Оценка результатов деятельности оператора-технолога нефтегазопромысла по данным архива Scada-системы

По данным Госгортехнадзора количество аварий на промышленных предприятиях остается стабильно высоким (рис. 1). При этом отмечается, что наибольшее количество аварий происходит на объектах добычи нефти, химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности [14].

450 400 350.

Q. оии га g 250 200 § 150 * 100 50 0.

332 327.

J3 о? Л # ^ ^ с?4,.

К> N? К* N? <4 Т>> ^.

Года.

Рг/с. /. Динамика аварийности на объектах и предприятиях, поднадзорных Госгортехнадзору России.

Например, в 2002 г. произошло 207 аварий. При этом материальный ущерб от аварий в виде прямых потерь (без учета ущерба для окружающей природной среды, затрат на ликвидацию последствий и других затрат) превысил 780 млн руб. [36]. Следует учесть, что приведены лишь официальные данные. В действительности количество аварий, в том числе связанных с серьезными последствиями, скрыто по субъективным причинам [38].

Одну из основных причин аварийности и травматизма на объектах нефтегазодобычи специалисты связывают с неэффективностью организации систем управления (СУ). Таким образом, повышение качества и безопасности систем управления производством остается весьма актуальной задачей. Определение путей повышения эффективности систем управления невозможно без надёжной оценки качества работы системы. Оператор-технолог (далее, оператор) занимает ведущее место в СУ и непосредственно включен в процесс управления. Поэтому при оценке работы всей системы одной из важнейших составляющих является оценка деятельности операторов.

Исследованиям деятельности операторов в СУ и, в частности, оценке их деятельности при ликвидации Аварийных, Предаварийных и Нештатных Ситуаций (АПНС) посвящены работы многих отечественных и зарубежных ученых. Наиболее значимыми теоретическими работами в этой области являются труды Т. П. Зинченко, В. М. Мунипова [34], А. Г. Чачко [53], С. А. Чачко [54], А. Н. Анохина, В. А. Острейковского [1], Г. Е. Панова [40], Ц. Оцука, С. Ёсимура [39]. Обзор работ этих авторов, а также работ, связанных с исследованием архивов SCADA-систем [58] (далее SCADA-архивов), показал, что при оценке операторов не используются возможности современных SCADA-систем.

В то же время одной из важнейших функций SCADA-систем является архивирование и возможность фиксации в SCADA-архиве практически всех действий оператора, реализуемых посредством консоли [4, 65, 66]. При оценке деятельности операторов традиционно используется две группы критериев: субъективные и объективные, — которые в совокупности определяют профессиональную пригодность (рис. 2) [16].

Рис. 2. Классификация критериев профессионализации.

Использование фактографических данных SCADA-архивов позволяет объективизировать Оценку Результатов Деятельности (ОРД) операторатехнолога нефтегазопромысла (рис. 2).

Методика визуального отображения процесса деятельности операторов во время АПНС с использованием данных SCADA-архивов была разработана японской компанией Yokogawa и реализована в программе Exaplog [62]. Однако 6 эта методика имеет недостаток — нет количественной и качественной ОРД оператора. Такая оценка играет важную роль, в частности, при объективном сравнении деятельности нескольких операторов и при мотивации высокой готовности их к нештатным ситуациям.

В связи с этим актуальна задача разработки методики ОРД оператора, объективность которой (оценки) обеспечена использованием ретроспективных данных, содержащихся в SCADA-архивах.

Цель работы: оценить результаты деятельности оператора нефтегазопромысла по разработанной методике.

Основные задачи исследования:

1. Разработать модель оценки результатов деятельности оператора.

2. Обосновать возможность использования данных SCADA-архивов для оценки результатов деятельности оператора нефтегазопромысла и разработать методику трансформации SCADA-архивов для выделения данных о деятельности оператора.

3. Разработать методику оценки результатов деятельности оператора нефтегазопромысла по данным SCADA-архива и реализовать ее программно.

При решении поставленных задач использовались методы: системного анализа, математической статистикитеории массового обслуживания и нечетких множествпрограммный инструментарий хранения и обработки данных (СУБД). Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Проведен системный анализ данных и структур SCADA-архивов, в результате чего обосновано использование информации архивов для объективизации оценки результатов деятельности оператора.

2. Разработана методика трансформации SCADA-архивов в совокупность данных, пригодных для решения задачи по оценке результатов деятельности оператора.

3. Разработана методика качественной оценки результатов деятельности оператора посредством данных SCADA-архивов.

Практическая ценность работы состоит в том, что программная реализация разработанных методик может быть использована на объектах нефтегазового комплекса (НТК) как компонент SCADA для получения и визуального представления объективизированной (за счет использования ретроспективы SCADA-архивов) ОРД операторов. Такая оценка позволяет исключить как предвзятость со стороны руководства, так и подозрения в ней со стороны оператора при оценке результатов его работы.

Положения, выносимые на защиту.

1. Методика трансформации SCADA-архива для получения информации о работе оператора, которая обеспечивает возможность использовать эти данные для оценки результатов деятельности оператора.

2. Информация, полученная из SCADA-архивов, обеспечивает объективность оценки результатов деятельности оператора.

3. Создан прототип модуля SCADA-системы для оценки результатов деятельности оператора.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на международном технологическом семинаре «Устойчивое развитие в нефтегазовой промышленности» (Тюмень, 2004 г.), круглом столе «Компьютерная поддержка профессиональной деятельности» м/н конференции «Модернизация образования в условиях глобализации» (Тюмень, 2005 г.), конференции молодых ученых «Наука и инновации XXI века» (Сургут, 2005 г.), м/н научно-практической конференции «Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании» (Тюмень, 2006 г.). Результаты исследований были обсуждены и внесены в резолюцию конференции молодых ученых «Наука и инновации XXI века» (Сургут, 2005 г.). Различные аспекты работы обсуждались на заседаниях городского научного семинара «Интеллектуальные информационные системы» (ТюмГУ, Тюмень, 2003;2006 гг.).

Всего по теме работы опубликовано 7 работ, в том числе 5 статей, 2 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка используемой литературы, включающего 66 наименований и одного приложения. Общий объем работы: 101 страница текста, 32 рисунка, 32 таблицы.

Основные выводы.

1. Представлена концепция программной системы качественной оценки результатов деятельности операторов.

2. Определены входные и выходные данные системы и ограничения для входных данных, накладываемых разработанной системой.

3. Разработана алгоритмическая база разрабатываемой системы.

4. Разработанная программная система позволяет получить оценку результатов деятельности операторов, объективизированную за счет использования данных SCADA-архивов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В последнее время повысилась актуальность задач повышения эффективности управления на предприятиях НТК. Ключевой задачей и первым шагом на пути совершенствования управления персоналом являются: реализация обратной связи, измерение уровня соответствия деятельности работников требованиям их должностей/рабочих мест, иначе — оценка эффективности деятельности сотрудника [45]. Ее решение лежит на стыке множества культур и технологий:

• общей теории управления, системного анализа;

• прикладной математики, методов анализа данных;

• экспертных методов;

• теории надежности;

• управления качеством;

• 1Т-технологий;

• теории менеджмента;

• психологии, психофизиологии, социологии;

• лингвистики, семантики.

В настоящей работе предпринята попытка решения такой задачи в отношении операторов АПСУ ТП НТК. Для этого разработана методика качественной оценки результатов деятельности операторов-технологов по прямым результатам его деятельности. В рамках работы решены следующие задачи.

1. Разработана модель оценки результатов деятельности оператора.

2. Доказана адекватность применения SCADA-архивов для оценки результатов деятельности оператора и разработана методика трансформации SCADA-архивов в массив данных о деятельности оператора.

3. Разработана методика, позволяющая получить оценку результатов деятельности оператора, объективизированную за счет использования данных SCADA-архива.

Современные SCADA-системы представляют собой мощные средства мониторинга и управления производством. В то же время огромные возможности SCADA-систем и средств их проектирования не используются в полной мере. В настоящей работе для объективизации оценки деятельности операторов использовались данные архивов SCADA-систем, которые являются продуктом автоматического мониторинга работы промыслов. Данные таких архивов, как правило, упаковываются в СУБД и служат для «разборки полетов» в случае серьезных прецедентов в функционировании промысла. Вся же содержащаяся в них ценная информация лежит мертвым грузом, отработав только в момент появления нештатных ситуаций. В работе доказана возможность использования данных архивов для объективизации оценки деятельности операторов, а также других важных задач.

Разработанный программный продукт оценки прямой деятельности операторов по данным SCADA-архивов предлагается использовать как прототип соответствующего модуля современных SCADA-систем.