Глобальная

географическая информационная система

магистральных трубопроводов

«Гектор»

Концепция системы

Версия 1.0

, Москва 2000г.

Содержание

Часть I. Введение. 2

Часть II. Методы обследования и моделирования. 2

Глава 1. Задачи и методология обследования деятельности предприятия. 2

Глава 2. Методология описания модели деятельности предприятия. 2

Часть III. Результаты обследования. 2

Глава 3. Общая структура производства. 2

Глава 4. Основные технологические объекты.. 2

Глава 5. Используемые автоматизированные системы.. 2

Глава 6. Верхние уровни бизнес-модели предприятия. 2

Глава 7. Бизнес-процессы, в которых используется географическая информация. 2

Часть IV. Анализ результатов и определение концепции. 2

Глава 8. ГИС как средство решения основных задач бизнеса предприятия. 2

Глава 9. Определение границ предметной области для автоматизации. 2

Глава 10. Теоретическая часть (термины и определения) 2

Глава 11. Концепция проектируемой системы.. 2

Глава 12. Объекты учета. 2

§ 12.1. Объекты МТ. 2

§ 12.2. Работы.. 2

§ 12.3. Происшествия. 2

§ 12.4. Ресурсы.. 2

§ 12.5. Дефекты.. 2

§ 12.6. Контекст. 2

Глава 13. Справочники. 2

§ 13.1. Административные единицы.. 2

§ 13.2. Внешние объекты (организации) 2

§ 13.3. Классификаторы.. 2

Глава 14. Документы.. 2

§ 14.1. Журналы учета работ. 2

§ 14.2. Дефектные ведомости. 2

§ 14.3. Акты расследования аварий и инцидентов. 2

§ 14.4. Паспорта. 2

§ 14.5. Акты операций. 2

Глава 15. Регламенты.. 2

§ 15.1. Регламенты организации работ. 2

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

§ 15.2. Нормы и тарифы.. 2

Глава 16. Планы.. 2

§ 16.1. Планы проведения работ. 2

§ 16.2. Планы снабжения. 2

§ 16.3. Распоряжения. 2

Глава 17. Cообщения. 2

§ 17.1. Сообщения от исполнителей. 2

§ 17.2. Сообщения от руководителей. 2

§ 17.3. Оперативные сообщения. 2

§ 17.4. Административные сообщения. 2

Глава 18. Cцены и элементы сцен. 2

§ 18.1. Субъекты.. 2

§ 18.2. Объекты управления. 2

§ 18.3. Объекты входа. 2

§ 18.4. Объекты выхода. 2

§ 18.5. Внутренние процессы.. 2

§ 18.6. Внутренние функции. 2

§ 18.7. Внешние процессы.. 2

Глава 19. Атрибуты и домены.. 2

§ 19.1. Системные атрибуты.. 2

§ 19.2. Административные атрибуты.. 2

§ 19.3. Описательные атрибуты.. 2

§ 19.4. Исторические атрибуты (показатели) 2

§ 19.5. Расчетные атрибуты.. 2

Глава 20. Состояние и движение объектов учета. 2

§ 20.1. Состояния объектов учета. 2

§ 20.2. Маршруты движения объектов учета. 2

§ 20.3. Фиксация истории объектов учета. 2

Часть V. Реализация системы.. 2

Глава 21. Концептуальные модели «сущность-связь». 2

§ 21.1. «Параметрическое кольцо» системы «СКУТ». 2

§ 21.2. Метамодель системы «Гектор». 2

§ 21.3. 2

§ 21.4. 2

§ 21.5. Параметрические слои метамодели системы «Гектор». 2

Глава 22. Архитектура системы.. 2

§ 22.1. Архитектура распределенной обработки данных. 2

§ 22.2. Представление для разных групп пользователей (схема Захмана) 2

§ 22.3. Требования к пользовательскому интерфейсу. 2

Глава 23. Этапы развития системы.. 2

§ 23.1. Функциональное «лицо» системы.. 2

§ 23.2. Прогноз дальнейшего развития системы.. 2

Часть VI. Приложения. 2

Глава 24. Приложение 1. Бизнес-диаграммы верхнего уровня. 2

Глава 25. Приложение 2. Бизнес-процессы и функции ГИС.. 2

Глава 26. Приложение 3. Свойства объектов учета. 2

Часть II. Введение

Данный документ содержит описание концепции системы «Гектор» в следующей последовательности логических блоков:

· вводная часть, описывающая методологии (обследования деятельности предприятия и описание его модели);

· часть, в которой описаны общие результаты обследования предметной области (верхние уровни бизнес-модели, общая структура производства, основные технологические объекты и используемые автоматизированные системы);

· часть, в которой анализируются эти результаты (описание основных задач бизнеса, определение границ области, для автоматизации которой будет проектироваться система «Гектор») и излагается сама концепция системы с общим описанием объектов учета и их движения;

· часть, в которой определяются моменты, касающиеся реализации системы (описание метамодели и архитектуры, прогноз развития системы);

· приложения (основные бизнес-диаграммы и свойства основных объектов учета и др.).

В документе излагается вариант концепции, выработанный на текущем этапе системного обследования. Документ будет уточняться и развиваться, в т. ч. на стадии проектирования системы.

Часть III. Методы обследования и моделирования

Глава 2. Задачи и методология обследования деятельности предприятия

Назначение системы «Гектор» не ограничивается только обеспечением геоинформационных функций, но, также, призвано автоматизировать задачи планирования, контроля и принятия решений по эксплуатации и/или обслуживанию системы магистральных трубопроводов (далее – МТ). Способом решения этих задач является детальное описание, всесторонний анализ, моделирование бизнес-процессов (деловых операций) предприятия, оценка их эффективности. В результате этого обследования должны быть построены следующие модели:

· функциональные модели, позволяющие описать бизнес-процесс в виде иерархии функций, связанных между собой входящими/исходящими потоками (материальными, финансовыми, информационными), управляющими воздействиями, исполнителями – диаграммы бизнес-процессов или бизнес-диаграммы;

· информационные модели, позволяющие описать информационное пространство выполнения бизнес-процессов в виде согласованной системы, содержащей информационные объекты (сущности), их свойства (атрибуты), отношения с другими объектами (связи) – диаграммы сущность-связь или ER-диаграммы.

Обследование деятельности предприятия и обработка результатов обследования ведется по следующей итерационной схеме:

· интервьюирование сотрудников подразделений (главным образом, начальников, их заместителей и главных технологов);

· описание интервью в протоколах и их визирование у опрошенных лиц;

· получение необходимых руководящих документов (по структуре производства; положения об отделах и должностные инструкции; правила эксплуатации; примеры планов, программ, актов, отчетов и паспортов; регламенты и инструкции; постановления правительства и приказы Минэнерго; технические задания, табели технического оснащения и т. д.), а также информации из прессы и технической литературы;

· описание модели деятельности предприятия (бизнес-модели) с помощью диаграмм деловых операций (бизнес-процессов) и потоков (информации, приказов, ресурсов и т. д.) между ними (см. следующую главу «Методология описания модели деятельности предприятия»);

· предоставление диаграмм бизнес-модели интервьюированным сотрудникам предприятия для их уточнения или утверждения;

· описание метамодели;

· определение неизменных сущностей и сущностей, в которых нужно предусмотреть возможное изменение набора и характеристик атрибутов;

· описание концептуальной ER-модели;

· определение архитектуры проектируемой системы (двухзвенная «клиент-сервер», трехзвенная с сервером приложений, распределенная n-уровневая, WEB-проект и т. д.);

После данного обследования, уточнения технических требований и создания концепции системы начинается фаза разработки проекта системы для передачи программистам.

Глава 3. Методология описания модели деятельности предприятия

Для описания модели деятельности предприятия по транспортировке нефти было принято решение использовать классическую методологию IDEF0. Это решение продиктовано тем, что данная методология является общепризнанным стандартом и с помощью нее наиболее адекватно описывается бизнес предприятия.

IDEF0 – это метод моделирования, основой которого является графическое представление бизнес-процессов как набора взаимосвязанных процессов, информации и материальных сущностей, используемых в каждом процессе. Он является наиболее удобным и эффективным методом для описания и реинжиниринга бизнес-процессов предприятий.

При этом используется способ детализации описания «сверху вниз» путем декомпозиции процессов и потоков. Вначале, на верхних уровнях описывают процессы и потоки, определяющие общую функциональность, такие как «Планировать производственную деятельность», «Вести производственно-хозяйственную деятельность» и т. д. Для каждого такого процесса определяют отдельную диаграмму следующего уровня, на которой проводят более детальное описание. И так для следующего уровня, пока бизнес не будет описан с необходимой степенью детализации. Количество уровней детализации формально не ограничивается.

В методологии IDEF0 используются следующие основные понятия:

· Процесс - действие, которое происходит в результате выполнения какой-либо деятельности. Образцы процессов: «Разработать и защитить комплексную программу»; «Ликвидировать аварию»; «Проводить селекторное совещание». На диаграммах процессы изображаются в виде прямоугольников, ограниченных сплошной линией, на котором содержится текстовое описание процесса. Процесс имеет вход, выход, управление и механизм.

· Вход - информация или материальные сущности, которые поступают на вход процесса, в котором происходит их преобразование. Образцы входа – «Годовой план»; «Нефть, полученная от НДП»; «Приказ». На диаграммах вход показывается в виде стрелки, входящей в процесс с левой стороны.

· Выход - информация или материальные сущности, которые создаются в результате выполнения процесса. Образцы выхода – «Комплексная программа», «Потребности в ресурсах», «Нефть, отгруженная потребителям». На диаграммах выход изображается в виде стрелки, исходящей из процесса с правой стороны. Выход одного процесса может служить входом, управлением или механизмом другого процесса.

· Управление - объекты, которые являются ограничителями процесса. Они определяют, каким образом, когда и при каких условиях происходит преобразование входа. Эти объекты не изменяются в результате выполнения процесса. В качестве управления может служить документ «О принципах формирования Комплексной программы», который определяет правила создания комплексной программы в процессе, формирующем комплексную программу. На диаграммах управление показывается в виде стрелки, входящей в процесс сверху.

· Механизм - некоторые объекты или субъекты, которые используются для выполнения процесса. В качестве механизма могут выступать конкретные люди, структурные подразделения, компьютерные программы. На диаграммах механизм показывается в виде стрелки, входящей в процесс с нижней стороны.

· Поток - обобщенное название входа, выхода, управления и механизма.

Диаграммы бизнес-процессов в проекте строятся в соответствии с установкой, что должны быть описаны бизнес-процессы всех подразделений предприятий, поэтому на диаграммах, создается много процессов, не имеющих декомпозиции. Эти процессы отражают важные стороны деятельности предприятия и не могут быть опущены, но детальное описание требует проведения обследования соответствующих подразделений, которое выходит за границы данной работы. Детально описаны процессы, которые удалось выявить при обследовании деятельности Отдела магистральных трубопроводов и нефтебаз.

Часть IV. Результаты обследования

Глава 4. Общая структура производства

Цель обследования. Изучение структуры производства необходимо для определения архитектуры проектируемой системы и методов доступа к базе данных.

АК «Транструб» имеет трехуровневую организационную структуру:

1. Первый уровень - центральный офис АК «Транструб» (далее ЦО АК или просто АК).

2. Второй уровень - региональные управления магистральными трубопроводами (). Это юридически самостоятельные дочерние предприятия компании, подчиняющиеся только ЦО АК. Всего имеется 10 .

3. Третий уровень – предприятия, подчиняющиеся :

a. Районные трубопроводные управления (РТУ), обеспечивающие координацию действий подразделений, обслуживающих несколько трубопроводов. В каждом имеется от 2 до 8 РТУ. Всего их – 44.

b. Линейные производственные диспетчерские службы (ЛПДС), которые обслуживают один трубопровод (если в данном нет РТУ).

c. Нефтебазы. На данный момент имеется 2 нефтебазы, входящие в состав .

d. Специализированные управления по предотвращению и ликвидации аварий (СУПЛАВ), которые находятся при АОМТ (1 или 2, в зависимости от кол-ва ППМТ) и ориентируются на ликвидацию аварий на ППМТ.

e. Центральные базы производственного обслуживания (ЦБПО) и Ремонтно-механические заводы (РМЗ). Они исполняют роль заводов по производству оборудования внутреннего использования и ремонтных мастерских, а также выполняют заказы по НИОКР. ЦБПО и РМЗ находятся при некоторых . Всего их – 7.

4. Можно также выделить четвертый уровень, к которому относятся подразделения, подчиненные РТУ:

a. подразделения товарно-транспортных служб: ЛПДС (подчиненные РТУ), нефтеперекачивающие станции (НПС), пункты приема-сдачи нефти (ПСП);

b. подразделения по ликвидации аварий: аварийно-восстановительные пункты (АВП), службы (АВС) или бригады (АВБ);

c. подразделения по строительству, замене или ремонту объектов МТ: ремонтно-строительные управления и участки (РСУ), колонны (РСК);

d. другие (энергетики, механики, автотранспортные службы, хозяйственные участки и т. п.).

Кроме того, в компанию входят дочерние предприятия, не занимающиеся транспортировкой нефти. Наиболее важные из них: , технической диагностики ДИАСКАН» и другие (всего 12), в основном строительные.

Вывод. Ввиду иерархической структуры производства система «Гектор» должна обеспечивать распределенные хранение и обработку данных, в т. ч. географической информации. Детальное описание архитектуры системы приведено в главе «Архитектура системы».

Глава 5. Основные технологические объекты

Цель обследования. Изучение основных технологических объектов необходимо для определения структуры базы данных, общего объема информации в ней и построения метамодели системы.

Всю систему магистральных трубопроводов (МТ) можно представить в виде графа, ребрами которого являются участки трубопровода (перегоны), а узлами – нефтеперекачивающие станции (НПС). Все остальные сооружения и оборудование являются географически привязанными либо к линейной части МТ, либо к НПС (или являются их частью):

· подводные переходы (ППМТ) и пересечения с коммуникациями;

· резервуарные парки (РП);

· головные (ГНБ) и перевалочные нефтебазы (ПНБ);

· пункты приема-сдачи нефти (ПСП);

· пункты подогрева нефти (ППН);

· станции смешения нефти (ПСН);

· наливные пункты (ПНН) и нефтетерминалы;

· причалы.

Внутри данных многокомпонентных сооружений эксплуатируется и обслуживается следующее оборудование:

· запорная арматура и элементы ЛЧ;

· установки электрохимзащиты;

· системы автоматики и телемеханики;

· системы линейной связи;

· наблюдательные пункты и вертолетные площадки;

· защитные сооружения;

· резервуары;

· насосно-силовое оборудование;

· вспомогательное механо-технологическое оборудование;

· вентиляционное и электронагревательное оборудование;

· технологические трубопроводы и оборудование;

· системы водоснабжения, хозяйственно-бытовой и промышленной канализации;

· сосуды под давлением;

· котельные и теплотехническое оборудование;

· трубопроводы горячей воды и пара;

· система электрообеспечения.

Количественные показатели производства:

· суммарная длина трубопроводов – болеекм;

· общее кол-во подводных переходов – около;

· кол-во дефектов по -Сибирские МТ» – около ;

· общее кол-во дефектов по всем – около 5

Вывод. Ввиду иерархической структуры и разнообразных взаимосвязей технологических объектов магистральных трубопроводов система «Гектор» должна обеспечивать любой вариант их классификации и взаимоотношений. Описание концептуальных ER-моделей системы приведено в главе «Концептуальные модели «сущность-связь».

Глава 6. Используемые автоматизированные системы

Цель обследования. Изучение используемых на предприятии автоматизированных систем необходимо для выявления областей прикладной деятельности, не обеспеченных или малообеспеченных автоматизацией. Это позволит определить границы применения новой системы.

В настоящее время на большинстве предприятий компании «Транструб» используются следующие основные автоматизированные системы:

· АСКИД – Автоматизированная система контроля исполнения договоров на оказание транспортных услуг по поставкам нефти. Позволяет ежемесячно составлять отчеты о выполнении графиков перекачки нефти по каждому маршруту с учетом маршрутных телеграмм АК «Транструб» в разрезе грузоотправителей и грузополучателей. Клиентская часть – Delphi, серверная – Oracle. Разработчик – г. Томск. Система предназначена для выполнения следующих задач:

o учет формирования договоров на оказание транспортных услуг;

o ведение справочника маршрутов транспорта нефти, транспортных потерь и тарифов на транспортные услуги;

o контроль объемов перекачки нефти;

o формирование балансов транспорта нефти;

o сбор и обработка данных по банку качества нефти;

o контроль прохождения платежей через единый расчетный центр.

· СДКУ – Система диспетчерского контроля и управления транспортом нефти по МТ. Клиентская часть – Delphi, серверная – Oracle. Разработчик – фирма «Элси-Т», г. Томск. Система предназначена для выполнения следующих задач:

o отображение технологической информации;

o сбор, регистрация и формирование событий и аварий, в т. ч. пожароопасных ситуаций и пожаров;

o контроль утечек на трубопроводе;

o передача команд управления на средства автоматики и телемеханики;

o оперативный учет нефти;

o оперативный расчет режимов работы трубопроводов;

o учетно-расчетные операции и ведение отчетов;

o оперативно-справочные задачи.

· СКУТ – Система контроля, управления, технического обслуживания и ремонтов объектов и сооружений магистральных трубопроводов. Клиентская часть – MS Access 97, серверная - Oracle 8.0.4-8.0.5 на серверах Novell Netware 5, а также MS Windows NT 4 и Linux RedHat 6.0. Собственник системы – АК «Транструб», разработчик – (г. Гомель, Республика Беларусь и г. Москва). Система предназначена для выполнения следующих задач:

o обнаружение и классификация дефектов и прогноз их развития, прогноз показателей надежности, безопасности и безаварийности [имеется ввод и классификация дефектов; уровень обеспечения прогнозирования неизвестен];

o создание базы данных для определения фактического состояния, остаточного ресурса и планирования текущего, среднего и капитального ремонта: линейной части; средств ЭХЗ и изоляционных покрытий; резервуаров, насосно-силового и электротехнического оборудования НПС [имеется фиксация данных; уровень обеспечения прогнозирования неизвестен];

o расчет безопасных технологических режимов перекачки и пропускной способности трубопроводов [уровень обеспечения расчета режимов неизвестен];

o анализ и прогноз аварийных ситуаций, в т. ч. пожароопасных ситуаций и пожаров [имеется анализ; уровень обеспечения прогнозирования неизвестен];

o планирование, контроль и учет диагностических и инспекционных обследований [имеется учет; уровень обеспечения планирования неизвестен];

o планирование развития и реконструкции [уровень обеспечения планирования неизвестен].

· ЭКСПЕРТ – Система учета информации по внутритрубным обследованиям (в DBF-формате), проводимыми ЦТД с помощью оборудования фирмы «ДИАСКАН», г. Коломна. Информация системы периодически переносится в СКУТ.

· ПИРС (условное название) – Система мониторинга, прогноза и анализа развития технического состояния подводных переходов. Клиентская часть – Delphi, серверная – Oracle. Разработчик – , г. Омск. Начало использования – 2000 г. Физически размещается в БД Oracle системы СКУТ (в отдельной схеме). При «пилотном» внедрении в ТСМТ (г. Омск) была выполнена предварительная миграция данных из СКУТ и их уточнение. В настоящий момент находится в состоянии дальнейшей разработки.

Вывод. На предприятии успешно автоматизированы задачи ведения договоров (система АСКИД) и диспетчерского управления (система СДКУ), однако решение задачи паспортизации технологических объектов (система СКУТ) находится только на начальной стадии. Именно эту область и целесообразно обеспечить геоинформационной поддержкой.

Глава 7. Верхние уровни бизнес-модели предприятия

Если на всю деятельность компании смотреть как на единый бизнес-процесс (т. е. моделировать ее самый верхний, «нулевой» уровень), то можно выделить следующие потоки (см. рис. 1 Приложения 1):

· Входные потоки:

o Различного рода документы:

§ Документы от поставщиков и получателей продукции и услуг – счета и платежные требования от поставщиков оборудования, сметы от строителей, заявки на покупку нефти как топлива и т. д.;

§ Документы из нефтяных компаний – заявки на выполнение перекачки нефти и пр.;

§ Документы из банка – выписки из расчетного счета и пр.;

o Различного рода ресурсы:

§ Деньги – наличные деньги из банка, валюта от импортеров нефти и пр.;

§ Ресурсы – материально-технические ресурсы, специалисты, разработанная документация, полученная информация и т. д.;

§ Нефть – нефть и стабилизированный газоконденсат (в редких случаях);

· Потоки на выходе:

o Различного рода документы:

§ Документы в госорганы – отчеты в Минэнерго и Гостехнадзор, планируемые тарифы и графики остановок в Минэнерго и т. п.;

§ Документы к поставщикам и получателям продукции и услуг – гарантийные письма и технические задания поставщикам, сертификаты продукции получателям и пр.;

§ Документы в нефтяные компании – проекты договоров, предложения, письма и др.;

§ Документы в банк – платежные поручения и пр.;

o Различного рода ресурсы:

§ Деньги - наличные деньги в банк или внешним акционерам, налог валютной выручки и пр.;

§ Ресурсы материально-технические ресурсы, информационные ресурсы, помощь специалистами и пр.;

§ Нефть - нефть и стабилизированный газоконденсат (в редких случаях);

· Потоки управления:

o Распоряжения госорганов – постановления правительства, утвержденные тарифы и графики транспортировки, лимиты на экспорт и приказы Минэнерго и т. д.;

o Нормативно-технические документы – государственные стандарты и т. п.;

o Факторы рынка – изменения в объеме и структуре нефтедобычи и нефтепотребления, цена материалов и оборудование, изменения состава и расположения поставщиков и получателей продукции и услуг, изменения курсов валют и т. д.;

o Факторы окружающей среды – климат, стихийные бедствия, инфраструктура государства и т. д.;

· Потоки-механизмы:

o Компания «Транструб» – подразделения компании всех уровней (АК, , РТУ и др.) (в общих чертах описаны ниже в главе «Общая структура производства»);

o Программные средства – используемые автоматизированные системы, которые частично обеспечивают функции анализа и планирования эксплуатации и обслуживания технологического оборудования МТ (в общих чертах описаны ниже в главе «Используемые автоматизированные системы»);

o Автоматика – система автоматического и телемеханического оборудования на линейной части, РП, НПС и других сооружениях, которая частично обеспечивает функции контроля и управления эксплуатацией технологического оборудования МТ.

Далее этот единый бизнес-процесс (БП) нужно разделить на три основные операции (с последующей декомпозицией – см. рис. 2 Приложения 1):

1. Организация производства (см. рис. 3 Приложения 1):

a. Учет – накапливание определенной информации по производственной деятельности (прежде всего по эксплуатации МТ и его техническому обеспечению);

b. Анализ – анализ накопленной информации и прогнозирование изменений в учитываемых данных;

c. Планирование – разработка графиков работ, планирование вложения средств и т. д.; на входе – итоги анализа, на выходе – планы, графики, тарифы (см. рис. 6 Приложения 1);

d. Разработка руководящих документов – разработка регламентов работ, положений, типовых планов (последовательностей мероприятий, например, по ликвидации аварий); далее эти документы (РД) участвуют в модели как потоки-управления;

e. Контроль – проверка исполнения работ в соответствии с указанными планами и распоряжениями;

f. Управление – принятие решений, выдача разрешений, визирование документов и т. д.; выходящий поток (распоряжения) далее поступает почти во все остальные процессы как поток-управление;

2. Ведение производства (см. рис. 4 Приложения 1):

a. Ведение договоров;

b. Транспортировка нефти (эксплуатация МТ);

c. Техническое обеспечение и обслуживание объектов МТ и технических средств на них (профилактика, диагностика, ремонты объектов МТ; обслуживание средств измерения, автоматики, телемеханики и связи; метрологическое обеспечение; обеспечение промышленной и экологической безопасности, охрана технологических объектов и др.);

d. Расширение производства (строительство и реконструкция объектов МТ);

3. Обеспечение ресурсами (см. рис. 5 Приложения 1) – самостоятельный бизнес-процесс, поскольку обеспечивает и организацию и ведение производства всеми ниже перечисленными ресурсами:

a. Обеспечение материально-техническими ресурсами – снабжение, складирование, размещение заказов на изготовление оборудования;

b. Обеспечение транспортировкой;

c. Санитарно-техническое обеспечение – обслуживание зданий (водопровод, канализация, отопление, вентиляция, уборка и пр.);

d. Обеспечение научно-технической информацией – предоставление нормативно-технической документации, размещение заказов на ее разработку;

e. Обеспечение автоматизации передачи и обработки информации – обслуживание вычислительной и оргтехники, сопровождение программ и пр.;

f. Обеспечение деньгами – выдача заработной платы, выдача наличных денег под отчет;

g. Обеспечение безопасности – охрана режима, пожарная охрана, охрана труда, защита информации;

h. Обеспечение людскими ресурсами;

i. Правовое обеспечение;

j. Обеспечение бухгалтерской обработкой.

Глава 8. Бизнес-процессы, в которых используется географическая информация

Часть V. Анализ результатов и определение концепции

Глава 9. ГИС как средство решения основных задач бизнеса предприятия

Цель исследования. Выявление основных задач бизнеса предприятия необходимо для определения направлений автоматизации и выбора (или разработки) соответствующей информационной системы.

Основным бизнесом АК «Транструб» является предоставление (продажа) услуг нефтяным компаниям по транспортировке нефти от мест их добычи (НГДУ) до мест потребления (НПЗ и нефтетерминалы) по системе магистральных трубопроводов (далее - МТ).

Основная цель бизнеса (коммерческой деятельности) – извлечение прибыли. Прибыль есть баланс между объемом продаж (в стоимостном выражении), с одной стороны, и себестоимостью продаж и операционными издержками, с другой стороны. При этом, объем продаж зависит не только от общего объема будущих сделок по договорам, но и от бесперебойной работы по оказанию услуг по этим договорам.

В этом плане прибыль предприятия по транспортировке нефти зависит, главным образом, от увеличения объемов перекачиваемой нефти, снижения аварийности системы МТ, а также (в меньшей степени) от снижения издержек, связанных с управлением перекачкой (эксплуатацией МТ) и обеспечением исправного состояния МТ, его сооружений и оборудования (техническим обслуживанием объектов МТ). Следовательно, оптимизация грузопотоков нефти, оптимизация развития системы МТ, оптимизация вложения средств в техобслуживание объектов МТ, а также предотвращение отказов и аварий - являются основными задачами, требующими автоматизации.

Планирование грузопотоков нефти зависит от планирования остановок и подключений трубопроводов и оборудования, что определяется регламентами их технического обслуживания (профилактическим осмотром, диагностикой, ремонтами, капитальным ремонтом, реконструкцией и т. д.). График техобслуживания, в свою очередь (но в пределах регламента), может зависеть от степени потребности в бесперебойной работе данного участка трубопровода в определенный период времени. Таким образом, мы получаем замкнутый круг задач по планированию бизнеса АК «Транструб». Это можно назвать «кольцом планирования»: график техобслуживания –> график остановок –> график грузопотоков -> график техобслуживания (см. рис. 6 Приложения 1).

Кроме того, планирование грузопотоков нефти зависит от установленных государством лимитов на тарифы по перекачке нефти. Поскольку в эти тарифы закладываются планируемые затраты на необходимый капитальный ремонт объектов МТ, то невыгодно пускать нефть по направлениям с «урезанными» тарифами.

Следовательно, основными входными параметрами задачи планирования грузопотоков являются:

· географические наборы пунктов отправления и назначения (ПСП);

· географические наборы определенным образом взаимосвязанных линейных объектов (МТ), имеющих определенную пропускную способность и назначение (для разных типов нефти), и узлов между ними (НПС), имеющими определенную мощность;

· количество и качество партий перекачиваемой нефти;

· графики остановок и пусков;

· регламенты технического обслуживания объектов МТ;

· затраты на необходимый по регламенту капитальный ремонт объектов МТ.

Поскольку большая часть указанных параметров имеет географический характер, то такую задачу можно решить только с помощью глобальной географической информационной системы для МТ.

Поддержка оптимизации планирования и/или ее автоматизация – важная задача. Но не менее важную роль играет бесперебойная работа системы МТ. Для ее обеспечения необходима всеобщая паспортизация технологических объектов МТ (линейной части, нефтехранилищ, насосно-силового оборудования, систем энергоснабжения и теплоснабжения и т. д.). Это позволит выявлять слабые звенья оборудования, анализировать аварии по схожести условий и, далее, прогнозировать их, вести учет дефектам и проводить своевременную замену особо дефектных участков и т. д. Учитывая взаимодействие этих объектов между собой, с окружающими объектами и окружающими условиями, необходимо автоматизировать анализ всей этой информации. Поскольку все эти объекты находятся в определенных пространственных связях между собой, то эту задачу также можно решить только с помощью глобальной географической информационной системы для МТ.

Вывод. Основное направление коммерческой деятельности АК «Транструб» - продажа услуг по транспортировке нефти. При этом основными механизмами увеличения прибыли являются оптимизация грузопотоков, уменьшение затрат на техническое обслуживание, снижение аварийности. АК «Транструб» представляет собой географически распределенную систему технологических объектов, на работоспособность которой влияют окружающие условия, процессы и объекты. Решение этих задач невозможно без обработки географической информации самого различного характера. Следовательно, производственная деятельность АК «Транструб» нуждается в обеспечении ее глобальной геоинформационной системой.

Глава 10. Определение границ предметной области для автоматизации

В системе деятельности предприятия по транспортировке нефти можно выделить следующие относительно обособленные по задачам области (см. выше главу «Верхние уровни бизнес-модели предприятия по транспортировке нефти»):

1. Управление договорами (планирование графиков и маршрутов транспортировки по договорам и контроль их исполнения);

2. Эксплуатация системы МТ (диспетчерский контроль и управление транспортировкой нефти on-line);

3. Техническое обслуживание системы МТ (планирование и выполнение работ по техобслуживанию объектов МТ: ремонт, замена, диагностика, техническое перевооружение, реконструкция и пр.);

4. Прогнозирование добычи и потребления и стратегическое планирование развития системы МТ (строительство и реконструкция трубопроводов, нефтетерминалов и пр.).

Для автоматизации этих задач в АК «Транструб» применяются следующие системы (более детально их возможности описаны выше в разделе «Используемые автоматизированные системы»):

1. Автоматизированная система контроля исполнения договоров на оказание транспортных услуг по поставкам нефти (АСКИД);

2. Система диспетчерского контроля и управления транспортом нефти по МТ (СДКУ);

3. Система контроля, управления, технического обслуживания и ремонтов объектов и сооружений МТ (СКУТ);

4. Система мониторинга, прогноза и анализа развития технического состояния подводных переходов .

Первые две системы эффективно используются в компании. Что касается системы СКУТ, то она имеет много недостатков: отсутствует задача планирования технического обслуживания; отсутствуют многие необходимые (хотя и декларированные) расчетно-аналитические задачи (например, расчет безопасных технологических режимов перекачки и пропускной способности трубопроводов); не точно и не полностью определенна атрибутика объектов и др. Задача планирования развития и реконструкции (декларированная) также отсутствует.

Исходя из главной задачи бизнеса по оптимизации грузопотоков нефти и дополнительной задачи (связанной с главной) по оптимизации затрат на техническое обслуживание объектов МТ, а также с учетом уже успешно используемых автоматизированных систем АК «Транструб», можно определить границы применения системы «Гектор».

Область применения системы «Гектор» целесообразно определить как ввод, хранение и обработка (прежде всего - в части планирования) географических данных, данных по технологическим объектам МТ (которые, в свою очередь, также привязаны к географии) и данных по эксплуатации и техническому обслуживанию этих объектов. Это приведет к следующим полезным результатам:

1. Позволит автоматически решать сложные задачи по планированию грузопотоков нефти, стратегического развития системы МТ и технического обслуживания объектов МТ;

2. Приведет к созданию единой системы паспортизации объектов МТ (с учетом как характеристик объектов, так и регламентных работ на них);

3. Обеспечит единство ввода общей информации, которая затем будет экспортироваться и преобразовываться в форматы других используемых автоматизированных систем;

4. Не приведет к замене эффективно функционирующих автоматизированных систем;

5. Повысит прибыль компании и позволит управлять этой прибылью.

Если часть этих задач уже успешно решена некоторыми автоматизированными средствами, то они будут использоваться как источники (или как приемники – при желании их разработчиков) информации. Например, если оптимизация грузопотоков нефти более-менее удовлетворительно решена с помощью системы АСКИД (что требует дополнительного обследования, поскольку автоматизация может заключаться лишь в выборе типового маршрута), то система «Гектор» будет брать от него информацию, необходимую для автоматизации других процессов описанного выше «кольца планирования».

В любом случае (даже если автоматизировано различными системами буквально все), система «Гектор» может использоваться как надстройка над ними в качестве:

1. единого интерфейса ввода общей информации;

2. ввода, хранения, обработки и передачи (или хранения) результатов обработки графической информации;

3. увязки всех систем в единый процесс планирования и управления.

Глава 11. Теоретическая часть (термины и определения)

В данной главе описаны основные термины, применяемые в обсуждении последующей концепции (термины сгруппированы не по алфавиту, а по логической иерархии):

· ER-модель (также ER-диаграмма, ERD – от англ. Entity-Relationship) – модель «сущность-связь», показывающая состав определенной предметной области из объектов (сущностей), их свойств (атрибутов) и связей между объектами. Виды ER-моделей:

o Концептуальная (также - логическая) ERD – модель, в которой наименования сущностей, их атрибутов и связей между ними даны в неформализованном (описательном) виде.

o Физическая ERD - модель, в которой наименования сущностей, их атрибутов и связей между ними даны в форме их реальных наименований для физической базы данных.

o Параметрическая (также – параметризованная) ERD – модель, в которой параметры сущностей (т. е. наименования и значения атрибутов) выделяются как отдельные сущности. Бывают разные степени параметризации: частичная по супертипам, полная по всем объектам, включая справочники, и другие. Параметризация сущностей используется для удобства изменения атрибутики сущностей обычным пользователем и как средство, позволяющее упростить состав запросов к БД и дальнейшее развитие программы (как клиентской, так и серверной частей).

o Метамодель – модель, описывающая предметную область в более абстрактных понятиях, чем сущность (например, в понятиях супертипов или объектов и справочников и т. д.). Поскольку в метамодели используются обобщенные сущности с различным набором атрибутов, то она имеет высокую степень параметричности.

· Сущность – информационный образ совокупности однотипных объектов предметной области. Эти объекты могут быть как реальными, так и воображаемыми (виртуальными). Экземпляром сущности является конкретный объект данного типа. Каждый экземпляр сущности должен однозначно идентифицироваться и отличаться от всех других экземпляров данного типа сущности. Каждая сущность должна обладать некоторыми свойствами:

o каждая сущность должна иметь уникальное имя, и к одному и тому же имени должна всегда применяться одна и та же интерпретация. Одна и та же интерпретация не может применяться к различным именам, если только они не являются псевдонимами;

o сущность обладает одним или несколькими атрибутами, которые либо принадлежат сущности, либо наследуются через связь;

o сущность обладает одним или несколькими атрибутами, которые однозначно идентифицируют каждый экземпляр сущности;

o каждая сущность может обладать любым количеством связей с другими сущностями модели.

Виды сущностей:

o Супертип – сущность, которая является обобщающим понятием для группы подобных сущностей (или подтипов сущностей), являясь верхним уровнем иерархии.

o Подтип - сущность, которая является обобщающим понятием для группы подобных сущностей, но сама входит в группу более высокого уровня (принадлежит к иерархии, верхним уровнем которой является супертип).

o Сущность в методологии IDEF1X является независимой от идентификаторов или просто независимой, если каждый экземпляр сущности может быть однозначно идентифицирован без определения его отношений с другими сущностями.

o Сущность называется зависимой от идентификаторов или просто зависимой, если однозначная идентификация экземпляра сущности зависит от его отношения к другой сущности.

· Связь - поименованная ассоциация между двумя сущностями, значимая для рассматриваемой предметной области. Связь - это ассоциация между сущностями, при которой, как правило, каждый экземпляр одной сущности, называемой родительской сущностью, ассоциирован с произвольным (в том числе нулевым) количеством экземпляров второй сущности, называемой сущностью-потомком, а каждый экземпляр сущности-потомка ассоциирован в точности с одним экземпляром сущности-родителя. Таким образом, экземпляр сущности-потомка может существовать только при существовании сущности родителя. Виды связей:

o Взаимно исключающие связи – когда каждый экземпляр сущности участвует только в одной связи из группы взаимно исключающих связей.

o Рекурсивная связь – когда сущность связана сама с собой (например, ссылка на предыдущий участок в сущности «Участки», ссылка на начальника в сущности «Сотрудники» и пр. иерархические сущности).

o Неперемещаемые связи - когда экземпляр сущности не может быть перенесен из одного экземпляра связи в другой.

o В необязательной связи могут участвовать не все экземпляры сущности.

o В отличие от необязательной связи в полной связи участвуют все экземпляры хотя бы одной из сущностей. Это означает, что экземпляры такой связи существуют только при условии существования экземпляров другой сущности. Полная связь может иметь один из 4-х видов: обязательная связь, слабая связь, связь «супертип-подтип» и ассоциативная связь:

§ Обязательная связь описывает связь между «независимой» и «зависимой» сущностями. Все экземпляры зависимой («обязательной») сущности могут существовать только при наличии экземпляров независимой («необязательной») сущности, т. е. экземпляр «обязательной» сущности может существовать только при условии существования определенного экземпляра «необязательной» сущности.

§ В слабой связи существование одной из сущностей, принадлежащей некоторому множеству («слабой») зависит от существования определенной сущности, принадлежащей другому множеству («сильной»), т. е. экземпляр «слабой» сущности может быть идентифицирован только посредством экземпляра «сильной» сущности. Ключ «сильной» сущности является частью составного ключа «слабой» сущности. Слабая связь всегда является бинарной и подразумевает обязательную связь для «слабой» сущности. Сущность может быть «слабой» в одной связи и «сильной» в другой, но не может быть «слабой» более, чем в одной связи. Слабая связь может не иметь атрибутов.

§ Подтипы и супертипы: одна сущность является обобщающим понятием для группы подобных сущностей.

§ В ассоциативной связи каждый экземпляр связи (ассоциативный объект) может существовать только при условии существования определенных экземпляров каждой из взаимосвязанных сущностей. Ассоциативный объект - объект, являющийся одновременно сущностью и связью. Ассоциативная связь - это связь между несколькими «независимыми» сущностями и одной «зависимой» сущностью. Связь между независимыми сущностями имеет атрибуты, которые определяются в зависимой сущности. Таким образом, зависимая сущность определяется в терминах атрибутов связи между остальными сущностями.

· Атрибут - любая характеристика сущности, значимая для рассматриваемой предметной области и предназначенная для квалификации, идентификации, классификации, количественной характеристики или выражения состояния сущности. Атрибут представляет тип характеристик или свойств, ассоциированных со множеством реальных или абстрактных объектов (людей, мест, событий, состояний, идей, пар предметов и т. д.). Экземпляр атрибута - это определенная характеристика отдельного элемента множества. Экземпляр атрибута определяется типом характеристики и ее значением, называемым значением атрибута. В ER-модели атрибуты ассоциируются с конкретными сущностями. Таким образом, экземпляр сущности должен обладать единственным определенным значением для ассоциированного атрибута. Атрибут может быть либо обязательным, либо необязательным. Обязательность означает, что атрибут не может принимать неопределенных значений. Атрибут может быть либо описательным (т. е. обычным дескриптором сущности), либо входить в состав уникального идентификатора (первичного ключа).

· Уникальный идентификатор - это атрибут или совокупность атрибутов и/или связей, предназначенная для уникальной идентификации каждого экземпляра данного типа сущности. В случае полной идентификации каждый экземпляр данного типа сущности полностью идентифицируется своими собственными ключевыми атрибутами, в противном случае в его идентификации участвуют также атрибуты другой сущности-родителя. Каждая сущность должна обладать хотя бы одним возможным ключом. Возможный ключ сущности - это один или несколько атрибутов, чьи значения однозначно определяют каждый экземпляр сущности. При существовании нескольких возможных ключей один из них обозначается в качестве первичного ключа, а остальные - как альтернативные ключи.

· Внешняя сущность - в методологии DFD описывает материальный предмет или физическое лицо, представляющее собой источник или приемник информации, например, заказчики, персонал, поставщики, клиенты, склад. Определение некоторого объекта или системы в качестве внешней сущности указывает на то, что она находится за пределами границ анализируемой ИС. В процессе анализа некоторые внешние сущности могут быть перенесены внутрь диаграммы анализируемой ИС, если это необходимо, или, наоборот, часть процессов ИС может быть вынесена за пределы диаграммы и представлена как внешняя сущность.

· Процесс – 1) в методологии DFD представляет собой преобразование входных потоков данных в выходные в соответствии с определенным алгоритмом. Физически процесс может быть реализован различными способами: это может быть подразделение организации (отдел), выполняющее обработку входных документов и выпуск отчетов, программа, аппаратно реализованное логическое устройство и т. д. 2) в методологии IDEF0 описывает действие, которое происходит в результате выполнения какой-либо деятельности.

· Накопитель данных - в методологии DFD представляет собой абстрактное устройство для хранения информации, которую можно в любой момент поместить в накопитель и через некоторое время извлечь, причем способы помещения и извлечения могут быть любыми. Накопитель данных может быть реализован физически в виде микрофиши, ящика в картотеке, таблицы в оперативной памяти, файла на магнитном носителе и т. д.

· Поток (также дуга) – в применении к технологии IDEF0 определяет потоки информации, ресурсов, управления и пр. следующих видов:

· Вход - информация или материальные сущности, которые поступают на вход процесса, в котором происходит их преобразование. Образцы обобщенных видов входа: «ресурсы», «деньги», «документы», «информация» (например, «Нефть от НДП», «Оборудование», «Платежи», «Валюта от экспорта», «Заявки от нефтяников»). На диаграммах вход показывается в виде стрелки, входящей в процесс с левой стороны.

· Выход - информация или материальные сущности, которые создаются в результате выполнения процесса. Образцы выхода – «Комплексная программа», «Потребности в ресурсах», «Нефть, отгруженная потребителям». На диаграммах выход изображается в виде стрелки, исходящей из процесса с правой стороны. Выход одного процесса может служить входом, управлением или механизмом другого процесса.

· Управление - объекты, которые являются ограничителями процесса. Они определяют, каким образом, когда и при каких условиях происходит преобразование входа. Эти объекты не изменяются в результате выполнения процесса. Образцы обобщенных видов управления: «распоряжения» (устные или письменные, т. е. приказы), «планы», «договора», «нормативные документы» (регламенты, стандарты, методики), «факторы рынка», «факторы окружающей среды». В качестве управления может служить документ «О принципах формирования Комплексной программы», который определяет правила создания комплексной программы в процессе, формирующем комплексную программу. На диаграммах управление показывается в виде стрелки, входящей в процесс сверху.

· Механизм - некоторые объекты или субъекты, которые используются для выполнения процесса. В качестве механизма могут выступать конкретные люди, структурные подразделения, компьютерные программы, автоматика и реальные механизмы. На диаграммах механизм показывается в виде стрелки, входящей в процесс с нижней стороны.

· Поток данных - в методологии DFD определяет информацию, передаваемую через некоторое соединение от источника к приемнику. Реальный поток данных может быть информацией, передаваемой по кабелю между двумя устройствами, пересылаемыми по почте письмами, магнитными лентами или дискетами, переносимыми с одного компьютера на другой и т. д.

Глава 12. Концепция проектируемой системы

1. В концепцию системы «Гектор» заложен всесторонний учет состояния и движения (изменения состояния) технологических объектов магистральных трубопроводов (далее – объектов МТ) в пределах всей компании «Транструб» (далее - компании). Концепция системы может быть выражена фразой:

Объект МТ и его движение

Все виды деятельности, осуществляемые в компании, должны рассматриваться в преломлении к данной концепции. Все объекты и процедуры системы, таким образом, рассматриваются как обеспечивающие адекватный учет объектов МТ и учет их движения.

Для решения поставленной задачи необходимо проектировать систему с учетом взаимодействия следующих объектов (сущностей):

· Объекты учета – базовый объект учета (объект МТ), вокруг которого «вертятся» все операции, и дополнительные объекты учета (работы на объекте МТ, объекты, расположенные рядом с МТ и пр.), которые влияют на изменение состояния базового объекта учета;

· Рабочие объекты системы – различные объекты (справочники, документы и пр.), организующие работу системы (ввод и просмотр данных, планирование и контроль, иерархия и состав меню) и не влияющие на движение базового объекта учета непосредственно.

2. Базовый объект учета - объект МТ. Все объекты МТ можно представить как принадлежащие к системе графов, узлами которого являются НПС, а линиями – перегоны между НПС (участки трубопровода). При этом объектами МТ являются как сами участки и НПС, так и объекты, на них расположенные (задвижки, резервуары и пр.).

Объект МТ может идентифицироваться (независимо от системного ключа):

· паспортными реквизитами (технологический номер, заводской номер и т. д.);

· территориальной принадлежностью к участку трубопровода либо к нефтеперекачивающей станции (т. е. к элементу системы графов);

· конструктивной (составной) принадлежностью к другому объекту МТ как его части (например, резервуар в резервуарном парке, газоуравнительная система в резервуаре, изоляция на трубопроводе и пр.), что можно рассматривать как вариант территориальной принадлежности;

· административной принадлежностью как к мелким производственным единицам (АВП, персонал обслуживания НПС) так и крупным (РТУ, );

· принадлежностью к классу объекта-родителя (определенному типу и подтипу);

Объект МТ может выступать классом либо контейнером по отношению к другим объектам МТ. Если объект выступает классом, то перечень всех его свойств и некоторые свойства (например, тип материала - сталь) наследуется объектом-потомком (например, объект «вертикальный стальной резервуар с плавающей крышей» (РВСПК) – потомок объекта «вертикальный стальной резервуар» (РВС), который является потомком объекта «резервуар»). Если объект выступает контейнером, то в его состав входят другие объекты, как одного (резервуары в резервуарном парке), так и различных классов (резервуарный парк и котельная на НПС), что выше названо составной принадлежностью. Одним из видов контейнера может выступать группа компактно расположенных объектов (например, резервуарный парк, группа лупингов, система насосных агрегатов).

Территориальная принадлежность для ряда объектов (например, для задвижек или дефектов) может быть указана более точно (территориально локализована) либо как расстояние на трассе от начала/конца участка (до 100 м, 1 м, 1 дм), либо по географическим координатам.

Объекты, идентифицирующие территориальную принадлежность (участок трубопровода, НПС) идентифицируются административной принадлежностью (принадлежностью к зоне ответственности РТУ, которая, в свою очередь, подчиняется определенному ).

3. Объект МТ имеет собственный набор атрибутов (свойств). Если количество свойств велико, их целесообразно объединять в группы свойств (например, «Общие характеристики», «Электротехнические характеристики» и т. д.). При этом у объектов-потомков наследуются как сами наименования групп свойств и полный перечень свойств в них, так и могут добавляться новые свойства в эти группы или добавляться новые группы свойств.

Свойства базового объекта, которые участвуют в расчетно-аналитических задачах и в задачах планирования операций по этому объекту, будем называть активными свойствами или показателями. Показатели являются исторически значимыми свойствами, т. к. выполнение операций на их основе зависит от задаваемого времени.

Состояние объекта МТ определяется набором свойств и их значений, необходимых для задач планирования и контроля, а также определения его отношения к производственному процессу (принадлежности к определенным этапам производственного цикла). Состояние, как правило, характеризуются дискретными значениями (флагами) и является реальным («в эксплуатации», «на ремонте», «оприходован», «отключен», «находится на складе») или оценочным («степень опасности», «нуждается в ремонте», «мало обеспечен ресурсами», «износ 75%»).

Активными свойствами, которые являются параметрами расчетов могут быть, например, следующие: «остаточный ресурс», «плотность дефектов», «допустимое давление», «механическая прочность» и т. д.

Движение объекта учета - это изменение его активных свойств.

История движения объектов учета (или просто - история) – это набор записей, идентифицирующих объект учета и содержащих значения показателей до их изменения, а также даты, период между которыми определял их активность. Историю объектов учета необходимо фиксировать для проведения расчетно-аналитических задач по прошедшему периоду.

В целом, свойства базового объекта можно сгруппировать следующим образом:

· системные – системный идентификатор, ссылки на справочники или другие объекты, флаг архивации (временного неиспользования) и пр.;

· информационные – наименование объекта и другие его редко изменяемые характеристики, необходимые для общей информации;

· активные - показатели состояния и параметры расчетов;

· расчетные – пересчитываемые свойства (могут отсутствовать);

· административные – дата и имя пользователя, создавшего или изменившего запись, флаг удаления и пр.

4. Дополнительные объекты учета – объекты, которые непосредственно или косвенно действуют на базовый объект учета. К ним относятся:

· работы на объектах МТ;

· происшествия на объектах МТ;

· дефекты объектов МТ;

· контекст объектов МТ;

· ресурс для выполнения работ на объектах МТ.

Действие над объектом МТ – процесс, приводящий к изменению свойств (как правило, активных) объекта МТ.

Работа над объектом МТ – действие над объектом МТ, осуществляемое субъектом по плану, по собственной инициативе или по поручению другого субъекта. К работам относятся различные виды эксплуатации - техническое обслуживание, диагностика, ремонт, реконструкция, остановка, подключение и пр., а также создание нового объекта МТ (замена или строительство). Поэтому работу можно охарактеризовать как вызванное субъектом по определенному регламенту действие (или организованное действие). Работа не только приводит к изменению состояния объекта МТ, но и сама зависит от этого состояния (характер и время ее выполнения).

Происшествие на объекте МТ – действие над объектом МТ, неожиданно вызванное окружающими (повреждение, мороз, жара, затопление, прокачка некондиционной нефти, закупорка трубопровода замерзшей нефтью или отложившемся парафином и т. д.) или внутренними (заводской брак, дефект) факторами. К происшествиям относятся различные виды аварий, отказов и неисправностей. Происшествие влечет за собой выполнение определенных работ над объектом МТ (например, ликвидация аварии, очистка, подготовка к весеннему паводку, дооснащение АВП и т. д.) или изменение его свойств (ресурса), что влияет на время выполнения и характер будущих работ (обследование, устранение дефекта, капремонт и пр.).

Дефект объекта МТ - сущность, которая может возникнуть и развиваться в результате коррозии, механического повреждения, неправильного ремонта, заводского брака и т. д. Дефект (или их количество) уменьшает остаточный ресурс объекта МТ (изменяет состояние) и может привести к отказу или аварии, поэтому его необходимо учитывать как объект.

Контекст объекта МТ – объекты, не принадлежащие объектам МТ, свойства которых влияют или могут повлиять на возникновение происшествий и дефектов, выполнение работ или на их протекание. К контексту относятся: грунт берегов (рядом с подводным переходом), соседний водоем (разлив которого затопляет объект МТ или влияет на выполнение аварийно-восстановительных работ), вдольтрассовые дороги, растительный покров, тип рельефа, климат, погода, качество перекачиваемой нефти и т. д. К контексту можно отнести и материал объекта МТ, поскольку его атрибутика принадлежит отдельной сущности, которая оказывает такое же влияние, как и контекст. В методологии бизнес-моделирования IDEF0 контексты описываются потоками управления (сверху).

Контекст также может характеризоваться состоянием (влажность или сухость грунта, степень заболоченности, влажность или высокая температура воздуха и т. д.).

Ресурсы для работ на объектах МТ – объекты, используемые в работах на объектах МТ, (например, аварийный запас труб, оснащенность АВП). Наличие, количество и качество ресурсов влияют на выполнение работ.

Следует отличать данное понятие от ресурсов самих объектов МТ, коими являются ресурсы следующих типов:

· временной ресурс, который обычно определяется для каких-либо номинальных условий использования объекта и зависит от изменения этих условий (например, срок хранения, срок эксплуатации);

· ресурс по количеству операций (например, количество перезаписей на магнитный носитель);

· ресурс по суммарному объему величин воздействий (например, общий пробег автомашины);

· ресурс по максимально допустимому воздействию (например, давление в трубопроводе, нагрузка снега на плавающую крышу резервуара, количество оборотов и пр.).

5. Рабочие объекты системы – объекты, имеющие сервисные функции для ведения объектов учета, и не влияющие на движение базового объекта учета непосредственно. Они предназначены для следующих (и, возможно, других) функций:

· для ввода/просмотра данных (документы);

· для ссылок на классификаторы или другие реальные объекты, не являющиеся объектами учета (справочники);

· для управления и контроля работ (правила, планы, сообщения);

· для управления программой (сцены).

Документ – объект, в котором в определенной форме регистрируются свойства объектов учета (в т. ч. операций) или ссылки на них. Документ является объектом, потому что не является просто формой ввода, а может иметь собственную атрибутику (например, регистрационный номер, дату заведения, ответственное лицо), а также регламент ведения (совершения работы с ним). Документ создается определенным субъектом. В терминах методологии DFD документы представляют собой часть накопителей.

Документы делятся на следующие виды:

· Регистрирующие (меморандные) – документы, в которых лишь фиксируются свойства объектов МТ и/или действия (ремонты, обследования, профилактика и пр.) над ними. Примерами таких документов являются паспорта, журналы учета работ, операций, событий и распоряжений; акты расследования аварий, дефектные ведомости и журналы дефектов, диспетчерские листы и др.

· Проектно-исполнительнительные - документы, в которых описываются в различной форме требования к проведению будущих работ (техническое задание, технорабочий проект, конструкторская документация) и дается отчетность по проведенным работам и их качеству (протоколы наладочных работ, журнал сварки; сертификаты; инвентарная опись электрооборудования; акты раскладки труб, акты предварительных испытаний; технические условия подключения объекта к электросетям; генпланы и исполнительные чертежи и пр.).

· Инициирующие (организационные) - документы, после подписания которых и выдачи дальнейших распоряжений инициируются (или заканчиваются и начинаются другие) определенные работы над объектами МТ. Примерами таких документов являются: акты приемки работ, устранения дефектов, проверки герметичности; договора на производство работ, согласования сброса ливневых вод и пр.

· Регламентирующие (нормативные) – документы, в которых предписываются последовательность проведения мероприятий (например, планы ликвидации аварий для конкретного АВП, планы тушения пожаров и планы эвакуации для конкретного здания и т. д.), методики расчетов тарифов, нормативы определения сроков регламентных работ, материально-технических и других ресурсов и пр.

Под справочниками будем понимать сущности, не являющиеся объектами учета, но используемые в них для ссылок на внешние сущности (например, организации), субъекты (механизмы в терминах IDEF0), различные классификаторы (типы нефти, марки стали, степени опасности и пр.), перечни. Объекты справочников, в отличие от объектов учета и других, как правило, не имеют сложной атрибутики. Главный атрибут справочников – наименование объекта, на который ссылаются из других объектов.

Под классификаторами будем понимать справочники, в которых приведены не объекты-ссылки, а некие абстрактные классификации (марка стали, виды дефектов и пр.). Классификаторы могут иметь иерархическую структуру.

Под перечнями будем понимать такие классификаторы, в которых содержатся небольшие списки ответов на простые вопросы (да/нет, большой/средний/маленький и т. д.). Перечни не имеют иерархии. Кроме того, один перечень ответов может быть использован как список значений самых различных свойств различных объектов.

Под регламентами организации работ будем подразумевать карты технического обслуживания и другие документы, определяющие последовательность, периодичность и обусловленность (зависимость от различных факторов) проведения различных производственно-хозяйственных операций.

Регламенты организации работ необходимы для автоматического создания плана проведения работ.

Под нормами будем подразумевать документы, в которых определяется количество ресурсов (временных, людских, материально-технических, информационных), необходимых для проведения различных производственно-хозяйственных операций (например, нормы трудоемкости работ, нормы расхода запчастей и пр.).

Кроме того, в нормах может определяться и стоимость ресурсов.

Нормы необходимы для автоматического создания плана снабжения в соответствии с планом проведения работ и для оценки затрат по этим планам.

Под тарифами будем подразумевать документы, в которых определяется стоимость ресурсов, необходимых для производства услуг заказчикам. В компании главными тарифами являются тарифы на перекачку нефти и тарифы на диспетчерское управление по перекачке нефти.

Тарифы необходимы для оценки прибыли по транспортировке нефти и другим услугам.

Планы – сущности, в которых определен перечень и сроки выполнения работ. Планы необходимы как для выполнения, так и контроля выполнения работ.

Система «Гектор» может обеспечивать автоматическую генерацию различных планов.

Сообщение является сущностью, необходимой для обеспечения доведения распоряжений до исполнителей и контроля их выполнения, а также для других сервисных функций. Сообщения автоматически вызываются при возникновении некоторых событий, связанных с началом или завершением различных операций (текущего пользователя, удаленного пользователя, системы и пр.).

В системе «Гектор» будут использоваться следующие виды сообщений (см. подробнее гл. «Сообщения»):

· Сообщения, направляемые от исполнителей к руководителю;

· Сообщения, направляемые от руководителя к исполнителям;

· Различные оперативные сообщения, включая системные;

· Сообщения для администраторов системы.

Сцена является сущностью, необходимой для организации иерархии меню на основе описанных бизнес-процессов с доступом к участвующим в процессе сущностям (потокам бизнес-диаграмм), к составляющим бизнес-процессам или функциям (после декомпозиции) и к бизнес-процессам, являющихся источниками и приемниками потоков для данного бизнес-процесса.

Глава 13. Объекты учета

§ 13.1. Объекты МТ

§ 13.2. Работы

§ 13.3. Происшествия

§ 13.4. Ресурсы

§ 13.5. Дефекты

§ 13.6. Контекст

Глава 14. Справочники

§ 14.1. Административные единицы

Субъект работы – служба, программное средство или автоматическая система, которой или с помощью которой выполняется работа над объектом МТ. В методологии бизнес-моделирования IDEF0 в этом случае используется поток-механизм (снизу).

Субъекты идентифицируются административной и территориальной локализацией.

§ 14.2. Внешние объекты (организации)

§ 14.3. Классификаторы

Глава 15. Документы

§ 15.1. Журналы учета работ

Журналы представляют собой самую распространенную форму регистрирующих документов для фиксации всего и вся - проведенных работ, выполненных операций, произошедших событий и пр. В дальнейшем информация некоторых журналов (как правило, в сокращенном виде) может переноситься в технические паспорта.

В системе «Гектор» будут использоваться лишь журналы учета проведенных работ, а именно:

· Журналы по всем службам и объектам:

o оперативный (сменный) журнал;

o журнал распоряжений (в качестве почтового ящика для просмотра распоряжений, реплицированных из вышестоящих структур);

· Журналы диспетчерских служб:

o журнал контроля движения средств очистки и диагностики;

o журнал учета последовательной перекачки;

o журнал регистрации качества принимаемой и сдаваемой нефти;

o журнал регистрации и исполнения маршрутных поручений;

o журнал приема-сдачи смены.

· Журналы по эксплуатации объектов НПС:

o журнал по обслуживанию и текущему ремонту зданий и сооружений на НПС;

o журнал дефектов и неисправностей оборудования, сооружений и систем;

o журнал учета расхода топлива;

o журнал ремонтов по всем видам оборудования, сооружений и систем;

o журнал регистрации проверок средств автоматики и сигнализации работы котлов;

o журнал по водно-химическому режиму работы котла.

· Журналы по эксплуатации линейной части:

o журнал патрулирования

§ 15.2. Дефектные ведомости

§ 15.3. Акты расследования аварий и инцидентов

§ 15.4. Паспорта

§ 15.5. Акты операций

Глава 16. Регламенты

§ 16.1. Регламенты организации работ

Регламенты необходимы для автоматического создания плана проведения работ.

§ 16.2. Нормы и тарифы

Кроме того, в нормах может определяться и стоимость ресурсов.

Тарифы необходимы для оценки прибыли по транспортировке нефти и другим услугам.

Глава 17. Планы

Система «Гектор» может обеспечивать автоматическую генерацию различных планов.

§ 17.1. Планы проведения работ

§ 17.2. Планы снабжения

§ 17.3. Распоряжения

Глава 18. Cообщения

В системе «Гектор» будут использоваться следующие виды сообщений:

· Сообщения от исполнителей, вызываемые при поступлении:

o докладов о выполнении планов и распоряжений – как автоматических, так и неформализованных;

o запросов к руководству (на принятие решения, на разрешение, по описанию проблемы и пр.);

o файлов (отчеты, сводки, наброски планов, схемы и т. д.);

· Сообщения от руководителей, вызываемые при поступлении:

o планов;

o распоряжений;

o файлов;

· Оперативные сообщения, вызываемые при поступлении:

o напоминания о необходимости начать (закончить) работу по плану, а также о приближение сроков работ по плану;

o информации об окончании выполнения расчетов;

o прочая диалоговая информация;

· Сообщения для администраторов системы, вызываемые при поступлении:

o информации о корректировках БД;

o информации об успешном выполнении удаленных транзакций;

o информации об ошибках репликации.

§ 18.1. Сообщения от исполнителей

§ 18.2. Сообщения от руководителей

§ 18.3. Оперативные сообщения

§ 18.4. Административные сообщения

Глава 19. Cцены и элементы сцен

§ 19.1. Субъекты

§ 19.2. Объекты управления

§ 19.3. Объекты входа

§ 19.4. Объекты выхода

§ 19.5. Внутренние процессы

§ 19.6. Внутренние функции

§ 19.7. Внешние процессы

Глава 20. Атрибуты и домены

§ 20.1. Системные атрибуты

§ 20.2. Административные атрибуты

§ 20.3. Описательные атрибуты

§ 20.4. Исторические атрибуты (показатели)

§ 20.5. Расчетные атрибуты

Глава 21. Состояние и движение объектов учета

Движение объекта учета - это изменение его свойств, которые участвуют в расчетно-аналитических задачах и в задачах планирования операций по этому объекту (т. н. «активных свойств» - см. главу «Концепция проектируемой системы»).

История движения объектов учета – это набор записей, идентифицирующих объект учета и содержащих значения активных свойств до изменения. Историю движения объектов учета необходимо фиксировать для проведения расчетно-аналитических задач по прошедшему периоду.

Активными свойствами объектов учета могут быть, например, следующие:

§ 21.1. Состояния объектов учета

§ 21.2. Маршруты движения объектов учета

§ 21.3. Фиксация истории объектов учета

Часть VI. Реализация системы

Глава 22. Концептуальные модели «сущность-связь»

§ 22.1. «Параметрическое кольцо» системы «СКУТ»

Система СКУТ ведет учет объектов (в терминах СКУТ – разделов и подразделов БД, в терминах Комплекса2000 - понятий) разнородных типов - технологические объекты МТ, работы, аварии, дефекты, грунты и пр.

Кроме того, обеспечивается поддержка информационно-справочной системы (довольно редуцированной) и работа с документами различного формата (в основном, документы MS Word и WMF).

Всего в системе около 20 понятий (перечисляются по алфавиту):

1. Вдольтрассовые сооружения (АВП, защитные сооружения, землепользователи, населенные пункты метеоданные, и пр.)

2. Внутритрубные обследования (дефекты)

3. Грунты

4. Изоляция линейной части

5. Нефтеперекачивающие станции (НПС)

6. Номенклатура ЦБПО

7. Отказы и аварии

8. Паспорта нефтепpоводов

9. Пересечения трубопровода

10. Подводные переходы (ППМТ) и нитки ППМТ

11. Профиль трубопровода

12. Раскладка труб

13. Резервуарные парки и резервуары

14. Ремонты линейной части

15. Узлы учета нефти

16. Установленное оборудование

17. Участки (перегоны НПС-НПС)

18. Электрохимзащита

19. Энеpгоснабжение

Информационно-справочная система обеспечивает поиск информации по следующим темам:

1. Нормативные документы

2. Параметры типов нефти

3. Параметры типов грунтов

4. Сортамент труб

5. Организации

Большинство вышеперечисленных понятий системы СКУТ (кроме внутритрубных обследований, ремонтов линейной части, грунтов и профилей) спроектированы по единому принципу - по «параметрическим кольцам» (в терминологии разработчиков СКУТ). В «кольце» используются следующие сущности:

1. Типы объектов – типы объектов (понятий) без иерархии. Например, для понятия «Резервуар» устанавливаются 2 типа: «Железобетонный резервуар» и «Металлический резервуар».

2. Объекты – наименования физических объектов с заполненными значениями некоторых свойств.

3. Группы свойств – наименования групп атрибутов, присущих данному типу объекта и сгруппированных по определенному принципу (например, общие, механические, электротехнические)

4. Свойства – перечни атрибутов, общие для каждой группы свойств каждого типа объектов

5. Дополнительные свойства – атрибуты, присущие конкретному физическому объекту (и относящиеся к конкретной группе свойств) кроме атрибутов, наследуемых от типа объекта

6. Списки значений – значения атрибутов списочного состава (да/нет, высокий/средний/маленький и т. д.)

7. Значения – физические значения свойств или коды списочных значений

8. Работы – соединение для параллельного параметрического кольца, относящегося к проводимым работам. Не детализировано.

Диаграмма «параметрического кольца» СКУТ представлена ниже. Каждое такое «кольцо» проектируется для каждого понятия, справочники же общие.

§ 22.2. Метамодель системы «Гектор»

§ 22.3.

§ 22.4.

§ 22.5. Параметрические слои метамодели системы «Гектор»

На этой диаграмме изображены основные слои параметризованных групп сущностей (далее - параметрические слои), причем 6 слоев объектов учета для наглядности сгруппированы в 1 слой.

Глава 23.

На следующей диаграмме изображены подробно 6 параметрических слоев объектов учета:

· Объекты МТ

· Работы на объектах МТ

· Происшествия на объектах МТ

· Дефекты объектов МТ

· Ресурсы для работ на объектах МТ

· Окружающие объекты

Глава 24.

Глава 25. Архитектура системы

§ 25.1. Архитектура распределенной обработки данных

Система должна проектироваться в рамках двухзвенной клиент-серверной архитектуры. Серверная часть будет представлена в виде распределенной БД, репликация которой будет осуществляться комбинацией стандартных средств используемого SQL-сервера и средств фирмы-разработчика.

Удаление записей из таблиц должно быть заменено на установку в определенном атрибуте записи признака удаления. Это поможет избежать конфликтов удаления при репликации данных. Для очистки БД от записей, помеченных как удаленные, будет применяться внешняя административная утилита или осуществляться средствами сервера (SQL-запрос или хранимая процедура).

§ 25.2. Представление для разных групп пользователей (схема Захмана)

§ 25.3. Требования к пользовательскому интерфейсу

Глава 26. Этапы развития системы

§ 26.1. Функциональное «лицо» системы

После внедрения системы «Гектор» будет обеспечена следующая функциональность:

1. Автоматизация единой системы паспортизации объектов МТ:

a. обеспечение географической привязки объектов МТ;

b. ведение журналов регистрации и описания проведенных регламентных работ, произошедших событий и пр.;

c. ведение технических паспортов (с информацией о составе и текущих параметрах функционирования объекта, а также кратких сведениях из журналов о проведенных регламентных работах, результатах обследований и пр.);

d. ведение экологических паспортов;

e. ведение информации об окружающих объектах и условиях, которая необходима для организации строительных, регламентных, аварийно-восстановительных работ и задания технологических режимов работы оборудования (окружающие инженерные сооружения; ближайшие водоемы; типы рельефа, климата, растительного покрова, грунта; концентрация солей в почве и т. п.), а также журналов осмотров этих объектов (при необходимости);

f. ведение информации о землепользователях, сельскохозяйственных угодьях, лесных хозяйствах и пр. (земельный, лесной и водный кадастры);

g. ведение журналов экологической проверки ближайших экологических объектов (водоемов, лесов, заказников и т. д.), например, журнала природоохранной деятельности, информации по измерениям ПДК и пр.

2. Обеспечение расчетов в соответствии с установленными методиками, например:

a. расчеты по техническому состоянию объектов МТ:

i. определение остаточного ресурса объектов МТ (по сроку и виду эксплуатации (рабочим режимам), материалу, состоянию изоляции, количеству и видам дефектов, количеству и видам произведенных ремонтов, характеристике местности, климату и т. п.);

ii. определение приближения сроков ремонтов, замен, реконструкции и т. п. в зависимости от паспортных данных объекта МТ;

b. расчеты технологических параметров объектов МТ:

i. определение максимально разрешенных рабочих давлений по участкам трубопровода с учетом сроков службы, фактического состояния трубопроводов и типом трубных сталей

ii. расчет прочности и определение допустимого давления перекачки для дефектного участка трубопровода на основе нормативных документов и результатов диагностики;

iii. определение необходимого рабочего давления в трубопроводе при заполнении его транспортируемой нефтью в соответствии с теплогидравлическим расчетом процесса пуска, точкой минимума гидравлической характеристики трубопровода и упругости паров транспортируемой нефти при максимальной температуре перекачиваемой среды на данном участке трубопровода;

iv. определение максимальной допустимой производительности заполнения и опорожнения резервуаров в соответствии с пропускной способностью дыхательной арматуры, допустимой производительностью истечения нефти через приемо-раздаточные патрубки (при опорожнении), максимально допустимой скоростью потока через приемо-раздаточные патрубки (при заполнении), допустимой скоростью движения понтона или плавающей крыши;

v. расчет технологического остатка нефти в резервуарах, необходимый для устойчивой работы транспортной системы в течение установленного времени в зависимости от количества и типа резервуарных емкостей в резервуарном парке;

vi. расчет других допустимых значений критичных технологических параметров электрооборудования, механо-технологического, теплотехнического и др. оборудования;

c. расчеты по подготовке нефти:

i. тепловой расчет: определение температуры нефти, поступающей в трубопровод (в зависимости от номинальной температуры для условий стационарного режима перекачки нефти и требований, предъявляемых к сохранности изоляционных и теплоизоляционных покрытий и обеспечения допустимых температурных напряжений в металле трубы);

ii. определение количества вводимого депрессатора (на основании данных реологических исследований, выполненных в лабораторных условиях, а также по результатам опробования в промышленных условиях и указанных в технологической карте НПС);

iii. ежемесячное определение оптимального температурного режима (температур нагрева нефти на каждой станции подогрева и температур нефти на приеме последующей станции подогрева) на основе данных о фактических свойствах перекачиваемой нефти и температуры окружающей среды;

iv. определение необходимой пропорции смеси при перекачке вязкой нефти с разбавителем на основании лабораторных исследований нефти, разбавителя, а также их смеси;

d. расчет различных величин, требуемых при техническом обслуживании, например:

i. ожидаемая осадка резервуара;

ii. объем нефти в резервуаре;

iii. обработка результатов СИКН;

iv. толщина заглушки для технологического трубопровода в резервуаре;

v. средняя наработка оборудования на отказ и среднее время восстановления;

vi. степень надежности насосных агрегатов;

vii. нормативы предельно допустимых сбросов (ПДС) и другие экологические и санитарно-гигиенические нормативы;

viii. минимальные скорости пропуска диагностических и очистных устройств;

ix. количество аварийного запаса труб, линейной арматуры и соединительных деталей труб в зависимости от протяженности МТ, количестве установленных на трубопроводе задвижек и с учетом марки стали и толщины стенок труб, заложенным в проекте;

x. индекс загрязнения природных вод (ИЗВ).

3. Автоматизация контроля и управления:

a. контроля над истечением проектного ресурса объекта МТ;

b. оперативного контроля проведенных работ по техническому обслуживанию объектов МТ (обследования, ремонты, очистки и т. д.);

c. обеспечение оперативного обновления информации по движению аварийно-восстановительных бригад и подразделений СУПЛАВ в зоне ликвидации аварии;

d. диспетчерский контроль и управление системами пожарной безопасности и охранной сигнализации;

e. управление распределенным хозяйством (энергосети, дорожное хозяйство);

f. выравнивание нагрузки в энергосетях и отслеживание энергопотребления (если это не делает СДКУ).

4. Поддержка планирования:

a. планирования технического обслуживания объектов МТ;

b. автоматизация разработки планов ликвидации аварий для конкретных аварийно-восстановительных пунктов;

c. автоматизация разработки планов эвакуации для конкретных производственных объектов;

§ 26.2. Прогноз дальнейшего развития системы

Далее прогнозируется следующее развитие системы «Гектор»:

1. Обеспечение согласованности с существующими системами и их дополнение:

a. обеспечение единого интерфейса ввода общих данных для существующих автоматизированных систем;

b. обеспечение общего источника данных по структуре компании, характеристикам объектов МТ и их географическому расположению для существующих систем;

c. обеспечение согласованной структуры для анализа географических данных путем привлечения данных из существующих систем (например, данные из СДКУ о технологических параметрах или утечках);

d. отображение на картографической основе в виде деловой графики (локализованные диаграммы, графики, таблицы, растровая информация, эпюры давлений и т. п.) показателей, находящихся в базах данных различных систем;

e. объединение результатов планирования существующих систем в единый цикл «Планирование диагностики и ремонтов – Планирование остановок – Планирование транспортировки».

2. Обеспечение ведения других объектов учета:

a. обеспечение ведения документов разнородного состава (например, актов расследования аварий и инцидентов, регламентов, методик, правил и др.), в т. ч. с использованием гиперссылок и мультимедийных документов; архивация этих документов;

b. ведение информации по дефектам:

i. географическая привязка дефектов;

ii. ведение всех характеристик дефектов;

iii. формирование «карточки на дефект»;

iv. обеспечение механизма формирования пользовательских запросов на отбор дефектов различных видов, предусматривающий использование многочисленных критериев;

v. ведение архива по отремонтированным дефектам и анализ информации по архиву;

vi. визуализация утечек металла (сегментов трубопровода, где толщина стенки трубы ниже установленного значения в результате коррозии или механического повреждения).

3. Моделирование и прогнозирование:

a. оптимизация маршрутов транспортировки нефти в рамках сети пространственно распределенных субъектов и объектов деятельности: НГДУ, НПЗ, ПСК, нефтетерминалы, линейная часть МТ, НПС (если это не делает АСКИД);

b. интерактивное моделирование:

i. ввод параметров и просмотр полученных данных (принцип «что будет, если»);

ii. ввод требований и просмотр результатов (принцип «как сделать, чтобы»);

c. математическая поддержка эксплуатации:

i. оценка производительности участка трубопровода в зависимости от состояния насосов и положения задвижек (и обратная задача: расчет требуемой разницы в давлении и значение давления на каждой задвижке и насосе участка для обеспечения необходимой производительности, а также расчет количества электроэнергии, необходимой для обеспечения данного режима);

d. математическая поддержка для предотвращения и ликвидации аварий:

i. прогноз развития дефектов и коррозии;

ii. оценка необходимого состояния катодной защиты и изоляции для приостановки текущей или предотвращения возможной коррозии; вычисление наиболее оптимальных режимов работы устройств противокоррозионной защиты;

iii. оценка состояния безопасности объектов и прогноз показателей надежности, безопасности и безаварийности;

iv. оценка вероятностей событийных факторов (постороннее воздействие на трубопровод, разрыв трубопровода и т. д.) и неблагоприятных последствий событий (особенно с учетом плотности населения в районе вероятного события);

v. прогноз аварийных ситуаций, в т. ч. пожароопасных ситуаций и пожаров;

vi. моделирование и отображение аварийного разлива нефти в зависимости от данных диспетчерской службы (место аварии, рабочее давление в трубопроводе, качество нефти, предполагаемая величина повреждения) и географических данных (рельеф, грунт, ландшафт);

vii. моделирование распространения загрязнений в подземных и поверхностных водах, а также в атмосфере;

viii. оценка площади загрязнения, глубины проникновения нефти в грунт, объема загрязненного грунта, объема продукта в грунте;

ix. определение количества и источников материально-технических ресурсов и маршрутов их доставки к месту аварии по модели аварийного разлива нефти;

x. моделирование альтернативных путей транспортировки нефти при авариях и их выбор; определение очередности процедур перекрытия трубопроводов;

xi. прогнозирование убытков (компенсационных выплат за ущерб, нанесенный окружающей природной среде аварией, затрат на аварийно-восстановительные работы, потерю нефти, изменения сроков и пр.) и определение финансового риска по модели аварийного разлива нефти в соответствии с хозяйственной принадлежностью и ценностью, экологической ценностью и т. д.;

xii. определение объема и моделирование статического стока нефти при проведении аварийно-восстановительных работ;

e. математическая поддержка развития системы МТ:

i. моделирование необходимых транспортных потоков и мощностей в результате анализа тенденций развития добычи и потребления нефти в России, транзита нефти из стран СНГ, тенденций мирового рынка добычи и потребления нефти; прогнозирование прибылей для различных моделей как для заказчика (нефтяных компаний), так и для исполнителя (транспортной компании);

ii. анализ воздействия на окружающую среду и прогнозирование экологического и хозяйственного ущерба при реконструкции и строительстве новых объектов МТ; оценка прямых убытков компании;

iii. выбор местоположения новых (особенно опасных или вредных) технологических объектов и сооружений МТ или их реконструкции в зависимости от прогнозируемых прибылей и убытков, а также географической информации: рельефа, климатических условий местности, экологической ценностью и хозяйственной принадлежностью будущего технического коридора и др. факторов;

f. экологическое моделирование:

i. статистическое моделирование экосистемы на основе множественного корреляционного (для установления факта зависимости между отдельными элементами системы и выявления факторов, оказывающих наибольшее влияние) или регрессионного анализа натурных данных (для получения моделей подсистем на основе уравнений линейной или нелинейной регрессии, вычисления дисперсии и пр.);

ii. поддержка поиска репрезентативных интегральных критериев для оценки эмерджентных свойств экосистем;

iii. моделирование экологической системы на основе системы дифференциальных уравнений с учетом принципа эмерджентности.

4. Решение сложных расчетно-аналитических задач:

a. по промышленной и экологической безопасности:

i. расчет степени опасности отдельных дефектов, очередности, сроков и способов их устранения;

ii. оценка общего уровня электрохимической защищенности всего участка трубопровода в целом;

iii. оценка технологических и экологических рисков на трубопроводах; расчет суммарного индекса риска;

iv. идентификация опасных производственных объектов и определение степени их опасности на основе технических и экологических паспортов и географической информации; определение их принадлежности к определенному классу объектов повышенной опасности;

v. определение устойчивости ландшафта к техногенным нагрузкам;

vi. комплексная оценка территорий (экологическая и экономическая значимость; безопасность строительства и эксплуатации промышленных объектов; удобство строительства, эксплуатации и обслуживания и пр.);

b. по затратам:

i. оптимизация затрат на проведение техобслуживания (включая диагностику, ремонты, капремонты и т. д.) с точки зрения финансов и надежности путем ранжирования (определения приоритетов) объектов МТ по степени износа ресурса, аварийного риска и объемов предполагаемых стоков нефти (с учетом возможного ущерба), а также степени коммерческой важности участков МТ, к которому эти объекты принадлежат;

ii. оценка материальных и временных затрат, количества и состава персонала на проведение подводно-технических и других регламентных работ;

iii. оценка материальных и временных затрат, количества и состава персонала на проектные и строительные работы в зависимости от величины нового объекта МТ (длины участка трубопровода, мощности НПС, общей емкости резервуарного парка и т. д.), регламентов проведения строительных работ и географической информации (рельеф, грунт, ландшафт, климат, хозяйственная принадлежность и ценность, экологическая ценность и т. д.);

iv. анализ энергопотребления по энергосистемам и производителям энергии с учетом отклонения фактических затрат на энергию покупную от плановых; расчет среднего отпускного тарифа электропотребления по ; построение диаграмм по структуре энергопотребления и по динамике затрат на энергию покупную;

c. по техническому обслуживанию:

i. расчет механической прочности трубопровода;

ii. расчет теоретического значения толщины стенки трубы исходя из рабочих режимов давления;

iii. анализ отказов электрооборудования, теплотехнического, механического и насосно-силового оборудования; определение слабого звена оборудования;

iv. определение и оценка допускаемого кавитационного запаса насоса;

v. расчет величины обточки основных и сменных рабочих колес насосных агрегатов НПС для обеспечения оптимальных режимов работы МТ исходя из заданных режимов работы трубопровода;

vi. определение параметров испытаний (протяженность участка, испытательное давление, время выдержки под испытательным давлением и цикличность изменений давления при испытаниях) с учетом технического состояния трубопровода, условий прокладки, профиля трассы, физико-химических свойств материала труб и других данных, характеризующих условия работы трубопровода;

vii. оценка технического состояния магистральных и подпорных насосных агрегатов по следующим контролируемым параметрам: напору и давлению; потребляемой мощности или коэффициенту полезного действия (КПД) насоса; вибрации; температурам масла, сердечника статора, обмоток ротора и статора, подшипников, охлаждающей среды на основании результатов диагностирования;

d. по эксплуатации:

i. определение объема воздухообмена и соответствующего оборудования механической приточно-вытяжной и вытяжной вентиляции для глубоких приямков, расположенных в помещениях категорий А и Б или в помещениях с выделением взрывоопасных газов или паров;

ii. определение кратности воздухообмена в помещениях объектов магистральных трубопроводов, в которых имеет место выделение паров нефти;

iii. определение температуры подогрева нефти и запаса необходимого количества нефти в резервуарах на ППН в зависимости от технологического регламента участка трубопровода и необходимости обеспечивать компенсацию теплопотерь перекачиваемой нефти с условием сохранения ее текучести до следующего ППН при минимальных температурах окружающей среды, а также обеспечивать возможность пуска участка трубопровода после плановой остановки;

iv. определение максимально-допустимой скорости движения нефти по приемо-раздаточному патрубку при заполнении резервуаров (емкостей) в зависимости от электрофизических свойств нефти, диаметра и материала приемо-раздаточного патрубка (для обеспечения электростатической безопасности), а также значения максимальных расходов (для указания в технологических картах на резервуары), соответствующих максимально-допустимым скоростям;

v. расчет безопасных технологических режимов перекачки и пропускной способности трубопроводов;

vi. анализ технологических режимов работы МТ (по данным СДКУ) и внеплановых остановок и пусков с целью их максимального сокращения (если это не делает СДКУ).

5. Автоматизация разработки планов:

a. планов диагностики и ремонтов в соответствии с картами технического обслуживания и др. регламентами организации работ и в зависимости от текущего состояния объектов МТ и результатов их ранжирования;

b. годовой «Комплексной программы диагностики, технического перевооружения, реконструкции и капитальных ремонтов»;

c. планов по материально-техническому обеспечению производства и оснащенности аварийно-восстановительных пунктов на основании «Комплексной программы», норм трудоемкости ремонтов, норм расхода на ремонт запасных частей, норм резерва и пр.;

d. планирования тарифов на услуги по перекачке, перевалке и наливу нефти в зависимости от затрат на капремонты, определенные в «Комплексной программе» и лимитов ФЭК;

e. планирования графиков подключений и остановок в зависимости от «Комплексной программы» и установленных регламентов;

f. планирования графика транспортировки нефти в зависимости от установленных маршрутов и графиков подключений и остановок (если это не делает АСКИД);

g. планов размещения заказов на изготовление спецпродукции ЦБПО;

h. планов НИОКР;

i. планов энергосбережения и Сводной программы энергосбережения;

j. регламентов выбросов загрязнений в окружающую среду;

k. обеспечение разработки Программы природовосстановительных работ.

6. Автоматизация контроля:

a. контроля всех этапов ведения научно-исследовательских, опытно-конструкторских, проектных, строительных, регламентных, ремонтных и восстановительных работ (начато, закончено, какой этап выполняется, в чем проблемы и т. п.) и контроля их соответствия плану (необходимо начать, отставание от графика, процент выполнения и пр.);

b. обеспечение системой доведения распоряжений до исполнителя и контроль выполнения директив;

c. создание спецверсий системы для мобильных терминалов аварийно-восстановительных служб и ремонтно-строительных колонн (оперативное получение информации и ввод данных), а также руководителей подразделений (оперативный контроль и управление за проведением работ);

d. экологический, санитарно-гигиенический и климатический мониторинг; оценка и прогнозирование состояния окружающей среды (оценка откликов экосистем в целом на антропогенные возмущения);

e. экологический контроль за соблюдением законодательства по охране окружающей среды на вверенных объектах МТ;

7. Обеспечение пользователя дополнительным инструментарием:

a. обеспечение возможности гибкой настройки экранных форм и изменения атрибутики объектов;

b. обеспечение возможности создания отчетов любого вида, в т. ч. внедрение технологии OLAP – построение аналитических кубов для многомерных отчетов (например, статистика по производителям оборудования и отказам на трубопроводах для планирования замены оборудования и т. д.); публикация результатов по электронной почте или через Интернет;

c. использование когнитивной графики (например, динамическое цветовыделение) при визуализации результатов запросов к ГИС и OLAP-запросов;

d. выявление взаимосвязи между различными процессами и явлениями на основе привлечения существенно разнородной (геологической, экологической, производственной, экономической и т. п.) информации (например, зависимость отказов от производителя оборудования, года его изготовления, параметров его работы и климатических условий его эксплуатации);

e. обеспечение создания, выполнения и визуализации сложных запросов (например, найти базы отдыха и водозаборы, на которые движется нефтяное пятно после аварии на подводном переходе);

f. обеспечение экспертной поддержки (например, определение причин деформаций характеристик насосных агрегатов; срок замены масла в маслоустановке; указание причин невозможности выбранного пользователем режима перекачки и многое другое);

g. обеспечение возможности простого администрирования удаленного доступа и репликаций данных между различными уровнями и подразделениями компании;

h. обеспечение систематизированного доступа к WEB-ресурсам (ссылки на сайты дочерних предприятий, нефтяных компаний, проектных и строительных организаций, правительства РФ, зарубежные сайты, сайты с аналитическими обзорами, литературой, географической информацией и т. д.) и поиска информации по формализованному списку.

Часть VII. Приложения

Глава 27. Бизнес-диаграммы верхнего уровня

Рис. 1. Бизнес-диаграмма самого верхнего («нулевого») уровня

Рис. 2. Бизнес-диаграмма первого уровня.

Рис. 2. Бизнес-диаграмма второго уровня (организация производства).

Рис. 6. Бизнес-диаграмма третьего уровня (планирование производства).

Глава 28. Приложение 2. Бизнес-процессы и функции ГИС

Глава 29. Приложение 3. Свойства объектов учета

Глобальная географическая информационная система магистральных трубопроводов «Гектор», Концепция системы, Версия 1.0