Лабораторная информационно-управляющая система (ЛИУС) «Химик-Аналитик» в системе контроля качества предприятий добычи и транспортировки нефти

УДК 66.012.1; 66.012-52

 

Лабораторная информационно-управляющая система (ЛИУС) «Химик-Аналитик» в системе контроля качества предприятий добычи и транспортировки нефти

Герасимова Н.В. – инженер-химик, НИИ ВН ТПУ; Сквирская И.И. – к.т.н., с.н.с., ведущий специалист, НИИ ВН ТПУ; Терещенко В.А. – ведущий специалист по маркетингу, НИИ ВН ТПУ; Янин А.М. – инженер-программист, НИИ ВН ТПУ.

Место и роль аналитической службы в отрасли

Добыча нефти сопровождается анализом сырья на предмет определения степени его соответствия нормативным требованиям и получением необходимой информации для выбора технологии доведения его до уровня товарного продукта. Кроме того, отслеживание динамики изменения состава сырья дает возможность прогноза ресурсных возможностей скважин  и месторождений в целом,  и позволяет своевременно планировать соответствующие технические и организационные мероприятия. Контроль состава неразрывно сопровождает добытую нефть на всех последующих этапах ее подготовки, транспортировки, переработки и реализации готовой продукции. Так как добыча нефти небезопасна для окружающей среды, она обязательно сопровождается контролем и оценкой состояния таких объектов, как вода, почва и воздушная среда.
Учитывая то, что экспорт  нефти составляет более 30% от общего экспорта  страны в денежном выражении [1], а стоимость в значительной степени зависит от её качества, становится очевидной в структуре предприятий нефтяного комплекса роль лабораторий, выполняющих функции аналитического контроля. К тому же непрерывное ужесточение требований к обеспечению экологической безопасности производства требует систематического мониторинга.

Требования к аналитической службе

С развитием рыночных отношений и ориентацией экономики страны на мировое экономическое пространство изменяются требования к культуре производств и качеству выпускаемой продукции. Данная тенденция касается и испытательных лабораторий, деятельность которых на современном этапе регламентируется  национальным стандартом ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025 – 2006 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий». Этот документ представляет собой полный аутентичный текст международного стандарта. Он содержит требования, которым должны соответствовать испытательные лаборатории, если они намерены показать, что у них действует система менеджмента качества, что они технически компетентны и способны представлять достоверные результаты.

Дополнительно в 2002 г. в России были приняты в качестве национальных стандарты ГОСТ Р ИСО 5725-2002, являющиеся принципиально новыми документами в части контроля качества выполнения испытаний, проводимых аналитической лабораторией. В нормативной документации предусматривается процедура оперативного внутреннего контроля выполнения измерений при реализации методики в лаборатории. На практике это означает, что анализы рабочих проб сопровождаются  проведением анализа на стандартных образцах. Это приводит к увеличению   массива информации.

Наряду с данными стандартами, отражающими современные требования к испытательным лабораториям, существуют стандарты отраслевого значения, а также не исключается наличие регламентов  предприятий. Их действия распространяются на формы и перечень выходных документов.

Повышение достоверности результатов испытаний (за счет исключения ошибок на стадиях расчетов, метрологической обработки результатов и оформления) и оперативности их предоставления является одним из действенных способов управления технологическими процессами и получения качественной продукции. Достижению высоких показателей при современных требованиях к аналитическим службам способствует внедрение автоматизированных информационных систем.

ЛИУС «Химик-Аналитик»

ЛИУС - это инструмент, позволяющий увязать все функции современной аналитической службы в едином информационном пространстве от планирования отбора проб до выдачи результатов измерений, их обработки, архивирования, формирования требуемых документов для представления их в соответствующие уполномоченные службы. ЛИУС «Химик-Аналитик» один из первых отечественных продуктов по автоматизации деятельности  лабораторий, способный учитывать особенности стандартов и регламентов всех уровней. Основа системы разрабатывалась в соответствии с требованиями национальных стандартов с учетом особенностей отраслевых стандартов и регламентов предприятий.

  • Программный комплекс ЛИУС «Химик-аналитик» обеспечивает выполнение следующих задач:
  • управление персоналом и ресурсами, планирование работ в аналитической лаборатории;
  • ведение электронных лабораторных журналов с метрологической обработкой результатов анализа;
  • ведение вспомогательных журналов приготовления растворов, учета прихода и расхода реактивов, химической посуды и оборудования, инженерно-экологических расчетов;
  • организацию внутрилабораторного контроля в соответствии с РМГ 76-2004, ГОСТ Р ИСО 5725-2002;
  • статистическую обработку результатов измерений и представление их в виде выходных документов лаборатории: отчетов, протоколов анализов, графиков и диаграмм;
  • формирование документов аналитической лаборатории;
  • централизацию информационных потоков территориально удалённых производственных структур;
  • централизованное хранение и управление справочными данными;
  • интеграцию с оборудованием и другими информационными системами предприятия.

Программный продукт прошёл процедуру аттестации на подтверждение соответствия требованиям РМГ 76-2004, ГОСТ Р ИСО 5725-2002, Р 50.2.060-2008, РМГ 54-2003, МУ 6/113-30-19-83, РМГ 60-2003 в части проверки приемлемости результатов измерений, положений внутреннего контроля качества результатов измерений, расчетов параметров градуировочных графиков и метрологических характеристик аттестованных смесей.

Широкий спектр функциональных возможностей, меньшая суммарная величина затрат на внедрение по сравнению с зарубежными аналогами, удобство работы и, что самое важное – исполнение работ по адаптации «под ключ» - все это привлекло внимание потребителей к ЛИУС «Химик-Аналитик». Сегодня система успешно работает в аналитических службах таких нефтедобывающих и нефтетраспортных компаний, как: ОАО «Транссибнефть», ООО «Спецморнефтепорт Козьмино», ОАО «Северо-западные магистральные нефтепроводы», ОАО «Газпромнефть-Хантос»; ОАО «Сибтранснефтепродукт», ОАО «ТНК-Нижневартовск»; ОАО «Тюменнефтегаз»; ОАО «ТНК-Уват»; ЗАО «Томская нефть» и т.д.

Предприятие-заказчик получает полностью готовый к использованию в производстве продукт, позволяющий создавать необходимый набор выходных документов (протоколов, паспортов качества и сводных документов). Это приводит к значительному сокращению суммарных затрат предприятия на запуск ЛИУС в эксплуатацию. Дальнейший путь удешевления очевиден и связан с созданием унифицированных проектных решений для отрасли или корпорации.

Возможности ЛИУС для решения задач отрасли

Лаборатории предприятий добычи нефти характеризуются высокой интенсивностью проводимых испытаний.  К примеру, установлено, что на одном из крупных месторождений ТНК-ВР за год только в одной базе ЛИУС «Химик-Аналитик» было зарегистрировано приблизительно 300000 анализов с 8000 скважин. [2]. В лабораториях ДНС-32 ОАО «ТНК-Нижневартовск» выполняется до двух тысяч анализов в день. Для упрощения регистрации проб и результатов испытаний в системе с такой интенсивностью потребовалось разработать специальный мини-журнал «Регистрация анализов продукции скважин». Он рассчитан на работу с определенным ограниченным числом показателей. При введении номера скважины автоматически отображается информация о предыдущих испытаниях по ней в убывающем порядке дат отбора пробы. Это позволяет сотрудникам лабораторий легко найти необходимую запись, идентифицировать изменения и сократить время при вводе большого числа анализов по скважинам.

Одним из специфических моментов адаптации ЛИС для предприятий ТНК-ВР являлось то, что для настройки лабораторных журналов необходимо было внести в ЛИС информацию о скважинах, к которым привязаны результаты анализа проб. Эта информация представлена в программном обеспечении OilInfoSystem (OIS) – продукте комплексной автоматизации производственной деятельности нефтегазодобывающей компании, который внедрен на вышеуказанных предприятиях. В ходе интеграции систем разработан механизм импорта данных из OIS в ЛИУС в части информации о скважинах, пластах, кустах, технологических режимах работы, состоянии скважины на день отбора пробы и т.д., и экспорта данных с информацией о проведенных анализах и результатах испытаний [3].

Территориальная зависимость отрасли часто вынуждает сотрудников АС работать вахтовым методом. При смене вахты нередко ограничена либо отсутствует возможность личного общения сотрудников передающих и принимающих смену. Использование ЛИУС позволяет принимающему смену самостоятельно и оперативно ознакомиться с результатами работы предыдущей вахты без необходимости просмотра большого количества бумажных лабораторных журналов, а извлекая необходимые данные в сводных  документах. Это позволяет без потерь времени приступить к текущим работам в лаборатории.

  • Помимо ряда специализированных технических особенностей ЛИУС, для достижения эффективности автоматизации авторами используется наработанная годами технология внедрения, главными особенностями которой являются:
  • глубокий предпроектный анализ объекта автоматизации;
  • ускоренная адаптация с использованием прототипа;
  • обучение пользователей;
  • сопровождение.

Необходимой составляющей успешности внедрения ЛИУС является организация и проведение обучения специалистов лаборатории. Для этого предлагается несколько специализированных разработанных учебных  программ. Общая программа обучения рассчитана на 72 часа, курс по использованию инструментов автоматизации внутрилабораторного контроля составляет 24 часа, более глубокое изучение инструментов настройки  ЛИУС – до двух месяцев. В процессе обучения используются реальные производственные примеры расчетов, лабораторные журналы, объекты анализа и методики. По окончании курса обучения проводится тестирование с последующей выдачей именных сертификатов. Обучение проводится в компьютерном классе заказчика, либо у разработчика. Наиболее предпочтительным с экономической и организационной точки зрения является первый вариант.

Непрерывный процесс совершенствования ЛИУС.

С течением времени различные аспекты внешней среды ЛИУС претерпевают изменение: эволюционирует аппаратное и программное (системное и специализированное) обеспечение, увеличивается состав и требования примыкающих автоматизированных информационных систем, изменяются потребности лабораторий и предприятий. Эффективное внедрение и эксплуатация ЛИУС в таких условиях возможна только в процессе ее  постоянного совершенствования.

Важным этапом развития системы в направлении повышения качества деятельности лаборатории явилось создание блока внутрилабораторного контроля (ВЛК) [4,5]. Ему предшествовали исследования адаптированной к международным стандартам нормативной документации для аналитических лабораторий: терминологии, принципов и механизмов метрологического обеспечения количественного химического анализа. Было классифицировано и исследовано возросшее  множество алгоритмов оценки и контроля показателей химического анализа. Кроме того, было установлено, что в деятельности аналитических лабораторий наряду с задачами, которые требуют пересмотра, появились новые, подлежащие решению:

  • необходимость установления характеристик погрешности результатов анализа при реализации методики в лаборатории;
  • оценка приемлемости результатов испытаний, получаемых в условиях повторяемости, воспроизводимости;
  • проверка компетентности лабораторий посредством межлабораторных сравнительных испытаний.

Выявленные задачи легли в основу разработки блока ВЛК, реализующего требования системы менеджмента качества, активно внедряемой на предприятиях-экспортерах. С его помощью автоматизируется контроль процедуры анализа и стабильности результатов анализа и значительно упрощается организация серий контрольных процедур с привязкой к определяемому компоненту и методике анализа.

  • В связи с появлением тенденций, направленных на:
  • широкомасштабное внедрение корпоративных информационных систем (КИС), ERP, MES в производственных структурах;
  • постепенное оснащение лабораторий современными приборами контроля,

для ЛИУС «Химик-Аналитик» стала актуальной задача информационного обмена с внешними программно-аппаратными комплексами. Для ее решения был разработан специализированный интерфейсный блок «Интеграция», спроектированный таким образом, чтобы минимизировать трудоемкость организации взаимодействия с используемыми на предприятиях приборами и системами, перечень которых с каждым годом увеличивается. Интеграция ЛИУС в информационное пространство предприятия позволила  оперативно использовать результаты анализов в технологическом процессе и обеспечить их доступность другим отделам и руководству, возможность формировать заявки на анализ из производственных отделов. Лаборатория, в свою очередь, как часть производственной структуры имеет возможность оперативно получать разнородную информацию, необходимую для осуществления ее деятельности. Стыковка с приборной базой аналитической лаборатории позволила снизить влияние человеческого фактора.

Практика внедрения ЛИУС "Химик-Аналитик" в различных отраслях, в том числе и на предприятиях нефтяной отрасли, показала, что наиболее длительным и трудоемким ее этапом является настройка подсистемы генерации выходных документов, комплект и формы которых зачастую уникальны и регламентируются, как правило, стандартами предприятия. Аналитические лаборатории кроме документов, непосредственно отражающих результаты их деятельности (протоколы анализов, сертификаты, паспорта качества), вынуждены передавать другим подразделениям, руководству предприятия и контролирующим организациям массу дополнительных документов (различные выборки, сводки, итоги и т.д.). Нередко их структура оказывается весьма сложной, требующей разнообразной многоэтапной обработки исходных данных. На реализацию таких форм уходит большая часть времени даже, несмотря на то, что работа выполняется опытнейшими специалистами с использованием специализированного дизайнера документов собственной разработки [6].

 

В настоящее время прорабатывается вариант создания и использования в ЛИУС «Химик-аналитик» унифицированных комплектов форм выходных документов для лабораторий предприятий внутри одной компании или отрасли. Необходимость решения этой задачи продиктована позицией руководства компаний и направлена на стандартизацию и повышение эффективности использования полученной информации. Для унификации форм отчетных документов предлагается введение процедуры экспертизы технических заданий на внедрение ЛИУС и утверждение его со стороны руководства холдингов. При этом внедрение основного пакета документов может быть дополнено и расширено сразу или в дальнейшем под технические требования конкретного предприятия-заказчика.

Использование единого комплекта выходных документов существенно упростит и удешевит работы по обучению, вводу и сопровождению ЛИУС внутри одной компании. Это в свою очередь позволит снизить риски внедрения ЛИУС, ускорить процесс ввода в эксплуатацию. В целом, унификация документов и, как следствие, снижение стоимости позволит корпорациям и их региональным подразделениям быстро и с существенной экономией перейти к полной автоматизации деятельности аналитических служб.

Список литературы:

  1. Платежный баланс Российской Федерации за 2009г. [Электрон. ресурс] / 2010. -  Режим доступа : http://cbr.ru/statistics/print.aspx?file=credit_statistics/bal_of_paym_an_09.htm&pid=svs&sid=pbDK_an
  2. Кирьянова О.И., Соловьев А.А. Взаимодействие ЛИС «Химик-аналитик» и OilInfoSystem в Бизнес-Еденице «Самотлор» //Всероссийская школа-семинар. «Лабораторные информационные системы: их роль в обеспечении  требований стандартов и контроля качества измерений»: сборник трудов. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - С. 137 – 141.
  3. Толстихина Т.В., Сафьянов А.С. Внедрение ЛИС «Химик-аналитик» в подразделениях ТНК-ВР //Всероссийская школа-семинар. «Лабораторные информационные системы: их роль в обеспечении  требований стандартов и контроля качества измерений»: сборник трудов. – Томск:  Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - С. 134 – 137.
  4. Терещенко А.Г., Толстихина Т.В., Терещенко О.В. Автоматизация внутрилабораторного контроля на базе ЛИС "Химик-аналитик" //Законодательная и прикладная метрология, 2007. № 2. - С.34 – 41.
  5. Терещенко А.Г., Толстихина Т.В., Терещенко О.В. Метрологическое обеспечение результатов испытаний для аналитических лабораторий нефтяной и газовой отрасли на базе ЛИС "Химик-аналитик"// Новые высокие технологии газовой, нефтяной промышленности, энергетике и связи. Т.16. «CITOGIC’2006» - М.: Изд-во «Академия техн. наук РФ», 2007. - С.709 – 720.
  6. Терещенко А.Г., Соколов В.В., Сафьянов А.С., Ткаченко Д.В., Мизин П.А. Средство генерации выходных документов в системах управления аналитическими лабораториями //Автоматизация и современные технологии, 2006. № 8. - С.40-45.