Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов
Рассмотрен вопрос выбора оптимальных организационно-технологических вариантов функционирования ремонтно-эксплуатирующего подразделения (РЭП). Разработана математическая модель системы технического обслуживания и ремонта (ТОиР) линейной части магистрального газопровода (ЛЧ МГ). Приведена методика по...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Математичні машини і системи |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/84385 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов / И.И. Остапюк // Математичні машини і системи. — 2014. — № 2. — 78-83. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-84385 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Остапюк, И.И. 2015-07-06T19:28:21Z 2015-07-06T19:28:21Z 2014 Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов / И.И. Остапюк // Математичні машини і системи. — 2014. — № 2. — 78-83. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1028-9763 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/84385 621.438:622 Рассмотрен вопрос выбора оптимальных организационно-технологических вариантов функционирования ремонтно-эксплуатирующего подразделения (РЭП). Разработана математическая модель системы технического обслуживания и ремонта (ТОиР) линейной части магистрального газопровода (ЛЧ МГ). Приведена методика по оценке оптимальности принятых организационно-технологических решений (функция цели в виде средних суммарных удельных затрат на ТОиР ЛЧ МГ с учетом показателей надежности и ремонтопригодности газотранспортной системы) в зависимости от всех характеристик структурной схемы размещения РЭП в системе ТОиР и режима функционирования подразделений в ходе контрольно-восстановительных мероприятий. Розглянуто питання вибору оптимальних організаційно-технологічних варіантів функціонування ремонтно-експлуатуючого підрозділу (РЕП). Розроблено математичну модель системи технічного обслуговування і ремонту (ТОіР) лінійної частини магістрального газопроводу (ЛЧ МГ). Наведено методику щодо оцінки оптимальності прийнятих організаційно-технологічних рішень (функція цілі у вигляді середніх сумарних питомих витрат на ТОіР ЛЧ МГ з урахуванням показників надійності та ремонтопридатності газотранспортної системи) в залежності від усіх характеристик структурної схеми розміщення РЕП в системі ТОіР і режиму функціонування підрозділів у ході контрольно-відновлювальних заходів. The problem of choosing the best organizational and technological options of repair and maintenance units (RMU) functioning was regarded. A mathematical model of maintenance system (MS) of the linear part of the main gasline (LP MG) was developed. The methodology to assess the optimality of organizational and technological solutions (the objective function in the form of average total unit costs for MR LP MG based on indicators of reliability and maintainability of the gas transportation system) depending on the characteristics of the structural location of the RMD in the MRO system and the mode of functioning units during control and rehabilitation measures was given. ru Інститут проблем математичних машин і систем НАН України Математичні машини і системи Інформаційні і телекомунікаційні технології Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов Оптимізація вибору технології та комплектації ремонтно-експлуатаційних підрозділів при обслуговуванні лінійної частини магістральних газопроводів Optimization of technology choice and integration of repair and maintenance units of the linear part of main gaslines Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов |
| spellingShingle |
Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов Остапюк, И.И. Інформаційні і телекомунікаційні технології |
| title_short |
Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов |
| title_full |
Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов |
| title_fullStr |
Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов |
| title_full_unstemmed |
Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов |
| title_sort |
оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов |
| author |
Остапюк, И.И. |
| author_facet |
Остапюк, И.И. |
| topic |
Інформаційні і телекомунікаційні технології |
| topic_facet |
Інформаційні і телекомунікаційні технології |
| publishDate |
2014 |
| language |
Russian |
| container_title |
Математичні машини і системи |
| publisher |
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Оптимізація вибору технології та комплектації ремонтно-експлуатаційних підрозділів при обслуговуванні лінійної частини магістральних газопроводів Optimization of technology choice and integration of repair and maintenance units of the linear part of main gaslines |
| description |
Рассмотрен вопрос выбора оптимальных организационно-технологических вариантов функционирования ремонтно-эксплуатирующего подразделения (РЭП). Разработана математическая модель системы технического обслуживания и ремонта (ТОиР) линейной части магистрального газопровода (ЛЧ МГ). Приведена методика по оценке оптимальности принятых организационно-технологических решений (функция цели в виде средних суммарных удельных затрат на ТОиР ЛЧ МГ с учетом показателей надежности и ремонтопригодности газотранспортной системы) в зависимости от всех характеристик структурной схемы размещения РЭП в системе ТОиР и режима функционирования подразделений в ходе контрольно-восстановительных мероприятий.
Розглянуто питання вибору оптимальних організаційно-технологічних варіантів функціонування ремонтно-експлуатуючого підрозділу (РЕП). Розроблено математичну модель системи технічного обслуговування і ремонту (ТОіР) лінійної частини магістрального газопроводу (ЛЧ МГ). Наведено методику щодо оцінки оптимальності прийнятих організаційно-технологічних рішень (функція цілі у вигляді середніх сумарних питомих витрат на ТОіР ЛЧ МГ з урахуванням показників надійності та ремонтопридатності газотранспортної системи) в залежності від усіх характеристик структурної схеми розміщення РЕП в системі ТОіР і режиму функціонування підрозділів у ході контрольно-відновлювальних заходів.
The problem of choosing the best organizational and technological options of repair and maintenance units (RMU) functioning was regarded. A mathematical model of maintenance system (MS) of the linear part of the main gasline (LP MG) was developed. The methodology to assess the optimality of organizational and technological solutions (the objective function in the form of average total unit costs for MR LP MG based on indicators of reliability and maintainability of the gas transportation system) depending on the characteristics of the structural location of the RMD in the MRO system and the mode of functioning units during control and rehabilitation measures was given.
|
| issn |
1028-9763 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/84385 |
| citation_txt |
Оптимизация выбора технологии и комплектации ремонтно-эксплуатационных подразделений при обслуживании линейной части магистральных газопроводов / И.И. Остапюк // Математичні машини і системи. — 2014. — № 2. — 78-83. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT ostapûkii optimizaciâvyboratehnologiiikomplektaciiremontnoékspluatacionnyhpodrazdeleniipriobsluživaniilineinoičastimagistralʹnyhgazoprovodov AT ostapûkii optimízacíâviborutehnologíítakomplektacííremontnoekspluatacíinihpídrozdílívpriobslugovuvannílíníinoíčastinimagístralʹnihgazoprovodív AT ostapûkii optimizationoftechnologychoiceandintegrationofrepairandmaintenanceunitsofthelinearpartofmaingaslines |
| first_indexed |
2025-11-25T21:07:17Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:07:17Z |
| _version_ |
1850549431408001024 |
| fulltext |
78 © Остапюк И.И., 2014
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2014, № 2
УДК 621.438:622
И.И. ОСТАПЮК*
ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ И КОМПЛЕКТАЦИИ РЕМОНТНО-
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ
ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
*
ООО «ИК «Машекспорт», Киев, Украина
Анотація. Розглянуто питання вибору оптимальних організаційно-технологічних варіантів функ-
ціонування ремонтно-експлуатуючого підрозділу (РЕП). Розроблено математичну модель систе-
ми технічного обслуговування і ремонту (ТОіР) лінійної частини магістрального газопроводу (ЛЧ
МГ). Наведено методику щодо оцінки оптимальності прийнятих організаційно-технологічних рі-
шень (функція цілі у вигляді середніх сумарних питомих витрат на ТОіР ЛЧ МГ з урахуванням по-
казників надійності та ремонтопридатності газотранспортної системи) в залежності від усіх
характеристик структурної схеми розміщення РЕП в системі ТОіР і режиму функціонування під-
розділів у ході контрольно-відновлювальних заходів.
Ключові слова: магістральний газопровід, ремонтно-експлуатуючі підрозділи, технічне обслугову-
вання та ремонт, математична модель, контрольно-відновлювальні заходи.
Аннотация. Рассмотрен вопрос выбора оптимальных организационно-технологических вариан-
тов функционирования ремонтно-эксплуатирующего подразделения (РЭП). Разработана мате-
матическая модель системы технического обслуживания и ремонта (ТОиР) линейной части ма-
гистрального газопровода (ЛЧ МГ). Приведена методика по оценке оптимальности принятых ор-
ганизационно-технологических решений (функция цели в виде средних суммарных удельных затрат
на ТОиР ЛЧ МГ с учетом показателей надежности и ремонтопригодности газотранспортной
системы) в зависимости от всех характеристик структурной схемы размещения РЭП в системе
ТОиР и режима функционирования подразделений в ходе контрольно-восстановительных меро-
приятий.
Ключевые слова: магистральный газопровод, ремонтно-эксплуатирующие подразделения, техни-
ческое обслуживание и ремонт, математическая модель, контрольно-восстановительные меро-
приятия.
Abstract. The problem of choosing the best organizational and technological options of repair and
maintenance units (RMU) functioning was regarded. A mathematical model of maintenance system (MS)
of the linear part of the main gasline (LP MG) was developed. The methodology to assess the optimality of
organizational and technological solutions (the objective function in the form of average total unit costs
for MR LP MG based on indicators of reliability and maintainability of the gas transportation system)
depending on the characteristics of the structural location of the RMD in the MRO system and the mode of
functioning units during control and rehabilitation measures was given.
Keywords: main gasline, repair and maintenance unit, maintenance support, mathematical model, control
and rehabilitation measures.
1. Вступ
Реальная оснащенность производственных подразделений в системе ТОиР не соответству-
ет требованиям действующих нормативов. Аналогичная ситуация складывается и в вопро-
сах комплектации РЭП обслуживающим персоналом. Поэтому задачи повышения эффек-
тивности использования имеющихся в распоряжении технических средств (включая
транспортные) при проведении восстановительных мероприятий на основе научной орга-
низации ТОиР и оптимального управления техническими ресурсами имеют в данный мо-
мент все большее значение.
Для выполнения объема работ по организации ТОиР необходимо привлечь опреде-
ленные мощности (набор машин и механизмов и обслуживающий их персонал). Совокуп-
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2014, № 2 79
ность технических средств и человеческих ресурсов принято называть модулем. Состав
технологического модуля определяется технологией выполняемых работ, а также особыми
условиями, наличием того или иного типа техники, временными ограничениями и другими
факторами.
Предлагаются модульно-технологическая модель обслуживания и ремонта объектов
ЛЧ МГ и методика оценки показателей эффективности деятельности РЭП, которая позво-
ляет решать задачи оптимального организационно-управленческого обеспечения ТОиР.
Речь идет о совершенствовании организации и управления процессом эксплуатационного
обслуживания при:
– известном размещении и твердом закреплении за РЭП определенных участков га-
зопроводов;
– фиксированной стратегии и режиме контрольно-восстановительных мероприятий;
– известной суммарной мощности РЭП, уровне его машинооснащения и укомплек-
тованности;
– при наличии информации о состоянии системы в целом,влиянии внешних случай-
ных неуправляемых факторов.
При наличии достаточно жестких ограничений, налагаемых на формирование моде-
ли, многофакторность процесса функционирования РЭП и случайный характер парамет-
ров, влияющих на него, требуют непосредственного использования ЭВМ при проведении
расчетов.
Постановка проблемы
Моральное и физическое старение труб, технологического оборудования снижает их энер-
гетическую эффективность, надежность, безопасность работы газопроводов, загрязняет
окружающую среду. Мощность современных магистральных газопроводов такова, что по-
вреждения на линейной части оказывают на только значительные потери газа и расходы на
ремонтно-восстановительные работы, но и являются источниками крупных аварий с воз-
можными катастрофическими последствиями (в том числе с человеческими жертвами),
наносят вред экологии. Особенно актуальна эта проблема для газопроводов, пролегающих
в густонаселенных районах.
В связи с этим при планировании контрольно-восстановительных мероприятий на
действующих газовых магистралях необходимо ужесточить требования, предъявляемые к
линейным эксплуатационным службам при планировании и проведении обслуживания и
ремонта с целью обеспечения надежной и безотказной работы системы.
Цель
Постановка и решение задачи оптимизации выбора оптимальных организационно-
технологических вариантов функционирования ремонтно-эксплуатационных подразделе-
ний с использованием метода математического моделирования.
2. Постановка задачи и формирование математической модели
Итак, под процессом функционирования К-го РЭП в системе ТОиР ЛЧ МГ будем пони-
мать освоение некоторого системного комплекса работ K
VR , выполненного для устранения
повреждений, случайно появившихся в ходе эксплуатации, и отказов на линейной части, а
также выполнение ряда мер эксплуатационного характера. Цель функционирования РЭП
можно конкретизировать с учетом предыдущих замечаний: достижение определенных
объемных и качественных показателей, характеризующих поток заявок на ТОиР, с наи-
меньшими затратами и в кратчайшие сроки.
Так как эти цели порой противоречат друг другу, сформулируем три подхода к по-
становке задачи повышения эффективности ТОиР.
80 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2014, № 2
Первый подход заключается в том, что в процессе выработки оптимальных органи-
зационно-технологических решений главной целью является достижение минимальных
затрат и расходов на проведение ремонтно-восстановительных и профилактических работ
в течение некоторого фиксированного максимально допустимого периода времени. Второй
подход состоит в стремлении максимально ускоренного проведения комплекса необходи-
мых работ с некоторыми ограничениями по суммарной мощности привлекаемых подраз-
делений. Использование того или иного подхода существенно упрощает процесс поиска
оптимальных решений за счет резкого сокращения числа рассматриваемых альтернатив-
ных вариантов организационно-технологического обеспечения ТОиР, сокращение вычис-
лительных операций. Однако при рассмотрении системы без учета влияния различных
управляемых и случайных факторов вне их системной связи вряд ли удастся отыскать гло-
бальный оптимум исследуемой функции цели. В связи с этим наибольший интерес пред-
ставляет задача поиска оптимальных соотношений объемных, качественных и временных
показателей без фиксирования каких-либо из них. Иными словами, третий подход к поста-
новке задачи может быть сформулирован так: осуществить выполнение комплекса необ-
ходимых работ в таком объеме, в такие сроки, по такой технологии, таким составом и ма-
шинооснащением, при которых общие суммарные системные расходы были бы минималь-
ными.
Итак, выбор оптимальных организационно-технологических вариантов функциони-
рования РЭП целесообразно вести по двум критериям: затраты на проведение ремонтно-
эксплуатационного обслуживания (с учетом основных производственных затрат и сопут-
ствующих); продолжительность выполнения комплекса ремонтно-восстановительных ра-
бот, требующих снижения производительности газопровода или его полной остановки.
Причем, указанные критерии оптимизации очень противоречивы: с одной стороны,
затраты на ремонтно-восстановительные работы резко возрастают при сокращении време-
ни, выделенного на их проведение, с другой стороны, неоправданное продолжение време-
ни ремонта ведет к большим убыткам у потребителя вследствие снижения пропускной
способности газопровода (или его полной остановки).
Одним из важнейших этапов планирования, организации и управления деятельно-
стью ремонтно-эксплуатационного подразделения в ходе ТОиР является выбор технологии
проведения тех или иных профилактических и восстановительных работ линейной части с
учетом конкретных условий эксплуатации и других сопутствующих факторов. В настоя-
щее время, кроме требований СНиП и типовых проектов на выполнение отдельных ре-
монтно-восстановительных работ [1–3], не существует обоснованных рекомендаций по
принятию тех или иных технологических решений. Анализ практики эксплуатации и вос-
становления газотранспортных систем доказывает существование различных альтернатив-
ных вариантов технологии проведения работ на различных объектах ЛЧ. Существенно
влияют на эффективность того или иного решения особые условия эксплуатации, а также
ограничения, связанные с наличием ресурсов (времени, средств, материально-технических
и др. средств). Главную роль при оценке сложившейся ситуации на обслуживаемом участ-
ке (объекте) ЛЧ и принятии решений о порядке и технологии проведения ремонтно-
восстановительных работ играют, как правило, руководители эксплуатационных подраз-
делений. Основой такой оценки является личный производственный опыт конкретного ру-
ководителя (или группы людей) с учетом нескольких наиболее явных факторов. Опыт экс-
плуатации показывает, что подобный подход не всегда корректен, учитываются не всегда
весомые факторы, что приводит к принятию неэффективных технологических решений,
нерациональному использованию имеющихся ресурсов, повышению эксплуатационных
расходов и потерям в ходе ТОиР ЛЧ МГ.
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2014, № 2 81
В рамках модульно-технологической модели ТОиР ЛЧ МГ и ее элементов сформи-
рованы наиболее распространенные технологические наборы восстановительных и профи-
лактических работ различных уровней приоритета.
Каждому технологическому набору работ соответствует вполне определенный тех-
нологический модуль – набор машин, механизмов и обслуживающего персонала, необхо-
димого для его выполнения. Варьируя технологией работ и оснащением модуля, можно
достигать различных показателей производительности [4].
Причем, необходима комплексная оценка всех факторов, влияющих на процесс
функционирования данного подразделения. К этим факторам относятся все характеристи-
ки структурной схемы размещения РЭП в системе ТОиР и режима функционирования
подразделений в ходе контрольно-восстановительных мероприятий. Критерием оптималь-
ности принятых организационно-технологических решений является функция цели в виде
средних суммарных удельных затрат на ТОиР ЛЧ МГ с учетом показателей надежности и
ремонтопригодности газотранспортной системы.
Задача выбора рациональной технологии сводится к нескольким последовательным
этапам:
– оценка ситуации и формирование возможных вариантов технологии выполнения
работ с привлечением определенных мощностей;
– анализ технологических ограничений и других факторов, выступающих в качест-
ве таковых;
– подготовка исходных данных для проведения расчетов по оставшимся альтерна-
тивным вариантам;
– расчет и сопоставление показателей эффективности рассмотренных технологиче-
ских альтернатив.
В общем виде задача выглядит так:
( )
;
min 3 ; ,
KN KN
jv jv
KN KN
jv jv
R m
R m∑
(1)
где
KN
jv
R
– вид технологии;
KN
jv
m
– технологический модуль;
3 – средние суммарные удельные затраты;
j – набор работ;
v – объект (элемент);
N – уровень приоритета;
K – РЭП в системе.
При ограничениях на время выполнения работ:
( )
;
min 3 ;
,
KN KN
jv jv
KN KN
jv jv
R m
доп
R m∑
τ ≤ τ
(2)
где τ – затрата времени на выполнение работ.
При ограничениях на мощность привлеченных подразделений:
82 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2014, № 2
( )
;
min 3 ;
.
KN KN
jv jv
KN KN
jv jv
R m
KN К
jv факт
R m
m М
∑
≤
(3)
При ограничениях на любые виды материально-технических ресурсов:
( )
;
min 3 ;
,
KN KN
jv jv
KN KN
jv jv
R m
K K
V Vфакт
R m
S S
∑
≤
(4)
где S – материально-технические ресурсы.
При ограничениях на суммарный убыток (объем) недопоставки газа потребителю:
( )
;
min 3 ;
,
KN KN
jv jv
KN KN
jv jv
R m
доп
R m
Q Q
∑
≤
(5)
где Q – некий допустимый уровень убытка от потерь газа.
На практике часто возникает ситуация, когда для выполнения больших трудоемких
восстановительных (плановых или аварийных) работ недостаточно имеющихся мощностей
и ресурсов. Недостаточно, как правило, производительности (ресурсов) для обеспечения
именно эффективной работы в народнохозяйственном масштабе в соответствии с предло-
женной выше математической моделью системы ТОиР ЛЧ МГ. В подобных случаях суще-
ствуют два пути:
– осуществлять планируемые работы имеющимися средствами, не оценивая эффек-
тивность такого подхода;
– привлекать дополнительные ресурсы и мощности извне (например, соседнего
подразделения).
Отвергая первый путь как таковой, что не представляет научного интереса, задачу
целесообразности и эффективности привлечения дополнительных мощностей можно пред-
ставить в виде
{ }
{ }( )min 3
KKN
jv k
KN
jv
m
m
=
∑
(6)
при
KN KN
jv jv фактm m≤
.
При привлечении дополнительных материально-технических ресурсов:
{ }
{ }( )min 3
KKN
jv k
KN
jv
S
S
=
∑
(7)
при KN
факт jv
KN
jv SS ≤
.
3. Выводы
Предлагаемая методика позволяет выполнять различные расчеты с целью поиска опти-
мальных организационно-технологических решений по критерию минимума средних сум-
марных удельных затрат. Большая база данных и возможность оперативной обработки
большого объема информации дает возможность использования данной компьютерноори-
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2014, № 2 83
ентированной методики при оперативном управлении ремонтно-эксплуатационными под-
разделениями различного иерархического уровня и специализации непосредственно в ходе
ТОиР действующих газотранспортных систем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. –
М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1984. – 831 с.
2. Левин В.И. Структурно-логические методы исследования сложных систем с применением ЭВМ /
Левин В.И. – М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. – 304 с.
3. Шибнев А.В. Оптимизация периодичности проверок объектов линейной части газопроводов /
А.В. Шибнев // Транспорт, переработка и использование газа в народном хозяйстве. – 1984. – № 12.
– С.7 – 9.
4. Грудзь В.Я. Обслуживание газотранспортных систем / Грудзь В.Я., Тымкив Д.Ф., Яковлев Е.И. –
К.: УМК ВО, 1991. – 160 с.
Стаття надійшла до редакції 08.07.2013
|