автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Технология проектирования и управления объектов транспорта нефти и газа

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА им.И. М.Губкина

На правах рукописи

УДК 622.692.4.07-52

БЕЗКОРОВАЙНЫЙ Владимир Павлович

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТА НЕФТИ И ГАЗА

Специальность 05.15.13 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1992

Работа выполнена на кафедре автоматизации проектирования сооружений нефтяной и газовой промышленности Государственной Академии нефти и газа им.И.Н.Губкина.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Гусаков А. Л.

Доктор технических наук Жученко И.А.

Доктор технических наук, профессор Самойлов Б.В.

Ведущее предприятие: Гипроспецгаз.

Защита состоится 1992 г. в I'часов Ь

на заседании Специализированного совета-Д 053.27.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.13 "Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ" при Государственной Академии нефти и газа им.И.М.Губкина.

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

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАНГиме-ни И.М.Губкина.

Автореферат разослан » / ^ 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета, доктор технических наук, доцент

Г.Г.Васильев

" I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

I л >' Отдел

Актуальность проблемы. Тенденция решения сложнейших ¡иссвртациффблем, стоящих перед управленческими структурами, научно-исследовательскими и проектными организациями нефтегазовых отраслей заключается в коренной реорганизации процессов управления и проектирования. Основная причина реконструкции связана с переходом промышленности на рыночные отношения, что приводит к полной замене экономических моделей функционирования, отказу от традиционно сложившихся концепций управления, пересмотру управленческих структур, переходу от вертикальных, административно-командных связей к горизонтальным и т.д.

Интенсификация процессов производства, сокращение сроков проведения работ, повышение качества продукции за счет отказа от экстенсивных методов хозяйствования предъявляют жесткие требования как к предварительным этапам низненного цикла объектов нефтегазового комплекса - НИР, проектированию, так и к объединяющим эти этапы процессам управления.

Предварительные этапы низненного цикла объектов нефтегазового комплекса до недавнего времени не рассматривались как основные. Преобладающая часть капиталовложений вкладывалась в строительство и эксплуатацию, и лишь незначительная доля инвестировалась в начальные стадии. В настоящее время приходит понимание крайней важности этих этапов, заключающихся в качественных организационных процедурах управления и многовариантного проектирования.

Инвариантным компонентом этих процедур является информация. За рубежом информационные ресурсы считаются одним из важнейших видов ресурсов наряду с финансами, материалами. До 20% национального дохода в развитых странах инвестируется в решение информационных проблем, в нашей стране этот показатель существенно ниже.

Отсюда следует, что эксплуатируемые в отраслях системы управления и проектных работ не удовлетворяют современному уровню. Наиболее эффективным направлением их развития может быть интеграция процессов управления и проектирования на ос-

нове внедрения информационных технологий (ИТ). Информатика и накопление знаний является ресурсами любой автоматизированной системы - АСУ, АСУТП, САПР и т.д.

Описание и реализация информационных технологий, жизненного цикла НИР - проектирование - создание т функционирование является основой эффективного существования объектов трубопроводного транспорта нефти и газа.

Цель и задачи исследования. Целью работы является совершенствование этапов жизненного цикла объектов трубопроводного транспорта нефти и газа на основе разработки теории компьютеризации и методов создания информационной технологии, интегрирующей управление на уровне отрасль-предприятие-подразделение и проектирование крупномасштабных объектов трубопроводного транспорта.

Основные задачи включают:

1. Разработку теории компьютеризации этапов жизненного цикла сооружений трубопроводного транспорта, как объектов управления и проектирования.

2. Исследование проблем создания и функционирования информационных технологий управления и проектирования крупномасштабных объектов транспорта нефти и газа.

3. Разработку концепций и методов реализации информационных технологий, интегрирующих управление и проектирование крупномасштабных объектов нефтегазового комплекса на уровнях отрасли, предприятия, подразделения.

4. Разработку методики применения методов инженерии^ знаний на базе средств искусственного интеллекта в информационных технологиях интегрированного управления и проектирования для специфики вышеуказанных объектов.

5. Анализ особенностей практического функционирования информационных технологий управления и проектирования объектов нефтяной и газовой промышленности.

Научная новизна состоит в:

1. Исследовании жизненного цикла объектов транспорта нефти и газа, определении роли информационных ресурсов на

различных этапах этого цикла, основных направлений и методов, используемых при автоматизации синтеза информационных технологий.

2. Исследовании особенностей и выявлении недостатков существующих систем и определения стратегия развития эксплуатируемого в отраслях компьютерного обеспечения процессов управления и проектирования.

3. Анализе информационных потоков на различных стадиях жизненного цикла объектов транспорта нефтегазового комплекса, разработке концепции создания и функционирования инфор,чацион~ ной технологии, как интегрирующей базы систем управления и проектирования на основе впервые сформулированной технологической схемы разработки компонент системы.

4. Теоретическом обосновании и реализации на практике концепции использования методов искусственного интеллекта для задач управления, проектированная и их автоматизации, что позволило перейти к организации на ЭВМ базы знаний объектов транспорта нефти и газа.

5. Практической разработке функциональных моделей, алгоритмов и программ проектирования и управления, интегрированных на основе впервые полученных Генеральных схем функционирования систем предметной области.

6. Получении новых научных результатов, позволяющих на основе информационных технологий и методов инженерии знаний интегрировать процессы и этапы разработки, поддерики, развития и функционирования как статики, так и динамики процессов и структур управления и проектирования, а также осуществить автоматизированный синтез и интеграцию организационно-технических структур АСУ и САПР.

Более частными научными результатами являются разработки научной концепции и методологии синтеза Генеральных схем управления и проектирования, типовых моделей компьютеризации систем рассматриваемого класса. Решение поставленных задач поаволо сократить сроки адаптации существующих систем к новым условиям и повысить их эффективность.

Практическая ценность и реализация результатов исследованхя.

Результаты исследований, методическое и программное обеспечение внедрены в:

- отделе перспективного развития Государственного газового концерна в рамках автоматизированной управленческой системы;

- институте "Гипроспецгаз" - "Генеральная схема автоматизированного проектирования САПР магистральных газопроводов" (П редакция); институте "Гипроморнефтегаз" - "Генеральные схемы АСУ и САПР-шельф".

Апробация работы. Основные положения работы были представлены на:

11-й Всесоюзной научно-технической конференции по трубопроводному транспорту нефти и газа (Уфа, 1982 г.);

Координационных Советах по автоматизации проектирования (г.Москва, 1984 г., г.Ташкент, 1985 г.);

Семинаре-совещании проектных, научно-исследовательских институтов и кафедр и вузов нефтегазового профиля по автоматизированному выпуску проектно-сметной документации (г.Москва, 1984 г.);

Ш-ей Всесоюзной научно-технической конференции "Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР". (Иосква, 1986 г.);

На совещаниях по реализации задания 7.6 "Разработка базовых программно-методических комплексов для САПР объектов капитального строительства газовой промышленности" проблемы 2.2.1 КП НТП СЭВ в области создания САПР на 1986-1990 гг. (Будапешт, 1986 г., Прага 1987, 1988 гг.);

Отраслевом семинаре "Разработка и внедрение системы автоматизированного проектирования организации нефтегазового строительства" (г.Киев, 1987 г.);

НТС и совещании "Дальнейшее совершенствование проект-но-сметного дела в Мингазпроме в 1987-1990 гг. в свете выполнения "Целевой комплексной научно-технической программы... и в связи с переходом отрасли на полный хозяйственный расчет"

(г.Истра, 1987 г.);

Совещании по вопросу развития САПР в проектных институтах отрасли (г.Москва, 1988 г.);

Координационном совете по автоматизации проектирования (г.Киев, 1988 г.);

Заседании рабочей группы по проблеме проектирования и строительства перехода газопровода Ямал-Запад через Байдарац-кую губу (г.Москва, 1988 г.);

1У-Й Всесоюзной конференции "Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа" (г.Москва, 1988 г.);

Заседании отраслевого Методического совета по проблемам САПР-КС Миннефтегазпрома СССР, секции "САПР-Шельф" (г.Киев, 1988 г.);

Ученом совете ВНШШАСУгазпрома (г.Москва, 1990 г.);

Заседании секции САПР-Шельф Методического совета САПР Миннефтегазпрома СССР (г.Москва, 1990 г).

Публикации. Результаты работы опубликованы в 1 монографии и 70 публикациях в отраслевых, научных и учебных изданиях.

Объем и структура работы. В диссертации 4 главы, 351 страница, 50 иллюстраций, 10 таблиц и список использованной литературы, включающей 134 наименования советских и зарубежных авторов, приложения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении рассмотрена постановка проблемы, обоснована ее актуальность, сформулирована цель и приведены основание научные положения диссертационной работы.

В первой главе дается технико-экономический анализ и характеристика процессов управления и проектирования крупномасштабными объектами трубопроводного транспорта в нефтяной и газовой промышленности, определяется научно-технический уровень информационных технологий, применяемых как в отраслях, так и за рубежом в системах управления и проектирования этого вида сооружений.

? •

Функционирование таких систем, их развитие, адаптация к изменяющимся условиям, гибкая модернизация возможны лишь на основе информационных технологий, абонентами которых являются структурные подразделения, объединенные в многоуровневую иерархическую систему управления, проектирования и производства.

Общеизвестны зарубежные исследования технологий и автоматизированных систем Джонса А., Дитриха П., Энкорначчо М. и отечественных ученых Норенкова И.П., Петренко И.Г., Гусакова A.A. В области автоматизации проектирования нефтегазовых объектов известны системные исследования Бородавкина П.П., Гар-ляускаса В.Г., Щенкова A.C., Униговского JI.M. Эффективные модели оптимизации разработаны Березиным В.Л., Самойловым Б.В., нашли внедрение модели функционирования нефтегазовых систем Яковлева Е.И., Шадрина О.Б., Сухарева М.Г. Моделирование конструкций этих объектов осуществлялось Сшгоковым A.M., Менгю-ковым В.П.. Организационное моделирование выполнялось учеными Телегиным Л.Г., Громовым K.M. По автоматизации систем управления в нефтегазовых отраслях известны работы Овчарова Л.А., Кучина B.JI.

Важным условием разработки ИГ является совершенствование процессов проектирования, модификация существующих методов и организационных форм проектно-конструкторских работ на основе методов системного анализа в соответствии с требованиями автоматизации. Высокая эффективность внедрения ИТ в промышленности подтверждается опытом работы ведущих организаций страны. Объективно существует необходимость интеграции подсистем и технологических линии проектирования на основе информационных технологий. Вопрос недостаточно исследован в теоретических источниках, а в прикладных областях АСУ и САПР для объектов нефтегазовой промышленности в такой постановке существенных разработок не велось. Первоочередной задачей исследований является описание структуры нефтегазового комплекса, объектов и методов управления и проектирования, выполнение сравнительного анализа состояния предметной области в отрасли, стране и

за рубежом.

За рубежом по указанному направлению известны системы CIM - computer integrated manufakturing,которое поддерживают взаимодействие других автоматизированных систем деятельности предприятия и отчасти САР - Computer Aided Planing - системой автоматизированного планирования технологии и производственных процессов.В нашей стране развитие АСУ идет по пути перехода на использование сетей персональных ЭВМ, поддерживающих идеологию АРМ - автоматизированных рабочех мест.Предусматривается разработка типовых систем информационного обеспечения на базе персональных ЭВМ для народнохозяйственных комплексов страны в рамках концернов,ассоциаций,крупных предприятий для управления, координации и регулирования маркетинговых хозяйственных отношений.

Схема процесса отраслевого управления, представленная в диссертации, получена на основании обследования подразделений газового концерна, анализа и обобщения производственных и управленческих процессов основных структур отрасли. Полученная иерархическая модель организационной структуры определяет связи и последовательность процедур, многоуровневые контуры управления функциональных служб отраслевого управления. Выделены контуры управления, связывающие источник возникновения ситуаций, операции управления, воздействия и объекты. Автоматизация процедур выполняется путем создания и функционирования подсистем АСУ.

Развитие методов автоматизированного проектирования в отрасли определило создание подсистем автоматизированного проектирования объектов добычи газа САПР-ГД, транспорта газа САПР-МГ, объектов добычи и транспорта нефти и газа на шельфе и морских месторождениях САПР-ШЕЛЬФ и организации строительства САПР ОС.

По всем направлениям разработаны генеральные схемы проектирования, которые являются методологическими документами развития системы.

Анализ проектных компонент автоматизированной системы

Рис. 1. Жизненный цикл интегрированной системы

автоматизации процессов выпуска продукции

показан на разработанной схеме процесса проектирования газотранспортных систем, которая отражает основные этапы и информационные потоки проектного процесса.

Примером интеграции проектных процессов может служить связь САПР-МГ и САПР-ОС. Для этих систем решены задачи расчета и оптимизации основных проектных решений, что показало общность информационной базы, и, следовательно, целесообразность интеграции на основе общесистемного макромоделирования.

Проведенный анализ схем управления и проектирования позволил на основании общей теории систем получить информационную структуру предварительных этапов жизненного цикла нефтегазового комплекса.

Далее исследуется состояние и использование основных концепций информационных технологий в системах управления и проектирования . Предложена структура информационной технологии функционирования нефтегазового комплекса и связи объектов информатики как основы построения концепции автоматизации информационных процессов (рис.1).

Описание низненных циклов раскрывает структуру и компоненты информационных процессов, иерархию и семантику информационных связей, этапов создания и функционирования и непосредственно структуру обьектов системы. Такая модель соответствует построению автоматизированных систем управления, научной информации, САПР и АСУ ТП. Суперпозиция компонент представляет весь комплекс информационных процессов производственной системы и ее жизненного цикла.

Функции информационных технологий поддерживаются базами данных и базами знаний. Вопросы использования баз знаний, как информационного инструментария, завоевывают в последнее время приоритет в развитии информационных систем, являются одним из направленией настоящего исследования и подробно изложены в главах 2 и 3. Концепция базы знаний САПР-МГ представлена на рис.2.

Примером эффективной реализации концепций информационных технологий является создаваемая в ГГКТазпром" управленческая

Объектно-ориентированные

АСУ ПИР отрасли. Докуканты ЗАДАНИЕ. Спецификации объекта АСУ ПИР организации. Докуненты ВЫХОД. Результаты расчетов докуканты

гафика, рабочие чертежи СИШЗИРУЕИЫЕ данные: сеть ЦИК ядро

Объектно-нсзависииые нормативы

классификатор оборудования характеристика оборудования технкко-экоиоквчесхие показатели

типовые проекты катеркалн

сикЕольиая графика: справочная информация тексты програкк и их паспорта кнструктиБнке катериалы текстовые водалв графсческЕЗ додели

Объектные

111111: топологии

технологии транспорта расчета линейной части расчета КС

развития и реконструкции организации стоительства эяектрохиизащиты систем охлаждения газа сценарии проектного процесса график работ по проекту

Инвариантные'

111111: инженерных изысканий

строительных конструкций систеи электроснабжения РРЛ и связи

телемеханика и КИП и А водоснабжение и канализации

отопления и вентиляции

автодорог

пожаротушения

охрни окружающей среди

теплофизических свойств

снет

текущие дан

1ШС

провекуточнке результаты ТЛП, 111111, програшщых но дулей актуализированные подсхемы базы

икст

РУ-

мен

таль

нае

про-

цеду

рн

операционные системы транслятоы языков новаторы, диспетчеры, интерфейса

библиотеки стандатных программ

СУБД, графические системы

Рве. 2. База знаний САПР №.

информационная система, которая выполняется в соответствии с программой автоматизации путем проектирования и внедрения:

- локальных баз данных;

- локальных сетей АРМ в отделах с санкционированным доступом конкретных сотрудников к части информации к автоматизированным обменом информацией внутри отдела в рамках данной локальной сети;

- автоматизированного обмена информацией мезду локальными сетями отделов;

- автоматизированного сбора информации с нипестоящих уровней.

Процесс создания ИТ требует разработки аппарата формализации описаний и логической организации процессов проектирования и управления. Описание этих процессов заключается в анализе характера решаемых задач, формулировке требований к интерфейсу пользователь - ЭВМ, разработке программного обеспечения в соответствии с проблемными требованиями задач, выборе модели логической структуры данных, создании средств диалога программной среды с пользователем.

Одним из методов создания информационной технологии моиет служить разработка инструментальной среды, состоящей из про-мышленно-выпускаемых программных средств в сочетании с оригинальными продуктами прикладной направленности. Адаптируемость такой ИТ заключается в возможности оперативной замены программных модулей, информационные связи иенду ними устанавливаются на уровне стандартных интерфейсов с базой знаний.

Таким образом, развитие информационных технологий для автоматизированных систем управления и проектирования долняо осуществляться на основе комплексных исследований и формализации требований к исследуемой среде методами системного анализа в виде методик создания основных компонент информационной технологии - программного обеспечения, баз данных и знаний. В разделе выполнен анализ особенностей информационных технологий предварительных этапов ашзненного цикла объектов и систем нефтегазового комплекса и показана необходимость раз-

вития методов автоматизированного проектирования информационных технологий объектов, включая АСУ и САПР.

Во второй главе, с целью разработки методики создания и внедрения информационных технологий на различных этапах жизненного цикла объектов трубопроводного транспорта нефти и газа, исследованы проблемы создания, внедрения и использования информационных технологий от общесистемного исследования до автоматизированного синтеза. Проведена формализация проблемных и информационных аспектов, на основании которых исследуются качественные характеристики объектов, анализ, проработка вопросов автоматизации функционирования полученных структур и компонентов,реализующих информационную технологию. Получены и проанализированы модели этапов иизненного цикла объекта трубопроводного транспорта нефти и газа и рассмотрены вопросы создания обобщенной информационной модели объекта.

Наиболее удобным представлением сложной газопроводной системы является представление модели объекта в виде планар-ного ориентированного графа с описанием узлов и дуг.

В приведенной модели расчета закольцованных газопроводных сетей вся система представляется набором линейных участков и узлов с их характеристиками. Компрессорная станция рассматривается как "активный" линейный участок, увеличивающий энергию потока, в отличие от обычного ("пассивного") линейного участка, понижающего эту энергию.

В целом технологический расчет сложных сетевых систем газопроводов был разделен на две основные задачи:

А. Определение потоков газа по участкам (как по абсолютной величине, так и по направлению).

Б. Гидравлический расчет сети газопроводов.

Для решения задачи распределения потоков строится модель на основании законов Кирхгофа для гидравлической сети:

- линейных (баланс потоков в узлах сети);

- квадратичных (баланс давлений в "кольцах").

Z Aij q = Qi , i = 1-n,

I (1)

z Cik q = 0 , к = 1-p,

1 , если 1-й поток входит в ^-й узел; 0 , если 1-й поток неинци-'дентен .¡-му узлу; -1 , если 1-й поток выходит из 1-го узла; Сл., если 1-й поток входит в к-е кольцо с совпадением направления движения; С1к^-С1, если 1-й поток входит в к-е кольцо с противоположным направлением; О, если 1.-й поток ке входит в к-е кольцо,

1 - номер линейного участка Ц=1-п);

3 - номер узла, ^ = 1-м);

к - номер кольца, (к = 1-р);

Я - поток газа на 1-м участке;

<31- приток (отбор) газа в 1-м узле системы;

С1- гидравлическое сопротивление 1-го линейного участка.

Модель функционирования проектного процесса проиллюстрирована на примере программного комплекса "ОРИЕНТ" по выбору оптимальной трассы магистрального газопровода с расстановкой компрессорных станций. Строится дерево графа, которое содержит кратчайшие пути из начальной точки сети во все остальные с учетом расстановки КС в точках, определяемых требованиями гидравлического и теплового расчетов газопровода.

Задача моделирования автоматизации процессов подготовки больших объемов информации успешно решена при постановке программного комплекса NORD, осуществляющего подготовку данных и оптимизацию трасс газопроводных систем. Подготовка исходной информации требует разработка эффективного алгоритма построения регулярной сети оптимизации. Местность, отраженная на топокарте или аэрофотоснимке делится на фрагменты, соответствующие определенным (одного типа) способам сооружения

линейного объекта. Информация о плановых координатах границ участков в совокупности с номером способа прокладки полностью отражает характеристику местности и является достаточной для полной автоматизации процесса решения задачи данного класса.

Примером графического моделирования, как разновидности моделей проектирования эксплуатации, служит разработанной для центрального диспетчерского управления магистральных газопроводов программный комплекс, предназначенный для оперативного отображения информации о магистральном трубопроводе в виде технологической схемы.

Результаты разработки и анализа моделей этапов жизненного цикла объекта позволяют говорить о наличии обобщенной модели функционирования системы. Введенная в работе типовая функциональная модель для обобщенного объекта нефтегазового комплекса является основой интеграции и построения информационных моделей.

Формализация структур объекта выполнена как последовательность описаний целевых соотношений, входных и выходных параметров, структурных и функциональных характеристик и определения принципа детализации следующегб уровня рассмотрения.

1. Целевые соотношения.

Модель общего равновесия системы Гурвица: (1 (1)

Р1 (Ь) - ^ №1(1;) условие максимизации прибыли, (2)

(1 Ы (1)

У1 (и - объем предложения 1-го продукта;

1л (О - объем спроса 1-го предприятия на ресурс;

Р1 (Ю - цена 1-го продукта;

ИК (и - цена ресурса.

2. Входные параметры.

_ Н . = Ьг И

Н - параметры окружающей среды; ЬЯ - сырьевые ресурсы; IX- трудовые ресурсы.

3. Структурные характеристики. К

БТ =

Б Т

гн

(4)

К (Ъ) = Пз (РР, ЬК, И) тп - структура финансов;

Б (Ъ) = (БМ, Ы?) шп - организационная структура;

Т Ш = Г1Л (Н, МГ, Ш, Ы) ип - технология производства;

КМ Ц) = №, 1Л, БМ) вп - материальные потоки.

РЕ - прибыль;

МК - основные фонды;

БМ - структура маркетинга.

4. Функциональные характеристики, а х БТ

5. Выходные параметры.

(5)

Р -

(6)

6. Критерии устойчивости. X распределение.

р ( Х2^

р- вероятность, Э- уровень значимости, ш - число степеней свободы.

7. Декомпозиция уровня.

V Сл П П (0Р1) <3), ТС - функция предпочтения; ПСБЗ - подмножество базы знаний; ОР - объектные процедуры;

(7)

Ч - множество условий, ограничений, параметров;

С^ - подмножество моделей создания системы (объекта);

Тцд - подмножество функциональных моделей объекта.

По аналогии с процессами анализа и синтеза структурной модели объекта по аналогичным критериям рассмотрены процессы проектирования и создания информационной технологии и функционирования автоматизированной системы в целом.

Один из подходов к унифицированному описанию структур процессов проектирования заключается в создании иерархической структуры описания проектируемого изделия.Функциональная полнота системы проектирования определяется степенью реализации предлагаемой структуры. Для достижения локальных и глобальных целей необходимо определить проектные операции, регламентировать параметры процесса.

В качестве примера предложена схема проектного процесса магистрального газопровода, выполненная по предлагаемой методике .

На основании иерархической детализации процессов проектирования сделан вывод, что информационная модель наилучшим образом описывается стандартным циклом "синтез-анализ-оценка", а иерархическая глубина процесса может быть достигнута за счет вложенности этих циклов, где процесс анализа содержит цикл синтез-анализ-оценка следующего уровня и т.д..

Завершающими этапами процесса проектирования являются проверка соответствия техническому заданию и ограничениям -экспертиза проекта и его утверждение, как функции обратной связи.

Сделан вывод о том, что структура процесса проектирования является идентичной проектной технологии для анализа, синтеза и оценки проектных решений нефтегазового объекта.

Формализация структур информационной технологии выполнена по методике построения обобщенной модели для этих объектов.

1. Целевые соотношения.

S = { (С х Sc х Fy)JU Df, (8)

С - подмножество моделей создания системы; Sc - компоненты системы; Fy - подмножество функциональных моделей; Df - множество критериев выбора.

2. Входные параметры. _

А = [XI}, множество задач, (i = 1, I),

В = (Хш}, множество этапов, ( п = 1, М),

С = fXk), множество вариантов-этапов, ( k = 1, К),

D = {Xj}, множество узлов системы, ( j =1, J),

Е = (Хр), множество вариантов системы,( р = 1, Р).

3. Структурные характеристики.

nit = I0U РО U ТО U 00 U МО, (9)

nit - продукционная система информационной технологии, 10,РО,ТО,00,НО - компоненты информационной технологии I0=F(AC), P0=F(A,В,С), T0=F(D,E), 00=F(A,C), M0=F(A,C,D).

4. Функциональные характеристики.

Qd (А, В, С, D, Е)-»орт. (10)

Qd - оптимизируемые параметры качества; (Qt, Q2,••• Qp) с: Df,

Fe (10, РО, TO, 00, МО) = 0 - ограничения на искомое

отображение;

Fe = (Fj , F2 ,.„ ., Fq) - ограничения на программно-техническую реализацию, е = 1, q.

5. Выходные параметры.

БЗСп (ИЛ Ггч), где Ш - семантическая сеть; Гг -фреймовая структура; П - продукционные отношения.

6. Критерии оценки по методике Стюарта.

Критерий : Относительная: Оценка

важность

1. Сметные расходы 100 0,137

2. Удовлетворительность заключения 100 0,137

3. Качество поддержки решений системы 100 0,137

4. Степень учета требований пользователей 90 0,123

5. Наличие математических методов 90 0,123

6. Число завершенных проектов 85 0,116

7. Число требований о переработке проекта 85 0,116

8. Наличие и качество стратегических 80 0,101

планов

730 1,0

7. Декомпозиция уровня БТ;= (О5, Л, {(!?}, ¡-1,3

Я? = (М и НД)

(И)

- вершины графа информационных элементов 1-й задачи;

- множество отношений технологической (£) и информационной (,)) связи.

Далее рассмотрены основные направления,по которым целе-

ИСПОЛНИТЕЛИ

Исполнитель Уроеж

исполнителя

заказчик подлшчик

отраи»

субпод-чик орт акоация

СОМСПОЛН-Д1 итда

сектор

группа

ИСГС.'№!Тей|

ааиин, управление, НИ, плщироем« произа-еа и т.».

ГЕган», «Рй» ^оряццснное обеспечение Программное обеспечен® Тимческое обеспечен« Организации, обеспечен® Яетмическое обеспечение Яатенатичрское обеспечение Еаза дан**х База знания

газ да« гвшч

Мормииочное обеспечение Програнжое обеспечен Текническое сбегечечие Организация. обеспечение Методическое збклечечие Математические с^кпечеше

икон

>»сание об«КТ8 36»«т

Лредукчю объекта Прибил»

йвинистрат, упрамниг ■ №

Прогктироеаже Пдоводстш) Эксплуатация Иаркгп«г

Стер №МП1

0ерпектиен,,теку1ет,операт>ен» Техщческс* зададае^сшз^ех,проект,раб.п[оект 7«. задание,зсм.проет^т.прок^рав.лрсеп гас, ОТ, ОТ

Перспективное плажр., ТЭП, оператиисе уп;ел, Реклама, сбит

(¡вдвигания

Учет, контроле гланиразние Прогиоэ,исслсд., анализ Сттез, анализ, оценка За^з,транс, схем, график работ Создадае,0пят,г»ро«,экспл., рекон Цогсвор

Рис, !. Структура врецветис* обиасти сиг»« аатаатизашм зтак» именного цикла обмкта.

сообразно структуризировать процесс управления:

1.Административно-функциональная структура и ее уровни.

2.Функции управления, включая дерево целей и дерево задач.

3. Временной цикл управленческой деятельности.

Цикл управления осуществляется в следующей последовательности:

- прогнозирование производственной деятельности;

- планирование производства;

- организация и координация производственого процесса;

- оценка и анализ результатов работы.

Эта структура процесса соответствует циклу синтеза, анализа, оценки, принятому при проектировании, что позволило выполнить анализ особенностей организации управления в отрасли, осуществить дальнейшую детализацию функций управления в рамках отраслевой системы и построить обобщенную функциональную модель процесса управления нефтегазовым комплексом.

На основании проведенных исследований предложена обобщенная структура предметных областей управления и проектирования, как информационных этапов жизненного цикла нефтегазового объекта (Рис.3).

Синтез информационной технологии проводится на основании материалов обследования и предпроектного анализа исходной предметной области существующей технологии управления, проектирования, других подсистем.

Как и для процедур проектирования и управления, результатом синтеза по материалам обследований является генсхема, которая включает структурную схему информационных процессов с разбивкой на подсистемы и АРМ и перечень решаемых задач для каждого АРМ.

При построении генсхемы информационной технологии на первом этапе выделен функционально-технологический разрез, который дает возможность представить связи функций управления между элементами одного иерархического уровня системы управления. Для этого строится дерево управленческих задач, которые описывают однородные потоки информации в контурах управ-

ления, детализированные по уровням.

На втором этапе производится функциональная декомпозиция, которая используется для синтеза структуры компонентов. На верхнем уровне иерархии выделяются подсистемы (например, административная, научно-техническая, подготовка производства, планово-финансовая, производственного обеспечения производства и т.д.). В каждой подсистеме определяются автоматизированные рабочие места.

Полученный состав АРМ определяет дальнейшую детализацию -обследование по задаче, подготовку технического задания на программирование.

Итогом работы над документом является: модель расчета , поля базы данных и разметка документа для представления на устройствах вывода ЭВМ по задаче, которая определяется на основании анализа образцов входных и выходных документов и модели расчета.

Таким образом сформулирована типовая структура и формализованы подсистемы информационной технологии для рассматриваемой предметной области. Обобщена взаимосвязь элементов подсистем, что позволяет использовать типовые структуры для различных объектов нефтегазового комплекса. Предлагаемые материалы являются методическими и позволяют осуществлять оперативную разработку или модификацию системы в случае изменения исходных предпосылок. Создание системы автоматизированного синтеза информационной технологии обеспечивает экономичную разработку программных комплексов и реализацию этих систем в автономном режиме или в локальной вычислительной сети.

Критерием эффективности системы служит экономическая оценка решений и адекватность характеристик реальным объектам.

На основе вышеизложенного, с целью автоматизации синтеза компьютерной информационной технологии, разработан программный комплекс АИТ, реализованный для используемых в отрасли персональных ЭВМ 1ВМ РС АТ(ХТ). Данный программный комплекс позволяет автоматизировать основные этапы жизненного цикла

программных продуктов и АРМов: этап создания спецификации, проектирования программных продуктов и реализации проекта.

Таким образом, в разделе проведено исследование комплекса проблем, связанных со структурой, созданием и функционированием информационной технологии в интегрированных структурах для предварительных этапов жизненного цикла объектов нефтегазового комплекса.

В третьей главе рассмотрены практические средства реализации и поддержки информационных технологий, из которых наиболее эффективными являются методы гак называемого искусственного интеллекта (ИИ). Проведен анализ возможности применения этих методов для проектирования и создания информационных технологий для различных этапов жизненного цикла объектов' трубопроводного транспорта.

Существует 4 основных типа моделей ИИ , доступных моделированию на ЭВМ:

1. Семантическая сеть - граф связи основных понятий предметной области и их качественных отношений.

2. Фрейм - если граф реализуется в виде многоуравневой иерархической структуры.

3.Логическая модель,продукция - состоит из сигнатуры и предиката и описывает логические отношения,возникающие между понятиями предметной области.

Продукционная модель более подходит для описания причинно-следственных связей жизненного цикла объекта. Близость к логическим моделям позволяет организовывать эффективные процедуры вывода и более наглядно, чем в классических логических моделях отражать знания из-за отсутствия жестких ограничений.

Набор продукций образует систему, используемую как комбинации сетевых и продукционных моделей. В этом случае декларативные знания описываются сетевым компонентом, а процедурные - продукционным.

4. Сценарии - это последовательные во временном интервале продукционные модели, используемые для пополнения знаний о

ситуации. Процедура дополнения входной информации сведениями, хранящимися в памяти системы, представляется сетью, вершинам которой соответствуют факты, а дугам - связи, описывающие отношения специального типа, например "причина-следствие", "цель-подцель", "часть-целое".

В искусственном интеллекте выделяются три парадигмы представления и обработки знаний: логическая, структурная и процедурная. К первой относят языки логического программирования и системы продукций, ко второй- семантические сети и фреймы, последняя представлена функциональными сетями и частично отражена в языках фреймового типа.

Для описания пространственных (вернее - статических) отношений между элементами организационно-технической системы целесообразно воспользоваться методами функциональных сетей и объектно-ориентированного программирования, которые тесно смыкаются с фреймовой концепцией представления данных. При этом целесообразно использовать методы объектно-ориентированного программирования при построении фреймов расчетных процедур, так как этот механизм является встроенным. Фреймы, которые описывают организационное и техническое обеспечение информационных технологий, гораздо удобнее реализовывать средствами функциональных сетей, поскольку последние обеспечивают гораздо большее разнообразие типов отношений между элементами-понятиями, связанными в сеть.

Динамические аспекты деятельности организационно-технических систем описываются средствами логического программирования, поскольку последние дают возможность моделировать причинно-следственные связи, которые отображают временные последовательности событий. Наиболее приспособлены к описанию знаний такого рода продукционные системы, используемые для моделирования сценариев.

На основе проведенного анализа сделан вывод о том, что моделирование динамики процессов проектирования и управления рассматриваемой предметной области реализуется методами логического программирования или продукционных систем.

Проанализирована возможность использования семантических сетей. В качестве примера приведен синтез базы знаний по процессам управления созданием сложных нефтегазотранспортных объектов. Осуществлена взаимоувязка объектов, процессов и отношений между ними при сборке обобщенной семантической сети понятий управленческой структуры.

В качестве другого примера синтезирована семантическая сеть понятий процесса проектирования, таких как "объект", "проектирующие организации", "техническое решение", "граф-схема процесса", "дерево задач", "подразделения".

Проведено обобщение данной методики синтеза семантической сети по информационным моделям объектов и процессов.

Полученная сеть понятий является аналогом системы словарей-справочников данных проблемной области и служит концептуальной моделью для построения баз данных управленческого процесса. При этом актуальна задача оптимизации структуры базы данных согласно синтезированной семантической сети понятий проблемной области и перехода от нее к реляционной базе данных, реализуемой распространенными пакетами СУБД. Обычной методикой построения таких баз являются эвристические методы, которые не обеспечивают их оптимальных характеристик.

Если есть граф-схема модели данных со связями между объектами через атрибуты, то можно перейти от нее к граф-схеме, связывающей между собой непосредственно объекты. Удаление из графа атрибутов объектов составит граф-схему,состоящую из объектов и их отношений, причем отношения между реальными объектами могут осуществляться посредством транзакций.В таком виде граф-схема модели данных отражает реальные иерархические структуры объектов и связывающих их транзакций и схему документооборота, соответственно которой построена база данных.

Это позволило вместо построения баз по существующему документообороту, что является обычной практикой, предложить иной метод построения адекватной модели документооборота на основе семантической сети и синтез по этой модели базы данных.

Для описания информационных процессов в распределенной системе может использоваться фреймовое представление. При этом информационные процессы в одном АРМ описываются фреймом. Для связи с другими фреймами могут использоваться специальные состояния узлов фрейма - слоты. Они могут ссылаться на другие фреймы, что позволяет организовать распределение информации по системе и доступ к данным на различных уровнях, соответствие которым устанавливается уровень управления.

Пример реализации фрейма нижнего уровня дан для АРМ сектора организации ПИР ГГК по организации плана-графика ПИР, выполнении контроля и управления заданиями для нижестоящих организаций, поиску типовых решений и др.

Предложенная организация фрейма позволяет сочетать как вычислительный процесс, так и организацию данных и органично включить уже написанные процедуры.

Сделан вывод о том, что фрейм - это не только способ организации данных, но и способ организации процессов, который реализует алгоритм перехода от одного слота фрейма к другому.

Предложена следующая методика построения фреймовой распределенной системы:

1.Создается многоуровневая семантическая сеть, узлами которой служат семантические значения выполняемых работ.

2.Узлы, обозначающие соответствующие работы, объединяются согласно граф-схеме алгоритма функционирования. Возникающая многоальтернативность оформляется посредством меню.

3.Осуществляется построение единой в рамках фреймовой системы АРМ базы данных.

4.Осуществляется разработка операционной поддержки семантических значений в узлах фрейма посредством набора выполняемых процедур.

В качестве реализации рассмотрены фреймы подсистемы "Проектирование МНГС" САПР ШЕЛЬФ. Отмечено наличие общих типов слотов во фреймах всех уровней, что дает возможность выполнять синтез генсхем в виде распределенной фреймовой структуры, управляющей системой АРМ.

На основе вышеизложенного показано, что иерархическая структура организационно-технических систем позволяет описывать ее в виде вложенного набора фреймов, каждый из которых может быть реализован в виде программного обеспечения для интегрированных ИТ управления и проектирования на уровне отрасли.

На уровне организации целесообразно применение фреймовых структур, которые реализуются в разрезе объект-ресурсы-ограничения. Фрейм обеспечивает интеграцию информационных потоков для управления проектированием.

Рассмотрена проблема выбора ресурсов проектирования для решения задачи организации процессов проектирования.

Если находится техническое решение, выполненное при аналогичных условиях и ограничениях, то оно обычно выбирается в качестве прототипа данного укрупненного технического решения. Сочетание "техническое решение" - "условия и ограничения" представляют собой опыт проектирования в концентрированном виде.

Предложена методика оперативного закрепления ресурсов автоматизированным способом, которая основана на том, что во всяком процессе проектирования существуют типовые фрагменты, служащие основой базы фактов экспертных систем.

Рассмотрены особенности реализации такой системы на Прологе, что дает возможность перейти к практическому построению экспертных систем для построения проектных методик.

Перечисленные задачи можно отнести к классу статических. Учет временного фактора наилучшим образом осуществляется на основе продукционных моделей, включенных в сценарии, что позволяют реализовать, как показано в работе, атоматизированный синтез диаграмм Ганта.

На обычных сетевых графиках узлы отображают события, а дуги - выполняемые работы. Из практики известно, сколько времени и ресурсов требует та или иная работа. Время завершения проекта определятся продолжительностью выполнения отдельных задач вдоль критического пути.

Для таких задач используются сценарии, которые характеризуются как "формализованное описание стандартной последовательности взаимосвязанных фактов, описывающих типичную ситуацию предметной области".

Имеется набор продукций Рг вида:

Рг±С,Р1,А1,В1,М1), где 1= 1... п;

здесь - название последовательности работ, к которым

откосится данная работа А;

Р1 - множество событий, которые позволяют выполнить работу А1; выполняемая работа;

В1 - событие, которое соответствует окончанию работы А;

Ш - постусловия (ресурсы и др.) (необязательный параметр).

Список Ргч неупорядочен.

Этот алгоритм выглядит следующим образом:

1.Из списка Р1 в список Р2 выбираются все работы, которые не требуют никаких событий, т.е. значения Р1 у этих работ всегда равны 1. После этого в списке имеется подсписок событий {ВП, соответствующих окончаниям работ первого уровня.

2.Из списка работ Р2 выбираются те работы, которые в своих предикатах Р1 имеют комбинацию событий, содержащихся в списке { В1 } и им присваивается следующий номер.

3.Процесс продолжается до тех пор, пока либо не будет достигнуто конечное состояние - цель, либо пока не будут исчерпаны все работы из списка Р2 .

Набор продукций Рг, реализован как база фактов языка Пролог. Над параметром -предикатом Р1 возможно выполнение логических операций средствами предикатной логики.

В качестве примера реализации приведена схема информационной технологии, синтезированная на основе системы продукций и разработан алгоритм предикатной логики реализации сценариев

организационно-технического проектирования на основе продукционной модели.

Таким образом, впервые получена и реализована на практике концепция использования методов ИИ для задач управления и проектирования и их автоматизации, что позволило перейти к реализации на ЭВМ базы знаний нефтегазовых отраслей.

Четвертая глава дает практическую реализацию концепций построения системы и моделей информационных технологий.

При проектировании ИТ отдела перспективного планирования ГГК использованы методы аналогий, типового проектирования и моделирования. На первом этапе выполнен функциональный анализ, который дает возможность представить связи функций управления, элементов системы управления и их взаимодействие с системой автоматизированных расчетов. Полученная функциональная декомпозиция обеспечивает организационно-системный подход к построению структуры ИТ отдела и его связи с ИГ концерна. Функциональные подсистемы ИТ ОПР соответствуют организационным структурам отдела. Информационная поддержка подсистем основана на концепции интегрированного банка данных, реализованного в виде распределенных по подсистемам взаимосвязанных функциональных баз данных.

Схема автоматизации ИТ построена на принципах синтеза информационных потоков сложившейся административной структуры отдела, выделении подсистем (групп задач) по проблемным признакам и связью их с автоматизированными рабочими местами управления .

Проблемная подсистема включает логическую цепочку: разведка запасов - добыча - разработка - переработка - транспорт. Инвариантная подсистема содериит разделы, относящиеся к проблемной подсистеме - проектирование, планирование научно-технического прогресса, охрану природы.

АРМы объединены в систему локальной вычислительной сети с организацией базы данных, которая является локальной базой уровня "концерн". Внешние связи с организациями, располошен-

0

СИНТЕЗ

декоипозщия объекта, »ормироеажв огражченЛ, определен« критерия эффективности, составлвие квштуамних иадеией менагга обдала, вабор програжмм средств, мбор техянесхих средств, платрование процесса проекти-роеанм, гра(нк проектнт работ,

АНАЛИЗ

танштега 1ШРШШ£ ПИЕКШВШ ГРОЕШРОШЕ ршпссюр ИЕЮГРАМЕВНЕ

ПРОЕХШВНС проекторов«« 1ни01сш ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЩСИСШ

Сита Сттез Сжтез Сттез Сжтез Синтез

конфигурация-граф построен« ЦПН; ибор иегов* иоделироваиие модификация кощеп- обработка натериа-

трубопроводной («вор аналоги! и ти- строителю™ и спо- зксплуатационжх туал»н8х моделей лов инкнврнвх

систем»; пов«« проекта и ра- собов поставки гру- ситуаций, в т,ч процесса проектирова- изкканй;

cm oimtwam« зневеие coopyiet»* зов! зкстрека»«Х! ния; формализация проекторов»«!

трасс»! JN и К проектни процедур} - строителен«»

- определен« граикнш конструкций!

услоеий; - И и систем

снабхет«!

Ашп taw Аиаго Анализ Анализ - [ТЛ и связи;

- теленаники и

опттоация тогштж ятемация профиля проектирован« расчет рпииое разработка кокюиент Шив;

коридор» пжункад«) И i расчет» пригру- оргалоацЛ ст)«и- эхсплутщ»; СИР; - водоснабжения

вябор три» и ос- ЗРв и анкеривх кре- телвстеа; расчет» динаиики иодниация и - отопления и

ипни« параметров Ш1енЛ|Прсчиости и оптиизация трас- процессов запуска адаптация коипонект; вентиляция;

трубопровода! устойчивости; порпюй cien; систем»; разработка и адаптация - автодорог;

оптиюация нга КС; проектирован« кранов епуп специфика«« проеюиряаже жтруиенталмх - пмарстуинмя;

распределен* потоков; и пережчек; с&рудсваня| диагностики № и КС; средств) - охран» окруяаией

гидравлтеские расче- оптиш«ная верти- esiyn свободна« оятие с про- сред».

те! расчет» систем калиная платровка заказ«« специфика- изводства; расчет» тепюфизи-

оиидем; моще« КС) цл. ческих свсйств,

расчет строители*

Щенка конструкщй;

проектирован*

виених ссору>е»4

соответствие КС; проектирован*

иориаи и задам на соорухЕжй и устано-

проектирован») м- вок цеха КС;

ПШШМФ сгркмннй, расчет» обвязхи.

Сценка Оценка Оценка Оценка

анализ ^¡yitTtTos; соответствие соответствие ограии- соответствие ограниче-

расчет жимв нории и залам ЧВИЯИ) ния«;

снег. на прзвтироеаи*.

ОЦЕНКА

соответствие задам, работоспособность, расчет oíwmtix спет, коирол» лашшв, сра «пни, соответствие огражченяи, сргвнвм с гфтт** tipwToi.

Рис. 4, Ctmwee проектирован» процесса CfflP-ЯГ (гроюам«!.

31

ными вне концерна,осуществляются магистральными линиями связи. Выделена группа АРМов, которые являются общими для пользователей всех уровней - концерн, отдел, сектор. Рассмотрена реализация одного из АРМов на примере сектора организации ПИР.

Реализация системного автоматизированного проектирования процессов САПР - МГ показана на рис.4.

Эта структура, рассмотренная во взаимосвязи с уровнем высшей иерархии процесса автоматизированного проектирования и управления определяет концепцию построения системы.

Функциональным входом в систему САПР НГ является задание на проектирование (спецификации проекта). Внешней средой проектирования в данном случае являются подсистемы управления, функциональные "Развитие ЕСГ" и техническое обеспечение, обеспечивающие интерактивный доступ пользователя и отображение входных и выходных данных подсистем любого уровня. Внешний контур системы включает стандартные процедуры процесса проектирования - синтез, анализ и оценку.

Концептуальная модель определяет последовательность связи технологических линий проектирования (ТЛП) и процессов в самих ТЛП на этапе технологического и конструкторского проектирования, т.е. на этапе анализа. Основными результатами этого этапа для внешнего контура являются оптимальные технологические параметры проектируемого объекта и конструкторская реализация основных технических решений.

Задача оценки заключается в контроле лимитов и сроков проектирования, при условии, что проверка работоспособности выполнена на двух предыдущих этапах.

Предложенные компоненты реализованы в проектных институтах отрасли. В качестве примера приводятся результаты проектирования трассы трубопровода, вошедший в ТЭО системы магистральных газопроводов Ямал-Запад.

На основании полученных информационных моделей, с приме-кением методов организации семантических сетей разработаны прикладные базы данных, осуществляющие поддержку информацион-

ных технологий. Показана, в качестве одного из примеров, структура базы данных подсистемы проектирования линейной части газотранспортной системы (ГТС).

Выделены основные объекты предметной области:

- линейные участки (ЛУ) трубопровода;

- цеха компрессорных станций (КС);

- станции охлаждения газа;

- особые участки (краны, перемычки, переходы через преграды) .

Каждый объект состоит из атрибутов, характеризующих его в объеме, достаточном для многоаспектного использования. Объекты связаны между собой последовательно - ГТС содержит упорядоченную сетевую структуру. Объекты имеют связи по принадлежности к ГТС - наименование и общие характеристики (включая сооружения всего коридора коммуникаций ), что является самостоятельными объектами базы.

Логическая модель удовлетворяет требованиям интеграции информационного обеспечения на уровне подсистем САПР МГ -САПР ОС - САПР-ШЕЛЬФ и подсистем управления различных уровней.

Далее разрабатываются и внедряются структуры автоматизации управления и проектирования на уровне проектных организаций.

В генсхеме САПР-ШЕЛЬФ, разработанной совместно с институтом "Гипроморнефтегаз", принят состав подсистем и технологических линий проектирования, отражающий структуру предметной области. Разработана модель процесса проектирования САПР-ШЕЛЬФ, отражающая двухуровневый'цикл синтез-анализ-оценка для предметной области системы автоматизированного проектирования объектов нефтегазодобычи на шельфе. Модель рассматривает проектные процессы на уровне подсистем (первый уровень цикла синтез-анализ-оценка) и проектных задач (второй уровень цикла). Полученная в результате декомпозиция позволяет системно увязать структурную организацию и проблемные процессы, позволяющие координировать два вида управленческой деятельности:

Подрщчи-ки

Ли-во Ю

08««, АСУ

МПМТР, ЯШЕК

«РЯ

РУСТО"

»лет

И1

главн. жнем.

ПРИ

Ж-ЛЕЙ

№И планов, етды

ПРИ код»

И

ПРИ та. отдел

ПРОБЛЕМНЫЕ ЛОЯСисТЕНН

1ШМШ£ РАЗРАЕШ

и игогаш итородаи

К, анализа пройти разработки иесто-рождетя И* разраб. ■ иестор. ПИР.НР

Отдел обустроим глубоко-водох иесто-родогй №1 обустрж.. «с тор. пг

Не#тепромш. отдел т обуттройс. . «тор 1М>

Сектор расчета запаса (И расчет! запаса ЖР

Трувспраои. слил (СИ сбора и трансп.

ЛИОНЕ» 1ИШИВЙШ СШЕШВД СЮЯЖ

Отдел проектор. и стротг-ва СКЕШН

Ситор геолог ж. обсспечЕН. бур,

— ИР» бур.

— №1 геол.

АР»

гиктжйж ннгс

Отдел глубоководны» нестарой.

ЯРЯ статич.и джалн. анализа

да

М.глубоко-

мднн

жтороце-

йРМ гщро-

статнч.

гидрофан.

да

№1 компановки оборудовав!

Отды проектирован« морских ней-кпоцнш месторгаден,

ЯИ

т

гщастжт

ж

БАЗА ДАННЫХ

КС

Рис. 5.

Генсхма управлешя проектного жститута.

34

- управление процессом проектирования, цель которого повышение качества проектных работ;

- управление проектной организацией, которая учитывает трудовые и технические ресурсы исполнителей, сроки выпуска проектной документации, номенклатуру объектов.

Обобщение изложенных концепций нашло отражение в Генсхеме управления ПИР и НИР института "Гипроморнефтегаз" (рис.5). Схема сочетает структурные характеристики института и особенности подраздалений, оснащенных функциональными АРМами производственных и управленческих подсистем.

Статистическая обработка достоверности практической pea-лизации Генсхем методом X с уровнем значимости 6 = 0.95 показала, что методика оценки результативности Стюарта дает удовлетворительную (0,8-0,9) степень адекватности реальным производственным системам.

Основные выводы и рекомендации.

1. На основании выполненных исследований осуществлено теоретическое обобщение и решение проблемы, заключающейся в разработке теории и методов компьютерного проектирования процессов создания, поддержки и развития (модернизации) систем автоматизированного управления и проектирования предварительных этапов жизненного цикла объектов нефтяной и газовой промышленности на уровнях отрасль-предприятие-подразделение, что кардинально изменят процессы управления и проектирования за счет многофакторного и многокритериального моделирования.

2. В результате анализа и реализации ряда функционально-структурных моделей объектов нефтегазового комплекса предложена обобщенная информационная модель объекта, позволяющая интегрировать функциональные и информационные характеристики системы.

3. На базе обобщенной информационной модели получена методика, позволяющая ставить и решать задачи создания информационных технологий для различных уровней иерархии объектов

нефтегазового комплекса. С применением предложенной методики разработаны схемы управления, проектирования и функционирования объектов трубопроводного транспорта на уровнях отрасль-организация-подразделение, что явилось рабочим материалом практических разработок на этих уровнях.

4. Проведенные методические разработки позволили получить типовую структуру программного комплекса автоматизации создания компьютерной информационной технологии, осуществляющего функции оперативного создания и модификации программных продуктов_ в соответствии с теоретическими предпосылками ди-сертации.

5. Предложены методы реализации автоматизированной организационно-технической системы; выполнен анализ применения средств искусственного интеллекта в информационных технологиях путем адаптации моделей представления знаний применительно к специфике решаемых задач, что позволило повысить качество принимаемых решений и эффективность эксплуатируемых автоматизированных систем.

6. Полученные в процессе выполнения диссертации научные результаты и внедренные в промышленности генсхема автоматизированного управления отрасли и генсхема управления и проектирования институтом явились основой архитектуры программно-технических средств этих организаций.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Бородавкин П.П, Писчасов Г.П., Безкоровайный В.П. и др. Структура и функционирования САПР."Газовая промышленность", N3,-14.:, 1983.

2. Бородавкин П.П,Писчасов Г.П., Безкоровайный В.П. и др. Перспективы создания автоматизированной системы управления проектированием сооружений газовой промышленности. Н-т обзор.-М.:ВШШЭГАЗПР0М,1985, с.29.

3. Безкоровайный В.П.,Брагилевский О.В. и др. Диалоговые средства программного обеспечения САПР магистральных газопроводов .Депонировано ВКЙЙЭГАЗПРОИ, -М. -.1935,N772 г.з.

4. Безкоровайный В.П..Аптекарь A.C.Экономико-математическая модель оптимизации сети газоснабжения региона.Сборник ПНТИ ВНИИСТА,-М.:19 86.

5. Безкоровайный В.П-. Автоматизация проектирования магистральных газопроводов.Сб.Проблемы повышения эффективности и надежности переработки и транспорта газа.-М.:МИНХ и ГП.1985.

6. Безкоровайный В.П.Структура информационного обеспечения САПР-Шельф."Комплекс,освоение нефтегазовых ресурсов континент .шельфа СССР"Тезисы докладов I Всесоюзной н-т конф.-М.: 1986.

7. Безкоровайный В.П..Аптекарь А.С.Автоматизация технологического проектирования сложных газопроводных сетей. Сб."Экономика,организация и управление производством в газовой прокипленносги",МЗ,БШШЭГАЗПРОМ,-М. : 1987,с. 12-16.

8. Безкоровайный В.П.Некоторые концепции развития систем автоматизированного проектирования газопроводных систем. Сб."Экономика,организация и управление производством в газовой промышленности",И10,-М.:ВНИИЭГАЗПР0М,1987.

9. Безкоровайный В.П.,Андреев 0.П.Построение логической структуры баз данных,Сб."Экономика,организация и управление" ,N7,-М.:ВНИИПКтехоргнефтегазстрой,1987.

10. Безкоровайный В.П.Проектирование базы данных САПР в газотранспортных системах.сб."Экономика,организация и управление производством в газовой промышленности",-М:., 1958, N 8.

11. Бородавкин П.П., Безкоровайный В.П. САПР газопроводных систем-развитие теории и практики. "Газовая промышленность", N 9,-М.:,1988.

12. Безкоровайный В.П..Бородавкин П.П.,Андреев О.П. Автоматизированное проектирование газотранспортных систем. -М.:.Недра,1990.- 12 п.л.

13. Бородавкин П.П. .Безкоровайный В.П..Кувычко И.Ю.Базы знаний в проектном процессе. "Строительство трубопроводов", Н 3, -Н.:,1990г.

14. Безкоровайный В.П., Кувычко И.Ю.Методика построения баз знаний по нормативным отраслевым документам.Деп.ВШШОЭНГ, И.29.01.90 N 1834- нр.90.

15. Безкоровайный В.П.,Брагилевский О.В. Технология автоматизированного синтеза управленческой информационной системы.flen.N 1325, ВШИЭГазпром.-М:, 1992.

16. Безкоровайный В.П., Кувычко И.Ю. Использование категорий системной науки для решения проблем представления знаний Деп.в ВНИИЭГазпром,-И:,И1321-Г.3.92.

Заказ 158. Тираж 100. Рогапринг ВНИИЭгазпрома