18

Автоматизация№9/106 НОЯБРЬ 2013

ПРЕИМУЩЕСТВО ОТСТАВАНИЯ

По мнению экспертов из международной кон-

салтинговой компании PwC, сегодняшняя ситуа-

ция в нефтепереработке обусловлена такими

факторами, как: сокращение объемов производ-

ства сырой нефти в развитых странах при одно-

временном росте добычи в странах с переходной

экономикой; изменение ассортимента запра-

шиваемых нефтепродуктов; суммарное падение

спроса на развитых рынках; рост затрат, связан-

ный с ужесточением правовых норм (переход

на экологически чистое топливо, влияние опера-

ционной деятельности на окружающую среду);

постоянное повышение требований к качеству

нефтепродуктов. Чтобы в таких условиях остать-

ся на плаву, компаниям необходимо повышать

эффективность управления активами и снижать

операционные затраты.

Решение задач в наше время связано с исполь-

зованием достижений в области информацион-

ных технологий. Управление огромными пото-

ками данных, симуляция различных процессов

и моделирование возможных сценариев, визуа-

лизация аналитики — эти технологии уже не-

сколько десятилетий с успехом применяются

ведущими мировыми нефтяными компаниями,

в том числе и в секторе переработки и сбыта.

В настоящее время ускоренными темпами

идет автоматизация и российских нефтеперера-

батывающих заводов. По оценке генерального

директора российского отделения Emerson Pro-

cess Management Николая Шестакова, некоторым

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМИзменение внешних условий — как за счет экономических, так и административных факторов — заставляет нефтяные компании модернизировать свои перерабатывающие производства, повышать эффективность бизнес-процессов. В XXI веке подобные задачи во многом решаются за счет применения современных информационных систем и цифровых средств автоматизации и управления Текст: София Зорина

19

ФО

ТО: В

ЛА

ДИ

МИ

Р А

НТР

ОП

ОВ

отечественным производствам удается в чем-то

даже обогнать европейских конкурентов. Основ-

ная причина, как это ни парадоксально, как

раз в некотором отставании в сфере автомати-

зации — российские компании имеют возмож-

ность пропустить 10 лет развития технологий,

сразу же воспользовавшись самыми современ-

ными разработками. Тем не менее на пути к иде-

ально автоматизированным НПЗ отечественной

нефтянке придется преодолеть «лоскутную» авто-

матизацию, разнородность и несовместимость

уже внедренных систем, а также серьезно пере-

обучить технический персонал.

ОСНОВА ПИРАМИДЫ

На современных НПЗ используется широкий

перечень различных информационных систем,

средств автоматизации и измерений, которые

интегрируются в единый цифровой комплекс

средств управления с помощью создания IT-ар-

хитектуры предприятия. Она включает в себя

архитектуру бизнес-процессов, приложений

(систем), IT-инфраструктуру, которые согласо-

ваны с бизнес-стратегией компании. Наиболее

структурированным подходом при иллюстра-

ции архитектуры IT-систем принято считать ее

представление в виде пирамиды. Нижнюю часть

«пирамиды автоматизации» занимает измери-

тельное оборудование.

На уровень выше стоят автоматизированные

системы управления технологическими процес-

сами (АСУТП). Они присутствуют на каждом

BI/BW

ERP

MES

SAP BI

CYO

EAM SCM SAPERP

SAPHR

АС КУБ БДРВ

КИП

DCSAPC

PIMS DPO ORION

PI SYSTEM

НОРМАТИВНО�СПРАВОЧНАЯИНФОРМАЦИЯ

ИНТЕГРАЦИЯ

ИТ-ИНФРАСТРУКТУРА

АСУТП

ПИРАМИДА АВТОМАТИЗАЦИИ

20

Автоматизация№9/106 НОЯБРЬ 2013

ФО

ТО: Е

ВГЕ

НИ

Й У

ВА

РО

В. И

НФ

ОГР

АФ

ИК

А: А

ЛИ

СА

БЕ

РЕ

ЖН

АЯ

производстве и обеспечивают автоматизацию

основных операций каждого технологическо-

го процесса. Однако участие человека в управле-

нии производством остается значимым: имен-

но оператор выбирает и задает параметры систе-

мы и, соответственно, характеристики будущего

продукта. Так как оптимальные режимы работы

находятся на границах критических значений,

которые нельзя переходить, операторы, как пра-

вило, предпочитают придерживаться 10%-ного

коридора от оптимального уровня.

Улучшить эту ситуацию призваны системы

усовершенствованного управления производ-

ством, так называемые APC-системы (от англ.

Advance Process Control). По сути, такие системы

выполняют в производственном процессе функ-

цию автопилота.

При этом оператор получает возможность

управлять несколькими процессами. Например,

оптимизация первичной переработки, катали-

тического крекинга, риформинга, гидроочист-

ки, замедленного коксования с помощью АРС

позволяет в режиме реального времени автома-

тически корректировать ход технологического

процесса, повышая уровень выхода целевых про-

дуктов и снижая энергозатраты.

На 60% ежегодно растет объем данных, обрабатываемых информационными системами

21

ДОСТИЖИМАЯ ВЕРШИНА

За последние 20 лет в ходе эволюции средств

автоматизации технологических процессов воз-

никла необходимость в появлении нового клас-

са IT-систем, призванного вывести управление

производством на качественно новый уровень.

Речь идет о так называемой Manufacturing Execu-

tion System (MES) — системе управления произ-

водственными процессами. Этот уровень управ-

ления предприятием включает в себя систему

диспетчерского управления, календарного пла-

нирования и ряд других. Ее задача — полно-

масштабный сбор данных со всех низлежащих

уровней, от показаний измерительных прибо-

ров до программных систем, их анализ и кон-

троль, а также установление связей между про-

изводством и поставщиками, потребителя-

ми, инженерным отделом, отделом продаж

и менеджментом.

MES позволяют на основе анализа данных

принимать оперативные решения по управ-

лению предприятием, параллельно оптими-

зируя технологические процессы. Например,

на станциях компаундирования применение

MES-системы помогает оптимизировать рецеп-

ты смешения и планировать выпуск продукции

исходя из наличия и запасов компонентов, опе-

ративно реагировать на изменение ситуации

на предприятии и требований рынка, планиро-

вать отгрузку продукции и приемку привозных

компонентов. Еще одна важная задача, которую

позволяет решить MES-система, — учет движе-

ния нефтепродуктов и полуфабрикатов, рас-

чет материальных балансов завода. На омском

и московском НПЗ «Газпром нефти» для этого

используется информационная система АС КУБ.

Важную часть в MES-системе занимает ви-

зуализация данных, в том числе схемы техноло-

гических процессов, которая значительно облег-

чает восприятие, анализ поступающей инфор-

мации и принятие оперативных решений.

Следующий уровень пирамиды автома-

тизации — ERP-системы (Enterprise Resource

Planning) — системы планирования ресурсов

предприятия. ERP интегрируют данные ниж-

них уровней, что дает возможность повышать

эффективность производства, управлять трудо-

выми ресурсами, активами. Если говорить о ERP

«Газпром нефти», то она позволяет эффективно

вести бизнес-планирование и контроллинг дея-

тельности предприятия, обеспечивает управ-

ление процессами материально-технического

обеспечения, сбыта и отгрузок готовой продук-

ции, инвестициями. В ERP ведется вся учет-

ная деятельность «Газпром нефти», формирует-

ся отчетность — управленческая, бухгалтерская,

производственная.

Значимое направление развития ERP —

создание SCM, системы управления цепочка-

ми поставок, автоматизирующей процессы

Участие челове-ка в управлении производством остается значи-мым: именно оператор выби-рает и задает параметры си-стемы и, соот-ветственно, ха-рактеристики будущего про-дукта

30% может достигать влияние мероприятий по автоматизации на операционную эффективность НПЗ при их доле в затратах на реконструкцию в 2–6%

На $17–40 млн в год сокращаются потери одного НПЗ по данным компании Honeywell за счет внедрения комплексной системы автоматизации

22

Автоматизация№9/106 НОЯБРЬ 2013

ФО

ТО: А

ЛЕ

КС

АН

ДР

ТА

РАН

взаимодействия подразделений блока логисти-

ки, переработки и сбыта и связывающей в еди-

ную цепь управление покупкой, логистикой

и сбытом нефтепродуктов.

Еще одна важная задача ERP — создание

информационной системы управления акти-

вами НПЗ. В компании этот проект реализу-

ется в рамках проектирования шаблонного

решения «Управление ТОРО* и надежностью».

Система охватывает всю цепочку работы с обо-

рудованием — от закупки до ремонта, с ней свя-

заны ремонтные подразделения заводов, отде-

лы материально-технического обеспечения

и  бухгалтерия. Применение электронного доку-

ментооборота ускоряет принятие управленче-

ских решений, что, естественно, делает работу

более эффективной: появилась возможность

формирования и согласования заявок практи-

чески в один клик. Сокращаются и становятся

более точными сроки планирования ремонтов.

Вершина «пирамиды автоматизации» — си-

стемы BI/BW, с помощью которых обрабатыва-

ются и анализируются большие массивы дан-

ных, полученных из различных источников: ERP,

MES, систем оптимизационного планирования,

любых внешних источников, выявляются неяв-

ные зависимости и формируется нестандартная

отчетность. В «Газпром нефти» сегодня системы

класса BI широко применяются при построении

сложной отчетности в сфере переработки, логи-

стики и сбыта; планировании и отслеживании

балансов распределения нефтепродуктов; фор-

мировании маркетинговых прогнозов.

«Будущее высокотехнологичных средств

промышленной автоматизации — в построе-

нии интегрированных систем, объединяющих

в себе контур производственного планирова-

ния, управление цепочками поставок и систе-

мы оператив ного управления производством, —

отметил ге не ральный директор Honeywell в Рос-

сии Леонид Соркин. — Особенность реализации

таких систем заключается во всестороннем уче-

те человеческого фактора — создании интеллек-

туальной среды восприятия и взаимодействия

персонала, комплексной поддержке управленче-

ских решений, развитии потенциала работников

в связи с изменившимся характером труда и т.д.».

по ВСЕм ФРоНТАм

Для внедрения полноценного решения по авто-

матизации НПЗ требуется не один год, и на заво-

дах «Газпром нефти» этот процесс уже идет, при-

чем сразу по всем фронтам: устанавливаются

недостающие измерительные приборы; обнов-

ляются устаревшие автоматизированные систе-

мы управления технологическими процессами

и ERP-системы; внедряются «умные» АСУТП,

которые более чем в 10 раз увеличивают возмож-

ности управления установкой — в настоящее

время оператор управляет в среднем 50 контура-

ми, возможности систем позволяют увеличить

это число до 300–500 контуров на оператора.

Активно автоматизируются процессы фор-

мирования отчетности — управленческой

по нефтепереработке (СУО), сводного и испол-

нительного балансов нефтепродуктов на плат-

форме SAP BI, отчетности о реализации крупных

ин вестпроектов.

В компании уже успешно применяются си-

стемы класса SCM, такие как ASPEN PIMS (опти-

мизационное планирование производства)

и ASPEN DPO (баланс распределения нефтепро-

дуктов). На московском НПЗ внедряется система

«Газпром нефть» — передовая компания отрасли в области интенсифи-кации производства и повышения эффективности работы перерабаты-вающих предприятий. Мы понимаем важную роль IT и автоматизации как средств достижения поставленных бизнесом задач: производства качественной продукции, повышения выхода светлых нефтепродуктов и глубины переработки, снижения себестоимости переработки, повы-шения эксплуатационной готовности и эффективности работы персона-ла. Решение этих задач требует не просто модернизаций наших систем, но применения инновационных подходов. Сотрудничество с мировы-ми лидерами в этой области, такими как Honeywell, Yokogawa, Emer-son, позволит создать уникальную целостную систему управления пред-приятием, эффективную в рамках стоящих перед нами задач.

Павел Бутаков, начальник управления информационных технологий, автоматизации и телекоммуникаций блока логистики, переработки и сбыта «газпром нефти»:

* ТОРО — техническое обслуживание и ремонт

оборудования

23

календарного планирования производства

ASPEN Orion и система оперативной логисти-

ки. Разработка новой системы управления сбы-

том — СБЫТ+ — позволит вывести на новый уро-

вень процессы прогнозирования спроса, кален-

дарного планирования отгрузок, решить задачу

поддержки экспортных трейдинговых опера-

ций. В продуктовых бизнес-единицах автомати-

зируются процессы планирования и бюджетиро-

вания, материально-технического обеспечения,

управления складами и HR.

Еще одно важное направление — внедрение

систем класса EAM: управление активами. Сего-

дня дирекция нефтепереработки одновременно

реализует в этом направлении сразу несколько

проектов. На ОНПЗ и МНПЗ внедряются шаблон-

ные решения ТОРО и готовятся к запуску систе-

мы управления надежностью (RCM/RBI), которые

позволят реализовать стратегию ремонтов меха-

нического, энергетического и «киповского» обо-

рудования «по состоянию», что позволит опти-

мизировать затраты на техобслуживание. Идет

подготовка и к внедрению системы управления

инженерными данными, направленной на созда-

ние единого хранилища информации о техно-

логическом оборудовании, включая 3D-модели

500 контурами позволяют управлять одному оператору «умные» АСУТП, в то время как в обычном режиме этот показатель не превышает 50

24

Автоматизация№9/106 НОЯБРЬ 2013

ФО

ТО: D

AV

ID C

HA

NC

ELL

OR

– S

HE

LL IN

TER

NAT

ION

AL

LTD

.

установок и агрегатов со всей сопутствующей

документацией.

В классе систем MES на заводах в Омске

и Москве развивается АС КУБ, расширяются

платформы сбора, обработки и отображения

в реальном времени данных о ходе производ-

ственной деятельности — PI System, модернизи-

руются информационные системы управления

лабораториями.

На решение ключевых задач переработки —

повышения качества и контроля над потерями —

направлено создание системы «Нефтеконтроль»,

запуск которой обеспечит сквозной контроль

качества и количества нефтепродуктов на всей

цепочке поставок — от поступления сырья

на завод до отгрузки топлива на топливоразда-

точные колонки АЗС.

На всех НПЗ компании обновляется поле-

вое контрольно-измерительное оборудование —

источник всей информации о ходе технологиче-

ских процессов, строятся узлы коммерческого

учета, внедряются системы усовершенствован-

ного управления процессами (APC), устанавли-

ваются современные тренажеры для обучения

оперативного персонала. Непрерывно повы-

шается надежность и пропускная способность

сетей передачи данных и центров их обработки;

IT-инфраструктура — основа всех информаци-

онных систем, и без ее развития обеспечивать

растущие потребности бизнеса в обработке

и хранении информации невозможно.

А направления развития автоматизации

нефтеперерабатывающих заводов компании

на ближайшие 5 лет определит концепция опе-

ративного управления производством, разработ-

ка которой близится к завершению.

ГЛОССАРИЙ

ТОРО — техническое обслуживание и ремонт оборудования.

АСУТП — автоматизированная система  управления технологическим процессом: группа технических и программных средств, предназначенных для авто-матизации управления технологическим оборудова-нием на промышленных предприятиях.

SCM — информационная система,  предназначенная для автоматизации и управления всеми этапами снабжения предприятия и для контроля всего това-родвижения. Охватывает весь товарный цикл: закуп-ку сырья, производство, распространение готовой продукции.

MES — информационная система, предназначенная для решения задач синхронизации, координации, анализа и оптимизации выпуска продукции в рамках предприятия.

ERP — организационно-информационная система, интегрирующая производство и операции, управле-ние трудовыми ресурсами, финансовый менеджмент и управление активами, ориентированная на опти-мальное использование ресурсов предприятия.

EAM — Enterprise Asset Management: информацион-ная система, нацеленная на оптимальное управле-ние физическими активами и режимами их работы, рисками и расходами на протяжении всего жизнен-ного цикла для достижения и выполнения стратеги-ческих планов организации.

BI/BW — информационная система, предназначен-ная для решения задач бизнес-анализа, позволяет обрабатывать большие объемы данных и выстраи-вать неявные зависимости, формировать отчетность при обращении к различным источникам данных.

APC — Advance Process Control: усовершенствован-ное управление технологическим процессом.

Некоторое от-ставание рос-сийских НПЗ от европейских в сфере автома-тизации сегодня становится пре-имуществом, так как позволя-ет, пропустив 10 лет развития технологий, сра-зу воспользо-ваться совре-менными разработками

25