автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.23, диссертация на тему:Управление процессом газоснабжения в системе менеджмента качества территориальных организаций-поставщиков

На правах рукописи

ИГНАТЬЕВ Андрей Анатольевич

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ В СИСТЕМЕ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ-ПОСТАВЩИКОВ

Специальность: 05.02.23 — Стандартизация и управление качеством

продукции

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

7 ФЕВ 2013

Курск-2013

005049318

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет» на кафедре «Инструментальные и метрологические системы»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Протасьев Виктор Борисович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет», заведующий кафедрой «Автоматизированные станочные системы»

Иноземцев Александр Николаевич

кандидат технических наук, ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет», доцент кафедры «Управление качеством, метрология и сертификация» Сторублев Максим Леонидович

Ведущая организация:

ОАО «Тулаоблгаз»

Защита диссертации состоится 1 марта 2013 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.105.09 при ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, д. 94 (конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет».

Автореферат разослан января 2013 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Д 212.105.09

В.В. Куц

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время газоснабжение населения и промышленных потребителей газа находится в ведении коммерческих организаций. Сами субъекты газоснабжения являются государственными организациями, частными предприятиями различных форм собственности и физическими лицами, которые должны качественно обслуживаться в соответствии с принципами системы менеджмента качества (СМК) ИСО 9000.

Газоснабжение, как показывает анализ, является по своей сути производственным процессом, часть особенностей которого до настоящего времени подробно не раскрыта, а показатели оценки его качества не получили всестороннего научного обоснования.

Основной причиной исследований в этом направлении стали затруднения в определении объемов поставленного поставщиками и потребленного покупателями газа. На практике эти объемы практически никогда не совпадают. Такое несовпадение принято называть разбалансом, который носит безусловно отрицательный характер и является одним из важнейших показателей качества системы газоснабжения, поскольку приводит либо к неполному расчету потребителей с поставщиком, либо, наоборот, к переплате ими средств поставщику за поставленный газ.

Причинами возникновения разбаланса газа являются: технологические потери при транспортировке газа; несанкционированное вмешательство третьей стороны в систему газораспределения; аварийные ситуации; погрешности измерений объема отпущенного и потребленного газа, вызванные неточностью работы приборов его учета (погрешности случайного характера); нарушение условий измерений объема отпущенного и потребленного газа (погрешности неслучайного характера).

Первые три причины изучались ранее путем моделирования распределения потоков газа в трубопроводах с помощью Компьютерного Аналитического Инструментария (КАИ) «А1£аг£ш», разработанного ЗАО «Физико-технический центр» (г. Саров) с участием ООО «Газпром межрегионгаз Москва», в системе газоснабжения г. Москвы.

Последние две причины до настоящего времени не анализировались, поэтому изучение и профилактика разбаланса потребовали проведения дополнительных специальных исследований и создания квалиметрической оценки качества процесса газоснабжения.

Степень разработанности проблемы. В части исследования погрешностей и характера разбаланса газа степень разработанности является начальной, поскольку данный подход к проблеме используется впервые. В части создания квалиметрической оценки качества процесса газоснабжения исследования являются продолжением работ, выполненных в рамках тематики, связанной с управлением качеством.

Цель работы: повышение качества процесса газоснабжения путем определения и управления разбалансом газа и введения в практику квалиметрической оценки качества работы газораспределительных станций (ГРС), что является основой создания СМК для территориальных организаций-поставщиков по другим объектам производственного процесса.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи исследования:

1. Разработка методов оценки погрешностей определения объемов поставки, потребления газа и их разбаланса, возникающих вследствие погрешностей измерительной техники.

2. Установление значимости разбаланса газа (случайности или неслучайности причин его возникновения) и разработка методики распределения разбаланса, имеющего случайный характер, между поставщиком и потребителями газа.

3. Оценка статистической управляемости процесса газоснабжения в части возникновения и значимости разбаланса с помощью контрольных карт Шухарта.

4. Выявление совокупности единичных показателей качества, необходимых для формирования комплексного показателя качества процесса газоснабжения и разработка методики их количественного выражения.

5. Определение комплексной оценки качества на уровне типичного объекта системы газоснабжения — ГРС.

Методология и методы исследования. При выполнении работы использовались: методология теории вероятностей и математической статистики, методы расчета размерных цепей, статистические критерии проверки правдивости гипотез, метод имитационного моделирования, методы обработки результатов косвенных измерений, методы построения и анализа контрольных карт Шухарта, принципы построения квалиметрических оценок качества.

Область исследований. Содержание диссертационного исследования соответствует п.2 «Стандартизация, метрологическое обеспечение, управление качеством и сертификация» и п.4 «Квалиметрические методы оценки качества объектов, стандартизации и процессов управления качеством» паспорта научной специальности 05.02.23 - «Стандартизация и управление качеством продукции» (технические науки).

Положения, выносимые на защиту:

- метод оценки значений погрешностей разбаланса объемов газа, основанный на расчете случайных погрешностей результатов измерений и теории расчета размерных цепей;

- метод анализа причин возникновения разбаланса газа в системе газоснабжения, основанный на статистическом анализе погрешностей учета объемов потребленного и поставленного газа;

- результаты анализа статистической управляемости процесса газоснабжения по разбалансу, основанные на контрольных картах Шухарта;

- система единичных показателей качества процесса газоснабжения и квалиметрическая оценка качества функционирования ГРС.

Научная новизна результатов исследования состоит из следующих элементов:

- разработки метода установления характера причин возникновения разбаланса объемов поставленного и потребленного газа и методики его распределения между участниками процесса газоснабжения;

- создании системы комплексной оценки качества функционирования ГРС, позволяющей вырабатывать корректирующие воздействия на единичные показатели качества, улучшающие состояние системы газоснабжения в целом.

Теоретическое значение результатов работы заключается в том, что:

- разработанный метод анализа значимости разбаланса газа позволил выявить причины его возникновения при управлении качеством процесса газоснабжения;

- предложенная комплексная квалиметрическая оценка качества функционирования ГРС повышает уровень возможности управления качеством процесса газоснабжения.

Практическое значение результатов работы заключается в:

- выявлении причин возникновения разбаланса газа, выработке наиболее эффективных методов его устранения и обоснования его допустимых значений;

- создании методики квалиметрической оценки качества, позволяющей объективно проанализировать состояние процесса газоснабжения на уровне ГРС и при необходимости выработать корректирующие воздействия, повышающие качество ее работы.

Степень достоверности результатов. Достоверность полученных результатов обеспечена использованием стандартных статистических методов проверки гипотез о природе возникновения разбаланса, корректным применением методов оценки статистической управляемости процесса га-зоснабжениия в части возникновения и значимости разбаланса, а также проработанных теоретически и апробированных на практике методов квалиметрической оценки единичных показателей качества для определения комплексного показателя качества процесса газоснабжения.

Рекомендации по использованию результатов работы. Результаты работы могут использоваться для совершенствования управления процессом газоснабжения на уровне ГРС и далее до конечных потребителей, а также для улучшения системы взаиморасчетов между поставщиком и потребителями за соответствующие объемы газа. Предложенные в работе методы и методики могут служить основой для разработки документации по СМК территориальных организаций-поставщиков и использоваться при взаимных расчетах за другие ресурсы (электричество, воду, тепло и т.д.).

Публикации и апробация работы. По тематике исследований опубликовано 11 работ, из них 1 без соавторов и 8 в ведущих рецензируемых журналах, включенных в список ВАК.

Основные положения работы докладывались на Международных конференциях: «Компьютерные технологии поддержки принятия решений в диспетчерском управлении газотранспортными и газодобывающими системами» (г. Москва, 2009, 2012 гг.); на семинаре-совещании дочерних компаний ООО «Газпром межрегионгаз» (г. Казань, 2012 г.); на научной конференции профессорско-преподавательского состава ТулГУ( г. Тула, 2010, 2011,2012 гг.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и библиографического списка. Содержит 158 страниц машинописного текста, 31 таблицу, 24 рисунка, библиографический список из 106 наименований. Общий объем диссертации 171 страница.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложена ее структура

и кратко раскрыто содержание разделов диссертации.

В первом разделе проведен анализ работ, связанных с изучением состояния системы газоснабжения с точки зрения наличия в ней разбаланса Ур между объемами потребленного Употр и поставленного Упост газа, определенными по приборам учета потребителей и поставщика соответственно:

V = V -V . (1)

* р потр пост '

Выполнен анализ предшествующих исследований, среди которых наиболее важным является моделирование работы системы газоснабжения с помощью КАИ «А^аг^Б», разработанного ЗАО «Физико-технический центр» (ФТЦ, г. Саров). Целью исследований являлся научно обоснованный поиск источников разбаланса природного газа, реализованного потребителям в течение суток, на базе численного решения идентификационной задачи в рамках согласованных режимов функционирования Московского кольцевого газопровода (МКГ). Такой подход позволил определить только сектор системы, на котором возможны несанкционированные вмешательства, приводящие к разбалансу. Однако, в ходе работ не проводился анализ погрешностей существующих средств измерений поставленного и потребленного газа и, как следствие, связанных с ними разбалансов, а также не определялись конкретные причины их появления

Вопросам моделирования работы газораспределительных трубопроводов посвящены исследования отечественных ученых, результаты которых нашли свое отражение в работах Чарного И.А., Сухарева М.Г., Сарданашвили С.А., Хасилева В.Я., Меренкова А.П., Сенновой Е.В., Селезнева В.Е., Алешина В.В., Прялова С.Н., Киселева В.В. и многих других.

Установлено, что в настоящем виде система газоснабжения не адаптирована к системе менеджмента качества ИСО 9000.

На основании вышеизложенного определена цель работы и сформулированы задачи исследования.

Во втором разделе рассматривалась метрологическая оценка системы учета газа при поставках его потребителям. Для этого анализировалась схема газоснабжения между поставщиком и потребителями в соответствии рис. 1.

Схема с правой стороны по своей сути напоминает размерную цепь (рис. 2), в которой происходит суммирование объемов У1,...,У1,...,УП с соответствующими погрешностями ДУ1,...,ДУ;,...,ДУП, и в итоге объем газа Употр определяется суммированием объемов с некоторой суммарной погрешностью

ДУтотр-

Объем Употр с погрешностью ДУпотр можно определить с

помощью линейной размерной Рисунок 1 - Схема газораспределения: I - место цепи фис имеющей состав-измерения расхода газа у поставщика; П - ус- дяющие звенья у,...,У,...,Уп и ловная линия разделения газопровода между

потребителями и поставщиком. замыкающее звено Употр.

©

V,«,

¡ГРС__ду^

ГЬст авщик

V, V, ДУ, АУ,

_1Т1_11

V,

V.,

'^У, )) Г

Потребители

V, Ж

Известно, что размерные цепи решаются на полную и неполную взаимозаменяемость. В работе был рассмотрен вариант теоретико-вероятностного (неполной взаимозаменяемости) расчета размерных цепей, поскольку именно он соответствует наиболее объективному учету погрешности замыкающего звена АУпотр.

I

V, , V,

V, м„

Рисунок 3 - Размерная цепь, определяющая суммарный объем Употр.

Рисунок 2 — Определение погрешностей объемов газа: а - на ГРС; б - у потребителей.

Адаптация методики расчета линейных размерных цепей к цепям, в которых звеньями являются объемы газа, позволила перейти к формуле для определения погрешности измерения объема потребленного газа АУпотр, сохранив при этом ее наглядную графическую иллюстрацию (рис. 2 и 3):

АУпогр=^Д^2. (2)

где АУ; - погрешность учета газа, зафиксированного прибором учета ¡-го потребителя соответственно.

Данная методика позволила оценить погрешность учета объема полученного газа потребителями Употр и сопоставить ее с погрешностью объема поставленного газа Упост. Сравнение показало, что при близком уровне точности используемых средств учета суммарная погрешность измерения полученного газа АУпохр оказалась значительно меньше, чем погрешность объема поставленного газа АУП0СТ. Для рассматриваемой в работе ГРС Литвинове указанные погрешности отличаются в 2,7 раза, а для ГРС Электрогорск — в 1,5 раза. Отсюда следует, что поставщик газа для обеспечения объективности и точности оценок поставленного газа должен использовать приборы учета, значительно превосходящие по точности аналогичные приборы потребителей, причем, чем больше потребителей и значительнее объемы потребляемого ими газа, тем выше требования к точности приборов учета поставщика.

Поскольку при штатных ситуациях разбаланс газа может быть только следствием наличия погрешностей измерений объемов Употр и Упост, то для установления значимости этой причины (доказательства того, что ситуация является штатной) был разработан метод статистического анализа погрешностей учета объемов газа УП01р и Упост.

Причина признается значимой, если абсолютная величина разбаланса |ур| меньше или равна случайной погрешности АУр, с которой разбаланс можно определить с помощью средств учета газа поставщика и потребителей:

Это неравенство отражает свойство случайной величины быть значимой только в том случае, когда ее значение превосходит погрешность, с которой она может быть определена. Выполнение данного неравенства с принятой доверительной вероятностью позволяет сделать вывод о том, что разбаланс является следствием погрешностей измерений, а невыполнение — говорит о том, что разбаланс возник неслучайно, т.е. ситуация является нештатной.

Погрешность ДУр определяется по следующей формуле:

= ^(ДУП0СТ)2 + (ДУпотр)2 . (4)

Если разбаланс газа вызван нештатными причинами, то свести его к допустимым значениям можно только устранив эти причины.

Если разбаланс возник при штатных ситуациях, то воздействовать на него можно, только повысив точность используемых средств учета объемов газа.

В существующей практике газоснабжения это является достаточно сложной организационно-технической задачей. Поэтому для уменьшения ущерба какой-либо стороне газоснабжения от возникшего разбаланса предлагается методика его распределения между всеми участниками процесса газоснабжения. Стороны (в случаях отрицательного разбаланса) или одна из сторон (поставщик — в случаях положительного разбаланса) компенсируют часть стоимости разбаланса пропорционально погрешности средств учета объема газа. С этой целью определяется доля разбаланса, приходящаяся на каждого участника процесса газоснабжения:

= (ЛУ; / АУр)2, (5)

где ДУ; - абсолютная погрешность приборов учета каждого участника процесса газоснабжения.

Такое распределение долей участия в оплате разбаланса является научно обоснованным и справедливым, поскольку учитывает через абсолютную погрешность два источника разбаланса — относительную погрешность и объем потребляемого газа. Пропорциональность долей квадратам погрешностей измерения объема обусловлена способом их сложения при расчете общей погрешности разбаланса, т.е. вероятностным подходом.

Для определения значения объема газа V;, который должны компенсировать стороны, необходимо долю Б; умножить на абсолютную величину разбаланса:

Ч = Ог|Ур|. (6)

Однако задача взаимной компенсации разбаланса Ур с учетом ранее

приведенных зависимостей может решаться только на добровольной основе или при наличии необходимых нормативных документов и с учетом ранее приведенных зависимостей.

Проверить неравенство (3) напрямую не всегда удается, поскольку при значительном количестве потребителей не всегда возможно получить информацию о погрешностях их средств учета объемов газа. Для этого случая разработан метод проверки значимости разбаланса, базирующийся на

ГОСТ Р 50779.23-2005 и основанный на представлении разбаланса в виде случайной величины с нулевым математическим ожиданием. Поэтому, проверяя ежедневные значения разбаланса за установленный календарный период, можно установить степень его изменчивости (погрешность) и проверить гипотезу о значимости этого разбаланса. Для этого необходимо проверить условие:

|d|<(t.-a/2(v)/^)-Sd, (7)

где d - среднее значение ежедневного разбаланса за рассматриваемый календарный период; Sd - оценка СКО разностей между текущим и средним значением разбаланса в i-й момент времени; tj_a/2(v) - квантиль распределения вероятности Стьюдента; a - уровень значимости, a = 1 - Р (Р - доверительная вероятность, с которой проверяется гипотеза); v = п — 1 — число степеней свободы; п — число дней календарного периода.

Данный метод был применен для установления значимости разбаланса при газоснабжении потребителей г. Москвы в летние и зимние периоды. Проверка показала, что разбаланс за выбранные календарные периоды времени не является случайным и возникает не по причине погрешностей средств учета объемов газа. Это позволило поставщику сконцентрировать внимание на исследовании условий измерения объемов отпущенного газа и выявить причину возникновения разбаланса — нарушение этих условий.

Статистическая управляемость любого процесса является одним из важнейших признаков его качества. Для анализа статистической управляемости процесса газоснабжения использовались контрольные карты Шухар-та, которые позволяют определить индекс возможностей процесса PCI:

__т допуск процесса UTL-LTL 0

=---=-—-, (о)

разброс процесса бет

где UTL - верхнее предельное допустимое значение контролируемого параметра; LTL - нижнее предельное допустимое значение контролируемого параметра; a — оценка средней изменчивости внутри исследуемых подгрупп.

Поскольку регламентированных значений UTL и LTL для разбаланса газа не существует, то будем считать приемлемым в день объем разбаланса 0,5% от среднесуточного объема УПост поставленного газа в месяц. Следовательно, рекомендуемый допуск процесса по разбалансу VpeK будет:

Урск = 0,005 -Упост. (9)

где Упост — среднесуточный объем поставленного газа в месяц.

Следовательно, формулу (8) можно записать в следующем виде:

PCI = VpeK/ 6a = 0,005 -Упост/ 65. (10)

Используя индекс возможностей, можно определить фактический разброс процесса по разбалансу, принимая значение PCI = 1,33:

Уфаи =1,33-разброс процесса = 1,33-65. (11)

Далее, сравнив фактический Уфакт разброс и рекомендуемый Урек допуск, делается вывод о нахождении процесса в допустимых границах.

Проведенный анализ качества процесса газоснабжения по разбалансу с помощью контрольных карт Шухарта показал, что он находится в статиче-

ски неуправляемом состоянии. Кроме этого, неприемлемым является значение индекса возможностей процесса PCI во всех исследуемых случаях (меньше 1). Выявлено значительное превышение фактического допуска процесса по сравнению с допустимым.

Результаты данных исследований полностью согласуются с результатами проверки значимости разбаланса, по методу, базирующемся на ГОСТ Р 50779.23-2005.

В заключение раздела был проведен расчет обоснованного значения V°T" допустимого разбаланса в относительном виде. Это значение определялось следующим образом:

Vp°™=(AVp/VnocT)-100%. (12)

Расчеты показали, что для ГРС Литвиново величина погрешности составляет Vp0TH = 5,32%, а для ГРС Электрогорск — Vp0TH = 2,92%. Такие значения являются достаточно большими, однако уменьшить их можно только заменой используемых средств учета на более точные прежде всего у поставщика и у потребителей, получающих наибольшее количество газа.

В третьем разделе были рассмотрены вопросы расчета погрешностей, связанных с переводом результатов измерений объема газа из рабочих условий в стандартные.

Для этого осуществляется соответствующий пересчет:

Уп = Т-"У(Р + Рь) Р„- (273,15 + 18)-Ксж где Vn - объем отпущенного или потребленного газа, приведенный к стандартным условиям, м3; Тп — постоянный температурный коэффициент, Тп =293,15 К; Рп - константа давления, Рп =1,033 кгс/см2; Ксж - коэффициент сжимаемости, рассчитывающийся в зависимости от измеренных значений давления, температуры и состава газа (в расчетах принят за условно постоянную величину Ксж = 1); Vg — объем газа, измеряемый прибором учета, м3; Р - давление газа, измеряемое датчиком давления, кгс/см2; Рь -давление газа, измеряемое датчиком барометрического давления, кгс/см ; tg - температура газа в трубопроводе, измеряемая термометром сопротивления, °С.

Параметры Vg, Р, Pb и tg измеряются в реальных условиях эксплуатации трубопровода. Эти параметры являются результатами измерений и несут в себе случайные погрешности, наличие которых при пересчете объемов не учитывается, что может привести к дополнительным погрешностям приведенных к стандартным условиям объемов газа, и, как следствие, к увеличению разбаланса, вызванного этими погрешностями.

Для исследования данной ситуации была разработана методика, позволяющая учесть погрешности результатов измерений параметров состояния газа в общей погрешности измерения его объема в стандартных условиях. Она основана на расчете погрешностей результатов косвенных измерений:

Sv =, z —-S0i , (14)

где - оценка СКО результата измерения объема, приведенного к стандартным условиям; - оценки СКО результатов прямых измерений величин С>; (в нашем случае под величинами СЬ понимаются параметры Ув, Р, Рь и Эти оценки приведены в технической документации на средства

измерений данных параметров; —— частные производные функции свя-

ЗСЬ

зывающей результат косвенного измерения с результатами прямых измерений, по аргументам (2;, т.е. по параметрам Ув, Р, Рь и 1В.

Используя зависимости (13) и (14), паспортные данные по средствам измерений и результаты измерений параметров У8, Р, Рь и ^, можно оценить погрешность Ду^ приведенного к стандартным условиям объема газа Уп. В расчетах использовались следующие результаты измеренных параметров и относительных погрешностей их средств измерения: V = 2500 м3, 5УЁ = ±1 %, Р = 3 кгс/см2, 8Р = ±0,4 %, Рь = 1,033 кгс/см2, 5РЬ = ±0,4 %, ^ =10 °С, 81в =±0,1 %. При доверительной вероятности 0,9973 величина погрешности объема Уп составила:

дУп =1-8Уп = 3-36 = 108 м3,

где I - ширина относительного доверительного интервала.

Относительная погрешность 5УП от номинальной величины составила 5УП =108/10207 = 0,0106 = 1,06 %.

По результатам расчетов, был сделан вывод о необходимости исследования влияния погрешностей результатов измерений отдельных параметров У8, Р, Рь и ^ на общую погрешность объема газа Уп. Для этого поделив обе его части уравнения (14) на величину и возведя их в квадрат, можно перейти к уравнению (15):

1 = 1

т $

__

Ч5^ Чу

(15)

Величина 5УП(С2;) =

V

показывает относительный вклад

погрешности каждого из параметров V , Р, Рь и ^ в общую погрешность 5УП объема газа Уп. Значения вкладов в общую погрешность 5УП получились следующими: 5УП(УВ) = 90,99%; 8УП(Р) = 8,06%; 5УП(РЬ) = 0,96%; 5Уп(д-0%.

Эти данные показывают, что погрешности измерения параметров Р, Рь и ^ практически не оказывают влияния на погрешность объема газа Уп.

Это означает, что приведение объема газа к стандартным условиям осуществляется объективно, практически без образования дополнительных погрешностей.

В четвертом разделе были рассмотрены вопросы оценки качества процесса газоснабжения. Поскольку ранее таких оценок с позиций квали-метрии не выполнялось, возникла необходимость в разработке единичных показателей качества (ЕПК) и методов их определения. Для этого в первую очередь были проведены опросы представителей всех сторон газоснабжения, выступивших в роли экспертов, что позволило выявить наиболее важные характеристики процесса газоснабжения, которые были приняты за ЕПК. Также с помощью результатов опросов, документально зафиксированных в опросных листах, определена степень важности каждого из ЕПК в виде весовых коэффициентов .

Всего было установлено шесть ЕПК. Состав ЕПК выглядит следующим образом: СЬ — бесперебойность поставки газа ^ =0,181); 02 — обеспечение установленного давления газа = 0,161); <33 — обеспечение качества показателей газа по ГОСТ 5542-87 (g3 = 0,159); (}4 — минимизация величины разбаланса газа между поставщиком и потребителями (§4 =0,164); <35 — безопасность системы газоснабжения =0,182); <36 - модернизация оборудования в системе газоснабжения =0,153). Сумма весовых коэффициентов £&=!■

Задача расчета самих ЕПК в виде относительной бальной оценки оказалась достаточно сложной. Для ее решения использовались следующие принципы квалиметрии:

1. Значение показателя, не вызывающее никаких нареканий, оцениваются единицей, отклонение в худшую или лучшую сторону — уменьшением или увеличением ЕПК от единицы.

2. Если потребителей и поставщика полностью устраивает попадание оцениваемого показателя в допустимый интервал значений, то отклонение от единицы определяется только в случае выхода этого параметра за допустимые границы — как относительное отклонение от одной из них.

Рассмотрим в соответствии с ранжированным рядом > > g4 > g2 > Ез > ёб) относительную бальную оценку каждого ЕПК.

Относительная бальная оценка ЕПК «Безопасность системы газоснабжения»: (35 =1-ПЧР/ПЧРшах, (16)

где ПЧР - приоритетное число рисков, принимаемое для процесса газоснабжения в соответствии со шкалой баллов значимости дефектов для БМЕА производственного процесса, адаптированного к процессу газоснабжения; ПЧРтах — максимально возможное приоритетное число рисков для процесса газоснабжения.

Относительная бальная оценка ЕПК «Бесперебойность поставки газа»:

<3, = 1 -±(а| /пр = 1 - |:С(П| - Пф)/^), (17)

3=1 3=1

где aj - отрицательные или положительные отклонения (недовыполнение или перевыполнение поставок газа за установленный период) по всем потребителям газа; П^ - плановые задания на поставку газа за установленный период; Пф — фактически поставленные объемы за этот же период; п — количество анализируемых потребителей газа.

Относительная бальная оценка ЕПК «Минимизация величины разбаланса» определяется по формуле, в которой учтено, что величина разбаланса не может на практике равняться 0 (из-за погрешностей приборов учета), а допустимы лишь незначительные отклонения от этого значения:

04=1-(К/-К>КР"), (18)

где |Ур| - абсолютное значение величины разбаланса, определенное по приборам учета поставщика и потребителей газа за некоторый календарный период времени; Уррек - рекомендуемая величина разбаланса, которая принимается равной погрешности ДУр его определения, т.е. ДУр = Уррск; Кс -стимулирующий коэффициент; у - показатель, равный некоторому отношению |Ур|/Уррек, при котором оценку С24 можно принять равной 1.

Эксперты должны сами определить рекомендуемые предельные значения оценки ЕПК 04 при отсутствии разбаланса, которое должно находиться в интервале от 0 до 2, не достигая верхнего предела. Также эксперты назначают такое значение возможного фактического разбаланса, которое не приводит к существенным убыткам поставщика и может быть оценено значением бальной оценки, равной единице. Этим они оценивают ключевые точки значения единичного показателя качества, описывающего разбаланс в самом оптимальном состоянии системы газоснабжения. Остальные показатели — стимулирующий коэффициент Кс и показатель степени при нем у рассчитываются исходя из уже заданных экспертами значений ключевых значений ЕПК (34. При необходимости значение данного единичного показателя качества можно ограничить «правилом Вето».

Относительная бальная оценка ЕПК «Обеспечение установленного давления газа»:

02=1-ДР/Рэт, (19)

где ДР — отклонение фактического давления от максимально или минимально допустимого, определяемого проектом газопровода ДР = |Ршах т1п-Рф|; Рэт -

эталонное значение давления, принятое в нашем случае равным его среднему значению Рэт =(Рт!п +Ртах)/2. Если измеренное значение давления Рф

попадает в интервал допустимых значений [Ртш;Ртах], то отклонение фактического давления от максимального или минимального принимается равным нулю, т.е. ДР = 0.

Относительная бальная оценка ЕПК «Обеспечение состава газа по ГОСТ 5542-87»:

т

С^т-'-Н^э^Д^/Рэ.), (20)

И

где Еэ. - эталонное значения показателя качества _|-го объекта ДЕ^ - отклонение показателя >го объекта ^ от эталонного значения Е^, определенные при контроле проб, изымаемых по ГОСТ 31370; т - количество показателей (по ГОСТ 5542-87 их 8).

Относительная бальная оценка ЕПК «Модернизация оборудования в

системе газоснабжения»:

ш

= (21)

И

где М.у - показатели фирмы-лидера, которая имеет наивысшие экономические и технические показатели; М^ - показатели оцениваемой фирмы (в нашем случае ГРС); ^ — весовые коэффициенты оценочных параметров; ш

—количество параметров, учитываемых при оценке модернизации оборудования.

В соответствии с изложенной выше методикой были получены следующие значения относительных бальных оценок ЕПК для ГРС Литвиново (выстроены в порядке степени их важности): <35 = 0,900; С, = 0,909; (34 = 1,070 ; <32 = 1; (2з = 1,168; (36 = 0,740.

Комплексный показатель качества (КПК) С) процесса газоснабжения рассчитывается следующим образом:

0 = (22)

¡=1

Согласно зависимости (22) значение КПК получилось равным <3 = 0,962. В случае, если качество процесса газоснабжения близко к идеальному, значение КПК должно быть равным 1 или даже его несколько превосходить. Отсюда можно сделать вывод, что близость полученного значения КПК к единице говорит о высоком качестве процесса газоснабжения для рассматриваемой ГРС. Данная методика оценки качества процесса газоснабжения на уровне ГРС предлагается к использованию при подготовке документации СМК в ООО «Газпром межрегионгаз Москва».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В результате выполненного комплексного теоретико-экспериментального исследования в работе решена актуальная научная задача по повышению качества процесса газоснабжения путем определения и управления разбалансом газа. Для ГРС, как типичного объекта системы газоснабжения, разработана совокупность показателей, позволяющих всесторонне оценить качество работы и определить содержание и направление дальнейшего развития. При этом получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Разработан метод для оценки погрешностей определения объемов поставленного и потребленного газа и возникающего разбаланса, базирующийся на статистическом анализе значимости разбаланса и на теоретико-вероятностном методе расчета размерных цепей. Данный метод позволил определить характер разбаланса (случайный или неслучайный) и его обоснованные допустимые значения. Такой подход дает возможность выработать наиболее эффективные способы уменьшения разбаланса до приемлемых знаг чений.

2. Разработана методика оценки обоснованной величины разбаланса и распределения его между субъектами процесса газоснабжения, основанная на выделении доли в общей погрешности разбаланса, вносимой поставщиком и потребителями газа. Установлено, что поставщик газа вносит наибольшую долю в общую погрешность и, следовательно, несет наибольшую

ответственность за разбаланс. Такой подход позволяет уменьшить долю неопределенности в учете объемов поставленного и потребленного газа.

3. Оценка статистической управляемости процесса газоснабжениия в части возникновения и значимости разбаланса с помощью контрольных карт Шухарта позволила установить, что данный процесс в течение проанализированных календарных периодов времени находился в статистически неуправляемом состоянии. Это свидетельствует о неслучайном характере разбаланса объемов поставленного и потребленного газа, т.е. о наличии у поставщика технологических потерь, несанкционированного вмешательства в газораспределительную сеть или нарушении условий измерений при учете объемов поставленного газа.

4. Установлено, что значения разбаланса, обусловленного погрешностями средств учета, для ГРС Литвиново (Vp°™ = 5,32%) и для ГРС Электро-горск (У"™ = 2,92%) являются весьма значительными. Их уменьшение возможно только путем замены используемых средств учета на более точные. Это относится, прежде всего, к поставщику, а также потребителям, получающим наибольшее количество газа.

5. Установлено, что погрешность приведения результатов измерений объема газа к стандартным условиям определяется в основном погрешностью его измерения в рабочих условиях. При этом погрешности измерения других параметров (рабочего давления, барометрического давления, температуры газа) не оказывают существенного влияния на погрешность приведения объема газа из рабочих условий в стандартные.

6. Разработана методика оценки качества процесса газоснабжения на уровне типичного представителя газораспределительной системы — ГРС. Качество процесса газоснабжения описывается комплексным показателем, основанным на принципах квалиметрии и включающим в себя совокупность рассчитываемых единичных показателей с соответствующими весовыми коэффициентами. Данная методика позволяет объективно проанализировать состояние качества процесса газоснабжения на уровне ГРС и при необходимости выработать корректирующие воздействия, повышающие качество ее работы.

7. Результаты исследований внедрены в ООО «Газпром межрегионгаз Москва», что позволило снизить объем разбаланса газа при поставках потребителям и оперативно проводить мероприятия, направленные на определение и устранение причин его возникновения.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Научные работы в рецензируемых научных журналах и изданиях:

1. Игнатьев A.A. Оценка причины разбаланса объемов газа в системе «постав-шик-потребитель» / Игнатьев A.A. // Газовая промышленность. 2010. № 6. С. 20-22.

2. Игнатьев A.A. Анализ статистической управляемости процесса разбаланса газа с помощью построения контрольных карт Шухарта / Протасьев В.Б., Белов Д.Б., Игнатьев A.A. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 2: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Ч. 1. С. 187-195.

3. Игнатьев A.A. Проверка статистической гипотезы о совпадении резуль-

татов учета поставленного и потребленного газа / Протасьев В.Б., Белов Д.Б., Игнатьев A.A. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 6: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. Ч. 2. С. 413-419.

4. Игнатьев A.A. Комплексная оценка качества бытовых газовых счетчиков / Белов Д.Б., Игнатьев A.A., Масенков Е.В. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 6: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. Ч. 2. С. 426-431.

5. Игнатьев A.A. Пути повышения точности измерений объемов поставленного природного газа / Белов Д.Б., Игнатьев A.A. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. б: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. Ч. 2. С. 440-443.

6. Игнатьев A.A. Оценка величины разбаланса объемов поставленного и потребленного газа с использованием методики расчета случайных погрешностей / Игнатьев A.A., Белов Д.Б. // Вестник Тамбовского университета Сер. Естественные и технические науки. Т. 17. Вып. 3. Тамбов, 2012. С. 1014-1017.

7. Игнатьев A.A. Определение экспертной оценки единичного показателя качества системы газоснабжения «минимизация величины разбаланса» / Белов Д.Б., Игнатьев A.A., Соловьев С.И. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 4. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 121-126.

8. Игнатьев A.A. Обоснование интервального представления результатов измерений объемов природного газа / Белов Д.Б., Игнатьев A.A., Соловьев С.И. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 4. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 127-129.

Научные работы в других изданиях:

1. Игнатьев A.A. Компьютерная технология мониторинга объемов и источников разбаланса в поставках природного газа по московскому кольцевому газопроводу / Селезнев В.Е., Киселев В.В., Комиссаров A.C., Игнатьев A.A. // Сборник тезисов докладов IV МНТК «Компьютерные технологии поддержки принятия решений в диспетчерском управлении газотранспортными и газодобывающими системами» (Discom 2009) (28-30 апреля 2009 года, г. Москва). М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2009. С. 55.

2. Игнатьев A.A. Проблема погрешности измерений при коммерческом учете ресурса (на примере поставки природного газа) / Белов Д.Б., Игнатьев A.A., Соловьев С.И. // Методы оценки соответствия. 2012. № 9. С. 20-24.

3. Игнатьев A.A. Функциональные возможности и опыт применения компьютерной аналитической системы для автоматизированного поиска источников разбалансов в закольцованной газораспределительной системе / Игнатьев A.A., Киселев В.В., Селезнев В.Е. // Сборник тезисов докладов V МНТК «Компьютерные технологии поддержки принятия решений в диспетчерском управлении газотранспортными и газодобывающими системами» (Discom 2012) (24-26 октября 2012 года, г. Москва). М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2012. С. 18.

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 21.01.13. Формат бумаги 60x84 '/¡б. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 0,9. Уч.-изд. л. 0,8. Тираж 120 экз. Заказ 001 Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300012, г. Тула, просп. Ленина, 95

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОЦЕНКА ПРОЦЕДУРЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА.

1.1. Состояние вопроса. Оценка современной ситуации в газораспределении.

1.2. Описание теоретических основ вычислительной технологии.

1.2.1. Постановка задачи.

1.2.2. Идентификация газодинамического режима МКГ.

1.3. Анализ источников возникновения разбаланса объемов газа.

1.4. Цель и задачи исследования.

2. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМЫ УЧЕТА ГАЗА ПРИ ПОСТАВКАХ ЕГО ПОТРЕБИТЕЛЯМ.

2.1. Оценка погрешностей измерений объемов газа в системе «Поставщик-потребитель» на основе теории расчета размерных цепей.

2.2. Методы оценки величины разбаланса объемов газа VI10CT и VI1OTp.

2.2.1. Оценка величины разбаланса объемов газа УП0Ст и УПОтр с использованием методики расчета случайных погрешностей.

2.2.2. Оценка величины разбаланса объемов газа УПОст и УПОтр с использованием теории расчета размерных цепей теоретико-вероятностным методом.

2.3. Распределение величины разбаланса газа между поставщиком и потребителями.

2.4. Условие обеспечения равной точности измерений объемов поставленного и потребленного газа.

2.5. Проверка гипотезы о случайном характере значений разбаланса газа за различные учетные периоды времени.

2.6. Анализ статистической управляемости процесса определения разбаланса газа с помощью контрольных карт Шухарта.

2.7. Определение допустимой величины разбаланса газа.,.

2.8. Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ГАЗА ПРИ ПРИВЕДЕНИИ ЕГО ПАРАМЕТРОВ К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ.

3.1. Обоснование интервального представления результатов измерения объема газа.

3.2. Методика расчета случайной погрешности измерения объема VIIOct поставляемого и УПОтР потребляемого газа.

3.3. Методика расчета числовых характеристик случайной погрешности прямых измерений параметров газа Q,.

3.4. Расчет погрешностей объемов поставляемого газа, приведенного к стандартным условиям.

3.5. Анализ долей вкладов погрешностей измерения параметров, влияющих на общую погрешность измерения объема газа Vn (баланс погрешностей).

3.6. Выводы.

4. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ.

4.1. Методика определения комплексного показателя качества в системе газоснабжения.

4.1.1. Экспертная оценка ЕПК «Безопасность газоснабжения».

4.1.2. Экспертная оценка ЕПК «Бесперебойность поставки газа».

4.1.3. Экспертная оценка ЕПК «Минимизация величины разбаланса».

4.1.4. Экспертная оценка ЕПК «Обеспечение установленного давления газа».

4.1.5. Экспертная оценка ЕПК «Обеспечение состава газа по ГОСТ 554287».

4.1.6. Экспертная оценка ЕПК «Модернизация оборудования в системе газоснабжения».

4.2. Определение комплексного показателя качества (КПК) системы газоснабжения.

4.3. Выводы.

В настоящее время газоснабжение населения и промышленных потребителей газа находится в ведении коммерческих организаций. Сами субъекты газоснабжения являются государственными организациями, частными предприятиями различных форм собственности и физическими лицами, которые должны качественно обслуживаться в соответствии с принципами системы менеджмента качества (СМК) ИСО 9000.

Газоснабжение, как показывает анализ, является по своей сути производственным процессом, часть особенностей которого до настоящего времени подробно не раскрыта, а показатели оценки его качества не получили всестороннего научного обоснования.

Основной причиной исследований в этом направлении стали затруднения в определении объемов поставленного поставщиками и потребленного покупателями газа. На практике эти объемы практически никогда не совпадают. Такое несовпадение принято называть разбалансом, который носит безусловно отрицательный характер и является одним из важнейших показателей качества системы газоснабжения, поскольку приводит либо к неполному расчету потребителей с поставщиком, либо, наоборот, к переплате ими средств поставщику за поставленный газ.

Причинами возникновения разбаланса газа являются:

- технологические потери при транспортировке газа;

- несанкционированное вмешательство третьей стороны в систему газораспределения;

- аварийные ситуации;

- погрешности измерений объема отпущенного и потребленного газа, вызванные неточностью работы приборов его учета (погрешности случайного характера);

- нарушение условий измерений объема отпущенного и потребленного газа (погрешности неслучайного характера).

Первые три причины изучались ранее путем моделирования распределения потоков газа в трубопроводах с помощью Компьютерного Аналитического Инструментария (КАИ) «А^а^ш», разработанного ЗАО «Физико-технический центр» (г. Саров) с участием ООО «Газпром межрегионгаз Москва», в системе газоснабжения г. Москвы.

Последние две причины до настоящего времени не анализировались, поэтому изучение и профилактика разбаланса потребовали проведения дополнительных специальных исследований и создания квалиметрической оценки качества процесса газоснабжения.

Следует отметить, что проблема разбаланса оказалась «больным местом» во взаиморасчетах поставщиков и потребителей газа, поскольку величины его допускаемых значений научно не обоснованы, а нормативные значения в пределах допустимых погрешностей используемых средств измерений явно не соответствуют действительности. Этот фактор явился основной причиной проводимых в работе исследований, в большей степени направленных на оценку фактического состояния процесса газоснабжения и выработку рекомендаций по повышению его качественных параметров. Данные исследования выполнялись на первом этапе работы.

Кроме того, анализ показал, что разбаланс является наиболее основной, но не единственной причиной, снижающей качество процесса газоснабжения. Данное обстоятельство не позволяет в полной мере положительно использовать СМК в соответствии с принципами ИСО 9000. Исследования в этом направлении выполнялись на втором этапе работы.

Степень разработанности проблемы. В части исследования погрешностей и характера разбаланса газа степень разработанности является начальной, поскольку данный подход к проблеме используется впервые. В части создания квалиметрической оценки качества процесса газоснабжения исследования являются продолжением работ, выполненных в рамках тематики, связанной с управлением качеством.

Методология и методы исследования. При выполнении работы использовались: методология теории вероятностей и математической статистики, методы расчета размерных цепей, статистические критерии проверки правдивости гипотез, метод имитационного моделирования, методы обработки результатов косвенных измерений, методы построения и анализа контрольных карт Шухарта, принципы построения квалиметрических оценок качества.

Область исследований. Содержание диссертационного исследования соответствует п.2 «Стандартизация, метрологическое обеспечение, управление качеством и сертификация» и п.4 «Квалиметрические методы оценки качества объектов, стандартизации и процессов управления качест-вом»паспорта научной специальности 05.02.23 — «Стандартизация и управление качеством продукции» (технические науки).

Положения, выносимые на защиту:

- метод оценки значений погрешностей разбаланса объемов газа, основанный на расчете случайных погрешностей результатов измерений и теории расчета размерных цепей;

- метод анализа причин возникновения разбаланса газа в системе газоснабжения, основанный на статистическом анализе погрешностей учета объемов потребленного и поставленного газа;

- результаты анализа статистической управляемости процесса газоснабжения по разбалансу, основанные на контрольных картах Шухарта;

- система единичных показателей качества процесса газоснабжения и квалиметрическая оценка качества функционирования ГРС.

Научная новизна результатов исследования состоит из следующих элементов:

- разработки метода установления характера причин возникновения разбаланса объемов поставленного и потребленного газа и методики его распределения между участниками процесса газоснабжения;

- создании системы комплексной оценки качества функционирования ГРС, позволяющей вырабатывать корректирующие воздействия на единичные показатели качества, улучшающие состояние газораспределительной системы в целом.

Теоретическое значение результатов работы заключается в том, что:

- разработанный метод анализа значимости разбаланса газа позволил выявить причины его возникновения при управлении качеством процесса газоснабжения;

- предложенная комплексная квалиметрическая оценка качества функционирования ГРС повышает уровень возможности управления качеством процесса газоснабжения.

Практическое значение результатов работы заключается в:

- выявлении причин возникновения разбаланса газа, выработке наиболее эффективных методов его устранения и обоснования его допустимых значений;

- создании методики квалиметрической оценки качества, позволяющей объективно проанализировать состояние процесса газоснабжения на уровне ГРС и при необходимости выработать корректирующие воздействия, повышающие качество ее работы.

Степень достоверности результатов. Достоверность полученных результатов обеспечена использованием стандартных статистических методов проверки гипотез о природе возникновения разбаланса, корректным применением методов оценки статистической управляемости процесса газо-снабжениия в части возникновения и значимости разбаланса, а также проработанных теоретически и апробированных на практике методов квалиметрической оценки единичных показателей качества для определения комплексного показателя качества процесса газоснабжения.

Рекомендации но использованию результатов работы. Результаты работы могут использоваться для совершенствования управления процессом газоснабжения на уровне ГРС и далее до конечных потребителей, а также для улучшения системы взаиморасчетов между поставщиком и потребителями за соответствующие объемы газа. Предложенные в работе методы и методики могут служить основой для разработки документации по СМК территориальных организаций-поставщиков и использоваться при взаимных расчетах за другие ресурсы (электричество, воду, тепло и т.д.).

Публикации и апробация работы. По тематике исследований опубликовано 11 работ, из них 1 без соавторов и 8 в ведущих рецензируемых журналах, включенных в список ВАК.

Основные положения работы докладывались на Международных конференциях: «Компьютерные технологии поддержки принятия решений в диспетчерском управлении газотранспортными и газодобывающими системами» (г. Москва, 2009, 2012 гг.); на семинаре-совещании дочерних компаний ООО «Газпром межрегионгаз» (г. Казань, 2012 г.); на научной конференции профессорско-преподавательского состава ТулГУ( г. Тула, 2010, 2011, 2012 гг.).

В первом разделе проведен анализ работ, связанных с изучением состояния сетей газораспределения с точки зрения наличия в них разбаланса Ур между объемами потребленного Употр и поставленного У1ЮСТ газа, определенным по приборам учета потребителей и поставщика соответственно. Рассмотрена типовая схема газоснабжения, при которой поставка газа выполняется одной ГРС, а его потребление — несколькими потребителями. Показано, что даже самая сложная газовая сеть (например, кольцевая газовая сеть г. Москвы) состоит из таких типовых участков. Выполнен анализ предшествующих исследований, среди которых наиболее важным является моделирование работы системы газоснабжения с помощью Компьютерного Аналитического Инструментария (КАИ) «А^а^ш», разработанного ЗАО «Физико-технический центр» (ФТЦ, г. Саров). Установлено, что в настоящем виде система газоснабжения не адаптирована к системе менеджмента качества ИСО 9000. Обобщая изложенное сформулированы цель и задачи исследования.

Во втором разделе рассматривалась метрологическая оценка системы учета газа при поставках его потребителям. Установлено, что схема газоснабжения между поставщиком и потребителями по своей сути напоминает размерную цепь. Рассмотрен вариант теоретико-вероятностного (неполной взаимозаменяемости) расчета размерных цепей, поскольку именно он соответствует наиболее объективному учету погрешности замыкающего звена. Разработан метод статистического анализа погрешностей учета объемов поставленного и потребленного газа. Предложена методика распределения разбаланса, вызванного случайными причинами, между всеми участниками процесса газоснабжения. Разработана методика проверки значимости разбаланса, базирующаяся на ГОСТ Р 50779.23-2005 «Статистические методы. Статистическое представление данных. Сравнение двух средних в парных наблюдениях». Проведена оценка статистической управляемости процесса газоснабжения с помощью контрольных карт Шухарта. Проведен расчет обоснованного значения допустимого разбаланса в относительном виде.

В третьем разделе рассмотрены вопросы расчета погрешностей, связанных с переводом результатов измерений объема газа из рабочих условий в стандартные. Разработана методика, позволяющая учесть погрешности результатов измерений параметров состояния газа в общей погрешности измерения его объема в стандартных условиях.

В четвертом разделе рассмотрены вопросы оценки качества процесса газоснабжения. Сформулированы единичные показатели качества процесса газоснабжения и разработаны методики их расчета в виде относительных бальных оценок, использующие принципы квалиметрии. Определен комплексный показатель качества процесса газоснабжения.

В заключении обсуждаются итоги работы и формулируются общие выводы по диссертации.

Автор выражает благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Протасьеву В.Б. за научные консультации при подготовке диссертационной работы, сотрудникам кафедры «Инструментальные метрологические системы» Тульского государственного университета за помощь, полезные замечания и предложения, высказанные в ходе обсуждения диссертационной работы, а также сотрудникам ООО «Газпром межрегионгаз Москва» за помощь при практической реализации результатов исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В результате выполненного комплексного теоретико-экспериментального исследования в работе решена актуальная научная задача по повышению качества процесса газоснабжения путем определения и управления разбалансом газа. Для ГРС, как типичного объекта системы газоснабжения, разработана совокупность показателей, позволяющих всесторонне оценить качество работы и определить содержание и направление дальнейшего развития. При этом получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Разработан метод для оценки погрешностей определения объемов поставленного и потребленного газа и возникающего разбаланса, базирующийся на статистическом анализе значимости разбаланса и на теоретико-вероятностном методе расчета размерных цепей. Данный метод позволил определить характер разбаланса (случайный или неслучайный) и его обоснованные допустимые значения. Такой подход дает возможность выработать наиболее эффективные способы уменьшения разбаланса до приемлемых значений.

2. Разработана методика оценки обоснованной величины разбаланса и распределения его между субъектами процесса газоснабжения, основанная на выделении доли в общей погрешности разбаланса, вносимой поставщиком и потребителями газа. Установлено, что поставщик газа вносит наибольшую долю в общую погрешность и, следовательно, несет наибольшую ответственность за разбаланс. Такой подход позволяет уменьшить долю неопределенности в учете объемов поставленного и потребленного газа.

3. Оценка статистической управляемости процесса газоснабжениия в части возникновения и значимости разбаланса с помощью контрольных карт Шухарта позволила установить, что данный процесс в течение проанализированных календарных периодов времени находился в статистически неуправляемом состоянии. Это свидетельствует о неслучайном характере разбаланса объемов поставленного и потребленного газа, т.е. о наличии у поставщика технологических потерь, несанкционированного вмешательства в газораспределительную сеть или нарушении условий измерений при учете объемов поставленного газа.

4. Установлено, что значения разбаланса, обусловленного погрешностями средств учета, для ГРС Литвиново (Ур°™ = 5,32%) и для ГРС Электрогорск (Урот" =2,92%) являются весьма значительными. Их уменьшение возможно только путем замены используемых средств учета на более точные. Это относится, прежде всего, к поставщику, а также потребителям, получающим наибольшее количество газа.

5. Установлено, что погрешность приведения результатов измерений объема газа к стандартным условиям определяется в основном погрешностью его измерения в рабочих условиях. При этом погрешности измерения других параметров (рабочего давления, барометрического давления, температуры газа) не оказывают существенного влияния на погрешность приведения объема газа из рабочих условий в стандартные.

6. Разработана методика оценки качества процесса газоснабжения на уровне типичного представителя газораспределительной системы — ГРС. Качество процесса газоснабжения описывается комплексным показателем, основанным на принципах квалиметрии и включающим в себя совокупность рассчитываемых единичных показателей с соответствующими весовыми коэффициентами. Данная методика позволяет объективно проанализировать состояние качества процесса газоснабжения на уровне ГРС и при необходимости выработать корректирующие воздействия, повышающие качество ее работы.

7. Результаты исследований внедрены в ООО «Газпром межрегионгаз Москва», что позволило снизить объем разбаланса газа при поставках потребителям и оперативно проводить мероприятия, направленные на определение и устранение причин его возникновения.

1. Абдрахимов Д., Иоффин А. Информационно-аналитические технологии и выбор решений / Д. Абдрахимов, А. Иоффин // Банковские технологии. № 4. 1997 г.

2. Адлер Ю.П. Новое направление в статистическом контроле качества -методы Тагути / Ю.П. Адлер // Качество и надежность изделий. № 2. 1988.

3. Адлер Ю.П. Статистический контроль условие совершенствования качества продукции (о методах Г. Тагути и их применении) / Ю.П. Адлер // Автомобильная промышленность США. № 4. 1987.

4. Адлер Ю.П. «Шесть сигм»: еще одна дорога, ведущая к храму / В.Л. Адлер, В.Л. Шпер // Методы менеджмента качества. 2000. № 10. С. 15-23.

5. Азгальдов Г.Г. Теория и практика оценки качества товаров (основы ква-лиметрии) / Г.Г. Азгальдов. М.:Экономика, 1982. 256 с.

6. Азгальдов Г.Г., Гличев A.B. и др. Квалиметрия наука об измерении качества продукции // Стандарты и качество, 1968. № 1.

7. Алгоритмы и программы восстановления зависимостей / Под ред. В.Н. Вапника. М.: Наука, 1984. 816 с.

8. Андрианов Ю.М. Квалиметрия в приборостроении и машиностроении / Ю.М. Андрианов, А.И. Субетто. Л. Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1990.216 с.

9. Артемьев Б.Г. Справочное пособие для специалистов метрологических служб / Б.Г. Артемьев, Ю.Е. Лукашов. М.: Изд-во стандартов, 2004. 648 с .

10. Артемьев Б.Г. Метрология и метрологическое обеспечение / Б.Г. Артемьев. М.: Стандартинформ, 2010. 565 с.

11. Балабанов А.Н, Контроль технической документации / А.Н, Балабанов. М.: Изд-во стандартов, 1984. 96 с.

12. Басовский Л.Е., Протасьев В.Б. Управление качеством: учебник / Л.Е. Басовский, В.Б. Протасьев. М.: ИНФРА-М, 2007. 212 с.

13. Белов Д.Б. Априорный анализ погрешностей изготовления фрез с винтовым затылованием вероятностными методами: Дис. канд. техн. наук: 05.03.01; 08.00.20 /Д.Б. Белов; ТулГУ. Тула, 2000. 172 с.

14. Белов Д.Б. Оценка точностных возможностей технологических процессов методом баланса погрешностей. // Лучшие научные работы студентов и молодых ученых технологического факультета: Сб. статей. Тула: ТулГУ, 2000. С. 42-45.

15. Белый Е.М. Управление проектами: Учебно-методический комплекс / Е.М. Белый. Ульяновск: УлГУ, 2006. 75 с.

16. Бенделл Т. Арманд Фейгенбаум / Т. Бенделл // Стандарты и качество. № 10. 1999.

17. Бойченко А.Л., Прялов С.Н., Селезнев В.Е. Обнаружение и локализация разрывов МГ с использованием компьютерных симуляторов // Газовая промышленность. 2005. № 4. С. 76-78.

18. Бурдун Г.Д. Основы метрологии: Учебное пособие для вузов / Г.Д. Бур-дун, Б.Н. Марков. 3-е изд., перераб. М.: Изд-во стандартов, 1985. 256 с.

19. Варжапетян А.Г. Квалиметрия / А.Г. Варжапетян. СПб.: СПбГУАП, 2005. 176 с.

20. Всеобщее управление качеством: Учебник для вузов. / О.П. Глудкин и др.; под ред. О.П. Глудкина. М.: Радио и связь, 1999. 600 с.

21. Высокоточное моделирование газотранспортных сетей с помощью программно-математического комплекса «AMADEUS». Селезнев В.Е., Марко Я., Тирпак М., Янус Я., Немога К. // Наука и техника в газовой промышленности. 2003. № 1. С. 6-12.

22. Гличев A.B. Основы управления качеством продукции / A.B. Гличев. 2-е изд., прераб. и доп. М.: Стандарты и качество, 2001. 424 с.

23. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. 7-е изд., исправ. М.: УРСС, 2001.318 с.

24. ГОСТ 2.116-84 (2002). Единая система конструкторской документации. Карта технического уровня и качества продукции. Введ 1985-01-07. М.: Изд-во Стандартинформ, 2001. 15 с.

25. ГОСТ 2939-63. Газы. Условия для определения объема. Введ. 1964-0101. М.: Изд-во станлартов, 1988. 3 с.

26. ГОСТ Р ИСО 9000-2008. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь. Введ. 2008-12-18. М.: ФГУП «Стандартинформ»,2005. 35 с.

27. ГОСТ Р 50779.23-2005 (ИСОЗЗО 1:1975). Статистические методы. Статистическое представление данных. Сравнение двух средних в парных наблюдениях. Введ. 2005-07-01. М.: ФГУП «Стандартинформ», 2005. 6 с.

28. ГОСТ Р 50779.40-96 (ИСО 7870-93). Контрольные карты. Общее руководство и введение. Введ. 1997-07-01. М.: ФГУП «Стандартинформ»,2006. 16 с.

29. ГОСТ Р 50779.42-99 (ИСО 8258-91). Статистические методы. Контрольные карты Шухарта. Введ. 2000-01-01. М.: ИПК Изд-во станлартов, 1999. 32 с.

30. ГОСТ Р 51814.2-2001. Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов. Введ. 2002-0101. М.: ИПК Изд-во станлартов, 2001. 23 с.

31. ГОСТ Р 8.618-2006. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расходов газа. Введ. 2006-0601. М.: ФГУП «Стандартинформ», 2006. 8 с.

32. ГОСТ Р 8.740-2011. ГСИ. Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков. Введ. 2011-01-01. М.: ФГУП «Стандартинформ», 2011. 76 с.

33. Игнатьев A.A. Оценка причины разбаланса объемов газа в системе «поставщик-потребитель» / Игнатьев A.A. // Газовая промышленность. 2010. № 6. С. 20-22.

34. Игнатьев A.A. Комплексная оценка качества бытовых газовых счетчиков / Белов Д.Б., Игнатьев A.A., Масенков Е.В. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 6: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. Ч. 2. С. 426-431.

35. Игнатьев A.A. Пути повышения точности измерений объемов поставленного природного газа / Белов Д.Б., Игнатьев A.A. // Известия ТулГУ.

36. Технические науки. Вып. 6: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. Ч. 2. С. 440-443.

37. Игнатьев A.A. Проблема погрешности измерений при коммерческом учете ресурса (на примере поставки природного газа) / Белов Д.Б., Игнатьев A.A., Соловьев С.И. // Методы оценки соответствия. 2012. № 9. С. 20-24.

38. Игнатьев A.A. Обоснование интервального представления результатов измерений объемов природного газа / Белов Д.Б., Игнатьев A.A., Соловьев С.И. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 4. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 127-129.

39. Инструкция по эксплуатации КАС «Alfargus/Mosregiongaz v.l.O». Научно-технический отчет № НТО/0608-02 по Договору № 61-6-0131/08 между ООО «Мосрегионгаз» и ЗАО «ФТЦ» от 01.01.08, 2008. 59 с.

40. Исикава К. Японские методы управления качеством / К. Исикава. М.: Экономика, 1988.

41. Качество в XXI веке. Роль качества в обеспечении конкурентоспособности и устойчивого развития / К. Тито, К. Есио, В. Грегари. М.: Стандарты и качество, 2005. 280 с.

42. Квалиметрия в машиностроении: учебник для вузов / Р.М. Хвастунов и др.. М.: Экзамен, 2009. 286 с.

43. Квалиметрическая экспертиза: Руководство по организации экспертизы и проведению квалиметрических расчетов / Под ред. В.М. Маргунина, Г.Г. Азгальдов, СПб., М.: Русский регистр, 2002. 517 с.

44. Круглов М.Г. Управление качеством: учебное пособие / М.Г. Круглов, Г.М. Шишков. М.: МГТУ «Станкин», 1999.

45. Кузнецов В.А. Общая метрология / В.А. Кузнецов, Г.В. Ялунина; Под ред. В.А.Кузнецова. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001. 272 с.

46. Мазур И.И. Управление качеством / И.И. Мазур, В.Д. Шапиро. 3-е изд., стер. М.: Изд-во Омега-Л, 2006. 400 с.

47. Методы квалиметрии в машиностроении / В.Я. Кершенбаум и др.. М.: Изд-во стандартов, 1999. 211 с.

48. Метрология, стандартизация и сертификация / А.И. Аристов и др.. 4-е изд., стер. М.: Издательский центр «Академия», 2008. 384 с.

49. Михайлов Г.А. Некоторые вопросы теории методов Монте-Карло / Г.А.Михайлов; АН СССР. СО. Новосибирск: Наука, 1974. 141 с.

50. Мягков В.Д. Допуски и посадки: справочник: в 2 т. 4.1 / В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. 6-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1982. 543 с.

51. Никифоров А.Д. Управление качеством: Учеб. пособие / А.Д. Никифоров. М.: Дрофа, 2004. 720 с.

52. Ноулер JL Статистические методы контроля качества продукции. М.: изд-во стандартов, 1989. 96 с.

53. Огвоздин В.Ю. Управление качеством. Основы теории и практики. М.: Изд-во «Дело и Сервис». 1999. 160 с.

54. Окрепилов В.В. Управление качеством / В.В. Окрепилов. 2-е изд., доп. и перераб. М.: ОАО Изд-во «Экономика», 1998. 639 с.

55. Оптимизация и безопасность работы компрессорных цехов. / Селезнев В.Е., Седых А. Д., Дедиков Е.В. и др. // Газовая промышленность. 1998. № 12. С. 18-20.

56. ПР 50.2.019-2006. ГСИ. Количество природного газа. Методика выполнения измерений при помощи турбинных и ротационных счетчиков. Введ. 2007-06-01. М.: ФГУП «Стандартинформ», 2007. 35 с. (отм. с 31.12.2012).

57. Прикладные вопросы квалиметрии / A.B. Гличев и др.. М.: Изд-во стандартов, 1983. 136 с.

58. Прялов С.Н. Повышение адекватности моделирования транспортирования газа по трубопроводам // Газовая промышленность. 2007. № 1. С. 66-68.

59. РД 153-39.4-079-01. Методика определения расхода газа на технологические нужды предприятий газового хозяйства и потерь в системах распределения газа. Введ. 2001-09-01. 18 с.

60. Розно М.И., Шинко JI.B. Пора заняться техпроцессом. // Методы менеджмента качества. 2004. № 7. С. 39-44.

61. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий / Т. Саати. Пер. с англ. Р.Г. Вачнадзе. М.: Радио и связь, 1993. 278 с.

62. Сакато С. Практическое руководство по управлению качеством. М.: Изд-во стандартов, 1980. 214 с.

63. Селезнев В.Е. Использование компьютерных газодинамических симуля-торов для повышения безопасности // Безопасность труда в промышленности. 2004. № 7. С. 48-53.

64. Селезнев В.Е. Об одном методе оптимизации неустановившихся режимов транспорта газа // Наука и техника в газовой промышленности. 2004. №3-4. С. 105-108.

65. Селезнев В.Е. Численное моделирование транспортирования природного газа по трубопроводам энергетических систем // Известия Российской Академии Наук: Энергетика, 2006. № 6.

66. Селезнев В.Е., Алешин В.В., Клишин Г.С. Методы и технологии численного моделирования газопроводных систем. М.: Едиториал УРСС, 2002. 448 с.

67. Селезнев В.Е., Алешин В.В., Прялов С.Н. Математическое моделирование трубопроводных сетей и систем каналов: методы, модели и алгоритмы / Под ред. В.Е. Селезнева. М.: МАКС Пресс, 2007. 695 с.

68. Селезнев В.Е., Алешин В.В., Прялов С.Н. Основы численного моделирования магистральных трубопроводов / Под ред. В.Е. Селезнева. М.: КомКнига, 2005. 496 с.

69. Селезнев В.Е., Алешин В.В., Прялов С.Н. Современные компьютерные тренажеры в трубопроводном транспорте: математические методы моделирования и практическое применение / Под ред. В.Е. Селезнева. М.: МАКС Пресс, 2007. 200 с.

70. Селезнев В.Е., Илькаев Р.И., Клишин Г.С. Анализ течения газов и жидкости в трубопроводных системах // Газовая промышленность. 2000. № 13.С. 45-18.

71. Селезнев В.Е., Киселев В.В. Гибридный метод высокоточной оптимизации сети компрессорных станций // Наука и техника в газовой промышленности. 2003. № 1. С. 13-16.

72. Селезнев В.Е., Прялов С.Н. Численное прогнозирование помпажных явлений в газотранспортных сетях промышленных энергетических объектов // Известия Российской Академии Наук: Энергетика, 2008. № 3. С. 111-1123.

73. Селезнев В.Е., Прялов С.Н., Яцевич C.B. Об одном методе математического моделирования течения природного газа через узел сочленения в многониточном газопроводе // Наука и техника в газовой промышленности. 2003. № 1. С. 17-21.

74. Скафтымов Н.А. Основы газоснабжения / Н.А. Скафтымов. Л.: Недра, 1975.343 с.

75. Соболь И.М. Метод Монте-Карло. 4-е изд. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. 78 с.

76. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло / И.М. Соболь. М.: Наука, 1975.312 с.

77. Соколовский С. С. Методы менеджмента качества. Квалиметрия: учеб.-метод. пособие для вузов / С.С. Соколовский; БИТУ, Каф. «Стандартизация, метрология и информационные системы». Минск, 2009. 166 с.

78. Стаскевич I-I.JI. Справочник по газоснабжению и использованию газа / H.JI. Стаскевич, Г.Н. Северинец, Д.Я. Вигдорчик. Л.: Недра, 1990. 762 с.

79. Тюрин Н.И. Введение в метрологию. М.: Изд-во стандартов, 1987. 248 с.

80. Управление качеством. Робастное проектирование. Метод Тагути. Пер. с англ. / Леон Р. и др.. М.: «СЕЙФИ», 2002. 384 с.

81. Управление качеством продукции: Справочник / Под ред. В.В. Войцова. М.: Изд-во стандартов, 1985. 464 с.

82. Федюкин В.К. Основы квалиметрии. Управление качеством продукции. Учеб. пособие / В.К. Федюкин. М.: Филинъ, 2004. 296 с.

83. Фомин B.PL Квалиметрия. Управление качеством. Сертификация. Курс лекций. / В.Н. Фомин. М.: Ассоциация авторов и издателей «ТАНДЕМ». Издательство «ЭКМОС», 2000. 320 с.

84. Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством: Учебник / Под ред. Н.С.Соломенко. М.: Изд-во стандартов, 1990. 342 с.

85. Шишкин И.Ф. Основы метрологии, стандартизации и контроля качества: Учеб. пособие. М.: Изд-во стандартов, 1987. 320 с.

86. Шишкин И.В., Станякин В.М. Квалиметрия и управление качеством: учебник для вузов / И.В. Шишкин, В.М. Станякин. М.: Изд-во ВЗПИ, 1992. 207 с.

87. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов / А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1987. 352с.

88. Rampersad, H.K. Total Quality Management: An Executive Guide to Continuous Improvement. Berlin-Heidelberg: Springer Verlag, 2001. 190 p.

89. Rampersad, H.K. Application of design Process FMEA in Production of Steppers. Veldhoven: ASM Lithography, 1996.

90. Разработанная методика оценки причин возникновения разбаланса газа в процессе газоснабжения является актуальной, достоверной и планируется к внедрению.

91. Внедрение рекомендаций работы позволит сократить разбаланс газа при его реализации конечным потребителям за счет обнаружения факторов случайного и неслучайного характера и их исключения или минимизации.

92. Считать целесообразным введение контрольных карт Шухарта для периодической оценки статистической стабильности процесса газоснабжения и определения его индекса возможностей.

93. Настоящий акт не является основанием для предъявления Обществу каких-либо финансовых претензий со стороны разработчиков.1. Представители /1 /

94. ООО «Газпром межрегионгаз Москва»:1. В. Коринец .М. Коробков