Содержание к диссертации
стр.
Введение 4
Глава 1. Теоретические аспекты эффективного управления
сложными производственными системами 13
1.1.Методические основы управления сложными
производственными системами 13
Имитационное моделирование управления сложными производственными системами 30
Ситуационные задачи оптимизации производственного процесса 43
Выводы 53
Глава 2. Исследование основных тенденций экономического развития
предприятий газоперерабатывающей отрасли 56
Анализ основных параметров, определяющих эффективность деятельности газоперерабатывающих предприятий 56
Особенности организации и управления производственным
процессом газоперерабатывающих предприятий 78
2.3. Корреляционный анализ параметров производственного процесса 97
Выводы 103
Глава 3. Совершенствование системы управления производственным
процессом на основе имитационного моделирования 106
3.1. Концепция имитационной модели управления производственным
процессом газоперерабатывающего предприятия 106
^ 3.2. Информационно-методическое обеспечение имитационной модели 117
З.З.Статистические эксперименты на имитационной модели и анализ
эффективности результатов моделирования 127
Выводы 146
Заключение 148
Библиография 150
Приложение. Программное обеспечение реализации имитационной
модели производственного процесса газоперерабатывающего
предприятия 162
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Топливно-энергетический
комплекс является важнейшей структурной составляющей экономики
России, одним из ключевых факторов обеспечения жизнедеятельности
страны, оказывающим существенное влияние на формирование ее бюджета и
экспортных возможностей. Остро актуальной в настоящее время является
проблема эффективного использования энергетического потенциала страны,
так как реальный потребительский спрос, конкуренция на мировом рынке
потребовали переориентации производственного потенциала, что в условиях
дефицита инвестиций привело к резкому снижению использования
производственных мощностей и падению объемов производства. Увеличение
объемов добычи за счет использования ресурсов высокопродуктовых
месторождений протекает в ущерб оптимальной разработке недр. На
текущий момент наблюдается эффект физического старения существующей
ресурсной базы, коэффициент извлечения запасов месторождений падает.
Помимо этого состояние нефте- и газопереработки в России находится на
низком уровне. Если по количественной характеристике нефтепереработки
Россия занимает второе место, то по качественной - одно из последних в
числе 75 стран, обеспечивающих 98 % мировой переработки. Низкий уровень
углубляющих процессов способствует тому, что доля тяжелых
нефтепродуктов с низкой добавленной стоимостью преобладает в
ассортименте вырабатываемых продуктов. Многие предприятия ТЭК
работают на грани рентабельности, что свидетельствует о низкой
эффективности функционирования российских нефте- и
газоперерабатывающих заводов. Для того, чтобы эти предприятия были конкурентоспособны на мировом уровне, необходимо их модернизировать, инвестировать средства в развитие технологических процессов, внедрять передовые технологии, наращивать и максимально использовать производственный потенциал.
В связи с этим повышение эффективности управления предприятиями нефтегазовой отрасли настоятельно требует разработки новых подходов и методов их теоретического исследования.
В данной работе проведено исследование газоперерабатывающего предприятия как сложной производственной системы, обладающей всеми присущими ей характеристиками: большим количеством составляющих элементов, связей между ними и случайными вариациями протекающих в нем процессов.
Эффективность работы предприятия в значительной мере определяется
оптимальными параметрами производственного процесса, его стабильным и
бесперебойным режимом функционирования, что оказывает
непосредственное влияние на экономические и финансовые результаты. В
свою очередь, бесперебойная работа производства зависит от многих
факторов: технического состояния оборудования, согласованной
производительности и пропускной способности производственных участков, руководства и контроля за осуществлением производственного процесса, соблюдения принципов рациональной организации производства. Особое значение для непрерывной работы оборудования имеет наличие межоперационных запасов полупродуктов, которые снижают негативное воздействие нарушений в подаче сырья и выработке готовой продукции. Основной целью данной работы является повышение эффективности управления газоперерабатывающим предприятием путем оптимизации параметров производственного процесса, что позволит улучшить пропорциональность и непрерывность производственного процесса, повысить стабильность производства и независимость технологических процессов от технического состояния оборудования.
Актуальность данного исследования подтверждает включение данной тематики в Перечень приоритетных научно-технических проблем ОАО «Газпром» на 2002-2006 гг.
6
Степень научной разработанности проблемы. Вопросы,
посвященные проблемам управления сложными производственными системами и комплексами исследовались в работах отечественных и зарубежных специалистов. В их числе Нейлор Т., Максимей М., Вагнер Г., Браверман Э.М., Саати Т.Л., Витенберг, Бергстром А., Левин В.И., Кордонский Х.Б., Димов Э.М., Вентцель Е.С., Бусленко Н.П., Алексеев СМ., Сафронов В.В., Плискин Л.Г. и др. Авторами работ решаются задачи управления сложными производственными системами, оптимизации их параметров и выбора критериев эффективности функционирования этих систем. Используемый при этом математический аппарат отличается огромным разнообразием. Авторы работ предлагают различные методики, модели, способы решения этих задач. Чаще всего применяются модели и методы исследования операций - модели линейного и целочисленного программирования, классические методы оптимизации, модели управления запасами, сетевого планирования и управления, элементы теории игр, теории надежности, графов и систем массового обслуживания. Но в ряде случаев применяемые модели и методы не отражают всей сложности реального функционирования производственных систем и не учитывают весь спектр случайных факторов влияния на производительность данных систем. Наиболее эффективным инструментом в случае управления сложными, многостадийными и многопродуктовыми производствами является метод имитационного моделирования, который дает возможность строить модели любой степени сложности при большом количестве динамических взаимосвязей, при отсутствии стационарности процессов и наличии взаимосвязанных стохастических элементов. Изучение и применение методов имитационного моделирования рассматривается в работах Шеннона Р., Цвиркуна А.Д., Хлудовой М.В., Андреева А.Ф., Кадырова А.А., Бусленко В.Н. и др. Но вместе с тем следует отметить недостаточность теоретических разработок в области использования имитационного моделирования в нефте- и газоперерабатывающей отраслях.
В связи с вышесказанным, дальнейшее исследование проблем повышения эффективности управления сложными системами и комплексами, в частности, предприятиями ТЭК, является актуальной и своевременной задачей, решение которой представляет интерес не только с точки зрения теории управления, но и прежде всего, с позиций практической ценности для отечественных предприятий. Актуальность и экономическая значимость данной проблемы при недостаточной ее теоретической и практической разработке определили основную цель работы и круг рассматриваемых в ней вопросов.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности управления многостадийным производством газоперерабатывающего предприятия путем совершенствования организации производственного процесса. Достижение этой цели приведет к:
более устойчивому и стабильному функционированию системы;
увеличению объемов выпуска продукции;
снижению удельных эксплуатационных затрат;
улучшению экономических результатов деятельности предприятия.
В соответствии с целью в работе были сформулированы и решены следующие задачи:
Исследованы теоретические аспекты методов эффективного управления сложными производственными системами и использования математического аппарата при решении задач управления и организации производственными процессами на предприятиях.
Изучено газоперерабатывающее предприятие как сложная производственная система, элементами которой выступают параметры производственного процесса и произведена оценка производства с целью выявления и изучения статистических закономерностей функционирования производственного процесса.
Разработана адекватная экономическая имитационная модель производства продукции на газоперерабатывающем заводе.
s
4. В результате применения имитационного моделирования и
анализа полученных данных:
- определены оптимальные значения экономических показателей
функционирования производства;
— обоснована необходимость введения в производственный процесс
газоперерабатывающего предприятия дополнительного
промежуточного хранилища;
- определены оптимальные объемы хранилищ промежуточных
продуктов и технологических линий;
— установлены минимально необходимые уровни запасов и
производственных мощностей для поддержания непрерывной
работы производства.
Предметом исследования являются организационно-экономические аспекты управления производственным процессом предприятия.
Объектом исследования являются нсфте- и газоперерабатывающие предприятия топливно-энергетического комплекса.
Методологической и теоретической базой исследования явились концепции экономической теории, теории управления сложными и большими системами, производственного менеджмента, теории исследования операций, теории вероятности.
В работе использовались методы системного, логического,
финансового, статистического, корреляционного анализа, методы
экономико-математического моделирования.
Эмпирическую базу исследования диссертационной работы составили нормативно-справочные материалы нефтегазовой промышленности, бухгалтерские и статистические отчеты объектов исследования, обзорные материалы средств массовой информации, результаты собственных исследований автора.
Положения диссертации, выносимые на защиту:
Исследование и анализ показателей результатов функционирования производственной системы предприятий ТЭК, определение и изучение ее параметров и основных характеристик, расчет производительности элементов системы.
Имитационная модель управления производственным процессом газоперерабатывающего предприятия и основные направления ее использования на предприятии.
Программное обеспечение управления производственным процессом, позволяющее усовершенствовать информационное обеспечение и принимать оптимизационные решения на основе имитационного моделирования.
Многовариантный прогноз состояния производственной системы при сценарном изменении внешних и внутренних управляющих параметров.
Экономическое обоснование ввода в технологический процесс Астраханского газоперерабатывающего предприятия дополнительного промежуточного хранилища кислого газа.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке методических подходов к организации и управлению производственным процессом в многостадийном производстве и состоит в следующем:
Научно обосновано применение имитационного моделирования для оптимизации управления основным производственным процессом на газоперерабатывающем предприятии.
В результате анализа технико-экономических показателей результатов функционирования производственной системы газоперерабатывающего предприятия были изучены и определены статистические закономерности параметров производства, его основные характеристики и зависимости.
3- Разработана и практически использована имитационная модель управления производственным процессом, позволяющая определить оптимальные параметры функционирования газоперерабатывающего предприятия и прогнозировать состояние производственной системы на перспективу.
4. Доказана экономическая целесообразность включения в производственный процесс промежуточного хранилища кислого газа, которое позволит согласовать производительность участков, повысить стабильность производства, значительно снизить затраты на ремонт, увеличить вероятность безотказной работы технологической установок и улучшить экономические результаты деятельности предприятия.
Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии, состоящей из 106 наименований; содержит 74 рисунка, 24 таблицы, приложение; изложена на 177 стр. машинописного текста.
В первой главе «Теоретические аспекты эффективного управления сложными производственными системами» рассмотрены основные методы и модели управления сложными системами, дано определение сложной производственной системы, ее признаки, особенности управления. В результате исследования сделан вывод, что наиболее подходящим методом для моделирования сложных, многостадийных и многопродуктовых производств является метод имитационного моделирования, который хорошо зарекомендовал себя как универсальное средство для определения численных характеристик систем в тех случаях, когда аналитические модели не могут быть построены из-за сложности объекта моделирования.
Во второй главе «Исследование основных тенденций экономического развития предприятий газоперерабатывающей отрасли», проведен анализ состояния нефтегазовой отрасли, показаны тенденции добычи и переработки газа основными предприятиями нефтегазового комплекса за последние годы, проанализированы основные экономические параметры, определяющие
11 эффективность деятельности газоперерабатывающих предприятий, исследованы основные элементы и характеристики производственного процесса газоперерабатывающего предприятия.
В третьей главе «Совершенствование системы управления
производственным процессом на основе имитационного моделирования»
представлена разработанная автором имитационная модель управления
производственным процессом и обоснована возможность повышения
эффективности системы при изменении параметров производственного
процесса при введении в технологический процесс промежуточного
хранилища кислого газа - на примере Астраханского
газоперерабатывающего завода. Результаты имитационного эксперимента
подтверждают, что наличие на производстве дополнительного
промежуточного хранилища позволит обеспечить более надежное качество работы производства и повысить экономическую эффективность.
Практическая значимость диссертации заключается в возможности применения на предприятии результатов исследования, которые позволяют обеспечить более высокий уровень надежности и ритмичности производственного процесса, минимизировать затраты, увеличить доход и получить более высокие финансовые результаты.
На основе анализа результатов статистического эксперимента, проведенного на модели, рассчитаны интенсивности сырьевых и товарных потоков, оптимальные размеры текущих (буферных) запасов. Результаты работы могут быть использованы для нормирования запасов и проектирования промежуточных хранилищ на газоперерабатывающих предприятиях.
Применение результатов расчетов имитационного моделирования позволит обеспечивать контроль за состоянием материальных ресурсов, выявлять излишние запасы на складах предприятия, рассчитывать их оптимальные объемы, что позволит повысить эффективность работы всего производства и получить дополнительную прибыль.
Внедрение результатов исследования. Основные положения
диссертационной работы обсуждались на 48-научно-практической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов Астраханского государственного технического университета (1999г), III научно-технической конференции Российского государственного университета нефти и газа им. Губкина (1999 г.), Международной научно-технической конференции «Современные проблемы геофизики, геологии, освоения, переработки и использования углеводородного сырья Казахстана» (2000 г.). Разработанная имитационная модель производственного процесса Астраханского газоперерабатывающего завода использовалась при написании научно-исследовательской работы «Оптимизация межоперационных и товарных запасов на АГПЗ» (заказчик - Главный технолог АГПЗ). Результаты работы могут служить в качестве методической основы для нормирования запасов и проектирования промежуточных хранилищ.
По теме диссертационного исследования опубликовано 7 работ общим объемом 1,7 печатных листа.
