ООО ИндаСофт Введение
базовой целью деятельности любого предприятия является получ. максимальной прибыли. Специфика современного рынка и условия жесткой конкуренции, характерные для на данный моментшнего дня, заставляют непрерывно искать пути повышения рентабельности производства, совершенствования цикла управления и планирования. На добывающих и перерабатывающих предприятиях нефтегазовой отрасли в условиях постоянной динамики цен и усиления государственного контроля эти вопросы приобретают стратегическое значение. Каким образом можно увеличить прибыль? Основные способы увеличения прибыли – это оптимизация и модернизация производства, увеличение достоверности и скорости распределения информации, снижение потерь продукта и энергоносителей по ходу технологического цикла. Одним из наиболее эффективных из перечисленных способов, не требующим больших капитальных затрат, является определение причин и источников потерь и их устранение. Своевременное обнаружение потерь в масштабах предприятия осложнено недостоверностью показаний датчиков КИП, а в нередких случаях и их отсутствием. Традиционно, потери продукта распределялись м. установками исходя из опыта эксплуатации или предположений о работе установок без дополнительного анализа причин их возникновения и разработки адекватных мер устранения этих причин. Существующая ситуация вполне разрешима при использовании современных программных средств, предоставляющих возможности согласования измеренных данных, аналитического расчета неизмеряемых параметров, повышения точности измерительной информации и выявления неисправных датчиков. Лидером среди программного обеспечения, реализующего перечисленные функции, является пакет прикладного программного обеспечения SIGMAFINE. SIGMAFINE с 1993г разрабатывался фирмой KBC Advanced Technologies plc, в настоящее время Sigmafine лицензирован фирмой OSI Software inc. и входит в состав информационной системы PI SYSTEM.

ПО SIGMAFINE насчитывает более 120 инсталляций по всему миру. По оценкам специалистов фирмы KBC, при использовании данного продукта, снижение затрат на переработку одного барреля нефти может достигать от 0.5 до 1.5 долларов США. Так, например, применение SIGMAFINE нефтяной компанией Imperial Oil, позволило ей экономить дополнительно 5млн. долларов в год.

Как уже упоминалось выше, кратчайший путь к повышению рентабельности производства – это минимизация потерь. А где возникают потери?

Потери на предприятии можно разделить на две группы: реальные потери и вероятные потери. Причинами реальных потерь являются физические циклы, например, такие как сброс на факел, испарение, различного рода утечки, расход на собственные нужды и т.п. Причинами вероятных потерь являются погрешности измерения параметров технологических циклов, ошибки калибровки датчиков, дефекты датчиков, неправильно регистрируемые измерения, погрешности учета при отгрузке товарных продуктов и разгрузке сырья, ошибки измерений расходов продукта и запасов в резервуарах (ошибки определения средней температуры хранимого продукта, деформация емкостей под воздействием температур).

Вероятные потери весьма тяжело поддаются учету и определению, контроль над ними возможен только благодаря применению специализированных алгоритмов, согласующих измеренные данные. В SIGMAFINE реализованы такие алгоритмы. Вычислительное ядро данного продукта составляет быстрый устойчивый алгоритм согласования данных основанный на статистическом анализе измерительной информации и методе наименьших квадратов.

изучим основные возможности SIGMAFINE по повышению рентабельности и качества управления производством.

Согласование данных
За два прошедших десятилетия в перерабатывающих отраслях промышленности произошли коренные изменения. Предприятия осознали необходимость качественного сбора и быстрого доступа к информации о состоянии технологического цикла. В связи с этим предприятиями были произведены большие инвестиции на создание современных систем сбора и обработки данных и управления, как отдельным технологическим оборудованием, так и предприятием в целом. В результате количество информации резко возросло, и доступ к ней значительно улучшился. но наличие ошибок и погрешностей в измерениях параметров циклов продолжает оставаться причиной существенных финансовых потерь. Неточные измерения ведут к рассогласованию данных о цикле и делают их неудобными для множественных видов анализа, включая анализ производительности, оптимизацию технологических циклов и определение приоритета для текущего ремонта измерительного оборудования. Алгоритм согласования данных SIGMAFINE представляет собой мощную вычислительную систему для расчета материальных, энергетических и качественных балансов, расчета производительности отдельных установок и предприятия в целом, отслеживания состава сырья в цикле его переработки. Согласование или другими словами приспосабливание данных достижимо различными способами. Это может быть нормированием, экспертной системой функционирующей на базе заданных правил или системой базирующейся на основе анализа и обработки статистической информации. В случае двух первых способов необходимо, основываясь на опыте эксплуатации оборудования достаточно точно знать места возникновения ошибок. Такой подход ограничивает способность алгоритмов согласования к распознаванию ошибок, которые могут возникнуть при определенных режимах работы предприятия. В SIGMAFINE используется статистический метод, позволяющий преодолеть подобные ограничения, будучи независимым от конфигурации оборудования или смены технологического режима

Согласованные данные являют собой основу для последующих расчетов и анализа параметров производства.

Расчет балансов
Балансирование измерительной информации – это основное применение согласования данных, это первый необходимый этап для всех остальных применений согласования данных. Балансирование измерительной информации применяется для определения, что наиболее вероятно произошло в технологическом цикле за выбранный интервал времени. Производя расчет сбалансированных данных, Sigmafine использует все доступные измерения, структуру измерительной системы и оценивает точность и достоверность информации от измерительных устройств. Sigmafine рассчитывает корректировочные значения для измеряемых данных чтобы корректировочные значения были минимальны, и при этом достигался баланс.

Расчет балансов может быть применен для всего предприятия или при необходимости только для выбранных установок. Интервал времени проведения расчетов варьируется от нескольких минут или часов до нескольких недель или месяцев. Для непрерывных циклов расчет балансов может проводиться ежедневно или по рабочим сменам, для периодических циклов – за определенный промежуток времени.

В цикле расчета баланса Sigmafine может рассчитывать не измеряемые напрямую технологические параметры, используя данные измерительных приборов. Вычисленные таким образом данные сбалансированы с остальными согласованными данными.

На множественных предприятиях для расчета параметров настройки технологического цикла используются математические модели. Таким моделям требуются адекватные данные. Эти данные могут быть получены из SIGMAFINE при расчете балансов для каждой отдельно взятой технологической установки.

Определение потерь
Материальный баланс предприятия – это основа для определения потерь. Все данные, используемые SIGMAFINE для расчета материального баланса, выражены в единицах массы. В сравнении с методами, которые используют объемные величины для расчета материального баланса, такой подход обеспечивает наиболее достоверные оценки измеряемых параметров.

Потери предприятия кажутся маленькими, если производить учет потерь за короткий промежуток времени. Существенными потери становятся при сравнении величины потерь и полученной прибыли за месяц.

Первоначально, для определения потерь, SIGMAFINE производит расчет материального баланса на основе несогласованных данных с измерительных устройств, определяются потери. Для идентификации источников реальных потерь Sigmafine предоставляет таблицу расчета потерь, в которой указываются количественные оценки реальных потерь. Потери при этом подразделяются на учтенные и неучтенные (учтенные – потери, источники которых загодя известны, неучтенные – потери с неизвестными источниками возникновения). Далее осуществляется согласование данных при выполнении условий сходимости массового и/или материального баланса и минимизации отклонения действительных значений от согласованных. В цикле согласования все неучтенные потери анализируются и распределяются м. технологическими установками и переходят в учтенные. В результате, рассчитанный на основе согласованных данных, материальный баланс не будет содержать неучтенных потерь, а общие учтенные потери приблизятся к действительно существующим.

На конечном этапе создается таблица согласованных данных, в которую входят скорректированные учтенные потери. Помимо количественного определения потерь SIGMAFINE производит их анализ и помогает определить источники возникновения.

Улучшение точности и увеличение достоверности измерений
Каждый раз, когда измерительное устройство используется при согласовании, SIGMAFINE возвращает наилучшую оценку измеренной величины для коррекции, необходимой для того, чтобы показания данного измерителя согласовывались с показаниями остальных измерительных устройств. Если согласования выполняется ежедневно, к концу месяца появится 30 оценок для коррекции данных, что является достаточным для анализа работы каждого конкретного измерительного устройства. SIGMAFINE позволяет определять и устранять систематическую, случайную и грубую ошибки измерений и корректировать влияние условий окружающей среды на измерение технологических параметров, благодаря чему можно существенно улучшить достоверность при расчете неизмеряемых потоков, обнаружить ошибки измерений и неисправные измерительные устройства. Ниже приведен пример графика, используемого при анализе состояния и корректировке показаний измерительного средства.

Планирование обслуживания технических средств измерения
Технологическое оборудование и средства измерения, как известно не вечны. Обслуживание и текущий ремонт на современных предприятиях происходит чаше всего в двух режимах: плановом, либо по выходу какого-либо агрегата или датчика из строя. Недостатки такого подхода очевидны. Если установка уже вышла из строя - денежные средства, потерянные в цикле ремонта и нарушения нормального хода режима технологического цикла, несоизмеримо выше затрат на реализацию мер по предотвращению подобного рода ситуаций, а при планирование текущего обслуживания на временной основе есть вероятность возникновения поломки датчика или технологического агрегата до положенного срока. С другой стороны возможен вариант, когда ресурс установки позволяет проработать ей так же долгое время без какого-либо обслуживания, а по срокам ее уже ставят на текущий ремонт.

Опираясь на анализ полученных данных, SIGMAFINE помогает инженерному составу предприятия в разработке стратегии обслуживания технологических установок и парка КИП. SIGMAFINE определяет неисправные или находящиеся на грани выхода из строя приборы и одновременно выдает информацию о том, как сильно отклонился от номинального режим работы тех или иных технологических агрегатов. Найденный неисправный или предаварийный прибор, вносится в расписание по ремонту и обслуживается только в положенный срок, что существенно снижает затраты на текущий ремонт и обслуживание. На 2 приведен пример, наглядно иллюстрирующий результаты применения SIGMAFINE в определении неисправных датчиков и планировании их обслуживания.

Анализ архитектуры измерительной системы
SIGMAFINE проводит анализ существующей архитектуры информационно- измерительной системы, выявляет ошибки и корректирует конфигурацию этой системы с целью максимального увеличения качества измерительной информации при минимуме капитальных затрат на установку дополнительных датчиков КИП.

Экология
Для контроля выполнения требований к безопасности и защите окружающей среды чаще всего используются не скорректированные данные. Эти данные, по определению, могут содержать ошибки, приводящие к выплате штрафов за несуществующие нарушения ограничений. Используя скорректированные SIGMAFINE данные по количеству вредных выбросов в окружающую среду, можно значительно сократить штрафы за эти выбросы.

Основные особенности продукта
Как уже упоминалось выше, SIGMAFINE на правах клиентского приложения входит в состав PI System.

Пользовательский интерфейс SIGMAFINE использует объектно-ориентированную графику для построения диаграмм хода технологического цикла. Диаграммы создаются посредством выбора полностью готовых элементов, потоков, измерителей и технологических емкостей из инструментальной панели. Проектировщик соединяет выбранные элементы в соответствии с реальным ц. и получает рабочую экранную форму, на основе которой автоматически генерируются уравнения балансов необходимые для согласования данных.

Подобно стандартному приложению PI System – DataLink, SIGMAFINE имеет add-in встраиваемый в Microsoft Excel. Обработанные данные, становятся доступными в Excel без применения SQL/ODBC запросов и дополнительного программирования. Благодаря встроенным возможностям Excel, значительно ускоряется цикл анализа данных и генерации отчетов по преобразованию этих данных.

Важно отметить, что SIGMAFINE комплексно подходит к решению поставленных задач. При согласовании данных на крупных предприятиях одновременно решаются тысячи уравнений балансов. Производственный цикл представляется и анализируется в виде единой аналитической модели всего предприятия, в отличие от программных продуктов со схожими функциональными возможностями, но предварительно проводящими декомпозицию поставленной задачи и отыскивающими решения на локальных участках единого производственного цикла.

Заключение
Подводя итоги, необходимо подчеркнуть самое, важное преимущество в использования SIGMAFINE по сравнению с такими классическими способами повышения рентабельности производства как: замена технологического оборудования на более современное, постоянное обновление и модернизация парка КИП, перестройка технологического цикла в масштабах предприятия и т.п. В отличие от перечисленных способов, требующих колоссальных капиталовложений, концепция SIGMAFINE базируется на извлечении прибыли с использованием существующих мощностей путем повышения качества и достоверности измерительной информации, определения источников реальных потерь продукта, оптимизации затрат на обслуживание и ремонт установок и парка КИП, изменения технологического режима без капиталовложений. Технология моделирования, заложенная в SIGMAFINE, позволяет преодолеть нехватку КИП и отслеживать по каждой технологической установке все стадии переработки сырья и получения готового продукта.

Спектр применения SIGMAFINE на промышленных предприятиях довольно широк. Основное применение продукт нашел на нефтеперерабатывающих предприятиях (более половины всех инсталляций), далее следуют предприятия химической промышленности, крупные газораспределительные сети, крупные энергетические предприятия (в том числе атомные электростанции), предприятия металлургии и т.п. Общее число инсталляций в настоящее время достигло ста двадцати.

На российском рынке продвижением продукта занимается авторизованный дистрибьютор фирмы OSI Software Inc. и генеральный дистрибьютор фирмы Intellution Inc. в СНГ и странах Балтии фирма Индасофт (www.indusoft.ru).

Ниже приводится список некоторых предприятий, использующих ПО SIGMAFINE.
Agip Petroli, BP Oil, Conoco, Fina Antwerp Olefins, Fina Oil & Chemical, Imperial Oil, Itri, Japan Energy, Pan Canadian, Petronas, Phillips Petroleum, Saudi Aramco, Singapore Aromatics, Taiyo Oil, Texaco, Thames Water.