網(wǎng)絡(luò)化鉆井企業(yè)資源計劃系統(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(yīng)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(yīng)管理模式和軟件系統(tǒng)已難以適應(yīng)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(yīng)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(jié)合，基于計算機網(wǎng)絡(luò)，提出網(wǎng)絡(luò)化鉆井企業(yè)資源計劃管理模型。通過構(gòu)建鉆井物料清單，實現(xiàn)了鉆井物資供應(yīng)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(yīng)商和鉆井設(shè)計部門等外部相關(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)資源計劃系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。該項研究是對鉆井企業(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、降低庫存成本，實現(xiàn)鉆井物資供應(yīng)過程的網(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)資源計劃；計算機網(wǎng)絡(luò)；物料清單；物料需求計劃；庫存管理；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)市場競爭環(huán)境下鉆井企業(yè)發(fā)展的需要。近年來，專家學(xué)者對控制鉆井成本和構(gòu)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(yīng)優(yōu)化和物資供應(yīng)鏈管理方面，尚缺少對管理模式和軟件體系結(jié)構(gòu)進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(wù)流程、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、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(yīng)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(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(guān)系管理和工程項目管理獲取客戶的需求，制訂相應(yīng)的生產(chǎn)計劃，由生產(chǎn)計劃和設(shè)計部門編制的鉆井方案，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)計劃和庫存形成鉆井器材和材料供應(yīng)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(jù)設(shè)計方案、鉆井工藝和生產(chǎn)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(chǎn)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(diào)整生產(chǎn)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(nèi)部通過構(gòu)建相應(yīng)的鉆井物料清單，實現(xiàn)按相關(guān)需求[3]有計劃、優(yōu)化的庫存管理；另一方面，借助計算機網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)企業(yè)與客戶、供應(yīng)商和設(shè)計部門等外部相關(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)計劃，參照以往經(jīng)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(chǎn)品物料消耗是通過呈現(xiàn)一種樹狀結(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)來反映[3]，并根據(jù)BOM和庫存所形成的MRP進行庫存控制。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。
在鉆井過程中，一口井物料的消耗可由鉆井設(shè)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(shè)計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進行對比，可構(gòu)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(gòu)造中，從結(jié)構(gòu)上可將一口井視為一個產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)需根據(jù)鉆井開次分別構(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(shè)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(guān)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(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次所需器材的清單。套管組合結(jié)構(gòu)清單可類似構(gòu)造。最終形成ODBOM結(jié)構(gòu)(圖2)。在ODBOM的設(shè)計構(gòu)造中，為了結(jié)構(gòu)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(yīng)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(gòu)造出相似的結(jié)構(gòu)、層次關(guān)系。
 
    通過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(jié)構(gòu)
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(chǔ)上，運用ERP理論和技術(shù)，面向鉆井企業(yè)資源計劃和物資供應(yīng)過程，NDERP系統(tǒng)在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，構(gòu)建了可支持企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)外部單位，基于ODBOM及鉆井物料需求計劃，以供應(yīng)鏈管理和組織方式協(xié)同進行鉆井企業(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)包括用戶管理系統(tǒng)、設(shè)計部門管理系統(tǒng)和鉆井物資供應(yīng)商管理系統(tǒng)，并通過NDERP系統(tǒng)的通訊接口與企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)進行信息交換和共享。企業(yè)內(nèi)部軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)管理服務(wù)器端和客戶端軟件組成。服務(wù)器端分為數(shù)據(jù)層和平臺層，其中數(shù)據(jù)層是由面向鉆井企業(yè)資源計劃管理和物資供應(yīng)的數(shù)據(jù)庫、模型庫和業(yè)務(wù)流程庫組成；平臺層是根據(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)作性的一個體現(xiàn)方面?？蛻舳朔譃閼?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)鉆井過程，結(jié)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(wǎng)絡(luò)化鉆井的分布式計算平臺和數(shù)據(jù)信息傳輸平臺。
4 結(jié)束語
    網(wǎng)絡(luò)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(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(yīng)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(xué)計算機學(xué)院；2.西安石油大學(xué)油氣信息系統(tǒng)工程研究中心)