Мы часто говорим о моделировании как о фреймворках или конкретных инструментах — интегрированное, гидродинамическое или геологическое. PIPESIM, Petex, Tempest, tNavigator, сценарии, расписания, расчёты, прогнозы. Но почти не говорим о нем, как о способе мышления.
А между тем, инженерное дело и в том числе моделирование — это не просто алгоритм, код и структура. Это способ задать вопрос, сформулировать гипотезу, создать язык для диалога между разными элементами системы, а порой между системой и ее будущим.
В этой статье я рассуждаю не про технологию, а про подход. На протяжении нескольких лет я занимался обучением специалистов по моделированию и много времени уделял не «нажатию конкретных кнопок», а именно построению системы взаимодействия между человеком, инструментом и системой. Как думает инженер, когда строит модель? Как он принимает решения, чего не учитывать? Как чувствует границу между точностью модели и реальностью? И, конечно, вечные вопросы о «достаточной сложности».
Модель — не программа, а гипотеза
Что определяет “хорошую” модель? На первый взгляд может показаться, что это будет самая сложная, самая детализированная реализация. Но на практике дела обстроят не так. Нередко при внедрении процессов моделирования или даже адаптации бизнес-процессов с учетом использования моделирования возникает желание сразу сделать всеобъемлющий инструмент, который покрывает задачи всех существующих внутренних и внешних заказчиков. Порой люди идут дальше и стараются предусмотреть абсолютно все будущие задачи.
Важным этапом же является ответ на вопрос «Зачем она строится?». Начало моего пути в интегрированном моделировании было ознаменовано концепцией этого вопроса. Но не достаточно просто сыпать им, как из пулемета, важна точка приложения.
Как известно, у каждого месторождения есть свой жизненный цикл, те самые классические 4 стадии в российской практике и порядка 6 в зарубежной. Цель внедрения интегрированного моделирования это создать универсальный инструмент. Инструмент, способный объединить в себе все элементы производственной цепочки. Учесть сопутствующие (назовем их сервисными) процессы, такие как расчет экономической эффективности, различного рода анализы чувствительности и неопределенностей, подготовка отчетов и помощь в принятии управленческих решений. А вот задачи использования на каждом этапе жизненного цикла могут меняться, а вместе с ними меняться и модель. Это работает как в сторону насыщения модели, так и в сторону ее упрощения.
Скажем пару слов об упрощения и компромиссах. Это всегда осознанные допущения, доступные инженеру в контексте решения задачи. Показательным примером может быть PVT модель. Обычно для нефтяных месторождений все начинается с модели Black Oil (черной нелетучей нефти). 3 параметра, 2 константы — красота. Но она имеет свои ограничения, погрешности. Которые вполне окупаются скоростью расчетов и числом реально решенных задач. Но, как бы это не печально звучало, когда менеджеры узнают про уравнение состояния, способное учитывать процессы внутри флюида, сразу же возникает задача добавления ее в состав интегрированной модели. Нередко это совершенно избыточно, а усложнение процесса приводит к ошибкам интерпретации. Баланс всей этой конструкции лежит на пересечении трех областей — точность решения, сложности конструкции и производительность. И задачей качественного инженерного подхода как раз является поиск этого равновесия.
Модель — это разговор
А теперь взглянем на моделирование с точки зрения интерпретации ее результатов. Если подумать, инженерная модель — это не просто инструмент расчета. Это способ описать систему, которую не всегда можно потрогать руками. И каждый, кто ее читает — собеседник.
Модель для инженеров — это общий язык, когда один инженер показывает свой образ и говорит другому: «Вот как я вижу эту систему и что считаю главным в ней, вот на что я бы хотел обратить внимание». Это диалог о приоритетах, неопределенностях и принятых допущениях.
Между производством и ITшниками модель становится мостом, который связывает людей, мыслящих процессами и людей, мыслящих системами. В ней отражаются одновременно ограничения оборудования, устройства контроля и архитектура данных. Модель помогает «перевести» физику на язык цифровых сервисов. Привет всем MES-инженерам.
И что наиболее ценное, модель — это связь между настоящим и будущим (прогноз). Каждая построенная модель — это предположение, гипотеза. Она говорит: «Если мы продолжим делать так, будет вот так». Это способ оценить последствия не дожидаясь момента их наступления. Стоит всегда помнить, что прогноз — это не точное значение, а форма инженерной интуиции, подкрепленная расчетом.
Как мы ошибаемся в мышлении
Когда слишком много автоматизации. Иногда в погоне за эффективностью мы увлекаемся «оптимизацией», и порой перестаем понимать, что именно мы автоматизируем. Мы тратим много времени и сил, пишем сценарии, скрипты, алгоритмы и расчетные схемы. И кажется, что они работают идеально. Но когда приходит другой инженер, он уже не понимает как. И чаще всего проблема не в коде, а в утрате самого смысла — зачем это? на какой вопрос мы отвечаем? Автоматизация — это не спасение от рутинной работы. Это способ закрепить паттерн, мышление. Если же мышление упростить до клика одной кнопки, то это перестает быть инженерным результатом.
Когда “идеально” не работает в реальности. Так бывает, что на адаптации модель показывает идеальную сходимость с историческими данными. Ее даже «приняли». Но уже через месяц она оказывается бесполезно, накладные расходы на ее сопровождение растут, а результат может начать ухудшаться, потому что она может быть далека от реальной работы месторождения. Идеальность — это не точность, до последнего знака после запятой, а пригодность для реальных условий, пригодность к действию. Инженер же, который делает идеально, но в отрыве от живого контекста, ошибается не в своих расчетах или формулах, а в мышлении.
Когда забыли спросить “Зачем?”. Это самая частая инженерная ошибка. Особенно когда нужно «срочно». Сделать задачу, как дали. Построить на основе того, что имеем и как умеем. Автоматизировать, как просили. А потом — срочно пересчитать, переделать, переосмыслить. Потому что вопрос был не тот. Хорошее инженерное мышление отталкивается от смысла, а не от формы.
Заключение
Моделирование — это не набор кнопок. Это умение видеть систему, договариваться с неопределённостью и предсказывать последствия твоих решений. И «хороший инженер» — это тот, кто умеет думать модельно, думать на перед, на ранних этапах проигрывая весь жизненный цикл инструмента, осознавая его ценности, и конечно, момент, когда стоит модель положить на полку.