image
energas.ru

Территория Нефтегаз № 5 2017

Эксплуатация и ремонт трубопроводов

01.05.2017 10:00 Разработка автоматизированных систем управления ресурсным обеспечением ремонта магистральных трубопроводов
Научно-техническая гипотеза разработки автоматизированных систем управления ресурсным обеспечением ремонта магистральных трубопроводов предполагает использование современных методов анализа ресурсного обеспечения строительного производства и информационно-вычислительных компьютерных технологий для прогнозирования параметров организации процессов капитального ремонта объектов трубопроводного транспорта в сложных природно-климатических условиях, что должно существенно повысить эффективность разработки и реализации инвестиционно-строительных проектов. Кроме того, увеличение объемов производства ремонтных работ определяет необходимость использования автоматизированных систем управления ресурсным обеспечением с одновременным совершенствованием методов расчетов организационных параметров строительства. В работе описаны организационные процессы и принципы технического оснащения ремонтных потоков в условиях реализации рыночных условий хозяйствования.
Ключевые слова: ремонт магистральных трубопроводов, автоматизированные системы управления, проектирование ресурсного обеспечения, парк машин и механизмов.
Ссылка для цитирования: Лисин И.Ю., Субботин В.А., Короленок А.М. Разработка автоматизированных систем управления ресурсным обеспечением ремонта магистральных трубопроводов // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2017. № 5. С. 80–83.
Открыть PDF


В настоящее время в трубопроводном строительстве и ремонте функционируют несколько типов организаций, эксплуатирующих парки машин и механизмов (технологических ресурсов) [1–3]: лизинговые компании, тресты механизации, управления механизации в составе трестов, передвижные механизированные колонны, комплексные трубопроводные потоки, комплексные трубопроводные ремонтно-строительные потоки, другие производственные организации, имеющие средства механизации на собственном балансе. Создание частных структур привело к перераспределению прав собственности на основные средства механизации в строительстве и эксплуатации линейной части магистральных трубопроводов. В результате этих преобразований ~75 % общего парка машин находится в частных и совместных организациях. Если раньше машинные парки комплектовались в условиях централизованной системы поставок новой техники и списания изношенных машин по годовым планам с учетом выполнения директивных норм выработки, то сегодня эти процессы весьма стихийны, чему способствовало изменение функций государственного регулирования и контроля в области осуществления единой технической политики.

Парк машин морально и физически стареет. Степень обновления парка строительных машин снизилась до 1,5–2,0 % в год при ранее существовавшей норме 8,0–12,0 %. Капитальные вложения, необходимые для поддержания и развития механизации ремонтных работ, включают затраты не только на приобретение машин, но и на техническое перевооружение производственных эксплуатационных баз машин и механизмов, на формирование оборотных средств строительных организаций. Удельный вес затрат на ремонт и техническое обслуживание машин и механизмов достигает нередко 40 % всей совокупности эксплуатационных расходов. Недостаточные темпы обновления парка машин будут приводить к дальнейшему увеличению числа машин с истекшим сроком службы, что значительно сокращает их фактическую выработку и увеличивает эксплуатационные расходы. Это обусловливает необходимость создания автоматизированных систем управления ресурсами [4–6] на основе аналитических методов расчета коэффициентов равномерной поставки и равномерного списания машин и механизмов, использующихся при ремонте магистральных трубопроводов.

Капитальные вложения, требуемые для поддержания и развития механизации капитального ремонта трубопроводов, включают затраты не только на приобретение машин, но и на их техническое перевооружение, на формирование оборотных средств предприятий. Удельный вес затрат на ремонт и техническое обслуживание парка машин достигает нередко 40 % всей совокупности эксплуатационных расходов [7–11].

В настоящее время вопросы оснащения отдельных строительных организаций машинами и механизмами достаточно изучены. При этом рассмотрены вопросы производительности машин и прогнозирования развития структуры и номенклатуры парков строительных машин, улучшения использования машин и выбора оптимальных вариантов механизации.

Существенным недостатком всех теоретических разработок в области механизации общестроительных работ вообще и магистральных трубопроводов в частности можно считать то, что они не учитывали специфику и сложность со-
оружения строящихся объектов (объекты рассматривались как достаточно простые), а традиционные методы расчета были детерминированы и статичны. В этих условиях нельзя было реализовать один из основных принципов оптимизации – многовариантность решений, которые можно реализовать с помощью автоматизированных систем управления ресурсами.

Решение основных задач по формированию машинных парков строительных организаций связано с определением потребности в машинах. При этом устанавливается способность парка машин выполнить при его рациональном использовании заданные объемы строительно-монтажных работ, а также определяется объем производства и поставки машин строительным организациям.

Формирование машинных парков строительных организаций состоит в определении их рациональной структуры и состава. С учетом непрерывности процесса формирования оптимальным на данном этапе научно-технического прогресса в трубопроводном строительстве является машинный парк, обеспечивающий комплексно-механизированное производство ремонта в установленные сроки с минимальными затратами материальных и трудовых ресурсов.

В основу исследования может быть положен оптимизационный метод расчета, позволяющий целенаправленно выбирать наилучший вариант без сопоставления всего множества возможных решений. Выбор оптимального варианта заключается в нахождении экстремального значения целевой функции при заданных условиях и ограничениях: ресурсных, технических, технологических и организационных.

Оптимальный машинный парк должен обеспечивать возможность формирования из его состава рациональных комплектов машин для производства на базе передовой технологии отдельных видов работ по сооружению линейной части магистральных трубопроводов комплексно-механизированным способом. Для обеспечения этого требования парк необходимо пополнять не отдельными случайными машинами, а поставкой комплектов машин, взаимоувязанных по производительности и другим основным параметрам. Формирование состава машинного парка является непрерывным процессом, так как предполагает постоянный учет изменения величины и структуры объемов выполняемых работ, территориального размещения строящихся трубопроводов, объемов выбытия устаревшей техники, возможности модернизации применяемых машин, появления новой технологии и организации строительства.

Существует ряд методов формирования парка машин для ремонта магистральных трубопроводов. Их недостатком является то, что они основываются на сложившихся структуре и составе парка машин, не обеспечивая экономически выгодные варианты его формирования, трудоемки, требуют от исполнителей высокой квалификации, в значительной мере базируются на интуиции и опыте специалистов, выполняющих расчеты. Не высказывая претензии к существу принципов, заложенных в перечисленных работах, можно сказать следующее: методы формирования оптимального парка специальных машин для строительства магистральных трубопроводов не могут быть получены без развития и дальнейшего совершенствования рассмотренных разработок.

Существующие методы определения потребности в машинах на уровне потоков отдельных видов работ позволяют сформировать оптимальный парк машин для осуществления комплексных потоков ремонта одного или нескольких магистральных трубопроводов с учетом заданного темпа.

В основе различных методов определения потребности в машинах лежит выражение Mi,j = Qi*Yij/(100*Пij), где Мi,j3 – емкости, т – грузоподъемности, л. с. – мощности и т. д.] – среднегодовое количество машин j-го типа, необходимое для выполнения i-го объема работ, выраженное в штуках или в единицах измерения главного параметра; Qi 3, т, м2] – физический объем данного i-го вида работ в натуральном выражении; Yij [%] – удельный вес объемов работ i-го вида, выполняемых j-ми машинами; Пij – годовая выработка (производительность) машин j-го типа в физических объемах на одну машину или единицу главного параметра.

Этот метод расчета потребности в машинах является приближенным, поскольку результаты зависят от того, насколько правильно сформирован существующий парк. Существует двухэтапный метод расчета потребности в машинах с учетом нормативной выработки машин и времени работы машин на объекте. На предварительном этапе определяется потребность в основных (ведущих) машинах без учета сроков выполнения планируемых работ и организационно-технологических взаимосвязей.

Второй этап расчета состоит в уточнении потребности в ведущих машинах с учетом сроков выполнения работ. Для этого составляются календарные графики производства работ и использования машин, а на их основе – взаимообусловленные многоцелевые модели, определяющие необходимую технику с учетом перебазировки машин с объекта на объект. Такой метод получил название метода прямого счета. Он дает возможность на основе графиков строительства определять структуру парка машин строительных организаций для выполнения эффективными методами работ, планируемых на год. Область его применения ограничена решением круга задач распределения машин по объектам.

Балансовый метод используется для согласования и увязки плановых показателей и нормативов, применяемых при расчетах потребности для строительства большой номенклатуры разнородных объектов.

Таким образом, анализ известных методов формирования парков машин выявил ограниченные возможности их применения для специфики трубопроводного строительства, а именно проведение укрупненных расчетов в ориентировочной потребности в машинах на программу неоднородной структуры работ. При этом точность результатов расчета значительно снижается из-за недоучета воздействия случайных факторов на работу машин и их комплектов.

Известен метод расчета потенциальной мощности строительно-монтажной организации. В результате решения задачи определяется средний показатель мощности, для которого половина ресурсов будет в избытке, а другая половина – в дефиците. Этот метод рекомендуется для технологически специализированных организаций с несбалансированными ресурсами.

Общие принципы синхронизации технологических потоков – реализация метода сближения частных потоков. Однако этот метод нуждается в конкретном математическом моделировании, на основе которого можно определить составы взаимосвязанных по производительности комплектов машин.

В трубопроводном строительстве показатели уровня механизации работ и труда не позволяют объективно оценить технический уровень строительного производства. Стоимостные показатели для оценки развития механизации непригодны ввиду значительного влияния фактора ценообразования.

Методы интерполяции, используемые в практике краткосрочного прогнозирования годовой производительности трубопроводостроительных комплексов, учитывают в основном факторы совершенствования технологии, организации управления и планирования строительства.

В практике комплексной механизации трубопроводного строительства и ремонта вопросы формирования, использования и развития парка машин органически взаимосвязаны. Между тем теоретические разработки по этим основным направлениям проводились локально. Ни в одной отрасли строительного производства основные направления комплексной механизации не были обобщены и исследованы с современных позиций анализа систем. И в этом главное отставание теории от нужд практики комплексной механизации строительства, которую можно реализовать с внедрением автоматизированных систем управления ресурсами.




← Назад к списку


im - научные статьи.