Системный анализ и автоматизация организационного управления проектированием в нефтегазовой отрасли тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Авдошин, Антон Сергеевич

• Авдошин, Антон Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Авдошин, Антон Сергеевич

Введение.

1 Анализ современного состояния систем автоматизации производственных процессов проектных предприятий.

1.1 Обзор современных систем автоматизации и тенденций их развития.

1.1.1 Развитие систем автоматизации. Классификация систем автоматизации проектных предприятий.

1.1.2 Основные системы автоматизации для проектных организаций.

1.1.3 Перспективы развития систем автоматизации.

1.1.4 Анализ применимости существующих систем автоматизации в проектных организациях.

1.2 Анализ особенностей проектных организаций.

1.2.1 Общая характеристика проектных организаций.

1.2.2 Обзор задач, стоящих перед проектными предприятиями.

1.2.3 Анализ организационных структур проектных предприятий

1.2.4 Анализ вариантов структуры системы автоматизации.

1.2.5 Анализ информационных потоков проектной организации.

1.2.6 Анализ характеристик документооборота проектных организаций.

1.3 Формулировка задач исследования.

1.3.1 Основные направления исследований.

1.3.2 Реорганизация структуры предприятия.

1.3.3 Анализ моделей процесса проектирования.

1.3.4 Методы автоматизации проектных организаций.

1.4 Выводы.

2 Системный анализ проблем и задач построения систем автоматизации производственных процессов проектных организаций.

2.1 Анализ системообразующих особенностей проектных организаций.

2.1.1 Классификация организационных структур проектных организаций.

2.1.2 Анализ взаимосвязей организационных структур и информационных потоков в проектных предприятиях.

2.1.3 Анализ особенностей технического документооборота проектных организаций.

2.1.4 Разработка требований, предъявляемых к системе автоматизации проектного предприятия.

2.2 Анализ задач управления знаниями проектной организации.

2.2.1 Цели и задачи управления знаниями проектных организаций.

2.2.2 Структура системы управления знаниями.

2.2.3 Представление декларативных знаний.

2.2.4 Представление процедурных знаний.

2.3 Анализ проблем защиты информации в проектных организациях и разработка методов защиты.

2.3.1 Состав и назначение подсистемы защиты информации в проектных организациях.

2.3.2 Разработка модели защиты системы.

2.3.3 Анализ и классификация отношений «угроза-объект».

2.3.4 Оценка степени защищенности системы автоматизации методами нечеткой логики.

2.4 Выводы.

3 Моделирование организационной структуры и производственных процессов предприятия на основе метода сквозного проектирования.

3.1 Реорганизация структуры проектного предприятия.

3.1.1 В ыбор техноло гии моделиро вания.

3.1.2 Моделирование организационной структуры.

3.1.3 Оценка эффективности организационной структуры методом критического пути.

3.2 Разработка методик распределения работ и согласования проектов, основанных на методе сквозного проектирования.

3.2.1 Разработка модели сквозного проектирования.

3.2.2 Модификация метода структурной декомпозиции работ.

3.2.3 Решение задачи распределения работ по структурным подразделениям.

3.2.4 Решение задачи согласования множества проектов в рамках одной организации.

3.2.5 Экспериментальная проверка распределения работ и согласования проектов.

3.3 Моделирование вариантов построения системы ЭТД.

3.3.1 Обзор вариантов построения.

3.3.2 Определение критериев сравнения вариантов.

3.3.3 Методика измерения критериев.

3.3.4 Оценка текущего состояния системы документооборота проектного предприятия.

3.3.5 Оценка варианта построения системы электронного документооборота с использованием распределенного хранилища проектных данных.

3.3.6 Оценка варианта построения системы электронного документооборота, основанного на принципах сквозного проектирования.

3.4 Выводы.

4 Реализация и внедрение системы ЭТД в проектной организации.

4.1 Анализ ограничений предметной области при реализации системы.

4.1.1 Экономические условия.

4.1.2 Технические ограничения. vV 4.1.3 Социальные аспекты.

4.1.4 Методика внедрения системы.

4.2 Аппаратная платформа системы автоматизации.

4.3 Программная платформа системы автоматизации.

4.4 Текущая реализация системы автоматизации.

4.4.1 Подсистема управления документами.

4.4.2 Подсистема управления знаниями.

4.4.3 Подсистема управления проектом.

4.4.4 Подсистема защиты информации.

4.5 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Системный анализ и автоматизация организационного управления проектированием в нефтегазовой отрасли»

Одной из основных задач промышленности является внедрение наукоемких и высокоэффективных технологий. Направлением, где успешно применяются и создаются высокие технологии, является проектирование. Внедрение технологий автоматизированного проектирования позволило повысить производительность труда инженеров-проектировщиков. Однако темпы роста производительности отстают от потребностей промышленности. Сроки выполнения проектных работ зачастую срываются на фоне благоприятных внешних условий — устойчивого спроса на проектные работы внутри страны и расширяющегося за рубежом. Все это позволяет говорить о системном кризисе на проектных предприятиях. Его главной причиной является технология организации проектных работ, разработанная десятилетия назад, ориентированная на бумажный документооборот и не справляющаяся с тем потоком документации, который генерируется системами автоматизированного проектирования. Рост количества проектов и сокращение сроков их выполнения с одной стороны, рост конкуренции и острый дефицит высококвалифицированных специалистов делают актуальной задачу управления корпоративными знаниями. Широкое внедрение вычислительной техники, активное использование сетей общего пользования, переход на безбумажные технологии повышает требования к системе информационной безопасности.

Решением поставленных проблем должна стать комплексная автоматизированная система управления процессом проектирования. Анализ существующих систем показывает их слабую приспособленность к потребностям проектных предприятий. Целый ряд особенностей как самих организаций (организационная структура, территориальная распределенность) так и объекта проектирования (специфика жизненного цикла, взаимосвязь строительства и оборудования, отсутствие производства) делают невозможным применение существующих систем без существенных доработок. При этом сложность и стоимость доработок сравнима со сложностью и стоимостью разработки новой системы.

Проблемой технического документооборота занимались такие специалисты как: В. Краюшкин, М. Головко, В. Климов, Д. Волков и др. В их трудах проанализированы существующие системы технического документооборота, разработаны отдельные аспекты управления процессами проектирования, управления знаниями, обеспечения безопасности данных. При этом задачи реорганизации структуры и организации технологии проектных работ остаются слабо разработанными.

Таким образом, автоматизация организационного управления проектированием является комплексной задачей и включает в себя: реорганизацию структуры предприятия, изменение технологии проектных работ, исследование методов управления знаниями и решения специфических для такого рода систем вопросов обеспечения информационной безопасности.

Цель работы. Системный анализ проблем проектирования объектов нефтегазового комплекса и разработка принципов автоматизации организационного управления проектированием, а также разработка методик, моделей, алгоритмов для создания систем автоматизированных систем управления проектированием.

Задачи исследования. В диссертационной работе решаются следующие задачи: системный анализ существующих систем автоматизации проектных предприятий и тенденций их развития; формирование требований, предъявляемых проектной организацией к системе автоматизации; реорганизация технологических процессов для наиболее полного соответствия изменившимся внешним условиям; совершенствование организационной структуры проектного предприятия для обеспечения соответствия изменившейся технологии проектирования;

-- разработка алгоритмов и технологии сквозного проектирования в проектной организации; разработка системы автоматизации, включающей подсистемы электронного технического документооборота, управления знаниями, безопасности; имитационное моделирование, проверка и обоснование достоверности результатов предложенных методов; реализация и внедрение автоматизированной системы управления проектированием в проектной организации.

- Объект исследования. Проектные предприятия, работающие в сфере нефтегазового комплекса.

Предмет исследования. Организационные структуры проектных организаций, технологии управления проектами, методы управления инженерными знаниями, принципы обеспечения информационной безопасности.

Методы исследования основаны на использовании положений теории систем, методов системного анализа, теории графов, математического моделирования, нечеткой логики и инженерии знаний. Научной новизной обладают следующие результаты: система организации производственного процесса, основанная на модели сквозного проектирования; модифицированный метод структурной декомпозиции работ; методики распределения работ по структурным подразделениям и согласования множества проектов внутри организации; методики управления техническими и административными знаниями основанные на продукционной и фреймовой моделях, адаптированные для применения в проектных организациях нефтегазового комплекса; модель защищенности системы автоматизации, метод оценки защищенности с использованием нечеткой логики.

Практической полезностью обладают: организационная структура предприятия проектного типа; система электронного технического документооборота проектного предприятия реализующая технологию сквозного проектирования; подсистема информационной безопасности, реализующая принцип разделения на контуры безопасности; подсистема управления знаниями основанная на продукционной и фреймовой моделях представления знаний.

Реализация результатов работы. Разработанная в диссертации система электронного технического документооборота ориентирована на проектные организации, занимающиеся объектами нефтегазовой отрасли и имеющие географически распределенную структуру (филиалы, отделения). В настоящее время система внедрена в ЗАО «Проектный и научный институт «ГазНИИпроект» г. Самара. Результаты работы использованы в учебном процессе кафедры «Информационные технологии».

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Информационные технологии» СамГТУ и на:

Всероссийской научной конференции «Математическое моделирование и краевые задачи» (Самара, СамГТУ, 2004);

Всероссийской научно-практической конференции «Информационные, измерительные и управляющие системы» (Самара, СамГТУ, 2004);

Всероссийской научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, практике и образовании» (Самара, СамГТУ, 2004, 2005);

Всероссийской научно-практической конференции «Современные информационные технологии» (Пенза, ПГТА, 2004);

Всероссийской научной конференции «Современные нефтегазовые и химические технологии» (Самара, СамГТУ, 2005);

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в которых отражены основные результаты работы.

Основные положения, выносимые на защиту: технология сквозного проектирования, включая модифицированный метод структурной декомпозиции работ, методики управления ресурсами для управления проектами; — методики управления знаниями в проектных организациях нефтегазового комплекса; методы обеспечения информационной безопасности проектного предприятия, методика оценки защищенности с использованием нечеткой логики.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Авдошин, Антон Сергеевич

4.5 Выводы

4.5.1. Ограничения, существующие в любой реальной организации, не позволяют создать идеальную систему технического документооборота, которая замыкала бы в себе все рабочие процессы, была полностью интегрирована с САПР, формализовала все накопленные знания, обеспечивала управление проектами и работала на графических станциях. В этой ситуации целесообразно выбирать компромиссные варианты, которые работают на имеющемся оборудовании с накопленным архивом чертежей.

4.5.2. В качестве аппаратной основу серверов и рабочих станций предлагается использование платформы Intel, процессоров Хеоп и Pentium 4 соответственно. Ядро локальной сети образовуется высокоскоростной магистралью lGbit/s, к которому подключены все серверы. Абонентские рабочие места имеют скорость 100 Mbit/s и соответствуют стандарту Fast Ethernet. Системное программное обеспечение и офисное ПО производства Microsoft. САПР и инженерное ПО - Autodesk. 4.5.3. Система ЭТД реализована в виде нескольких подсистем, каждая из которых находся в развитии. К настоящему времени разработана система управления документами, на основе которой функционирует электронный архив выполненных проектов за последние шесть лет. Сейчас происходит внедрение системы сквозного проектирования и наполнение архива проектами с бумажных носителей, выполненных ранее 1999 года. Система управления знаниями выполнена в виде справочников и средств полуавтоматического проектирования. Подсистема управления проектом обеспечивает управление портфелем проектов, согласованное управление проектами и ресурсами, эффективное взаимодействие участников проектной команды. Подсистема защиты представляет собой комплекс мер по настройке аппаратно-программной среды и ряд специализированных программных средств - антивирусных программ, межсетевых экранов, средств управления пользователями. Развитие подсистемы безопасности параллельно с другими подсистемами позволило избежать случаев несанкционированного доступа к проектным данным, вторжений в корпоративную систему извне, хотя были зафиксированы попытки проникновения.

4.5.4. На данный момент система ЭТД представляет собой динамично развивающийся программный комплекс, состоящий из многочисленных программных комплексов сторонних разработчиков, средств промежуточного слоя для обеспечения интеграции, и специализированных надстроек для решения конкретных задач собственной разработки.

Ч Заключение

1. На основе проведенного системного анализа проблем проектирования объектов нефтегазового комплекса сформулированы принципы автоматизации организационного управления, включающие реорганизацию структуры предприятий, модернизацию производственных процессов и внедрения автоматизированных систем управления проектированием.

2. Проведен анализ существующих систем автоматизации, который показал их недостаточную приспособленность к потребностям проектных организаций нефтегазовой отрасли, как по техническим, так и по экономическим причинам.

3. Предложена организационная структура проектного типа, позволяющая упростить и ускорить процедуры согласования решений на территориально распределенных предприятиях.

4. Разработан способ организации производственного процесса, основанный на методе сквозного проектирования, позволяющий сократить сроки разработки и согласования документов в процессе утверждения.

5. Предложены методики распределения работ по структурным ^ подразделениям и согласования множества проектов внутри организации, позволяющие эффективно управлять ресурсами, необходимыми для выполнения проектов.

6. Предложены методики управления техническими и административными знаниями, основанные на продукционной и фреймовой моделях, адаптированные для применения в проектных организациях нефтегазового комплекса.

7. Разработаны методы информационной безопасности, обеспечивающие защиту от несанкционированного доступа к проектным данным, как сотрудников организации, так и лиц, не являющихся пользователями системы, от аппаратных, программных сбоев и изменений во внешней среде.

8. Проведены имитационное моделирование и сравнительный анализ вариантов построения системы электронного технического документооборота, которые показали, что наиболее предпочтительным вариантом реализации системы является вариант с централизованным хранением данных.

9. Разработано информационное и программное обеспечение управления техническим документооборотом на проектном предприятии, которое может быть рекомендовано к использованию проектными предприятиями, работающими в сфере нефтегазового комплекса.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Авдошин, Антон Сергеевич, 2005 год

1. Абакумов В. Система сопровождения проектных данных IMAN, -Открытые системы, 1996, № 5, с.26-34

2. Авдошин А.С. Анализ задач управления знаниями-проектной организации //Компьютерные технологии в науке, практике и образовании: Трудычетвертой Всероссийской научно-практической конференции, Самара, 2005, С. 79-81.

3. Авдошин А.С. Классификация организационных структур проектной организации //Компьютерные технологии в науке, практике и образовании: Труды третьей Всероссийской научно-практической конференции, Самара, 2004. С. 126-128

4. Авдошин А.С. Моделирование инвестиционного процесса внутри проектной компании. //Математическое моделирование и краевые задачи:

5. Труды Всероссийской конференции. Часть 2. Самара, 2004, С. 12-14.

6. Авдошин А.С. Модель сквозного проектирования объектов нефтегазового комплекса //Нефтегазовые и химические технологии: Тезисы докладов третьей Всероссийской научно-практической конференции , Самара, 2005, С. 90-91

7. Авдошин А.С. Оценка защищенности информационной системы методаминечеткой логики. //Вестник СамГТУ выпуск 32, Серия Технические науки, Самара, 2005, С. 191-193

8. Авдошин А.С. Применение системы управления инженерными знаниями при проектировании объектов нефтегазового комплекса. //Трудыj международной научно-технической конференции. Пенза, 2004, С. 294

9. Алексейчук А.Е., Гамбарян Х.П., Микулич Л.И. «Управление знаниями и системы автоматизации проектирования» http://lab 18 .ipu.rssi.ru/labconf/aticle.asp?num=2

10. Антонов В.Г. Эволюция организационных структур http://www.iteam.ru/publications/strategy/section31/article456/print/

11. Артемьев В. Что такое Business Intelligence?, Открытые системы, 2003 . №04

12. Афанасьев А. Методы управления документооборотом в организации http://yumi.ziet.zhitomir.ua/ct/ofis/ofis96/104.shtml

13. Владимирова И. Г. Организационные структуры управления компаниями, Менеджмент в России и за рубежом, 1998, №5

14. Волков Д., Левшин И. Каждому документу свое место. Computerworld,1996, №46

15. ЗОДудкина И.М., Майский А.С., Богуславский И.В. Особенности внедрения CAD/CAM/PDM — систем на промышленных предприятиях Ростовскойобласти. // Доклады конференции CAD/CAM/PDM СПб. 2001

16. Индексы промышленного производства по отраслям промышленности, http://www.gks.ru/bgd/regl/brus05AswPrx.dll/Stg/14-03 .htm

17. Институт ТатНИПИнефть Отдел развития информационных технологий и моделирования пластовых систем http://www.tatnipi.ru/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid= 14

18. Информационная деятельность проектных организаций в новых условиях хозяйствования. М., 1991.

19. ЗбКлименко С.В., Крохин И.В., Кущ В.М., Лагутин Ю.Л. Электронные документы в корпоративных сетях. М.: Анкей, 1999. — 271 с.37Климов В.В, Краюшкин В.К. Архив на базе PDM, Открытые системы, 2002, №10

20. Кокорев В. И. Совершенствование форм документов АСУ / АН СССР. Науч. совет по комплексным пробл. "Кибернетика". М.: Наука, 1983. -168 с.42Коноков Д.Г., Рожков М.А., Смирнов А.О., Яниковская О.Н.

21. Организационная структура предприятий, издание второе. М.: ИСАРП,1999. 176 с.

22. Конструкторское бюро информационных технологий http://kbinfo.narod.ru/asu/asu2.htm

23. Корпоративная информационная система ESP Технология / Ядро http://esp.dm.ru/teckernel.htm

24. Курило А. Информационная безопасность в организации: взгляд практика, Открытые системы, 2002, №7-8

25. Курочкин С.В. Возможные пути внедрения CALS-технологий, Доклады конференции CAD/CAM/PDM СПб.: 2001.http://lab 18.ipu.rssi.ru/labconf/aticle.asp?num=32

26. Левин А., Судов Е. CALS предпосылки и преимущества. Открытые системы, 2002 год, №11

27. Романов Д.А., Ильина Т.Н., Логинова А.Ю. Правда об электронном документообороте. М.: ДМК Пресс, 2002. - 20-34с.

28. Российский статистический ежегодник: Стат.сб. /Госкомстат России. М.,1999.-621 с.

29. Сборник «Общетехнические и организационно-методические стандарты группы Т» http://www.vniiki.ru/kgssbordetails.asp?grupp=18

30. Формальное определение понятия защищенности AChttp://www.globaltrust.ru/security/Pubs/Pub lpart2.htm

31. Черняк J1. Что Business Intelligence предлагает бизнесу. Открытые системы, 2003, №4

32. Шпак Н., Факторы управления знаниями, Менеджмент сегодня, 2004, №7

33. Щепкин А.В. Внутрифирменное управление (модели и методы). М.: ИЛУ РАН, 2001.-80 с.

34. Экономика переходного периода в России http://buchnev.temator.ru/cont/2713/8.html76Энгельке У. Д. Как интегрировать САПР и АСТПП. М.:

35. Машиностроение, 1990 319 с. 77ЮКОС, Структура Компании, http://www.yukos.ru/structure.shtml 78Business Portals: A Definition, TRIP REPORT Delphi Group Portals Seminar.

36. The Fairmont, San Francisco, 2002, February 12-13 79Levitt Т.Н. The Marketing Imagination. NY.: The Free Press, 1983 80 Oracle 9i Application Server Portal Handbook, Overview of Enterprise Information Portals