Научно-методические основы управления качеством проектирования магистральных газопроводов

Актуальность работы. Системы магистральных газопроводов являются федеральной энергетической системой, управление которой находится в ведении Российской Федерации [1]. В соответствии с Конституцией российской Федерации управление такими объектами, включает установление требований по обеспечению безопасности в нормативной документации и контроль их выполнения. Программы развития газотранспортной системы России направлены на строительство магистральных газопроводов. Качество магистральных газопроводов, в том числе качество их функционирования и эксплуатации, обеспечивает проектная документация, определяющая функционально-технологические, конструктивные и инженерно-технические решения.

Основой обеспечения безопасности и качества строительной продукции и сопутствующих процессов (инженерные изыскания, проектирование, строительство, эксплуатация) служит документация в области стандартизации. Реформа технического регулирования в Российской Федерации разграничила правила применения таких документов. В связи с этим большая часть применяемых ранее документов по стандартизации (например, отраслевые стандарты) в существующую систему нормативных документов по стандартизации не вошли и не подвергаются актуализации. Федеральный закон «О техническом регулировании», сняв ряд ограничений в стандартизации, тем самым расширил свободу действий организаций по созданию собственных требований к проектной документации. Но в условиях предоставленной свободы бизнес-сообщества сориентировались узко на интересах собственных корпоративных структур, упустили необходимость взаимоувязки своих требований с национальными и международными [54]. В области газоснабжения это привело к разработке проектной документации без учета интересов и требований поставщиков, смежников и других связанных с объектами газоснабжения участников, в том числе государства. Это в свою очередь приводит к снижению оперативности, затрудняет проведение и снижает объективность контролирующих функций, а также затрудняет управление качеством на всех этапах отрасли.

Противоречивость требований законодательства Российской Федерации и внутренних распорядительных и нормативных документов ОАО «Газпром» приводит к их неоднозначному толкованию авторами проектных решений и экспертными органами. По оценкам Федерального автономного учреждения «Главное управление государственной экспертизы» (ФАУ «Главгосэкспертиза России») наблюдается тенденция снижения качества проектной документации, в большей степени по причине несоблюдения требований нормативных документов разработчиками проектов.

Стратегия развития газовой отрасли России предусматривает расширение газотранспортной системы и диверсификацию маршрутов транспортировки газа. В настоящее время реализуются такие крупные проекты, как «Северный поток» (самый протяженный подводный газопровод в мире), Северные районы Тюменской области (СРТО) — Торжок, Грязовец — Выборг. и расширение Уренгойского газотранспортного узла. Также «Газпром» участвует в развитии газотранспортной системы в Центральной Азии. В соответствии с Восточной программой [14] на Дальнем Востоке России предполагается создание и развитие газотранспортной системы для обеспечения надежного газоснабжения российских потребителей, выхода на экспортные рынки стран Азиатско-Тихоокеанского региона и последующего подключения к действующей Единой системе газоснабжения России. Несмотря на развитие газотранспортной системы и увеличение объемов экспорта газа, пока еще в число потребителей газа не входят отдаленные участки территории Российской Федерации.

В то же время аварии на газопроводах в России не являются редкостью. Ежегодно происходит около 10 аварий только на крупных газопроводах (1 января 2009 г. из-за прорыва газопровода с его последующим возгоранием в станице Егорлыкской более 70 тысяч жителей Ростовской области остались без газа- 10 мая 2009 г. произошел взрыв на газопроводе на Озерной улице в Москве, в результате взрыва пострадали пять человек- 28 мая 2009 г. произошел взрыв на магистральном газопроводе Ухта — Торжок на территории Тверской области [77]). По официальным версиям (опубликованным в средствах массовой информации) причинами возникновения аварий называются: повреждение труб из-за условий почвы [73], износ труб, нарушения при сварке труб, длительная эксплуатация трубопровода при значительных знакопеременных температурах, использование при монтаже трубопроводов в качестве основного и присадочного материалов стали и электродов, не рассчитанных на работу при существующих температурах [76] и другие.

Статистические данные о причинах аварий не передаются в проектные организации ввиду закрытости информации, что отрицательно сказывается на отсутствии накопленного опыта о несоответствии проектной документации. Данные о причинах аварий следует учитывать при разработке нормативной документации для проектирования газопроводов и при разработке проектной документации с целью снижения рисков повторного возникновения аварий. Таким образом, отсутствие обратной связи от газотранспортных организаций снижает уровень качества проектных решений.

В сложившихся условиях быстрого изменения экономической ситуации в России сложно ставить долгосрочные цели из-за отсутствия оперативных прогнозов на будущее и отсутствия в законодательстве мер стимулирования разработки качественной проектной документации (отсутствуют ответственность за принятие неверных решений и наказание). Системной подход к принятию проектных решений позволяет выделенной системе адаптироваться под изменяющиеся условия ее функционирования (изменение объемов поставки газа, рынков сбыта, изменение экономической ситуации в стране, изменение в законодательстве, внутренние распоряжения, противоречащие требованиям безопасности, информирование о причинах аварий и другое). Применение системного подхода к процессу разработки проектной документации направлено на постоянное совершенствование системы посредством быстрой реакции на происходящие изменения.

В силу указанных сложившихся обстоятельств возникает необходимость целенаправленной постановки работы по созданию комплекса непротиворечивых методических, руководящих и нормативных документов, учитывающих специфику проектирования магистральных газопроводов, а также разработки методик анализа и оценки качества процесса проектирования.

Объектами исследования являются:

— нормативная документация, устанавливающая требования к проектной документации для строительства магистральных газопроводов;

— проектная документация для строительства магистральных газопроводов, как совокупность текстовых и графических проектных документов, состав которой определен Постановлением Правительства Российской Федерации от 16 февраля 2008 г. N 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию»;

— процесс разработки проектной документации.

Предметом исследования являются требования к качествуфакторы, оказывающие влияние на качествометоды оценки и способы обеспечения качества объектов исследования.

Целью настоящей диссертационной работы является повышение качества проектной документации для строительства магистральных газопроводов на основе анализа и синтеза системы нормативной документации и применения методики анализа и оценки качества процесса проектирования (рисунок 1).

Научная новизна работы заключается в разработке научно-методических основ управления качеством проектирования магистральных газопроводов, что представлено совокупностью следующих результатов:

1. Впервые определены признаки и проведена классификация несоответствий проектной документации на основе методов стандартизации и правил систематизации информации, позволяющая обеспечивать решение задач анализа и оценки качества.

2. Впервые разработаны методические основы анализа нормативных документов и синтеза непротиворечивой и работоспособной системы нормативной документации для проектирования магистральных газопроводов на основе методов системного подхода. Предложенный метод синтеза системы позволяет исключить несоответствия проектной документации, вызванные несоблюдением нормативных требований.

3. Впервые разработана методика комплексной оценки качества процесса проектирования магистральных газопроводов с целью реализации предупреждающих действий. Методика включает разработанные графические средства анализа и оценки качества процесса проектирования. Разработаны шкалы баллов вероятности обнаружения несоответствий и значимости несоответствий проектной документации. Исследованы и выявлены факторы увеличения стоимости разработки проектной документации, которые одновременно являются рисками снижения ее качества. Предложенная методика позволяет повысить эффективность и результативность мониторинга, текущего контроля и экспертизы проектной документации для строительства магистральных газопроводов, а также исключить несоответствия на этапе разработки проектной документации.

Примечание: — требования- ' - функциональные связи (входы и выходы).

Рисунок 1 — Актуальность исследования и формирование цели работы.

На защиту выносятся:

1. Классификация несоответствий проектной документации для строительства магистральных газопроводов.

2. Методические основы анализа нормативных документов и синтеза системы нормативной документации.

3. Методика анализа и оценки качества процесса проектирования, создающая основы реализации предупреждающих действий.

Практическая значимость работы. Результаты диссертационного исследования внедрены в практику работы ОАО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» и ООО «Промэнергогаз-2».

Использование метода анализа видов и последствий потенциальных дефектов (БМЕА) в разработанной методике предложено на основе опыта участия автора диссертации в разработке стандартов ГОСТ Р серии 51 814, в том числе ГОСТ Р 51 814.2−2001 «Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов».

Результаты работы могут быть использованы при разработке систем отраслевых нормативных документов, при оценке качества проектной документации и процесса проектирования, при разработке и функционировании систем менеджмента качества проектных организаций, а также при выполнении технических проектов, в том числе учебных.

Публикации. Результаты исследований отражены в семи научных публикациях и материалах конференций, в том числе в трех публикациях в изданиях, включенных в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий» ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации. Общий объем публикаций — 2,4 печатных листа.

Апробация работы. Основные результаты и положения настоящей диссертационной работы были доложены на Международной научно-практической конференции «Строительная индустрия: вчера, сегодня, завтра» (Пенза, 2010 г.), на VI Международной научнопрактической конференции «Управление качеством в современной организации» (Пенза, 2011 г.), на Четырнадцатой Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство — формирование среды жизнедеятельности» (Москва, 2011 г.).

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объём работы составляет 151 страница, в том числе 25 рисунков в виде схем и графиков, 10 таблиц, список использованных источников, включающий 80 наименований.

Выводы.

Разработана методика анализа и оценки качества проектной документации и процесса проектирования магистральных газопроводов на основе метода анализа видов и последствий потенциальных дефектов (метод БМЕА). Разработаны шкалы баллов значимости и вероятности обнаружения несоответствий проектной документации. Разработаны диаграммы для решения задач анализа и оценки качества. Методика позволит осуществлять мероприятия по предупреждению несоответствий в проектной документации, а также оценивать результативность процесса проектирования. Процедура вычислений может быть автоматизирована (в том числе на базе использования электронных таблиц МК Ехсе1).Предложенный метод анализа и оценки причин и последствий несоответствий на этапах проектирования способен помочь выявить те элементы системы, где в первую очередь необходимо провести предупреждающие мероприятия.

Проведена оценка качества этапа разработки раздела проектной документации «Технологические решения по линейной части газопровода». Результаты оценки с помощью разработанной методики получили подтверждение своей достоверности с помощью квалиметрической оценки уровня качества процесса проектирования.

Полученный результат (Ук=0,95) с помощью квалиметрического метода оценки равен результату оценки (СН=0,952), полученного с помощью разработанной методики оценки качества процесса проектирования. В соответствии с поставленной целью проверки достоверности разработанной методики оценки качества процесса проектирования, можно сделать вывод о достоверности расчетов и способов оценки, указанных в разработанной методике анализа и оценки качества процесса проектирования.

Полученные результаты анализа и оценки качества процесса проектирования свидетельствуют о наличии результативной процедуры контроля проектной документации, которая проводится дочерними экспертными организациями ОАО «Газпром». Однако процедура контроля качества проектной документации внутри организации-разработчика проекта зачастую не обеспечивает таких результатов.

Результат оценки может быть источником для разработки плана мероприятий по повышению качества процесса проектирования, в котором должны быть предусмотрены действия по снижению вероятности появления несоответствий, оказывающих наибольшее последствие на качество проекта.

На основе вышеизложенного можно рекомендовать следующее:

1. Разработать внутреннюю процедуру, регламентирующую этапы контроля качества проектной документации, включающую критерии контроля качества на различных этапах контроля.

2. При планировании обучения сотрудников (проектировщиков) учитывать результаты проведенного анализа.

Разработана структура формирования стоимости проектных работ и диаграмма причин увеличения стоимости проекта и рисков снижения качества проекта. Проведен анализ факторов, оказывающих влияние на формирование стоимости проектных работ, таких как сроки разработки проектной документации, квалификация персонала, оснащенность необходимым оборудованием, процессы согласования трассы (с владельцами пересекаемых коммуникаций, оформление в аренду земель), сложность трассы прокладки газопровода (вечномерзлые, просадочные грунтыкарстовые и оползневые явлениягорные районы, подтапливаемые зоны, сейсмичность районов).

Заключение

.

В результате проведения теоретических и экспериментальных исследований получено следующее:

1. В результате анализа факторов, оказывающих влияние на качество проектной документации, выявлены причины появления несоответствий в проектной документации: противоречия нормативных документов разного уровня, отсутствие мер ответственности за принятие проектных решений, отсутствие процедуры прослеживаемости принятия проектных решений. Полученные результаты могут быть положены в основу разработки корректирующих и предупреждающих действий.

2. Представлена структура существующей системы контроля качества проектной документации для строительства магистральных газопроводов, показывающая отсутствие взаимосвязи целей и этапов контроля качества проектной документации, что в свою очередь оказывает существенное влияние на качество процесса проектирования.

3. Разработана классификация несоответствий проектной документации для строительства магистральных газопроводов. Данная классификация легла в основу разработки шкал баллов значимости и вероятности обнаружения несоответствий.

4. Разработаны методические основы анализа и синтеза нормативной документации. Предложен метод разработки комплекса документов, удовлетворяющих внешним и внутренним требованиям. Разработана иерархическая структура нормативных документов для проектирования магистральных газопроводов, которая показала, что отраслевые стандарты, а тем более стандарты организации, не могут быть поставлены выше требований Федеральных законов. Предложенный подход к анализу и формированию структуры нормативной документации позволит исключить разночтения в документах разного уровня и разрабатывать внутренние регламентирующие документы, не противоречащие внешним.

5. Разработана методика анализа и оценки качества проектной документации и процесса проектирования магистральных газопроводов на основе метода анализа видов и последствий потенциальных дефектов (метод FMEA). Разработаны шкалы баллов значимости и вероятности обнаружения несоответствий проектной документации. Разработаны диаграммы для решения задач анализа и оценки качества. Методика позволит осуществлять мероприятия по предупреждению несоответствий в проектной документации, а также оценивать результативность процесса проектирования. Процедура вычислений может быть автоматизирована (в том числе на базе использования электронных таблиц MS Excel).

6. С помощью разработанной методики проведена оценка качества раздела проектной документации «Технологические решения по линейной части газопровода», которая показала, что процедура контроля качества проектной документации внутри организации-разработчика проекта не обеспечивает требуемого качества проектной документации. Достоверность данного метода подтверждена результатами оценки уровня качества с помощью квалиметрических методов оценки. Полученный результат (Ук=0,95) с помощью квалиметрического метода оценки равен результату оценки (Qi=0,952), полученного с помощью разработанной методики оценки качества процесса проектирования.

7. Определена структура формирования стоимости проектных работ. Предложена диаграмма причин увеличения стоимости проекта и рисков снижения качества проекта. Выявлены факторы, оказывающие влияние на формирование стоимости проектных работ, таких как сложность трассы прокладки газопровода (вечномерзлые, просадочные грунтыкарстовые и оползневые явлениягорные районы, подтапливаемые зоны, сейсмичность районов), сроки разработки проектной документации, квалификация персонала, оснащенность необходимым оборудованием, процессы согласования трассы (с владельцами пересекаемых коммуникаций, оформление в аренду земель). Выявленные факторы позволяют оптимизировать структуру затрат и в конечном итоге — стоимость проекта при заданном уровне качества.

Развитие работы предлагается по следующим направлениям:

1. Работа может быть продолжена в части 3 главы — для разработки и структурирования систем нормативных документов.

2. Методы анализа и оценки качества могут быть использованы для определения рисков причинения вреда при определении способов подтверждения соответствия для целей технического регулирования.

3. Для оценки качества процесса в целом может быть использована методология оценки надежности системы по ГОСТ Р 51 901.5 и ГОСТ Р 51 901.14 [27, 28].

4. На основе предложенной методики могут быть установлены критерии и разработаны регламенты контроля качества проектной документации.

5. Работа может быть продолжена в части развития предложенных методических основ для оценки качества проектных подрядных организаций, участвующих в тендере.