Совершенствование системы оперативного управления производством буровых работ

ХХУ1 съездом КПСС и перспективными планами развития народного хозяйства предусмотрено дальнейшее ускоренное расширение минерально-сырьевой Оазы страны при минимальных затратах, в связи с чем одной из важнейших задач геологической службы является повышение производительности и снижение стоимости геологоразведочного бурения.

Как отмечалось в Постановлении ЦК КПСС и совета Министров СССР «Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работы» (июль 1979 г.) — важнейшим фактором повышения эффективности общественного производства и качества работ, объективная значимость которого возрастает под влиянием научно-технического прогресса, является совершенствование методов планирования и управления.

Решение указанных задач практически для всех применяемых в отрасли способов геологоразведочного бурения зависит прежде всего от широкого внедрения в практику работ современных методов планирования и управления производством, а также от совершенствования организации производства буровых работ в целом.

Решение этой проблемы обеспечивается последними достижениями экономической кибернетики, общей теории управления экономическими системами, разработкой и внедрением в практику управления экономикой математических методов моделирования производственных процессов, а также разработкой и внедрением современных средств электронно-вычислительной и организационной техники.

Министр геологии СССР Е. А. Козловский в числе важнейших мероприятий, определяющих научно-технический прогресс в отрасли, многократно указывал на необходимость освоения научных методов управления, оптимизации технологических процессов и создания систем оптимального управления и организации бурения скважин при производстве геологоразведочных буровых работ на уровне геологического объекта. [38]•.

Таким образом, проблема повышения эффективности и совершенствования системы управления и организации буровых работ, в настоящее время, весьма актуальна и, следовательно, разработка методов совершенствования оперативного управления производством относится к одному из наиболее важных научных направлений.

Совершенствование оперативного управления производством буровых работ является комплексной проблемой, направленной на оптимизацию решений при планировании, проектировании и управлении производственными процессами, а также реализацию их на соответствующих иерархических уровнях организации производства, совершенствование ин|ормационного обеспечения системы управления и, в конечном итоге, достижения основных целей производства с наименьшими затратами трудовых и материальных ресурсов.

Исследованию основных методических вопросов совершеноav вования системы оперативного управления буровыми работами на объекте в рамках указанной проблемы посвящена настоящая работа.

Общие положения диссертационной работы основаны на решениях партии и правительства [б, 7,8,9] и направлены на совершенствование управления буровыми работами, что является одним.

— fins основных условий повышения эффективности геологоразведочного производства.

На основании анализа сложившейся практики оперативного планирования и управления буровыми работами были выявлены основные недостатки существующей системы оперативного управления, определены пути их устранения на основе применения современных методов и средств управления производственными процессами и определены основные направления исследований:

— разработка теоретических и методических основ совершенствования системы оперативного управления буровыми работами на объекте;

— совершенствование информационного обеспечения системы управления на базе комплексной унификации производственной документации;

— совершенствование методов оперативного управления работой буровых бригад на основе применения экономико-математического моделирования производственных процессов и современных методов принятия решений*.

При решении практических задач по совершенствованию системы оперативного управления буровыми работами применялся метод системного подхода, основы которого сформулированы в трудах классиков марксизма-ленинизма Как указывал В. И. Ленин: чтобы действительно знать предмет, надо охватить, изучить его стороны, все связи и опосредствования" [5].

Научная новизна проведенных исследований состоит в том, что впервые комплексно исследованы вопросы совершенствования системы оперативного управления буровыми работами, в том числе: исследованы и определены основные методические принципы совершенствования системы оперативного управления буровыми работами;

— на основе программно-целевого подхода обоснована структура целей и задач. системы оперативного управления буровыми работами;

— сформулированы задачи информационного обеспечения системы управления и разработана унифицированная система первичной производственной документации;

— обоснован единый подход к нормативному методу расчета плановой скорости бурения для организации, и плановых заданий буровым бригадам;

— разработаны статистические методы принятия оптимальных реше ний при расчете проектных показателей бурения;

Опытно-производственные исследования и апробация основных результатов разработок подтвердили справедливость научных положений диссертационной работы.

Исследования выполнены во Всесоюзном научно-исследовательском институте экономики минерального сырья и геологоразведочных работ (ВИЭМС) в период с 1975 г. по 1981 г.

Автор диссертации выражает глубокую благодарность за большую помощь в работе научному руководителю, Лауреату Ленинской премии, доктору технических наук, профессору Е. А. Козловскому и научному консультанту кандидату технических наук В. М. Питерскому.

Автор искренне признателен за помощь при проведении исследований и ценные советы кандидатам технических наук М. А. Комарову, С.Ф. ОДурашеву, сотрудникам Отдела управления и экономики буровых и горноразведочных работ ВИЭМС, сотрудникам производственных организаций: объединения «Ташкентгеология», МЭГЭИ Мингео УзССР.

Выводы по главе:

1. Главным условием эффективного управления производством буровых работ является система сбора первичной производственной информации, организованная с учетом ее соответствия реальным условиям проведения работ и обеспечения оперативности принятия управленческих решений.

2. В результате анализа документооборота и форм первичной документации, установлено многообразие форм документации как по содержанию, так и по выполняемым функциям отмечено их дублирование друг друга.

При этом наибольшее разнообразие в применяемых формах документации выявлено на уровне буровой бригады.

3. Отмечено слабое соответствие применяемых форм документации задачам оперативного управления производством буровых работ и современным требованиям, предъявляемым к системам первичной учетной документации.

4. В результате исследований по комплексной унификации первичной документации разработана унифицированная система документации УСД «Скважина», представляющая собой комплекс из 8 взаимоувязанных документов, обеспечивающих оперативное регулирование и управление производством буровых работ.

ГЛАВА 1У. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПЛАНИРОВАНИЯ И ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ БУРОВЫХ БРИГАД.

4.1. Разработка методики автоматизированного расчета планового задания буровым бригадам.

Одним из путей повышения эффективности буровых работ является увязка основных показателей плановых заданий буровым бригадам с показателями планов вышестоящих уровней.

Важным условием достижения взаимосвязи плановых показателей различных ровней является разработка единой методики планирования на основе прогрессивных норм затрат труда.

Организация планирования буровых работ на основе напряженных прогрессивных норм затрат труда ставит задачу о необходимости совершенствования методики расчета основных показателей, которая должна предусматривать оперативность расчетов и возможность корректировки плановых заданий в ходе производственного процесса.

Исходным показателем при планировании буровых работ является производительность труда (выработка) в сметной стоимости объема работ. От правильного определения производительности труда в планируемом году зависит выполнение объемов работ, соотношение работников, занятых на основном и вспомогательном производстве, ритмичность и качество работы. Для календарного планирования работы буровых бригад необходимо производительность труда выражать в натуральных единицах.

— 120 измерения. Наличие точных раочетов изменения производительности труда в натуральных или трудовых единицах в зависимости от внедряемых мероприятий способствует правильному определению высвобождающейся численности и обоснованному расчету выработки в стоимостном выражении.

В качестве показателя производительности труда применяют коммерческую скорость бурения. Использование показателя скорости бурения для оценки производительности труда вполне обосновано [21]. Действительно производительность труда в натуральном выражении определяется формулойр — f где: Р — производительность труда м/чел.- М — объем бурения, м;

L, — среднесписочная численность работников производственного персонала, чел.- Формулу 4.1 можно представить в следующем виде: М V р = ^ — Л (4.2) r ±- е N где: N — число станко-месяцев или станко-часов;

V — скорость бурения м/станко-мес. или м/станко—час;

6 — удельная численность работников на один стан-ко-час.

Величину «6 «можно считать постоянной, так как в разведочном колонковом бурении в течение смены или часа постоянный состав работающих (два человека). В этом случае изменение производительности труда прямо пропорционально изменению скорости бурения скважины.

Традиционным методом планирования скорости бурения, применяемым нередко до настоящего времени, является метод расчета от достигнутого показателя с учетом планового его повышения и реальной обстановки, которую оценивают, однако, субъективно и поэтому возникают известные трудности. В последние годы совершенствованию методики расчета плановой скорости бурения уделяется большое внимание. [14,44,50]. Все известные методики основаны на одинаковом подходе, который можно выразить формулой Упл, где VnA — плановая скорость, Vp — расчетная, — обобщенный коэффициент увеличения расчетной скорости, отличия выражаются в методах расчета Ур и К. В большинстве методик расчетную скорость определяют нормативным методом по действующим ЕНВ или СУСН с учетом прогрессивности местных норм.

При расчете повышающего коэффициента либо используют отчетно-статистические показатели о выполнении норм выработки в данной организации, либо рассчитывают приращения скорости бурения от внедрения технических и организационных мероприятий, либо учитывают и то, и другое. При расчете приращения скорости от внедрения мероприятий используют материалы предварительных испытаний новой техники, результаты работы в базовом периоде или в организациях со сходными условиями.

Ооновной недостаток этих методик в неточности и слабой напряженности действующих норм (ЕНВ). Неточность нормативной базы является объективным сдерживающим обстоятельством.

— 122 принятия напряженных планов, то есть применения жестких повышающих коэффициентов, так как при несоответствии фактических условий тем, которые отражены в нормах, возникнут трудности в реализации плана.

Применение усредненных повышающих коэффициентов также приводит к трудностям при изменении фактических условий по сравнению с базовыми. Снижению ошибок способствует анализ производительности труда в базовом периоде с учетом основных факторов (глубин скважин, категорий пород по буримоети, способов бурения и др.). Зная фактические показатели скорости бурения различными способами и геолого-технические условия в планируемом периоде, можно рассчитать плановую скорость, точность которой зависит от объективности определения фактических скоростей и прогнозирования будущих условий. Это®подход был реализован в методике расчета плановой скорости бурения, разработанной в ВИЭМСе [?9] • Положительной стороной этой методики является дифференцированный расчет скорости бурения по способам с учетом ожидаемых условий. Действительно ориентирование на показатели передовых бригад при определении базовой скорости в условиях, когда не ведется нормативный учет выполняемых работ, позволяет получить прогрессивную расчетную скорость. При этом необходимо лишь оценивать геолого-технические условия работы передовых бригад для использования их показателей при расчете плановой скорости.

Однако это методикой не предусмотрено. Нельзя также согласиться с тем, что показатель скорости, измеренный эталонной.

— 123 единицей (трудоемкостью бурения пород УП категории), может быть сквозным для различным организаций и использоваться при сравнении их работы* Известно, что оптимально напряженные нормы отражают не только количество труда, но и его сложность в той мере, в какой она отражается на времени выполнения работы* Поэтому при сравнении производительность в каких-то приведенных единицах необходимо сравнивать и показатели, характеризующие сложность труда также в приведенных единицах, что является пока нерешенной задачей. Действительно, сравнение, например, скорости бурения скважин глубиной 50 м твердосплавными коронками со скоростью бурения скважин глубиной 1500 м алмазными коронками, путем приведения их в трудоемкости УП категории (или измерения в нормативной трудоемкости) вряд ли справедливо. Сравнение показателей в приведенных единицах целесообразно для объектов с типовыми условиями проведения работ по определяющим факторам.

Из изложенного следует, что решение проблемы планирования и расчета проектно-плановых показателей при производстве буровых работ возможно прежде всего на основе нормативного подхода, реализация которого в свою очередь может быть достигнута в результате совершенствования системы сбора, накопления и обработки первичной информации и разработки методов и алгоритмов расчета показателей, в автоматизированном режиме.

Использование ЭВМ нередко требует изменения традиционных методов расчета, т. е,. разработки алгоритмов автоматизированных расчетов плановых показателей, обеспечивающие возможность оперативного корректировки показателей по мере на.

— 124 копления информации о результатах бурения скважин.

Проведенные исследования по совершенствованию системы сбора и обработки информации указывают на реальную возможность создания алгоритма автоматизированного расчета плановых заданий буровым бригадам, удовлетворяющего указанным требованиям в условиях функционирования автоматизированной информационной системы на базе разработанной унифицированной системы первичной документации УСД «Скважина» .

Существующий порядок расчета нормативного наряд-задания буровым бригадам следующий [2б] ;

1. Рассчитывается месячное номинальное время работы буровой бригады: а) при семичасовом дне.

Ми = с (7Рд" - Дсп) (4.3) б) при шестичасовом дне.

М"=6СРАН (4<4) где: С — число вахт (смен) в суткахрднчисло рабочих дней в месяцДспчисло сокращенных предвыходных и предпраздничных часов в месяце.

2. Рассчитывается плановый объем работ, выраженный в нормативной трудоемкости Тбр •.

ТБР = М&bdquoК, (4.5) где: К — коэффициент планового повышения производительности труда.

— 125.

3. По технологическим картам и нормам времени рассчитываются затраты времени на вспомогательные работы при бу-реяии скважины Твсп •.

4. Рассчитываются затраты времени на процесс собственно бурения.

1б «i бр — * всп (4в6).

5. На оставшиеся затраты времени Те рассчитывается объем бурения в физическом выражении Q (метров), исходя из норм времени на бурение по интервалам глубин и категориям горных пород.

В результате расчета должно быть соблюдено равенство п т.

Тб = Z Z н—.

•-' J" J J (4.7) п т z т eti — q.

J-l=:1 J где: bj — мощность породы iой категории по бури-мости в j-ом интервале глубинып, т — соответственно количество пород (категорий) по буримости) и интервалов глубин;

Hij — норма времени на бурение / -той породы в jом интервале.

Очевидно, что приведенный порядок расчета трудно реализовать как в ручном режиме, так и при расчете на ЭВМ, так как уже на 3-ем шаге неясно, каким образом рассчитывать объем вспомогательных работ из-за отсутствия рассчитанных данных об основных работах (собственно бурение), определяющих объемы вспомогательных работ.

— 126.

Приведенный порядок расчета особенно неудобен для планирования буровых работ при бурении неглубоких скважин. В этом случае, обычно в практике, геологи суммируют для всех интервалов глубин объемы бурения пород различных категорий по всем скважинам, которые ожидается пробурить в данном месяце, и получают исходные данные для расчета по формуле (4.7).

Поэтому при расчете объема бурения Q обеспечение равенства (4.7) достигается методом перебора различных объемов, что обычно сопровождается потерей точности плановых показателей.

С целью устранения указанных недостатков предлагаются алгоритм расчета планового задания буровым бригадам и скорости бурения, основанный на последовательном расчете нормативной трудоемкости бурения скважин. Применение указанных алгоритмов позволяет не только автоматизировать плановые расчеты на уровне календарного планирования работы буровых бригад, но при наличии прогрессивных оптимально напряженных норм повысить точность и качество внутрипроизводственного планирования буровых работ.

Нормативная трудоемкость бурения скважин по прогрессивным нормам затрат труда рассчитывается по формуле:

TP=ztzeljyHirzz2 .н3 + znf.

Г js1 J> J 47 /.-/ > (4,8) где: мощность П0Р°Ды * категории по буримости и jом интервале глубины / -ой скважины (группы• скважин). п}тгк — соответственно количество категорий по бури-мости, количество интервалов глубин, количество скважин;

— 127.

Hij — норма времени на бурение Lой породы рациональным способом бурения в уом интервале глубин;

Z^jr ~ объем flого вида вспомогательных работ, выполняемых на каждой jой скважине (группе скважин) — = количество видов вспомогательных работ;

Ну — норма времени на выполнение дого вида вспомогательных работ;

П — нормативное время выполнения вспомогательных процессов между бурением очередных скважин (монтаж, демонтаж оборудования, перевозки).

По приведенной формуле (4.8) расчет нормативной трудоемкости ведется для каждой скважины (или группы скважин), что отличается от принятого порядка определения проектной нормативной трудоемкости бурения скважин по общему метражу бурения по породам различных категорий по буримости.

В укрупненном представлении алгоритм расчета месячного задания буровым бригадам можно свести к следующим этапам (рис.10).

1. Задаются геологические колонки скважин с учетом очередности бурения, тем самым становятся известными мощности и глубины залегания пород различных категорий по буримости. По формулам (4.3., 4.4., 4.5) определяется плановый месячный объем работ в нормативной трудоемкости.

2. Рассчитываются затраты времени на бурение первой скважины и выполнение вспомогательных работ, сопутствующих бурению (крепление, цементирование и др.) по формуле: n m ~t i=* j=t '/ J * 3 (4e9).

3. Сравнивается T, с Таг.

3.1. Если Т, = Тбр расчет окончен.

3.2. Если Т,.

П= Z PsHs.

S=1.

4.Ю) где: Ps — объем 5 -ого вида вспомогательных работ;

Hs — норма времени на выполнение Sого вида вспомогательных работ- - количество видов вспомогательных работ, выполняемых между бурением очередных скважин.

Суммируется Т, + П и сравнивается с ТРР. Если Т,+П<�Тбг, ы начинается счет для следующей скважины по формуле (4.8).

3.3. Еоли Т, > Т5р, то из Ti вычитаются затраты на выполнение работ, которые при расчете по формуле (4.8) присоединялись последними. На каждом шаге вычитания производится сравнение Т, с ТБР до получения равенства Т, = Тер, после которого счет прекращается.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

К числу важнейших проблем повышения эффективности геологоразведочного бурения скважин относится проблема повышения эффективности и качества управления производственными процессами.

В диссертационной работе исследованы и решены задачи совершенствования системы оперативного управления производством буровых работ. Разработаны методические рекомендации по совершенствованию процессов принятия решений при оперативном планировании, проектировании и управлении работой буровых бригад.

В результате проведенных исследований получены следующие основные выводы и рекомендации:

1. В результате анализа процессов проектирования, планирования, оперативного управления и с учетом современных требований к системам управления производством обоснована необходимость совершенствования системы оперативного управления буровыми работами.

2. Установлено, что одним из основных, условий совершенствования системы управления буровыми работами является моделирование информационных процессов и программно-целевой подход к анализу целей и задач системы.

3. В результате структурного анализа системы управления буровыми работами определены перечень и взаимосвязь целей, задач и исходных данных и разработана информационная система управления, определяющая взаимосвязь потоков информации в процессах принятия решений.

4. На основании исследования информационных потоков и анализа форм первичной документации разработана унифицированная система документации, позволяющая производить непрерывное накопление информации в соответствии с решаемыми задачами и обеспечивающая оперативное регулирование и управление производством буровых работ.

5. Обоснована правомерность нормативного расчета плановой скорости бурения и основных показателей плановых заданий буровым бригадам, разработаны математическая модель и алгоритм их расчета в автоматизированном режиме на основе непрерывного накопления производственных информации.

6. Исследованы и разработаны методы и алгоритм принятия проектных решении при расчете показателей бурения скважин.

7. На основании анализа и синтеза системы оперативного управления разработана организационная модель системы оперативного управления производством буровых работ.

Возможность и эффективность применения результатов исследований в практике буровых работ подтвервдается их апробацией в базовых организациях по проблеме «Разработка системы оптимального управления производством работ на геологоразведочном объекте» .

Структурная схема организационной модели оперативного управления бурением скважин прошла апробацию на рабочем совещании Координационного Совета по проблеме и была рекомендована б качестве типовой для организаций-соисполнителей.

Разработанная методика и алгоритм автоматизированного расчета плановой скорости и основных показателей плановых заданий буровым бригадам переданы для внедрения в МЭГЭИ Мин-гео УзССР. Условный экономический эффект от внедрения составил 26,1 тыс.рублей.

Унифицированная система первичной производственной документации УСД «Скважина» в соответствии с приказом Мингео СССР принята к опытному внедрению в ряде производственных организаций отрасли.

Использование результатов исследований в организациях Мингео СССР позволит повышать эффективность и качество управления производством буровых работ, а также открывает перспективу разработки автоматизированной системы управления производством (АСУП).

Развитием проведенных исследований является разработка в XI-й пятилетке отраслевого банка данных на основе накопления информации по законченным бурением скважинам (УСД «Скважина») с целью решения широкого круга задач по типизации геолого-технических условий бурения скважин и разработки автоматизированной системы расчета сметных нормативов.