нормативно-технической документацией РФ;
- инструменты интеллектуального поиска и анализа данных в базе знаний.
В рамках создания и развития технологии повышения эффективности типизации и оптимизации проектных решений также потребуется разработка и внедрение следующих 1Т-решений:
- единое информационное пространство - центральная интеллектуальная система (база знаний) для всех прикладных П1- управления оптимизацией проектных решений в платформ; составе:
- унифицированные функциональные ин- ■ математический аппарат, осна-терфейсы для проектировщиков; щенный искусственным интеллектом;
- внедренная система информационного ■ хранилище оперативных данных моделирования; и др.
Рисунок 2 - Внедрение цифровых технологий компаниями ТЭК России
Заключение
Данная статья является частью серии публикаций об экономической эффективности типизации объектов нефтегазового назначения. Ранее были рассмотрены виды эффекта в виде снижения стоимости проектирования, снижения стоимости МТР, а также снижения стоимости строительно-монтажных работ за счет применения типовых проектных решений и унифицированного, типизированного, блочного оборудования, а также механизмы учета экономического эффекта типизации проектных решений объектов нефтегазового назначения с использованием инструментов цифровизации и автоматизации.
В соответствии с проведенным исследованием открытых источников [6-26] отмеча-
ется, что в настоящее время в компаниях нефтегазового сектора отсутствует единый подход к повышению эффективности типизации, что обусловлено в какой-то степени, отсутствием соответствующих нормативно-технических документов государственного уровня.
В настоящей статье отражены технологии повышения эффективности типизации (технологический проектный анализ, декомпозиционное проектирование, эффективные проектные решения). Оптимальным является сочетание технологий, а также инструментов по управлению оптимизацией проектных решений, дополненных инструментами цифровизации и автоматизации.
По мнению автора, результатом применения технологий повышения эффективности
типизации будет являться снижение трудоемкости проектирования, снижение капитальных вложений за счет оптимизации проектных решений, а также оптимизация стоимости МТР/ оборудования за счет укрупнения потребности в идентичной номенклатуре.
Литература
1. Кравченко А.Н. Принципы формирования экономического эффекта типизации проектных решений объектов нефтегазового назначения // Вестник Волгоградского государственного университета. Экономика. 2021. Т. 23. №4. С. 103-112.
2. Кравченко А.Н. Механизмы учета экономического эффекта типизации проектных решений объектов нефтегазового назначения // Вестник СурГУ. 2021. Вып.4 (34). С. 39-48.
3. Кравченко А. Н., Косарев А. С., Павлов В. А. и др. Типовое проектирование - на пульсе времени // Нефтяное хозяйство. 2020. № 11. С. 13-15.
4. Кравченко А.Н. Возрождение института типового проектирования как фактор эффективности деятельности компании нефтегазовой отрасли в России // Инженер-нефтяник. 2020. № 4. С. 5-7.
5. Кравченко А. Н., Косарев А. С., Павлов В. А. и др. Типовое проектирование - на пульсе времени // Нефтяное хозяйство. 2020. № 11. С. 13-15.
6. Коркин А. М., Павлов В. А., Мотус С. Э. и др. Автоматизация применения типовой проектной документации в НК «Роснефть» // Нефтяное хозяйство. 2018. № 8. С. 100-101. DOI 10.24887/0028-2448-20188-100-101.
7. Глушков Е. А., Гнилицкий Р. А., Бакшеев С. Е. и др. Система типового проектирования в ПАО «НК «Роснефть»: ключевые аспекты внедрения и перспективы развития // Нефтяное хозяйство. 2019. № 3. С. 78-80.
8. Сушко Ю. В., Каверин А. А., Коркин А. М., Ага-фонцев А. Ф., Шафиков И. С. Подходы к типизации проектных решений в ОАО «НК «Роснефть» // Нефтяное хозяйство. 2013. № 11. С. 61-63.
9. Сугаипов Д. А., Батрашкин В. П., Хасанов М. М. и др. Основные принципы модульной стратегии обустройства месторождений в ПАО «Газпром нефть» // Нефтяное хозяйство. 2018. № 12. С. 68-71.
10. Годовой отчет 2020 ПАО «Газпром нефть». URL: https://ar2020.gazprom-neft.ru/download/full-re-ports/ar_ru_annual-report_pages_gazprom-neft_2020.pdf (дата обращения: 20.10.2021).
11. Заметки ГИПа. «Модная тема» типового проектирования. URL: http://transenergostroy.ru/blog/zametki_gipa_modnaya_ tema_tipovogo_proektirovaniya.html (дата обращения: 09.10.2021).
12. Унификация проектных решений - выгода для всех участников процесса // Проектировщик. 2019. № 10 (45). С. 4-5.
13. О формировании реестра типовой проектной документации и внесении изменений в некоторые постановления Правительства Российской Федерации:
постановление Правительства РФ от 27.09.2011 № 791 (с изменениями и дополнениями). Доступ из СПС «КонкультантПлюс».
14. О критериях экономической эффективности проектной документации: постановление Правительства РФ от 12.11.2016 № 1159. Доступ из СПС «Консуль-тантПлюс».
15. Постановление Правительства РФ от 31 марта 2016 года № 389 «О порядке признания проектной документации экономически эффективной проектной документацией повторного использования» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/420395384 (дата обращения: 09.08.2021).
16. Шнайдер О. В., Федулова Н. Н. Основные пути повышения эффективности использования производственного потенциала предприятия // Балканское научное обозрение. 2017. № 1. С. 40-42.
17. Щербакова Н. С. Направления повышения эффективности деятельности в области государственного регулирования ТЭК // Управление экономическими системами: электронный научный журнал. 2017. № 2 (96). С. 27.
18. Рыбин М. В. Применение ключевых показателей эффективности инновационного развития в отечественных и зарубежных предприятиях топливно-энергетического комплекса // Друкеровский вестник. 2019. № 5 (31). С. 57-62.
19. Некрасов A.C., Синяк Ю.В. Перспективы развития ТЭК России на период до 2030 года // Проблемы прогнозирования. 2007. № 4, С. 21-55.
20. Каверин А. А., Коркин А. М., Беляев П. В. Оценка эффекта от внедрения системы типового проектирования в ОАО «НК «Роснефть» // Нефтяное хозяйство. 2015. № 11. С. 60-63.
21. Кудряшов С. И., Белкина Е. Ю., Исмагилов А. Ф. и др. Мониторинг стоимости строительства объектов обустройства месторождений на различных стадиях инвестиционного цикла // Нефтяное хозяйство. 2015. № 11. С. 72-75.
22. Silka D., Butyrin A. Development of a System of Standard Designs in Industrial Construction // E3S Web of Conferences. - 2021. - P. 1-7.
23. Winiarski D., Halverson M., Jiang W. DOE's Commercial Building Benchmarks: Development of Typical Construction Practices for Building Envelope and Mechanical Systems from the 2003 Commercial Building Energy Consumption Survey // 2008 ACEE Summer Study on Energy Efficiency in Buildings. - 2008. - P. 354-369.
24. Neves L.O., Melo A.P., Rodrigues L.L. Energy performance of mixed-mode office buildings: Assessing typical construction design practices // Journal of Cleaner Production. - 2019. - № 232. - P. 451-466.
25. Новая стратегия «Роснефть-2022». URL: https://www.rosneft.ru/docs/report/2017/ru/strat-egy.html (дата обращения: 12.11.2021).
26. Годовой отчет 2019 ПАО «НК «Роснефть». URL: https://www.rosneft.ru/ docs/report/2019/index.html (дата обращения: 20.11.2021).
