автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Разработка методов повышения эффективности систем управления материально-технического обеспечения и комплектации при строительстве магистральных трубопроводов

На правах рукописи УДК 622.691.404.697.

\

\ ИВАНЕЦ ВИКТОР КОНСТАНТИНОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И КОМПЛЕКТАЦИИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Специальность 05.15.13. Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи УДК 622.691.404.697.

Иванец Виктор Константинович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И КОМПЛЕКТАЦИИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Специальность 05.15.13. Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена о Государственной Академии нефти и газа им И.М. Губкина

Научный руководитель

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор Чирсков В.Г.

- доктор технических наук, профессор Халлыев Н.Х.

- кандидат технических паук, Кукин Ю.С.

Ведущее предприятие - Акционерное общество

"Центртрубопроводстрой"

2 /СР^с^/С^ 199,/~"г. в

/Г- \

Защита состоится * / 199—> г. в ^ часов в

аудитории на заседании Диссертационного Совета Д.053.27.02 по

защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.13. "Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ" при Государственной Академии нефти и газа им. Губкина.

Адрес: 117917, Москва ГСП-1, Ленинский проспект, 65.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГАНГ имени И.М. Губкина.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Диссертационного Совета, доктор технических наук, профессор

Г. Г. Васильев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертации. В современных условиях все возрастающие требования к обеспечению эффективности строительного производства сочетаются с резким изменением условий МТОиК за счет внедрения в практику системы рыночных отношений. Строительство линейной части магистральных трубопроводов (J14MT) осуществляется в постоянно изменяющихся условиях как во времени, так и на протяжении трасс. При этом строительство J14MT является наиболее материалоем-ким: доля материалов в себестоимости СМР составляет 65-70%, превышая соответствующий показатель по строительству в целом на 10-15%. Учитывая при этом, что: одновременно сооружаются несколько трубопроводов различных диаметров, конструктивных решений, протяженности, по различной технологии, на открытом фронте работ поточным методом, требующим предельной синхронизации. Кроме того следует принять во внимание то, что: по ходу движения КТП транспортная схема постоянно изменяется, производство СМР не только значительно удалено от баз материально-технического обеспечения и комплектации, но это удаление также постоянно изменяется, интенсивность потребления МТР исключительно непостоянна, ошибки в создании текущих, сезонных, гарантийных и прочих запасов МТР, по существу, срывают графики производства СМР.

В этой связи создание и реализация системы управления МТОиК применительно к специфике задач JI4MT и ее дальнейшее совершенствование в условиях завершающего этапа перехода от принципов фонди-

рования к установлению прямых (или через посредников) связей в торговле средствами производства представляется исключительно важным.

Цель работы: научно обосновать и разработать формализованную систему управления эффективностью МТОиК ЛЧМТ на основе принципов обеспечения надежности МТОиК, автоматизации определения потребности в МТР в условиях неполной обеспеченности проектно-сметной документацией и прямых связей между участниками инвестиционных и строительных программ.

Основные задачи исследования. Основные задачи, обеспечивающие достижение указанной цели в диссертационной работе решены на основе анализа и обработки проектных материалов по строительству оОьектов трубопроводного транспорта в 1985-1994 гг. и отражают следующие основные аспекты:

проведение статистических и экспертных исследований по оценке эффективности систем МТОиК при строительстве обьектов трубопроводного транспорта;

построение теоретического обоснования технологической модели процесса МТОиК;

разработка методик и алгоритмов управления МТР применительно к различным условиям строительства ЛЧМТ;

создание системы моделей для автоматизированного определения потребности в МТР в условиях неполной обеспеченности ПСД, оценки надежности МТОиК в рамках комплексной оценки проектных

решений по строительству трубопроводов.

Научная новизна диссертационной работы состоит в разработке основных теоретических положений построения системы МТОиК в процессе проектирования и строительства систем трубопроводного транспорта в условиях неполноты информации и прямых связей между поставщиками и потребителями МТР, которая обеспечивает управление эффективностью использования материальных и финансовых ресурсов на всех этапах принятия и реализации решений.

Практическая ценность работы. Результаты проведенных в диссертации исследований использованы при разработке проектов производства работ на сооружение газопроводов системы СРТО-Центр, а также при разработке проекта организации строительства в составе ТЭО по строительству системы газопроводов с полуострова Ямал. Использование концептуальных моделей управления эффективностью МТОиК, а также моделей и алгоритмов по управлению МТР позволяет обеспечить снижение стоимости производства СМР по данным проектам в размере 4% от стоимости проекта. Основные теоретические и практические выводы, рекомендации и методика используются в практике работы "НГС-Оргпроектэкономика" в рамках отраслевых программ трубопроводного строительства и производственных организаций АО "Роснефтегазстрой" и РАО "Газпром".

Апробацпя работы:

Основные положения работы были представлены на научно-технических совещаниях, семинарах, конференциях;

на III Международной конференции по транспорту нефти и газа в бывших республиках СССР. Трубопроводные транспортные системы, (Вена, 1995 г.);

на Международном симпозиуме по управлению проектами (Санкт-Петербург, 1995 г.);

на Всесоюзной конференции "Проблемы и перспективы нефтегазового комплекса" (Москва, 1994г.);

научно-техническом семинаре кафедры "Сооружения газонефтепроводов и хранилищ" (Москва, 1995г.)

Публикация работы. Основные положения диссертационных исследований опубликованы в 14 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов, общих вывоводов, списка литературы.

Содержание работы.

В введении дано обоснование актуальности выбранной темы, сформулированы цель и задачи исследований, показаны практическая ценность работы.

В первом разделе выполнен анализ особенностей современных методов материально-технического обеспечения и комплектации ресурсов строительного производства в трубопроводостроении. В основу работы были положены выполненные ранее исследования в области МТОиК ресурсов строительного производства Березина В.Л., Гаспа-рянца P.C., Гусакова A.A., Жученко И.А., Иванцова О.М., Карпенко М.П., Кривошеина Б.Л., Лисичкина В.А., Рыбальского В.И., Телеги-

на Л.Г., Халлыева Н.Х. ,Чирскова В.Г., Яковлева Е.И. и других авторов.

Показано,что задачи, решаемые современными методами управления запасами применительно к строительству ЛЧМТ, можно обобщить следующим образом, сосредоточив их в пяти группах.

Группа первая - задачи планирования:

- перспективное планирование потребности в трубах и материалах в рамках одновременного строительства линейной части нескольких магистральных трубопроводов;

- определение потребности в трубах и материалах на горизонт планирования;

- составление плана распределения ресурсов по объектам строительства;

- определение оптимальных запасов и мест их размещения по трассе строящейся ЛЧМТ;

- определение потребного транспорта и погрузочно-разгрузочных средств;

- составление квартальных и месячных планов поставки труб и материалов.

Группа вторая - задачи организации:

- размещение заказов;

- контроль исполнения заказов;

- организация хранения труб и материалов;

- организация работы транспорта и погрузочно - разгрузочных средств.

Группа третья - оперативное управление:

- оперативный контроль за реализацией фондов на трубы и материалы (в настоящих условиях как проблема отпадает);

- оперативное перераспределение труб и материалов;

- организация перебазировок автотранспорта.

Группа четвертая - учет расхода труб и материалов и расчет переходящих запасов.

Группа пятая - расчеты норм расхода труб и материалов и расчет переходящих запасов.

При этом целевая функция управления запасами применительно к строительству ЛЧМТ имеет вид:

п=хе [п:,к,)+п:,,к,)] - мт, (о

где потери прибыли в месяце , связанные с возможным уте-

рянным объемом строительно-монтажных работ при запасе на начало месяца \Vnij; на участке .¡-го потока; " потеРи прибыли в меся-

це, определяемые затратами на содержание запасов труб на начало месяца \Vrnj на участке .¡-го потока;

- суммарные годовые потери прибыли, связанные с эффективностью системы управления запасами труб; т - порядковый номер месяца;у -номер потока.

Также определено, что при строительстве ЛЧМТ необходимо учитывать только технологические комплекты труб и материалов и осуществлять нормирование производственного, в т.ч. текущего и страхового (гарантийного), запаса с учетом всего лишь двух факторов:

- срока строительства участка ЛЧМТ, осуществляемого КТП;

- природно-климатических и транспортных условий строительства конкретного участка ЛЧМТ.

Во втором разделе исследованы особенности организации и методологии проектирования системы МТОиК на стадиях ТЭО, ТП и в процессе строительства применительно к задачам и специфике строительства линейной части магистральных трубопроводов.

Процесс расхода труб и материалов при строительстве ЛЧМТ рассматривается в рамках модели расхода совокупности однотипных изделий с прерыванием потока требований. В общей постановке задачи принято, что заказы на трубы и материалы поступают через случайные взаимозависимые интервалы (например, в весеннюю распутицу получать трубы, складировать их и хранить невыгодно). , имеющие одинаковую функцию распределения Р(Х). По мере поступления и удовлетворения этих заказов наличный запас труб и материалов Z(t) уменьшается, и когда он опускается до уровня ш >О (от в данном случае характеризует, т.наз. точку заказа), следует давать заказ на п км труб или тонн материалов, штук анкеров и т.п. Этот заказ может быть удовлетворен через случайное время Т| , имеющее функцию распределения в (X) и конечное среднее. Возможно, что после поступления труб (материалов) очередные заказы т поступят раньше, чем заказанные партии, и Z(t) опустится до нуля (запас труб "ОПУСТОШИТСЯ"). В этом случае следует ожидать лишь реально учитываемых заказов, так как их поток следует считать прерванным.

В общем случае представляется целесообразным ограничиться вариантом /; > т. Тогда неизбежно Z(t) окажется не ниже точки заказа. По мере поступления новых заказов, Z(t) опустится до т. Безусловно будет сделан очередной заказ на трубы (материалы) п, учитывающий время их изготовления Т2 .

Как следует из постановки задачи, процесс 2(1) является регенерирующим. В качестве точек регенерации мы предлагаем рассматривать даты направления заявок поставщикам.

Система МТО и К ресурсов строительства ЛЧМТ является не только подвижной и сложной интегральной (для нескольких одновременно осуществляемых КТП). Решения, принимаемые в ходе строительства ЛЧМТ, не удается описать в форме строгих оптимизационных алгоритмов: процесс принятия решений носит субъективный характер, а качество решений зависит, по существу, от двух факторов: формы и содержания используемой информации и от применяемых правил, ограничений и алгоритмов.

Из опыта работы служб МТО и К ресурсов строительства ЛЧМТ известно, что фактическое наличие ресурсов зачастую оказывается меньше их необходимого количества, причем мера этого отклонения может быть точно установлена только в ходе выполнения директивного графика строительства. Возможны, и довольно часто случаются изменения директивного графика строительства ЛЧМТ, как правило, в сторону сокращения сроков производства СМР ( не так давно приходилось учитывать социалистические обязательства коллективов КТП).

В этой связи возникает необходимость учета на стадии принятия решений имеющейся неопределенности или неполноты исходной информации.

Для построения моделей экстремальных возможностей системы МТО и К и ее подразделений представляется целесообразным взять распределительную модель:

Етг^/;''; 2Х^; J(2)

jeJ, Vij i el,

где Qij - норма расхода ресурса j на единицу работы i, Zy -неизвестное количество ресурса j, используемого на работе i, fi - объем работы i, Zj -запас ресурса j в течение интервала планирования; Ji - множество индексов ресурсов, которые могут использоваться ( и заменять друг друга, например, сварочные материалы и др.) на работе i; Ij - множество индексов работы, на которых может использоваться ресурс j; J- множество индексов всех ресурсов; I - множество индексов всех работ.

В условиях перехода к рыночным отношениям готовой продукцией КТП, по предъявлению которой производятся расчеты с заказчиками, являются полностью законченные строительством магистральные трубопроводы или их участки (этапы работ по JI4MT).

Поэтому концентрация всех видов ресурсов на строительстве отдельных магистральных трубопроводов и этапах (участках) с целью их своевременной сдачи заказчиком имеет первостепенное значение для обеспечения производства СМР в условиях ограниченных материально-технических ресурсов, снижения стоимости строительства, а также повышения эффективности капитальных вложений (инвестиций) в целом.

Кроме того, от своевременной сдачи в эксплуатацию магистральных газопроводов или их участков (этапов, очередей) непосредственно зависит финансовое состояние строительных (строительно-монтажных) организаций и эффективность использования ими средств экономического стимулирования.

В связи с этим одним из наиболее важных и часто встречающихся вопросов управления строительным производством является задача оптимального распределения ограниченного количества материально-технических ресурсов по строящимся объектам.

Применительно к специфике строительства JT4MT это представляет задачу распределения ограниченных ресурсов между одновременно осуществляемыми КТП при их работе на ЛЧМТ одного диаметра, но не обязательно одного трубопровода.

Ввиду того, что магистральные трубопроводы (их участки) неделимы, т.е. сдается заказчикам после их полного завершения строительством, функцией полезности (прибыли, дохода) количества ресурса, необходимого для каждого КТП, является сметная стоимость строительства соответствующих участков работы КТП.

Следовательно, необходимо найти максимальную общую прибыль (доход) от направления ресурсов на указанные участки, т.е.

max {ср; ( г,)+ <р2( г:)+ cp„f г№)} (3)

Так как максимальная стоимость СМР зависит от количества ресурса R и числа КТП, можно записать

/Д/?) = тахЬ>*ы} , (4)

и = 1 ] N

где Гк>0 - выделяемые ьому КТП ресурсы; ^ гк = Я - общее количество

к = 1

ресурсов.

Функция Гп(Я) выражает максимальный доход, который можно получить от распределения количества ресурсов по N магистральным трубопроводам (их участкам), т.е. в условиях строительства ЛЧМТ по К КТП.

Для решения задачи необходимо получить рекурентное соотношение, связывающее ^(И.) и Гк-1(Я) для любых значений К и Я.

При Гк (0<Гк<Л) - количество ресурса, необходимое для К-го КТП для К-1 КТП остается количество ресурса, равное Я- Гк, и доход от его распределения по оставшимся КТП составит Гы(Я- Гк) Следовательно, общий доход составит:

фк(Гк)+Гк-|(Я-Гк) (5)

Следовательно, оптимальным будет такой набор Гк , который максимизирует суммарный доход от первых К-1 КТП, а основное рекурентное соотношение для задачи будет иметь вид:

Л (Л) = шах {<р * (1)+Л-. (Л -1)}. (6)

О <г<Я

для К= 2,3.

Непрерывность строительства ЛЧМТ, является отличительной чертой специфики реализации КТП, обеспечивается в первую очередь запасами материально-технических ресурсов ( труб, изоляционных, сварочных и других материалов, пригрузов, винтовых анкарных устройств и ДР-)

Считая, что потребность в материально-технических ресурсах при строительстве ЛЧМТ изменяется в связи с изменением природно-климатических условий как во времени, так и по протяженности трассы, оптимальными, очевидно, будут такие запасы ресурсов (или верней, их уровень), при которых суммарные средние издержки из-за хранения излишних запасов и убытки, связанные с невыполнением поставок в срок, т.е. простоями производственных подразделений, были бы минимальными.

Автором диссертации предложены методики, реализующие этот подход. Основу методики составляет средневзвешенный ( по объемам партий материалов) интервал между поставками. Норма гарантийного запаса устанавливается по выражению:

где Зг - норма гарантийного страхового запаса материально-технических ресурсов; q- среднесуточный расход материалов; ton- интервал опоздавших партий; tcp.B3B. - средневзвешенный интервал между поставками материалов; Von - размер опоздавшей партии, причем:

где Уф - фактический объем каждой партии; 1ф - фактический интервал между партиями.

Автор диссертации, изучив опыт строительства ЛЧМТ в условиях Крайнего Севера и приравненных к нему территориях, пришел к выводу, что:

- сезонные запасы материально-технических ресурсов должны пре-

St..

(7)

дусматрнваться лишь для строительства ЛЧМТ только в особых условиях (см.выше);

- единой методики расчета сезонных запасов материально-технических ресурсов для строительства ЛЧМТ не может быть, так как каждый магистральный трубопровод (а чаще каждая система магистральных трубопроводов ) сооружается по индивидуальному проекту и имеет индивидуальную транспортную схему строительства (например, Северные районы Тюменской области - Центр, Ямал-Центр и др.);

- для каждого магистрального трубопровода (системы трубопроводов), сооружаемого в особых условиях, размеры, сезонного запаса материально-технических ресурсов должны определяться в индивидуальном порядке на основе утвержденной в составе проекта организации строительства (ПОС) транспортной схемы строительства.

Размер запаса материалов (текущего, гарантийного, производственного) можно регулировать несколькими способами.

Автором диссертации предлагается использовать метод двух уровней как наиболее гибкий по отношению к спросу и позволяющий поддерживать относительное постоянство размера запаса при достаточно редких поставках.

Моделирование движения запаса для определения его вероятного размера в строго фиксированный момент следует признать основой управления запасами.

Для описания закономерности изменения запасов используются как аналитический, так и графический способы. Движение запасов в ин-

тервале между поставками материалов представляет на графике нисходящую ступенчатую ломаную линию.

Для аналитического описания движения запасов используется уравнение:

3T=3H+J[e(0-*(0]A . (9)

о

где Зт - запас в любой (t-й) момент времени; Зн - начальный запас, a(t) и b(t) - функции соответственно поступления и расходования материалов во времени.

При наличии нескольких одновременно работающих КТП, число которых обозначим N , имеет N интенсивностей потребления ресурсов. При этом суммарная функция текущей потребности в трубопроводо-строительных материалах в период времени строительства от Тн до Ток определится соответственно по ресурсу вида i выражением:

л,(0 = 1л'(0 - (10)

n=t

где Ri(t) - суммарная текущая потребность в ресурсе i -го вида; N- число КТП; г'п - текущая потребность n-го потока в ресурсе i-ro вида.

Очевидно, что график функции!^) будет иметь вид дифференциальной эпюры потребления, ордината которой является суммарной по ординат г' в данной точке. Площадь этой эпюры выражает общий потребный суммарный объем ресурсов.

Такие эпюры неравномерны, так как объем потребления ресурсов постоянно колеблется. Для оценки этих неравномерностей введена количественная характеристика в виде коэффициента неравномерности потребления ресурсов, определяемой по формуле:

ЯДОтах

н Я, (i) min

где Кн - коэффициент неравномерности; К»тах ~ максимальное суммарное текущее потребление ресурса 1-го вида в интервале; [Тн-Ток]- минимальное суммарное текущее потребление ресурса ¡-го вида в интервале [Тн-Т0к].

Наибольшее значение потребления в интервале [Тн-Ток] т.е. Ятах назовем пиковым.

Следовательно, наиболее благоприятными условиями для обеспечения КТП ресурсами будет такая суммарная интенсивность потребления, для которой в интервале [Тн-Ток] выполняется условие:

выполнение этого условия означает наличие постоянной интенсивности потребления ресурса ¡-го вида при отсутствии "пиков" и "провалов" потребления, которые могут привести к простоям производственных подразделений КТП и КТП в целом. В соответствии с выражением (11) такой случай определяется значением Кн=1.

Учитывая факторы, негативно влияющие на темпы сооружения ЛЧМТ, проанализированные в работе, можно сформулировать две основные оптимизационные задачи по потреблению ресурсов при строительстве ЛЧМТ.

Задача 1. Оптимизировать пиковое потребление ресурсов за время сооружения ЛЧМТ, т.е. из множества вариантов схем организации КТП, выбрать такой, который дает минимальное значение шах Я,(0 :

Задача 2. Минимизировать путем подбора рациональных схем организации КТП коэффициент неравномерности потребления ресурсов,

11,(1) = СОП51 ,

(12)

(13)

определенный соотношением (И), т.е. приблизить потребление ресурсов к постоянному за счет подбора из множества сочетаний Вп, таких, которые дают минимальное значение Кн:

Ц=ПШ1(*н) (14)

Вы

Очевидно, что вторая задача является более актуальной. Для этого случая коэффициент неравномерности потребления ресурсов представляет собою достаточно объективный простейший элемент оптимизации. Естественно, что при анализе схем организации КТП по этому принципу можно воспользоваться более точными, но в то же время более сложными критериями, например, взять интегральную ошибку первого или второго рода от среднего уровня потребления или другие, однако, и Кн является в известной мере интегральным показателем. При решении практических задач, как правило, (особенно при числе КТП более четырех) получается, что требуемым условиям отвечает целый ряд вариантов, т.е. ряд схем организации КТП имеет одинаковые показатели. Представляет интерес дальнейший анализ схем по другому виду ресурсов, третьему и т.д. Это позволит, пользуясь тем же математическим аппаратом, фактически производить оптимизацию потребления ресурсов по комплексному критерию.

Для объяснения хода решения задачи и наглядности в интерпретации результатов целесообразно привести пример анализа схем организации КТП по коэффициенту Кн (рис. 1). Исходными данными для примера служат количественные характеристики участка трассы газопровода -отвода Нижневартовский ГПЗ - Парабель. Строительство участка по

первоначальному плану (директивному графику) намечалось вести двумя КТП, функционирующим одновременно. Число вариантов организации КТГТ при этом составляет два (согласное и встречное движение потоков). Реальная функция текущего потребления труб для данной трассы трубопровода, построены с интервалом по 2 км. Результаты расчетов позволяют выделить обоим КТП равные участки, т.е. Ьпр| = Ьпр2. В соответствии со схемами возможного функционирования КТП, произведено графическое сложение.

Анализируя характеристики, получаем для линии 1 -Кшах(0=3 ; Яшт(1)=1,5 ;

для линии 2 -

Ктах0)=3,1; ^¡„(0=1,35;

Отсюда можно вычислить значения Кн, обозначив соответственно

1 и 2:

К' = — = 2,0 .К; =-^- = 2,3 н 1,5 1,35

Анализ полученных значений коэффициентов неравномерности потребления ресурсов подтверждает, что в данном случае лучшим по этому показателю будет вариант 1, который соответствует согласному движению КТП по трассе трубопровода; но и в этом случае Кн будет меньше, следовательно, будет меньше и значение пикового потребления ресурсов. Вариантов согласного движения КТП будет два. Поэтому из них можно выбрать любой, который более соответствует реальным ограничениям на данной трассе на сезоны, соответствующие времени строительства. При реализации решения на ЭВМ может быть выдан со-

Рем. км/см

1ЛО1Л01ЛО1П01ЛО1Л01Л01Л01Л0

1-Пр

Ьпр.

рис. I. Эпюры потребления ресурсов при разных схемах организации работы КТП

ответственно номер варианта и значение Кн.

Решение задач подобного типа представляет большой интерес для более высокого организационно-иерархического уровня, чем уровень КТП - КУ, СМУ, трестов, строительных и проектно-строительных объединении (СО, ПСО).

В этом случае имеется несколько КТП, функционирующих на нескольких одновременно сооружающихся магистральных трубопроводах. В соответствии с изложенным выше допущением, КТП следует группировать по диаметрам трубопроводов, которые они прокладывают. Варьирование схемами организаций КТП на уровне СУ, СМУ, Трестов, СО, ПСО по принципам аналогично изложенным, позволит, по нашему мнению, существенно упорядочить показатели потребления ресурсов при строительстве ЛЧМТ.

В завершении настоящего раздела рассмотрены вопросы прогнозирования величины текущей потребности в ресурсах на основании предшествующих соображений и выводов с учетом следующих требований:

- так как функция потребления ресурсов должна позволять определять необходимые объемы поставок в любой момент времени, то она зависит от этого аргумента;

- взаимосвязь между функциями поставки и потребления ресурсов с учетом наличия производственных запасов должна удовлетворять условию:

Гпост(0=^потр(0 - Гпроизв ( 1 ^)

где Гпост(0 - функция объема поставок ресурса; Гг,ОтР(0 - функция текущего потребления ресурса; Гпршпв - производственный запас ресурса;

- с учетом допустимой площади складских помещений (площадок для складирования материалов, например, на станциях разгрузки труб) необходимо выполнять ограничение:

Шах(Гпост(0 Гпроизв) <Б (16)

где Б- площадь складских помещений.

Из этого следует, что величина площади (или объема) склада тесно связана с объемами партий поставок и величиной производственных запасов ресурсов и зависит не только от темпа прокладки трубопровода;

- функция ^отр(0 должна как можно полнее и точнее отражать влияние природно-климатических условий, присущих данной ЛЧМТ. Наиболее точным отображением функции ГПотр(0 является график текущего потребления, где сопоставляется реальная величина ресурсов и величина потребления, отнесенная к Ьпр.

К этому положению необходимо присовокупить следующее.

При подготовке к преобразованию необходимо исключить все скачки ординат у функции ^по:р(. которые соответствуют наличию переходов трубопровода через искусственные и естественные преграды, заблаговременно сооружаемые ( переходы, а не преграды) специализированными бригадами. Так как участки переходов практически очень небольшой протяженности, сооружают их, как правило, из труб с повышенной толщиной стенки, указанные скачки можно вычесть из функции потребления и заменить отрезками времени, для некоторых

ДГтпр(0 (17)

Численно эти отрезки равны времени перебазирования КТП через соответствующие преграды. Для удобства работы с функцией ^отрСО ось времени можно разбить на отрезки, соответствующие прохождению КТП по участку, лежащему в границах, обслуживаемых железнодорожной станцией (пристанью, портом) назначения материалов.

В процессе исследования также установлено, что при переходе к рыночным отношениям в строительстве магистральных трубопроводов 21 задача организации управления запасами материальных ресурсов может быть заменена 8 задачами:

1. Определение потребности в материально-технических расчетах на ЛЧМТ (или ее участок) в целом, на каждый КТП также в целом на весь период строительства и по месяцам для каждого КТП на весь период строительства.

2. Разработка транспортной схемы строительства ЛЧМТ.

3. Определение поставщиков материалов.

4. Размещение заказов на материальные ресурсы в соответствии с договорами (контрактами) с непосредственными производителями или (скорее всего) с посредническими организациями.

5. Получение, разгрузка, транспортировка и хранение материальных ресурсов.

6. Оперативный контроль за реализацией материально-технических ресурсов, включая их перераспределение, поддержание оптимальных производственных запасов.

7. Составление сводной статистической отчетности по расходу материальных ресурсов.

8. Анализ использования материальных ресурсов по подразделениям и объектам строительства.

В свете рассмотренных выше задач особое значение приобретает разработанный и адаптированный к современным условиям алгоритм построения оптимального графика производственных запасов и поставок материалов, включая определение точек заказа труб.

Рассматривая вопросы организации управления запасами следует иметь ввиду, что составной частью их является обеспечение реализации ресурсов. Применительно к потреблению трубопроводостроитель-ных материалов основным является вопрос транспортирования этих материалов от пунктов производства (заводов, баз и др.) до мест потребления, т.е. непосредственно до трассы магистрального трубопровода.

При всем разнообразии расчетов транспортного обслуживания основной задачей обычно считается расчет схемы рациональной перевозки материалов (транспортной схемы строительства ЛЧМТ) и определение потребного количества транспортных средств (колесных, гусеничных в т.ч. трубовозов, плетвозов, бортовых машин и т.п.). Известно, что при решении практических задач, возникающих в процессе управления транспортом (железнодорожным, автомобильным, водным) используются различные критерии эффективности - минимум затрат на перевозки, минимум времени перевозок, максимум выполненной транспортной работы ( объем перевозок) и др. При выборе критерия эффективности

учитывалось, что он должен отражать основную цель задачи и иметь количественную оценку. Наиболее приемлемым критерием эффективности перевозки грузов при строительстве ЛЧМТ, по мнению автора, является минимум затрат на перевозки, что соответствует определению оптимального производственного запаса материальных ресурсов.

На уровнях КТП, СЧ, СМУ, трестов, СО, ПСО задача минимизации затрат на перевозку грузов может быть сведена к классической транспортной задаче.

В данном случае в качестве поставщиков, выпускающих определенное количество однородной продукции (или полностью взаимозаменяемой продукции), выступают заводы - изготовители труб.

При рассмотрении исходных материалов следует учитывать то, что замена поставщиков часто бывает невозможна из-за различия в технических условиях (ТУ) заводов на одинаковые сортаменты, но число возможных поставщиков может колебаться от двух до четырех.

В третьем разделе разработана система методик и моделей для комплексной оценки потребности в МТР в условиях неполноты информации, обусловленной параллельным проектированием и соответственно неполной обеспеченностью ПСД, оценки показателей надежности поставок материальных ресурсов и надежности МТОиК строительства ЛЧМТ и реализации методологии автоматизированного управления эффективностью проектных решений по использованию МТР при строительстве трубопроводов.

Определение объемов и видов требуемых МТР

Выбор номенклатуры МТР по типам и маркам /

Наличие МТР на товарном рынке

Объем спроса

Уровень запасов

Размер партии заказа

!Ь

Поставщики

/ Комплектация Необходимость КТП

изменений Ч ресурсами

МТО в процессе производства работ

рис. 2. Формализованное представление системы комплектации трубопроводного строительства МТР на основе ресурсного метода расчета

В основу систем оценки проектных организационно- технологических решений по МТОиК строительства трубопроводов, принимаемых в условиях неопределенности возможности их реализации должны быть положены методики, построенные на основе прогнозирования процесса строительства, с учетом воздействия стохастических и детерминированных факторов в диалоговом итерационном режиме (рис.2).

Представляется необходимым учесть следующие факторы (наряду с природно-климатическими):

1. Фактор, характеризующий конструктивное решение ЛЧМТ -подземный трубопровод (основное решение), надземный, наземный и трубопровод, прокладываемый с частичным заглублением.

Этот фактор может быть определен коэффициентом:

К'=£м„11]Сп, (18)

Л=I /1=1

где Цп - освоение средств на планируемый период по п-ому КТП (п=1,2,3...1Ч).

2. Фактор, отражающий степень готовности участков ЛЧМТ в рамках осуществления отдельных КТП, определится коэффициентом:

К" =1(0, +/О/IX , (19)

/1=1 Я=1

где (2„ - фактический объем освоения средств по п-му КТП на начало прогнозируемого периода; Сп - полная сметная стоимость п-го участка ЛЧМТ, где осуществляется п-й КТП.

Кроме конструктивных решений магистральных трубопроводов и величины задела на участках работы КТП существует еще множество факторов, влияющих на интенсивность потребления материальных ресурсов.

Среди них: направление хода КТП, число естественных и искусственных преград (не абсолютное, а приходящееся, например, на 100 км трассы трубопровода), рельеф местности, ее заболоченность и залесенность и т.д. и т.п. Как показано выше, эти факторы "поглотились" одним - показателем сложности трассы трубопровода а. Однако, сезонность строительства ЛЧМТ учитывается лишь косвенно. Для полного учета сезонности воспользуемся известным приемом.

3. Если весь календарный год принять равным полному углу 2л, то каждый месяц будет равен 1/6я, а квартал 1/2тс. При этом фактор, отражающий сезонные колебания потребления материальных ресурсов с периодичностью в квартал, будет последовательно принимать следующие значения:

Для построения математической модели потребления ¡-го материального ресурса необходимо определить количественно параметры функции:

Предварительный логический и статистический анализ показал, что между потребностью в материальных ресурсах и указанными выше факторами имеется связь, как правило нелинейной формы. Фактор (коэффициент) связан с результирующим показателем тригонометрической связью. Поэтому для аппроксимации выражения (21) целесообразно применить метод, основанный на том, что корреляционная зависимость представляется в виде произведения функций, каждая из которых

Кш=я/2; ж; 3/2л; 2к

(20)

(21)

зависит только от одного из факторов:

X^XJ^Ky^K")/^") , (22)

В ходе оценки и анализа модели из нее могут быть исключены один или два фактора как незначимые. После проверки полученной модели (в нашем случае может быть исключен первый фактор К1) на значимость по F - критерию Фишера может оказаться, что формула незначима, т.е. прогнозирование по такой модели менее надежно, чем прогнозирование по среднему значению. Потребность в магистральных ресурсах в этом случае должна прогнозироваться в соответствии с установленной тенденцией (трендом) или методом Монте-Карло по соответствующему закону распределения.

Прогнозирование потребности в материальных ресурсах с применением указанных выше предлагается осуществлять по разработанному алгоритму.

Прогнозирование потребности в материальных ресурсах является частью общей задачи определения потребности в материальных ресурсах на плановый объем СМР. Приведенный выше алгоритм выдает прогноз потребности в материальных ресурсах в виде доверительных интервалов. При включении данных прогноза в заявочные спецификации необходимо выбрать в пределах доверительного интервала конкретные значения потребности в материальных ресурсах.

Определение количественной меры надежности поставок материальных ресурсов и надежности материального обеспечения строительного производства является необходимой предпосылкой для планирования

и контроля уровня надежности в условиях функционирования автоматизированной подсистемы МТО и К строительства ЛЧМТ. Для оценки надежности поставок материальных ресурсов в соответствии с плановой периодичностью, номенклатурой и объемом преложено использовать систему показателей, которая оценивала бы меру исполнительской дисциплины. Количественной мерой надежности поставок материальных ресурсов является вероятность достижения требуемых параметров-объемов, номенклатуры и сроков поставок, оценивая эмпирически по вероятности обеспечения поставками заданных объемов (К об.), номенклатуры (К ном), сроков (Кср) как показателей исполнения договоров поставки или заявок потребителей.

В систему показателей вводится коэффициент надежности по каждому (i-ому) типоразмеру материального ресурса за период от j-ro поставщика, который рассчитвается по формуле:

, (23)

Определение величин значений выражения (23) возможно производить следующим образом:

Расчет коэффициента Ko6i, учитывающего полноту фактических поставок материальных ресурсов за период t по сравнению с планом по объему, производится с помощью отношения:

- (24)

Vb

где Va - всего поставлено материальных ресурсов за период t; Уь - всего запланировано к поставке материальных ресурсов за тот же период t.

Расчет коэффициента Kepi, учитывающего объем своевременно по-

ставленных материальных ресурсов без оценки времени, т.е. длительности опоздания, производится с помощью отношения:

К*«=7Г • <25>

"а

где Ус - своевременно поставлено материальных ресурсов за период времени I.

Рассчитав для каждого типоразмера материальных ресурсов, получаемого от .¡-го поставщика, можно рассчитать коэффициенты соответствия поставок плану по всем типоразмерам группы материальных ресурсов по формуле (23) и средний коэффициент Кт для группы материалов в целом по следующему выражению:

Кгр = д/КобгрКсргр.Кстргр. > (26)

УАг

где Ко6 хр = ——; Уагр. - всего поставлено материальных ресурсов за

У3гр.

период времени I по группе; Узгр. - всего запланировано к поставке мате-

Кг

риальных ресурсов за время I по группе; К =——; Усгр - своевременно поставлено материальных ресурсов за период I по группе.

В выражение (26) введен дополнительный коэффициент К<пр.гр. с ограничением Кстр.гр.<1.

Этот коэффициент учитывает структуру поставок, т.е. полноту поставок материальных ресурсов по числу поставленной номенклатуры относительно плана поставок по группе:

Кстргр. = ~ . (27)

Е

где Уа - объем поставленных типоразмеров материальных ресурсов по группе из запланированных к поставке за период (время) I; Уе - объем запланированных к поставке типоразмеров материальных ресурсов по

группе за период г.

Для упрощения расчета Ксф.гр. можно определить на основании соответствия структуры поставок материальных ресурсов плану лишь по числу типоразмеров без учета их объема:

Кстр,р. = | , (28)

где И- число поставленных типоразмеров материальных ресурсов по группе из запланированных к поставке за период I; С - число запланированных к поставке типоразмеров материальных ресурсов по группе за период I.

Следует отметить, что в отдельных случаях фактические значения коэффициентов Коб! и Коб.гр. могут оказаться больше единицы. Это означает, что КТП были поставлены материальные ресурсы в количестве, превышающем производственную потребность.

В приложении даны примеры расчетов, выполненных на основе разработанных методик применительно к конкретным задачам проектирования и строительства систем трубопроводов СРТО-Центр и Ямал-Европа.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

1. Исследованы современные положения материально-технического обеспечения и комплектации (МТО и К) при строительстве линейной части магистральных трубопроводов (ЛЧМТ) и разработана система, основывающаяся на создании модели расходования ресурсов как однотипных изделий с прерыванием потока требований и преобразованием распределительного принципа в транспортный.

При этом установлено:

а) разработанная автором методика распределения ограниченных ресурсов (пример - распределение железобетонных пригружателей) показала, что все трубопроводостроительные материалы должны распределяться непосредственно между комплексными трубопроводостроитель-ными потоками (КТП) как производственными формированиями, выдающими готовую продукцию - полностью законченную строительством ЛЧМТ;

б) при строительстве ЛЧМТ запасы материальных ресурсов должны определяться и рассчитываться только как производственные ("поглощающие" на разных этапах текущие, страховые, подготовительные, сезонные, остаточные и др.) с учетом доверительного коэффициента и коэффициента риска;

в) в основу оптимизации размеров запасов материалов должен быть положен принцип: "если производственный запас превышает потребность, то КТП несет потери, связанные с хранением их излишков, если потребность превышает производственный "запас", КТП будет нести убытки из-за недопоставок".

г) для регулирования движения ресурсов при строительстве ЛЧМТ применимы лишь два метода - периодический и с фиксированным размером запаса;

д) интенсивность потребления ресурсов при строительстве ЛЧМТ можно регулировать изменением направления хода КТП;

е) при переходе к рыночным отношениям в строительстве магист-

ральных трубопроводов число задач по организации управления запасами ресурсов снижается с 21 до 8, а число групп-задач - с пяти до четырех.

2. Определение потребности в материальных ресурсах для строительства ЛЧМТ, в т.ч. и особенно в условиях неполной обеспеченности проектно-сметной документацией (ПСД), при необходимости учета значительного числа факторов и вариантов, подлежащих учету и анализу, целесообразно осуществлять ресурсным методом.

3. Методика определения надежности поставок материальных ресурсов и надежности МТО и К строительства ЛЧМТ может быть ограничена определением трех показателей - коэффициентов, характеризующих объем, сроки и структуру поставок материальных ресурсов.

Основные результаты работы опубликованы в следующих печатных работах:

1. Иванец В.К., Ковальский М.И. Программно-целевой метод управления научно-техническим развитием отрасли. М., 1989 г., усл. печ. л. 3.02.

2. Иванец В.К., Мазур И.И., Рачков А.И. Некоторые аспекты совершенствования управления производством в условиях рыночной экономики. М., 1990 г., усл. печ. л. 6.1.

3. Иванец В.К., Кочетков А.И., Шапиро В.Д. Толковый словарь по управлению проектами. М., "ИНСАН", 1992 г., усл. печ. л. 15.0.

4. Иванец В.К., Курепин Б.Н., Телегин Л.Г. Методика формирования качества ремонтно-строительных работ при капитальном ремонте магистральных трубопроводов. М., ВНИИОЭНГ , 1993 г., усл. печ. л.

2.32.

5. Иванец В.К., Иванов A.B., Яворский В.Ю. Методические рекомендации по определению договорных цен в нефтегазовом строительстве. М., ВНИИПКтехоргнефтегазстрой, 1991 г., 49 с.

6. Иванец В.К., Нидзельский П.В., Яворский В.Ю. Методические рекомендации по определению планово-расчетных и договорных цен. Часть I. Строительные материалы, изделия и конструкции. М., Минтопэнерго РФ, 1993 г., 111 с.

7. Иванец В.К., Нидзельский П.В., Яворский В.Ю. Методические рекомендации по определению планово-расчетных и договорных цен. Часть II. Строительные машины. М., Минтопэнерго РФ, 1993 г., 78 с.

8. Иванец В. К. Анализ современных методов материально-технического обеспечения и комплектации ресурсов строительного производства. НТЖ "Нефтепромысловое дело", N 12, 1994 г.

9. Иванец В.К. Разработка методов распределения ограниченного количества ресурсов между одновременно осуществляемыми КТП при их работе на линейной части магистральных трубопроводов одного диаметра. НТЖ "Нефтепромысловое дело", N 12, 1994 г.

10. Васильев Г.Г., Иванец В.К., Курепин Б.Н., Телегин Л.Г. Сооружение магистральных трубопроводов. М., ВНИИОЭНГ, 1993 г., усл. печ. л. 2.79.

11. Васильев Г.Г., Иванец В.К., Клышнинков И.Н. Сварочно-монтажные работы в нефтегазовом строительстве. М., ВНИИОЭНГ, 1994 г., усл. печ. л. 9.25.

12. Васильев Г.Г., Иванец В.К., Курепин Б.Н. Тезисы докладов. Научно-техническая конференция, посвященная 70-летию первого выпуска российских инженеров-нефтяников. Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России. М., 1994 г., 168 с.

13. Ivanets V. The Oil and Gas Construction Market in Russia Former USSR Countries: Condition, Trends, Prospects. The 3 rd International Conference the Transport of Oil and Gas in the Former USSR. Pipeline Systems. March 21-23, 1995, Vienna.

14. Иванец В. К. Особенности управления проектами в нефтегазовом строительстве в России в условиях переходного периода к рыночным отношениям. Международный симпозиум по управлению проектами, Санкт-Петербург, 14-16 сентября 1995 г.

Соискатель

В.К. Иванец

Ротапринт ECMOS, печ. л. 1.0, набор ПК, тираж 100 экз., заказ № 1091