網絡化鉆井企業(yè)資源計劃系統(tǒng)體系結構研究

摘 要

摘要：由于油氣鉆井投資大，鉆井物料消耗的管理與控制難，傳統(tǒng)的鉆井企業(yè)物資供應管理模式和軟件系統(tǒng)已難以適應市場競爭環(huán)境下鉆井企業(yè)發(fā)展的需要。為優(yōu)化鉆井企業(yè)物資供應管理過
摘要：由于油氣鉆井投資大，鉆井物料消耗的管理與控制難，傳統(tǒng)的鉆井企業(yè)物資供應管理模式和軟件系統(tǒng)已難以適應市場競爭環(huán)境下鉆井企業(yè)發(fā)展的需要。為優(yōu)化鉆井企業(yè)物資供應管理過程、提高效益、控制成本，將企業(yè)資源計劃管理思想和鉆井企業(yè)管理實際相結合，基于計算機網絡，提出網絡化鉆井企業(yè)資源計劃管理模型。通過構建鉆井物料清單，實現(xiàn)了鉆井物資供應的優(yōu)化和企業(yè)計劃、資金等資源信息的集成管理以及鉆井企業(yè)與客戶、供應商和鉆井設計部門等外部相關企業(yè)之間的協(xié)作和信息共享，給出了網絡化石油鉆井企業(yè)資源計劃系統(tǒng)的總體結構。該項研究是對鉆井企業(yè)資源有效利用和鉆井物資供應鏈管理方式和組織模式的一種探討。該系統(tǒng)的建立與應用，為石油鉆井企業(yè)縮短物資供應周期、降低庫存成本，實現(xiàn)鉆井物資供應過程的網絡化、管理的科學化提供了輔助支持。
關鍵詞：鉆井；企業(yè)資源計劃；計算機網絡；物料清單；物料需求計劃；庫存管理；供應鏈管理；軟件體系結構
    鉆井企業(yè)資金與技術高度密集，管理難度大、控制復雜。特別是鉆井施工過程中器材物資消耗和供應的科學管理與控制，傳統(tǒng)的管理模式、方法和現(xiàn)有鉆井企業(yè)管理軟件已難以適應市場競爭環(huán)境下鉆井企業(yè)發(fā)展的需要。近年來，專家學者對控制鉆井成本和構建鉆井企業(yè)信息系統(tǒng)等進行了廣泛的研究，在鉆井作業(yè)成本控制和鉆井信息的采集與管理等方面取得了一些進展[1～2]，但在鉆井企業(yè)物資供應優(yōu)化和物資供應鏈管理方面，尚缺少對管理模式和軟件體系結構進行深入的理論探討和系統(tǒng)的框架研究。
1 網絡化鉆井企業(yè)資源計劃管理模型
   企業(yè)資源計劃(Enterprise Resource Planning，即ERP)系統(tǒng)是整合了企業(yè)管理理念、業(yè)務流程、基礎數(shù)據、人力物力、計算機硬件和軟件于一體的企業(yè)資源管理系統(tǒng)，對企業(yè)整個供應鏈資源進行管理，體現(xiàn)事先計劃與事中控制的先進管理思想[3]。因此，筆者從降低庫存、優(yōu)化配置鉆井資源、縮短供貨周期、加強相關企業(yè)間協(xié)作的目的出發(fā)，結合ERP系統(tǒng)的基本組成，提出網絡化鉆井企業(yè)資源計劃(Network Drilling Enterprise Resource Planning，即NDERP)管理模型(見圖1)。
 
    NDERP的管理流程是通過客戶關系管理和工程項目管理獲取客戶的需求，制訂相應的生產計劃，由生產計劃和設計部門編制的鉆井方案，形成鉆井物料清單，依據該清單和定額編制投標預算，再根據該清單、生產計劃和庫存形成鉆井器材和材料供應的物料需求計劃(Material Requirement Planning，即MRP)[3]和采購計劃，實施采購管理。根據設計方案、鉆井工藝和生產計劃編制鉆井作業(yè)計劃，控制鉆進過程，實現(xiàn)鉆進管理。通過生產統(tǒng)計信息的不斷反饋輔助管理人員進行分析決策，適時調整生產計劃，實現(xiàn)鉆井企業(yè)資源的閉環(huán)管理。
    這一管理模式一方面在企業(yè)內部通過構建相應的鉆井物料清單，實現(xiàn)按相關需求[3]有計劃、優(yōu)化的庫存管理；另一方面，借助計算機網絡，實現(xiàn)企業(yè)與客戶、供應商和設計部門等外部相關企業(yè)之間的協(xié)作和信息共享。充分體現(xiàn)了ERP的事先計劃、事中控制和事后反饋調整的管理思想。
2 鉆井物料清單的結構與組成
    鉆井物料清單是有效實現(xiàn)NDERP管理思想的核心。傳統(tǒng)鉆井企業(yè)物料管理是依據鉆井任務計劃，參照以往經驗和目前庫存制訂鉆井物料采購計劃等，這種管理方式往往出現(xiàn)庫存量大、庫存積壓多、庫存物料不合理等狀況。
    在制造業(yè)的ERP中，產品物料消耗是通過呈現(xiàn)一種樹狀結構的、表示零部件之間所屬裝配關系和數(shù)量的產品物料清單(Bill Of Material，即BOM)來反映[3]，并根據BOM和庫存所形成的MRP進行庫存控制。制造業(yè)BOM構造方法從各方面都有較為深入的研究[4～5]。
    鉆井物料清單與傳統(tǒng)制造業(yè)的BOM之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。
在鉆井過程中，一口井物料的消耗可由鉆井設計所形成的鉆具組合、套管組合、鉆井液和其他主要輔助材料等來確定[6]。將鉆井設計所形成方案中物料的使用及物料之間的關系與傳統(tǒng)制造業(yè)BOM進行對比，可構造出類似于制造業(yè)ERP中BOM的石油鉆井物料清單(Oil Drilling Bill Of Material，即ODBOM)。在ODBOM的構造中，從結構上可將一口井視為一個產品，結構中的第一層以虛項[3]形式分別表示鉆井過程中鉆具組合、套管組合所需使用器材的模塊和消耗材料模塊。其中消耗材料模塊清單由鉆井液、油料、泥漿等組成。而鉆具組合和套管組合中所使用器材的清單結構需根據鉆井開次分別構造。以鉆具組合中各種鉆井器材使用為例，油氣井的施工過程是由多次開鉆順序組成，每次開鉆鉆進過程中所使用的各種鉆井器材等，按照鉆具組合設計，這些器材之間(如鉆頭、鉆鋌、鉆桿等)是以一定的方式形成連接組合關系。下面是某口井第一次開鉆的鉆具組合：
Ø346mmMP2×0.35m+630/430×0.6m+411/431×0.39m+Ø172mmDW×8.03m+431/410×0.45m+Ø167mmNDC×9.62m+Ø159mmDC×62.41m+461/410×0.5m+461/410×0.45m+Ø127mmDP×115.29m+520/411×1.21m+ Ø133mmKL×11.7m
按照該結構關系，結合BOM的思想，可構造出該井鉆具組合各開次所需器材的清單。套管組合結構清單可類似構造。最終形成ODBOM結構(圖2)。在ODBOM的設計構造中，為了結構清晰和方便管理，引入了虛項。如圖2中第4層的第一次開鉆鉆桿、第一次開鉆鉆鋌等虛項是本次鉆進中所使用的多個具體型號相應鉆具的總稱。圖2中第二次開鉆鉆進、穩(wěn)斜鉆進的鉆具組合同第一次開鉆鉆進一樣可以構造出相似的結構、層次關系。
 
    通過ODBOM的引入和構建，可充分使用ERP相關需求[3]的概念和MRP模型進行鉆井企業(yè)物料需求計劃的制訂、鉆井進度和鉆井成本的控制，實現(xiàn)鉆井物料的優(yōu)化管理，降低鉆井器材庫存、優(yōu)化配置鉆井資源和管理流程。
3 NDERP系統(tǒng)的總體結構
在研究分析鉆井企業(yè)資源計劃管理過程組織模式和工作方式的基礎上，運用ERP理論和技術，面向鉆井企業(yè)資源計劃和物資供應過程，NDERP系統(tǒng)在總體結構設計時，構建了可支持企業(yè)內部和企業(yè)外部單位，基于ODBOM及鉆井物料需求計劃，以供應鏈管理和組織方式協(xié)同進行鉆井企業(yè)物資供應的軟件系統(tǒng)總體結構(如圖3所示)。
 
    整個系統(tǒng)結構分為企業(yè)外部和企業(yè)內部軟件系統(tǒng)。企業(yè)外部軟件系統(tǒng)包括用戶管理系統(tǒng)、設計部門管理系統(tǒng)和鉆井物資供應商管理系統(tǒng)，并通過NDERP系統(tǒng)的通訊接口與企業(yè)內部系統(tǒng)進行信息交換和共享。企業(yè)內部軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)管理服務器端和客戶端軟件組成。服務器端分為數(shù)據層和平臺層，其中數(shù)據層是由面向鉆井企業(yè)資源計劃管理和物資供應的數(shù)據庫、模型庫和業(yè)務流程庫組成；平臺層是根據企業(yè)的需求定制相應的工作流、協(xié)同工作、信息交換等，是NDERP系統(tǒng)柔性和協(xié)作性的一個體現(xiàn)方面?？蛻舳朔譃閼脤雍屯ㄓ崒樱渲袘脤邮怯蓱密浖到y(tǒng)組成，主要是根據鉆井過程，結合ERP管理思想，實現(xiàn)企業(yè)鉆井物資的計劃制定、合理配置和優(yōu)化管理；通訊層是實現(xiàn)網絡化鉆井的分布式計算平臺和數(shù)據信息傳輸平臺。
4 結束語
    網絡化鉆井企業(yè)資源計劃系統(tǒng)將ERP管理思想和鉆井企業(yè)管理相結合，為鉆井企業(yè)物資供應鏈管理提供了一種新的管理模式，是從管理理論和信息技術方面對鉆井企業(yè)物資供應管理模式和信息化建設的有益探索，對降低鉆井成本、優(yōu)化鉆井資源配置、提高鉆井企業(yè)競爭力、強化鉆井企業(yè)管理有積極作用，具有推廣應用的前景。
參考文獻
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(本文作者：方明1，2 1.西安石油大學計算機學院；2.西安石油大學油氣信息系統(tǒng)工程研究中心)