Исследование и разработка системы информационной поддержки оптимального текущего планирования производства нефтепродуктов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 08.00.13, кандидат экономических наук Кострикин, Константин Алексеевич

• Кострикин, Константин Алексеевич
• кандидат экономических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат экономических наук Кострикин, Константин Алексеевич

Введение.

Часть 1. Этапы развития нефтяной отрасли в нашей стране. 7 Введение в проблему.

1.1 Период централизованной экономики времен СССР;

1.2 Период перехода к рыночным отношениям;

1.3 Нефтяная промышленность России на современном 16 этапе.

1.4 Нефтеперерабатывающий завод в составе вертикально- 20 интегрированной нефтяной компании.

1.5 Проблемы, возникающие в процессе текущего 21 планирования производственной деятельности НПЗ.

1.6 Цели, задачи и функциональное назначение системы, 22 осуществляющей информационную поддержку процесса оптимизационного текущего планирования производства нефтепродуктов.

Часть 2. Постановка задачи по информационной поддержке 26 оптимизации текущего планирования производства нефтепродуктов.

2.1 Исходные предпосылки и допущения модели, лежащей 26 в основе системы.

2.2 Математическая формализация модели 35 оптимизационного текущего планирования производства нефтепродуктов.

2.3 Краткий обзор изменений, произошедших с момента начала разработки систем такого рода в нашей стране.

Ч 2.4 Выбор программного обеспечения для реализации предлагаемых алгоритмов.

Часть 3. Практическая реализация предложенных алгоритмов.

3.1 Анализ процесса текущего планирования производства 66 нефтепродуктов на объекте исследования.

3.2 Разработка требований к внедряемой системе.

3.3 Описание технологических процессов моделируемого 81 НПЗ.

3.4 Построение и реализация модели. 129 Заключение. 149 Приложения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка системы информационной поддержки оптимального текущего планирования производства нефтепродуктов»

Работа, представленная Вашему вниманию, посвящена вопросам исследования и разработки системы информационной поддержки оптимального текущего планирования производства нефтепродуктов.

Объектом данного исследования является финансово-хозяйственная деятельность, а также технологические процессы нефтеперерабатывающего завода (здесь и далее НПЗ), входящего в состав одной из крупнейших вертикально-интегрированных нефтяных компаний России [3, 4].

Решая стратегическую задачу насыщения российского рынка продуктами нефтепереработки, компании сталкиваются с рядом проблем. В условиях жесткой конкуренции и постоянных колебаний мировых цен на сырую нефть жизненно важными для компаний становятся вопросы повышения эффективности функционирования производства, снижение затрат на переработку и оптимальное производство затребованных на рынке продуктов с заданными свойствами (при минимальных потерях сырья и энергии). Усугубляет проблему то, что на большинстве российских НПЗ оборудование значительно изношено.

Основным путем решения данной проблемы является реконструкция производства и внедрение новых западных установок и технологий, обеспечивающих более глубокую и эффективную переработку нефти. Однако этот путь требует значительных затрат и не обеспечивает быстрой окупаемости вложенных средств. Стоимость проектов в данной области измеряется сотнями миллионов долларов.

Наряду с этим более реалистичным и эффективным представляется путь оптимизации уже работающих процессов и установок за счет внедрения систем оптимального планирования и оперативного управления производством. Стоимость таких проектов на порядок ниже: при экономическом эффекте до 6 млн. долл. на установку в год срок окупаемости системы составляет не более 9 месяцев. Прибыль от внедрения на всех установках одного завода может составить до 100 млн. долл. в год. Приведенные оценки базируются на реализации подобных опытов в западных компаниях, так как российские нефтяные компании только сейчас начинают осознавать необходимость подобных проектов, что обусловлено более низким уровнем базовой автоматизации производства. На данный момент работы такого рода начаты в таких крупных компаниях как «Лукойл», «ЮКОС», «Сибнефть» и других.

Оценивая целесообразность внедрения систем интеллектуального управления и оптимизации, необходимо учитывать, что основные затраты на автоматизацию (до 70% стоимости системы) приходятся на первичный уровень (системы автоматизации технологических процессов - PLC, DCS и SCAD А), в то время как основной экономический эффект (до 80%) достигается на верхнем уровне (30% от общей стоимости системы). Верхний уровень, так называемый "Advanced Control", или расширенное управление, базируется на уже существующих системах сбора данных. В большинстве своем российские НПЗ уже имеют цифровые системы первичного уровня, следовательно, системы расширенного управления наиболее для них выгодны.

Системы управления такого рода реализуют передовые компьютерные технологии в области нефтепереработки. Их внедрение в отечественную практику позволило бы существенно снизить уровень производственных затрат и технологических потерь на российских НПЗ, значительно повысить эффективность их функционирования.

В свете вышесказанного становятся очевидными актуальность и практическая значимость проведения работ по улучшению методологии и инструментария производственного планирования, решения задач оптимизации (с точки зрения максимизации прибыли или минимизации производственных затрат), производственных планов, отражающих различные сценарии изменения рыночного окружения и технологического состояния нефтеперерабатывающего производства.

В рамках данной работы предполагается построение компьютерной системы оптимального текущего планирования производства нефтепродуктов. В качестве примера ее реализации будет промоделирована схема функционирования конкретного НПЗ. При этом система после некоторой адаптации к иначе организованным технологическим процессам может быть развернута на любом другом нефтеперерабатывающем предприятии.

Цель создания системы состоит в повышении качества планирования производственной деятельности нефтеперерабатывающего завода посредством решения следующих задач:

- расчет оптимального плана выработки нефтепродуктов с учетом заявок на выработку нефтепродуктов от сбытовых подразделений и плана распределения нефти по заводам компании на базе оптимизационного планирования;

- оптимизация загрузки производственных мощностей предприятия.

Работающая система должна явиться базой для принятия управленческих решений руководством завода в сфере, как текущего производственного планирования, так и оперативного анализа и корректировки производства нефтепродуктов в процессе исполнения утвержденных планов при изменении рыночной конъюнктуры и возникновении нештатных ситуаций на разных стадиях производственного цикла.

Для того чтобы понять нынешние насущные проблемы российских НПЗ необходимо обратиться к истории развития отрасли. Потому что возникли эти проблемы не сегодня, а унаследованы еще со времен централизованной экономики времен СССР и периода перехода к рыночным отношениям.

Заключение диссертации по теме «Математические и инструментальные методы экономики», Кострикин, Константин Алексеевич

Основные результаты исследования и выводы:

1. На основе анализа организации управления предприятиями нефтепереработки показана необходимость использования в связи с резким возрастанием объемов экономической и управленческой информации автоматизированных информационных технологий для повышения эффективности, обеспечения качества и оперативности деятельности управляющих подразделений, связанной со сбором, хранением и обработкой информации при принятии управленческих решений в сфере производственного планирования. При проектировании среды для формирования и оценки вариантов решений с целью повышения их научной обоснованности необходимо использовать экономико-математическое моделирование.

2. Исследованы существующие методы и модели оптимизации текущего планирования нефтеперерабатывающего производства. Выявлены требуемые к учету в модели существенные изменения условий функционирования объекта исследования.

3. Проведена адаптация существующих моделей в соответствии с изменениями, произошедшими с момента их разработки. Осуществлено построение модели информационной поддержки процесса оптимального текущего планирования производства нефтепродуктов.

4. Проведено изучение и выбор программного обеспечения, осуществляющего информационно-технологическую поддержку функционирования модели.

5. Разработана и реализована на практике совокупность методологических, технических и организационных требований, направленных на упорядочение процесса управления нефтепереработкой и организацию эффективного и устойчивого функционирования АИС, осуществляющей его поддержку.

6. Впервые в постсоветской практике осуществлено внедрение до промышленного использования автоматизированной информационной системы поддержки процесса оптимизационного текущего планирования производства нефтепродуктов. Разработанный инструментарий позволяет повысить обоснованность и качество управленческих решений путем получения в результате модельных прогонов научно обоснованных оптимальных планов производства нефтепродуктов и загрузки технологических мощностей.

7. Практические результаты работы используются для определения оптимальных объемов деятельности руководством нефтеперерабатывающего завода, входящего в состав одной из крупнейших вертикально-интегрированных нефтяных компаний России. Л

Заключение.

Список литературы диссертационного исследования кандидат экономических наук Кострикин, Константин Алексеевич, 2000 год

1. Автоматизация и информационные технологии // Нефть и капитал, 2000. N3.

2. Акулич И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах. М.: Высшая школа, 1986.

3. Алафинов С. В. Нефтяной бизнес интеграционные процессы вчера, сегодня, завтра // Нефть и капитал, 1995. N11.

4. Алекперов В.Ю. Вертикально-интегрированные нефтяные компании России.- М.: АУТОПАН, 1996.

5. Андреев А.Ф., Дунаев В.Ф., Зубарева В.Д. и др. Основы проектного анализа в нефтяной и газовой промышленности. М.: Изд-во НУМЦ Минприроды России, 1997.

6. Арбатов А. Камо грядеши? Нефтяная промышленность России на пороге новой стадии развития // Нефть России, 1996. N8.

7. Афанасьев М.Ю., Суворов Б. П. Исследование операций в конкретных ситуациях. М.: ТЭИС, 1999,- 88с.

8. Банди Б. Основы линейного программирования. М.: Радио и связь, 1989.

9. Брагинский О. 300 нефтегазовых компаний США + 100 в мире // Нефть и бизнес, 1996. N1.

10. Ю.Бурков С. Залог или доверительное управление? // Рос. Нефт. Бюлл., 1996. N77.

11. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. -М.: Наука, 1978.-400 с.

12. Вабищевич П.Н. Численное моделирование. М.: Изд-во МГУ, 1993.-152.

13. Вентцелъ Е.С. Исследование операций. М.: Сов. Радио, 1972.

14. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1980.

15. Вестник топливно-энергетического комплекса // Специальное приложение к журналу «Нефть, Газ и Право», 1999. N10, 11, 12.

16. Вестник топливно-энергетического комплекса // Специальное приложение к журналу «Нефть, Газ и Право», 2000. N1-6.

17. Высшая математика для экономистов / Под ред. Н.Ш. Кремера. -М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1997.

18. Голицын Г.А., Петров В.М. Информация поведение -творчество. - М.: Наука, 1991.

19. Гольштейн E.V., Юдин Д.Б. Новые направления в линейном программировании. -М.: Сов. Радио, 1966.

20. Ю.Горелик В.А., Ушаков И.А. Исследование операций. М.: Машиностроение, 1986.

21. Горчаков A.A., Орлова И.В. Компьютерные экономико-математические модели. -М.: Компьютер, ЮНИТИ, 1995.

22. И.Долгоштова ТТ. Российские предприятия в переходной экономике. М.: Дело Лтд, 1995.- 285 с.

23. Дородницын A.A. Информатика: предмет и задачи // Кибернетика. Становление информатики. -М.: Наука, 1996.

24. Дубров А.М., Лагома Б.А., Хрусталев Е.Ю. Моделирование рисковых ситуаций в экономике и бизнесе. М.: Финансы и статистика, 1999,- 174 с.

25. Дубров А.М. Математико-статистическая оценка эффективности в экономических задачах. М.: Финансы и статистика, 1982.

26. Едельштайн Н. Интеллектуальные средства анализа, интерпретации и представления данных в информационных хранилищах//Компьютеруик, 1996. N16.

27. Ермилов О.М., Миловидов К.Н., Чугуяов Л.С., Ремизов В.В. Стратегия развития нефтегазовых компаний. М.: Наука, 1998.624 с.

28. Желтое Ю.П., Золотухин А.Б., Пономарева И.А. Методы прогнозирования развития нефтегазового комплекса. М.: Наука, 1991,-230 с.

29. Зайченко Ю.П. Исследование операций. Киев: Выща школа, 1986.

30. Замков О.О., Толстопятенко A.B., Черемных Ю.Н. Математические методы в экономике. -М.: ДИС, 1997.

31. Инструментальные средства персональных ЭВМ. В 10 кн. М.: Высшая школа, 1993.

32. Исследование операций. В 2-х т./ Под ред. Дж. Моудера и С. Элмаграби. Пер с англ. - М.: Мир, 1981.

33. Исследование операций/ Под ред. М.А. Войтенко и Н.Ш. Кремера. -М.: Экономическое образование, 1992.

34. Карасев A.M., Аксютина З.М., Савельева Т.И. Курс высшей математики для экономических вузов. 4.2. - М.: Высшая школа, 1982.

35. Карасев A.M., Кремер Н.Щ., Савельева Т.И. Математические методы и модели в планировании. М. : Экономика, 1987.

36. Карпелевич Ф.И., Садовский Л.Е. Элементы линейной алгебры и линейного программирования. М.: Наука, 1967.

37. Киндлер Е. Языки моделирования. М.: Энергия, 1985. - 288 с.

38. Клейн ер Г.Б. Риски промышленных предприятий // Российский экономический журнал, 1994. N5-6.

39. Клейн ер Г. Б., Тсшбовцев В. Л., Качалов P.M. Предприятие в нестабильной экономической среде: риски, стратегии, безопасность. -М.: Экономика, 1997.

40. Комплексная оценка эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса: Сб. трудов. М.: Информэлектро, 1989.

41. Конопляник A.A. Два пути развития нефтяного хозяйства России // Нефтяное хозяйство, 1999. N 6, 7, 9.

42. Кострикин К.А. Краткий обзор программного обеспечения по моделированию и управлению технологическими процессами в нефтепереработке и в нефтехимии // Экономика, управление, культура. Сб. научных трудов. Вып. 7. Москва: ГУУ, 1999 г.

43. Кострикин К.А. Экономико-математические методы по обоснованию и выбору эффективных проектов // Тезисы докладов 7-го Всероссийского семинара «Проблемы управления». Москва: ГУУ, 1999 г.

44. Кофман А. Методы и модели исследования операций. М.: Мир, 1966.

45. Кочетков В.А. Реструктуризация управления нефтяной компании ключ к повышению ее эффективности // Нефть России. 1996. N6.

46. Краснощекое П.С., Петров A.A. Принципы построения моделей. -М.: Изд-во МГУ, 1983. 264 с.

47. Крем ер Н.Ш., Путко Б.А., Тришин ИМ., Фридман М.Н. Исследование операций в экономике. М.: ЮНИТИ, 1997,- 408 с.

48. Кузнецов A.B., Сакович В.А., Холод H.H. Высшая математика. Математическое программирование. Минск: Вышэйшая школа, 1994.

49. Кузнецов Ю.Н., Кузубов В.И., Волощенко А.Б. Математическое программирование. М: Высшая школа, 1986.

50. Леффлер Уильям Л. Переработка нефти. М.: Олимп-бизнес, 1999.-224 с.

51. Лилаев В.В. Мобильность программ и данных в открытых информационных системах. М.СИНТЕГ, 1998.

52. Липаев B.B. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. М.: СИНТЕГ, 1999,- 224г

53. Математическое программирование / Под ред. Н.Ш. Кремера. -М.: Финстатинформ, 1995.

54. Методологии и средства реинжиниринга бизнес-процессов // Банки и технологии, 1997. N4.

55. Мшовидов К.Н. Концепция перехода нефтяной и газовой отрасли к рыночной экономике. -М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1995.

56. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.-488 с.щ. 66. На пороге безопасности // Нефтегазовая вертикаль, 2000. N6.

57. Hum И.В. Линейное программирование. М.: Изд-во МГУ, 1978.

58. Ойхмаи Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса. М.: Финансы и статистика, 1997.

59. Основные методические положения оптимизации развития и размещения производства / Под ред. Академиков А.Г. Аганбегяна Н.П. Федоренко. -М.: Наука, 1978.

60. Пакеты прикладных программ: Математическое моделирование / Под ред. A.A. Самарского. М.: Наука, 1989. - 128 с.

61. Переработка нефти и рынок нефтепродуктов в России. М.: ИАЦ КОРТЕС, 1999,- 118 с.

62. Петров A.A., Поспелов ИТ., Шанаиии A.A. Опыт математического моделирования экономики. -М: Энергоиздат, 1996.-544 с.

63. Поляк Э.М., Суворов Б.П. Вопросы оптимизации текущего планирования комплекса нефтеперерабатывающих предприятий. -М.: Наука, 1971.- 86 с.

64. Попов Э.В., Фоминых И.Б., КисельЕ.Б., Шапот М.Д. Статические и динамические экспертные системы. М.: Финансы и статистика, 1996.

65. Попов Э.В., Фоминых И.Б., Кисель Е.Б. Статические и динамические экспертные системы (классификация, состояние, тенденции). // Методические материалы. Центральный Российский Дом знаний. М., 1995.

66. Реинжиниринг бизнес-процессов и информационные технологии. // Открытые системы, 1995. N1.

67. Руководство к решению задач с экономическим содержанием по курсу высшей математики / Под ред. А.И. Карасева и Н.Ш. Кремера. М.: ВЗФЭИ, 1989.

68. Самарский A.A., Михайлов А.П. Математическое моделирование. -М.: Наука, 1997.-320 с.

69. Сафин Р. Расширению рынка пределы не поставлены: компании делают акцент на торговле готовой продукцией // Нефть России, 1996. N3/4.

70. Середа Н.Г., Муравьев В.М. Основы нефтяного и газового дела. -М.: Недра, 1980,- 288 с.

71. Системное обеспечение пакетов прикладных программ / Под ред. A.A. Самарского. -М.: Наука, 1990. 208 с.

72. Советов Б.Я. Информационная технология. М.: Высшая школа, 1994.-368 с.

73. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1998.-320 с.

74. Сравнительный анализ инструментальных средств для разработки систем управления реального времени. // Материалы семинара «Экспертные системы реального времени». Центральный Российский Дом знаний. М., 1995.

75. Суворов Б.П. Математические методы и модели в планировании нефтеперерабатывающей промышленности. М.: Наука, 1967,256 с.

76. Суворов Б.П. Оптимизация планирования полимерно-нефтехимического комплекса. М.: Наука, 1984.

77. Суворов Б.П. Оптимизация текущего планирования нефтеперерабатывающего производства. М.: Наука, 1974,- 176 с.

78. Суворов Б.П. Системы управления и информационное обеспечение. М.: ЦЭМИ, 1979,- 200 с.

79. Суворов Б.П. Совершенствование текущего отраслевого планирования. -М.: Наука, 1984.

80. Технология системного моделирования / Под ред. C.B. Емельянова. М.: Машиностроение; Берлин: Техник, 1989. - 520 с.

81. Управление проектами / Под ред. В.Д. Шапиро. СПб.: Два-ТрИ, 1996.-610 с.

82. Управление ресурсами. Передовые технологии на службе компании ОАО «Татнефть» // Нефть и капитал, 2000. N6.

83. Хан Д. Планирование и контроль: концепция контроллинга. -М.: Финансы и статистика, 1997,- 800 с.

84. Черчмен У., Акоф Р., Арноф JI. Введение в исследование операций / Пер. с англ. М.: Наука, 1968.95 .Шарифов В. Проблемы переходного периода: особенности реформирования структуры нефтяной отрасли // Нефть России, 1996. N5.

85. Шагиев P.P. Интегрированные нефтегазовые компании. Под ред. А.Г. Аганбегяна. М.: Наука, 1996,- 304 с.

86. Шагиев P.P. Нефтегазовые компании: управление, стратегия, структура // Нефтяное хозяйство, 1996. N 4.

87. Шаьиурии С. От «лоскутной» автоматизации к комплексному решению по управлению предприятиями ТЭК // Нефть и капитал, 2000. N6.

88. Экспертные системы реального времени. // Открытые системы, 1995. N2.