Теоретические основы управления технологическим процессом добычи нефти как сложным динамическим объектом на основе современных интеллектуальных технологий

Проведен анализ известных подходов к решению задачи интеллектуализации управления технологическим процессом добычи нефти, предложенных отечественными и зарубежными специалистами. Установлена существенная неоднозначность определения целей и способов их достижения при разработке методологии построения интеллектуальных систем в нефтедобыче. Разработана в основном методология построения интеллектуальных систем координированного управления процессами и объектами добычи нефти. Уточнено содержание понятий "интеллектуальная скважина", "интеллектуальное месторождение" с учетом реализованных в различных предметных областях подходов к автоматизации управления сложными динамическими объектами, к которым относится и комплекс нефтедобычи. Показано, что современные информационные технологии автоматизации технологических и производственных процессов, применяемые в АСУТП и АСУП, могут служить основой для построения интеллектуальных систем управления нефтедобычей в части сбора и передачи первичных промысловых данных, а также визуализации диспетчерского управления технологическими процессами. Однако интеллектуальные системы управления, как новый класс таких систем, должны обеспечивать принципиально новые возможности управления, являясь, по сути, автоматическими системами оптимального управления. Системный анализ технологического процесса добычи нефти позволил разработать методологию построения интеллектуальной системы управления процессом нефтедобычи как многосвязного объекта управления, основанную на системных принципах и общенаучных подходах к построению сложных многоуровневых систем. Новизна методологии заключается в структурировании распределенных иерархических объектов управления с приданием им свойства наблюдаемости и управляемости в реальном масштабе времени и с возможностью интегрирования в глобальную систему оперативного, тактического и стратегического планирования и управления технологическим процессом добычи нефти в масштабах нефтегазодобывающего управления, нефтяной компании. Реализация таких решений предполагает широкое использование современных и перспективных технологий сбора и передачи информации, высокопроизводительных вычислительных комплексов, безлюдных интеллектуальных систем управления сложными распределенными объектами. В то же время разрабатывать концепцию "интеллектуального месторождения" как полностью безлюдную систему представляется нецелесообразным, и не только с точки зрения социальной как причину безработицы. Безлюдные технологии управления, роботы и робототехнические комплексы могут применяться на технологическом уровне для исключения влияния человеческого фактора. На уровнях управления производством, при постановке целей и принятии стратегических решений роль человека может только возрасти за счет использования интеллектуальных систем поддержки принятия решения. Разработана обобщенная структура интеллектуальной системы управления технологическим процессом добычи нефти в соответствии с организационно-технической структурой нефтедобывающего предприятия как многоуровневой иерархической интегрированной системы с использованием интеллектуальных технологий оперативного и стратегического управления комплексом нефтедобычи в целом. Разработаны концептуальные модели объектов нефтедобычи, позволяющие интегрировать их в обобщенную структуру системы управления для постановки и решения задачи согласованного управления. Предложены эффективные подходы к созданию объекта, подготовленного к интеллектуализации управления. В отличие от известных систем с высокой степенью автоматизации управления в предложенной структуре имеются подсистемы интеллектуальной обработки знания и принятия решения, некоторые из которых практически реализованы.