Интегрирующая роль системного инженера в нефтегазовых проектах

Ю.В. Максимов, А.Ф. Можчиль, М.О. Писарев, О.А. Арзыкулов
ООО «Газпромнефть НТЦ», Тюменский гос. университет
Mozhchil.AF@gazpromneft-ntc.ru

Журнал «Нефтяное хозяйство»

Роль интегратора в крупных мировых проектах

Системные инженеры играют важную роль в успешной реализации крупных проектов во многих отраслях. Сегодня системная инженерия – это подход, который включает выявление проблемы на основании потребностей заинтересованных сторон и выработку решения, которое проходит оценку на всех этапах разработки проекта, чтобы убедиться, что проблема решена.
Крупные проекты состоят из множества аспектов, и недостаточное внимание к любому из них может повлечь неприемлемые риски, в том числе угрозу полноценному функционированию. Например, замена двигателей на более мощные и эффективные, но с увеличенным диаметром на самолетах Boeing 737 MAX заставила внести конструкционные изменения, что привело к катастрофическим последствиям [1]. При этом авиапроизводитель не поставил в известность эксплуатирующие компании о специализированном программном обеспечении (ПО), приводящем в баланс самолет, а также проигнорировал просьбы со стороны профсоюзов по разработке необходимых тренажеров для подготовки пилотов [2].
В 1970–1990 гг. в NASA не существовало общего процесса системного инжиниринга, и каждый испытательный центр использовал собственные процессы, которые не были согласованы и конкурировали друг с другом. Интеграционная роль системной инженерии позволила эффективно скоординировать усилия Центра космических полетов Годдарда и проектные задачи космического центра им. Маршалла, чтобы получить проект под названием космический телескоп «Хаббл» – один из известнейших и успешных проектов NASA [3].
Оба приведенных примера указывают на чрезвычайно важную роль интеграционных процессов, которые могут стать причиной как успеха, так и провала проекта.
Основная цель системного инженера состоит в получении гарантированно успешного проекта, т.е. в учете всех ключевых аспектов на раннем этапе. Интересы всех заинтересованных сторон, начиная с тех, кто участвует в жизненном цикле системы каждый день, и заканчивая косвенно заинтересованными сторонами, должны быть удовлетворены.

Современные реалии инжиниринга в РФ 

В России системная инженерия появилась еще в 60-х годах ХХ века, тогда она называлась системотехникой и широко применялась в военной промышленности, где требовалось решение проблем построения сложных систем боевого назначения. В 80-х годах системотехника потеряла свою ценность, так как в общем понимании она охватывала только узкую область, направленную на проектирование конструкции технических изделий и не затрагивала управленческую часть. Несмотря на эти недостатки, в России остались области, в которых системотехника развивается и в настоящее время благодаря наработанным практикам и методикам в проектировании атомных электростанций и ракетостроении.
По мнению В. Батоврина [4], особенности развития системотехники в СССР привели к тому, что:
– отечественные специалисты не смогли полноценно интегрироваться в мировую среду системных инженеров;
– сообщество отечественных системотехников не сумело выявить лидеров, способных консолидировать решения практических задач по реализации сложных проектов;
– отсутствовало поле для формирования новой парадигмы, способной повысить эффективность деятельности по реализации сложных проектов;
– отечественные инженеры-системотехники не сумели интегрировать достижения техники, экономики и управления;
– инженеры-системотехники позиционировали себя в первую очередь техническими специалистами.
Развитие отечественной системной инженерии прекратилось в конце 80-х годов и возобновилась в начале 10-х годов ХХI века, так как проблемы, возникающие при реализации сложных крупных проектов, снова привели к методологиям системной инженерии, но уже к западной модели.
В настоящее время международные компании и целые отрасли, стремящиеся устранить неэффективные процессы и разработать эффективные функционирующие системы, включают в проектные команды системных инженеров. Подобная тенденция проявляется и в России, но таких примеров крайне мало. Независимо от того, в какой отрасли системный инженер работает, будь то программное обеспечение или ракетостроение, он принимает участие в проектировании и поддержании работоспособности системы на каждом этапе ее жизненного цикла от концептуального проектирования до ликвидации. Такие интеграционные функции в нашей стране традиционно приписывались главному инженеру проекта.

Место системного инженера в проектной деятельности 

Главный инженер проекта, помимо решения ключевых инженерных задач, дополнительно выполняет роль проектного менеджера и таким образом контролирует технические аспекты при реализации проекта, а также занимается планированием и контролем финансовых и договорных обязательств, взаимодействует с заказчиками. Совмещенные функции в одном лице во многих случаях способствуют эффективной реализации малых проектов.
В случае крупных проектов в процессы вовлекается много людей, а также ряд подрядчиков и партнеров, чьи работы взаимосвязаны. Кроме реализации сложного проекта, необходимо обеспечить его функционирование, вести техническое обслуживание, документацию, обучение персонала, логистику и др. Часто инженер проекта не в силах охватить весь спектр задач и вынужденно переключается на направления, связанные с управлением проектом. При этом технические аспекты отдаются на откуп исполнителям, а интеграционная роль по существу утрачивается.
В связи с этим в крупных проектах необходимо разделять ответственность за техническую интеграцию и управление проектом. В работе [5] предложена модель взаимодействия интеграционной составляющей (системная инженерия) и управления проектом (планирование и контроль) (рис. 1).
По мнению авторов, системный инженер должен войти в проектную группу, находящуюся в подчинении у руководителя проекта. В предложенном сценарии область системного инженера напрямую связана с руководством инженерно-техническими работами: определение целей, контроль выполнения, оценка результатов и принятие корректирующих мер для развития проекта по плану.

5.PNG

Требования к системному интегратору – международный опыт 

Высокая ответственность интегрирующей функции и роль системного инженера однозначно должны сопровождаться жесткими и конкретными требованиями к специалистам, исполняющим данную роль. Однако в отличие от классических инженерных специальностей, для которых модели компетенций достаточно хорошо описаны, требования к компетенциям системных инженеров неоднозначны. По этой причине крупные компании и организации, такие как INCOSE, NASA, MITRE, формируют свой перечень требований, закрепленный во внутренних стандартах, максимально релевантный проектам, которые выполняются этими организациями. Так, сравнение моделей компетенций NASA и MITRE, проведенное коллективом Томского политехнического университета [6], показывает значительные различия в требованиях к системным инженерам в разных компаниях, но вместе с тем можно выделить некоторые ключевые особенности, являющиеся базовыми для системных инженеров (см. таблицу). На основании приведенного сравнения можно сделать вывод о необходимости умения пользоваться инструментами инженерии требований, жизненного цикла, системной архитектуры и управления рисками при выраженных лидерских качествах.

6.PNG

Цепочка создания ценностей в крупных проектах Выполняя интегрирующую функцию и руководя технической стороной проекта, системный инженер является ключевым специалистом, контролирующим создание ценности в крупном проекте. Основными источниками создания ценности являются новые решения, повышающие эффективность проекта, и последующее сохранение добавленной ценности за счет повышения качества принимаемых проектных решений, начиная с этапа концептуального проектирования. Всесторонняя проработка проектных решений требует интеграции различных функций и дисциплин с привлечением внешних экспертов, применением практик теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), переносом технологий из смежных производственных областей. В связи с этим системный инженер как технический интегратор выступает ядром проектного процесса, формируя и координируя мультидисциплинарную команду, а также создавая условия для тестирования и внедрения новых решений с учетом всех требований как к проекту, так и к внедряемому решению.
На рис. 2 представлена кривая относительной стоимости внесения изменений в проект на различных этапах его жизненного цикла. Подход системной инженерии позволяет двигаться в направлении предпочтительного процесса проектирования, прилагая основные усилия на начальных стадиях, когда возможность изменений высока, а относительная стоимость мала, что позволяет максимизировать ценность проекта.
В любом проекте ценность формируется в соответствии с классической цепочкой Майкла Портера [7], которой полностью соответствует вертикально интегрированная нефтяная компания. На рис. 3 представлена цепочка Майкла Портера с разъяснением блоков добычи и переработки. Системный инженер – единственный технический специалист, участвующий во всех элементах цепи создания ценности, удерживающей фокус и ключевые цели проекта.

7.PNG

Оценка эффекта 

Формирование философии системного мышления и внедрение системного инжиниринга в процессы нефтегазовой отрасли позволят повысить эффективность управления активами на протяжении всего жизненного цикла. Являясь связующим элементом между стратегическим и проектным управлением, а также операционной деятельностью, системный инжиниринг направлен на получение системы, отвечающей требованиям ключевых стейкхолдеров (заинтересованных сторон). Использование практик системного инжиниринга, таких как инженерия требований, архитектурное проектирование, управление конфигурацией и других, на протяжении жизненного цикла актива позволит сократить время от создания концепта до ввода месторождения в эксплуатацию и снизить затраты на исправление ошибок за счет принятия правильных решений в контексте имеющейся исходной информации на самых ранних этапах.

8.PNG 
Таким образом, результатом применения практик системной инженерии в проектах крупного масштаба в соответствии с мировым опытом являются экономия бюджета и соблюдение сроков реализации проекта.
Уже несколько лет в компании «Газпром нефть» в рамках концептуального проектирования развиваются локальные элементы, характерные для системного инжиниринга [8], создаются робастные подходы и алгоритмы для минимизации рисков и потерь в условиях неопределенности [9], разрабатываются программные продукты, способные учитывать ключевые связи между различными системами добычи на месторождении (пласт –  скважина – инфраструктура – внешний транспорт – экономика) [10, 11]. Однако это лишь элементы, необходимые для выстраивания работы системного инженера-интегратора. Развитие компетенций и получение опыта применения практик в сочетании с техническими нефтегазовыми знаниями создают уникальных специалистов, соответствующих вызовам компании.
Таким образом, выполняя интегрирующую функцию и руководя технической стороной проекта, системный инженер является ключевым специалистом, контролирующим безопасность, технологичность и эффективность проекта. В настоящее время таких специалистов в отрасли нет, необходимо их отбирать, готовить и включать в проектные команды.
Для решения этой проблемы на первоначальном этапе апробации подходов системного инжиниринга в компании планируется проработать следующие вопросы.
1. Определить объем внедрения практик системного инжиниринга.
2. Оценить эффективность каждой практики и выявить ее место в процессах.
3. Сформировать корпоративную обучающую программу для подготовки системных инженеров-интеграторов.
4. Сформировать потенциальный пул программного обеспечения для организации работы.
5. Разработать онтологию системного инжиниринга для нефтегазовой отрасли.

Список литературы 

1. Восстание машины. Почему Boeing 737 MAX убивает людей. – 21.03.2019. https://ria.ru/20190321/1551968367.html.
2. After 2 Crashes of New Boeing Jet, Pilot Training Now a Focus, The New York Times / N. Kitroeff, D. Gelles, J. Nicas [et al] https://www.nytimes.com/2019/03/16/business/boeing-max-flight-simulator-ethiopia-lion-air.html.
3. https://www.sebokwiki.org/wiki/Hubble_Space_Telescope.
4. Батоврин В. Современная системная инженерия и ее роль в управлении проектами (часть 1) // Управление проектами и программами. – 2015. – № 03 (43). – С. 166-178.
5. Системная инженерия. Принципы и практика / А. Косяков, У.Н. Свит, С.Д. Сеймур, С.М. Бимер. – М.: ДМК Пресс, 2014. – 624 с.
6. Костенко К., Брезгулевский Е., Мирошниченко Е. Компетенции системного инженера // Молодежь и современные информационные технологии: сборник трудов XIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Томск, 2016. – 515 с.
7. Портер М. Конкурентное преимущество: Как достичь высокого результата и обеспечить его устойчивость. – М.: Альпина Бизнес Букс, 2005. – 716 с.
8. Интегрированное концептуальное проектирование как инструмент системного инжиниринга / В.П. Батрашкин, Р.Р. Исмагилов, Р.А. Панов [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2006. – № 2. – С. 80-83.
9. Робастный подход к логистическому инжинирингу на этапах концептуального проектирования / Н.З. Базылева, Р.А. Панов, А.Ф. Можчиль [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2019. – № 1. – С. 104-108.
10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017610926 / А.В. Жагрин, М.М. Хасанов, Р.Р. Исмагилов; заявитель «ЭРА:ИСКРА». – 2016662818/16; заявл. 24.11.16; опубл. 19.01.17.
11. Пат. № 2670801 РФ. Система интегрированного концептуального проектирования месторождения углеводородов / Р.Р. Исмагилов, Р.А. Панов, А.Ф. Можчиль, Н.З. Гильмутдинова, Д.Е. Дмитриев, Д.Е. Кондаков. – № 2017147019; заявитель и патентообладатель ПАО «Газпром нефть»; заявл. 29.12.17; опубл. 25.10.18. 

References 

1. Vosstanie mashiny. Pochemu Boeing 737 MAX ubivaet lyudey (Rise of the machine. Why the Boeing 737 MAX kills people), https://ria.ru/20190321/1551968367.html.
2. Kitroeff N., Gelles D., Nicas J. et al., After 2 crashes of new Boeing Jet, pilot training now a focus, The New York Times, URL: https://www.nytimes.com/2019/03/16/business/boeing-max-flight-simulator-ethiopia-lion-air.html.
3. URL: https://www.sebokwiki.org/wiki/Hubble_Space_Telescope.
4. Batovrin V., Modern systems engineering and its role in project management (part 1) (In Russ.), Upravlenie proektami i programmami, 2015, no. 4, pp. 250–263.
5. Kossiakoff A., Sweet W.N., Seymour S., Biemer S.M., Systems Engineering. Principles and Practice, John Wiley & Sons, Inc, 2011, 560 p.
6. Kostenko K., Brezgulevskiy E., Miroshnichenko E., Kompetentsii sistemnogo inzhenera (System engineer competencies), Collected papers “Molodezh' i sovremennye informatsionnye tekhnologii” (Youth and modern information technology), Proceedings of XIII International scientific-practical conference of students, graduate students and young scientists, Tomsk, 2016.
7. Porter M., The competitive advantage of nations, The Free Press, A Division of McMillan, Inc., New York, 1990.
8. Batrashkin V.P., Ismagilov R.R., Panov R.A. et al., The integrated conceptual design as a tool of systematic engineering (In Russ.), Neftyanoe khozyaystvo = Oil Industry, 2016, no. 12, pp. 80–83.
9. Bazyleva N.Z., Panov R.A., Mozhchil' A.F. et al., Robust approach for conceptual and logistic engineering integration (In Russ.), Neftyanoe khozyaystvo = Oil Industry, 2019, no. 1, pp. 104-108.
10. Certificate of state registration of a computer program no. 2017610926 “ERA:ISKRA”, Authors: Zhagrin A.V., Khasanov M.M., Ismagilov R.R et al..
11. Patent no. RU2670801C9, System of integrated conceptual design of hydrocarbon fields, Inventors: Ismagilov R.R., Panov R.A., Mozhchil' A.F., Gil'mutdinova N.Z., Dmitriev D.E., Kondakov D.E.


Возврат к списку