網(wǎng)絡(luò)化鉆井企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)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(yīng)管理模式和軟件系統(tǒng)已難以適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(yīng)管理過(guò)
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(yīng)管理模式和軟件系統(tǒng)已難以適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(yīng)管理過(guò)程、提高效益、控制成本，將企業(yè)資源計(jì)劃管理思想和鉆井企業(yè)管理實(shí)際相結(jié)合，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，提出網(wǎng)絡(luò)化鉆井企業(yè)資源計(jì)劃管理模型。通過(guò)構(gòu)建鉆井物料清單，實(shí)現(xiàn)了鉆井物資供應(yīng)的優(yōu)化和企業(yè)計(jì)劃、資金等資源信息的集成管理以及鉆井企業(yè)與客戶(hù)、供應(yīng)商和鉆井設(shè)計(jì)部門(mén)等外部相關(guān)企業(yè)之間的協(xié)作和信息共享，給出了網(wǎng)絡(luò)化石油鉆井企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)研究是對(duì)鉆井企業(yè)資源有效利用和鉆井物資供應(yīng)鏈管理方式和組織模式的一種探討。該系統(tǒng)的建立與應(yīng)用，為石油鉆井企業(yè)縮短物資供應(yīng)周期、降低庫(kù)存成本，實(shí)現(xiàn)鉆井物資供應(yīng)過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)化、管理的科學(xué)化提供了輔助支持。
關(guān)鍵詞：鉆井；企業(yè)資源計(jì)劃；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；物料清單；物料需求計(jì)劃；庫(kù)存管理；供應(yīng)鏈管理；軟件體系結(jié)構(gòu)
    鉆井企業(yè)資金與技術(shù)高度密集，管理難度大、控制復(fù)雜。特別是鉆井施工過(guò)程中器材物資消耗和供應(yīng)的科學(xué)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(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下鉆井企業(yè)發(fā)展的需要。近年來(lái)，專(zhuān)家學(xué)者對(duì)控制鉆井成本和構(gòu)建鉆井企業(yè)信息系統(tǒng)等進(jìn)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(jìn)展[1～2]，但在鉆井企業(yè)物資供應(yīng)優(yōu)化和物資供應(yīng)鏈管理方面，尚缺少對(duì)管理模式和軟件體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的理論探討和系統(tǒng)的框架研究。
1 網(wǎng)絡(luò)化鉆井企業(yè)資源計(jì)劃管理模型
   企業(yè)資源計(jì)劃(Enterprise Resource Planning，即ERP)系統(tǒng)是整合了企業(yè)管理理念、業(yè)務(wù)流程、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、人力物力、計(jì)算機(jī)硬件和軟件于一體的企業(yè)資源管理系統(tǒng)，對(duì)企業(yè)整個(gè)供應(yīng)鏈資源進(jìn)行管理，體現(xiàn)事先計(jì)劃與事中控制的先進(jìn)管理思想[3]。因此，筆者從降低庫(kù)存、優(yōu)化配置鉆井資源、縮短供貨周期、加強(qiáng)相關(guān)企業(yè)間協(xié)作的目的出發(fā)，結(jié)合ERP系統(tǒng)的基本組成，提出網(wǎng)絡(luò)化鉆井企業(yè)資源計(jì)劃(Network Drilling Enterprise Resource Planning，即NDERP)管理模型(見(jiàn)圖1)。
 
    NDERP的管理流程是通過(guò)客戶(hù)關(guān)系管理和工程項(xiàng)目管理獲取客戶(hù)的需求，制訂相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃，由生產(chǎn)計(jì)劃和設(shè)計(jì)部門(mén)編制的鉆井方案，形成鉆井物料清單，依據(jù)該清單和定額編制投標(biāo)預(yù)算，再根據(jù)該清單、生產(chǎn)計(jì)劃和庫(kù)存形成鉆井器材和材料供應(yīng)的物料需求計(jì)劃(Material Requirement Planning，即MRP)[3]和采購(gòu)計(jì)劃，實(shí)施采購(gòu)管理。根據(jù)設(shè)計(jì)方案、鉆井工藝和生產(chǎn)計(jì)劃編制鉆井作業(yè)計(jì)劃，控制鉆進(jìn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)管理。通過(guò)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)信息的不斷反饋輔助管理人員進(jìn)行分析決策，適時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，實(shí)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(nèi)部通過(guò)構(gòu)建相應(yīng)的鉆井物料清單，實(shí)現(xiàn)按相關(guān)需求[3]有計(jì)劃、優(yōu)化的庫(kù)存管理；另一方面，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與客戶(hù)、供應(yīng)商和設(shè)計(jì)部門(mén)等外部相關(guān)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(jì)劃、事中控制和事后反饋調(diào)整的管理思想。
2 鉆井物料清單的結(jié)構(gòu)與組成
    鉆井物料清單是有效實(shí)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(jù)鉆井任務(wù)計(jì)劃，參照以往經(jīng)驗(yàn)和目前庫(kù)存制訂鉆井物料采購(gòu)計(jì)劃等，這種管理方式往往出現(xiàn)庫(kù)存量大、庫(kù)存積壓多、庫(kù)存物料不合理等狀況。
    在制造業(yè)的ERP中，產(chǎn)品物料消耗是通過(guò)呈現(xiàn)一種樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的、表示零部件之間所屬裝配關(guān)系和數(shù)量的產(chǎn)品物料清單(Bill Of Material，即BOM)來(lái)反映[3]，并根據(jù)BOM和庫(kù)存所形成的MRP進(jìn)行庫(kù)存控制。制造業(yè)BOM構(gòu)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(guò)程中，一口井物料的消耗可由鉆井設(shè)計(jì)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(lái)確定[6]。將鉆井設(shè)計(jì)所形成方案中物料的使用及物料之間的關(guān)系與傳統(tǒng)制造業(yè)BOM進(jìn)行對(duì)比，可構(gòu)造出類(lèi)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(gòu)造中，從結(jié)構(gòu)上可將一口井視為一個(gè)產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)中的第一層以虛項(xiàng)[3]形式分別表示鉆井過(guò)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(jié)構(gòu)需根據(jù)鉆井開(kāi)次分別構(gòu)造。以鉆具組合中各種鉆井器材使用為例，油氣井的施工過(guò)程是由多次開(kāi)鉆順序組成，每次開(kāi)鉆鉆進(jìn)過(guò)程中所使用的各種鉆井器材等，按照鉆具組合設(shè)計(jì)，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(guān)系。下面是某口井第一次開(kāi)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(jié)構(gòu)關(guān)系，結(jié)合BOM的思想，可構(gòu)造出該井鉆具組合各開(kāi)次所需器材的清單。套管組合結(jié)構(gòu)清單可類(lèi)似構(gòu)造。最終形成ODBOM結(jié)構(gòu)(圖2)。在ODBOM的設(shè)計(jì)構(gòu)造中，為了結(jié)構(gòu)清晰和方便管理，引入了虛項(xiàng)。如圖2中第4層的第一次開(kāi)鉆鉆桿、第一次開(kāi)鉆鉆鋌等虛項(xiàng)是本次鉆進(jìn)中所使用的多個(gè)具體型號(hào)相應(yīng)鉆具的總稱(chēng)。圖2中第二次開(kāi)鉆鉆進(jìn)、穩(wěn)斜鉆進(jìn)的鉆具組合同第一次開(kāi)鉆鉆進(jìn)一樣可以構(gòu)造出相似的結(jié)構(gòu)、層次關(guān)系。
 
    通過(guò)ODBOM的引入和構(gòu)建，可充分使用ERP相關(guān)需求[3]的概念和MRP模型進(jìn)行鉆井企業(yè)物料需求計(jì)劃的制訂、鉆井進(jìn)度和鉆井成本的控制，實(shí)現(xiàn)鉆井物料的優(yōu)化管理，降低鉆井器材庫(kù)存、優(yōu)化配置鉆井資源和管理流程。
3 NDERP系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
在研究分析鉆井企業(yè)資源計(jì)劃管理過(guò)程組織模式和工作方式的基礎(chǔ)上，運(yùn)用ERP理論和技術(shù)，面向鉆井企業(yè)資源計(jì)劃和物資供應(yīng)過(guò)程，NDERP系統(tǒng)在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，構(gòu)建了可支持企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)外部單位，基于ODBOM及鉆井物料需求計(jì)劃，以供應(yīng)鏈管理和組織方式協(xié)同進(jìn)行鉆井企業(yè)物資供應(yīng)的軟件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)(如圖3所示)。
 
    整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為企業(yè)外部和企業(yè)內(nèi)部軟件系統(tǒng)。企業(yè)外部軟件系統(tǒng)包括用戶(hù)管理系統(tǒng)、設(shè)計(jì)部門(mén)管理系統(tǒng)和鉆井物資供應(yīng)商管理系統(tǒng)，并通過(guò)NDERP系統(tǒng)的通訊接口與企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行信息交換和共享。企業(yè)內(nèi)部軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)管理服務(wù)器端和客戶(hù)端軟件組成。服務(wù)器端分為數(shù)據(jù)層和平臺(tái)層，其中數(shù)據(jù)層是由面向鉆井企業(yè)資源計(jì)劃管理和物資供應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)和業(yè)務(wù)流程庫(kù)組成；平臺(tái)層是根據(jù)企業(yè)的需求定制相應(yīng)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(gè)體現(xiàn)方面?？蛻?hù)端分為應(yīng)用層和通訊層，其中應(yīng)用層是由應(yīng)用軟件系統(tǒng)組成，主要是根據(jù)鉆井過(guò)程，結(jié)合ERP管理思想，實(shí)現(xiàn)企業(yè)鉆井物資的計(jì)劃制定、合理配置和優(yōu)化管理；通訊層是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化鉆井的分布式計(jì)算平臺(tái)和數(shù)據(jù)信息傳輸平臺(tái)。
4 結(jié)束語(yǔ)
    網(wǎng)絡(luò)化鉆井企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)將ERP管理思想和鉆井企業(yè)管理相結(jié)合，為鉆井企業(yè)物資供應(yīng)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(shù)方面對(duì)鉆井企業(yè)物資供應(yīng)管理模式和信息化建設(shè)的有益探索，對(duì)降低鉆井成本、優(yōu)化鉆井資源配置、提高鉆井企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、強(qiáng)化鉆井企業(yè)管理有積極作用，具有推廣應(yīng)用的前景。
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(本文作者：方明1，2 1.西安石油大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院；2.西安石油大學(xué)油氣信息系統(tǒng)工程研究中心)