5 главных шагов в интеграции производственных и информационных технологий в нефтегазовой отрасли

Саймон Макэнти, директор по продажам Sensia (совместной компании Rockwell Automation и Schlumberger) в регионе EMEA, рассказал «НиК» о важности интеграции информационных (IT) и производственных (ОТ) технологий для нефтегазовых предприятий и поделился рекомендациями, как достичь полной интеграции производственных и информационных технологий.

Концепция Единого предприятия, подразумевающая слияние IT и OT в производственных процессах, — это новая тенденция развития нефтегазового сектора. Благодаря ей обеспечивается связь между всеми этапами производства, что приводит к повышению эффективности и упрощает работу на всех участках операционной деятельности.

Интеграция ОТ и IТ технологий позволит значительно повысить эффективность предприятий.

Так, согласно исследованию BCG, переход на такие технологии позволит ускорить процесс геологоразведки более чем на 50%, тратить меньше времени на разработку нефтегазовых месторождений на 70%, увеличить скорость введения в эксплуатацию новых скважин на 20–30%, а также увеличить добычу на 3–5% с одновременным уменьшением стоимости ремонта техники на 20–30%.

Объединение ОТ и IТ технологий уже давно привлекает внимание руководителей нефтегазовых компаний, поскольку это позволяет получать ценные данные в реальном времени и оказывать техническую поддержку удаленно. До сих пор эта цель была труднодостижима в связи со спецификой условий работы, а также труднодоступностью объектов нефтегазового сектора. Однако сейчас, когда весь мир, в том числе нефтегазовая промышленность, находится в состоянии нестабильности, интеграция производственных и информационных технологий становится критически важной для руководителей, которые ищут возможности максимизировать производительность своих предприятий.

Настоящая интеграция ОТ и IТ технологий отличается многомерностью. В типичной производственной среде могут быть интегрированы сразу несколько типов систем. В операционных процессах используются системы управления и безопасности, измерительное оборудование и другая инфраструктура, в бизнесе — стандартные прикладные программы, например, программное обеспечение для визуализации и системы для формирования отчетов.

Благодаря интеграции ОТ и ИТ технологий нефтегазовые компании могут отслеживать реальное состояние производственных объектов и, отталкиваясь от этого, принимать решения по оптимизации производительности и совершенствованию протоколов безопасности.

Например, оператор может проанализировать данные определенного оборудования или измерительной системы и спрогнозировать потребность в том или ином ресурсе. Для этого он может загрузить в основанную на искусственном интеллекте аналитическую программу данные о процессе, которые были собраны в разные периоды времени, и использовать их для дальнейшей оптимизации. Затем все сотрудники предприятия могут по мере необходимости обмениваться этими данными.

В настоящее время переход на цифровизацию в производственных процессах обеспечивает конкурентоспособность нефтегазовых компаний не только на российском, но и на мировом уровне.

Безусловно, пандемия ускорила этот процесс. Компании были вынуждены перейти на новые технологии не только в погоне за лидерством и восстановлением позиций в условиях коронакризиса, но и ввиду безопасности сотрудников на местах, соблюдения принципов социальной дистанции.

Одним из лидеров внедрения интегрированных ОТ и ИТ технологий является компания «Газпром нефть», которая активно применяет искусственный интеллект для оптимизации режима работы оборудования в реальном времени, мониторинга и управления бурением скважин и т. д. Другим примером может послужить компания ЛУКОЙЛ, которая ввела систему отслеживания бурения скважин и насосного оборудования. А ТАНЕКО, например, разработала проект установки, позволяющей смоделировать технологический процесс оборудования и наблюдать за всеми процессами как бы изнутри.

Важность внедрения новых технологий неоспорима, поэтому важно обратить внимание на несколько ключевых моментов, которые приведут к успешной интеграции ОТ и IТ технологий в производственных процессах.

В основном руководители нефтегазовых компаний преследуют две цели. С одной стороны, они хотят увеличить прибыльность за счет устранения неполадок, замедляющих работу предприятия. С другой стороны, стремятся минимизировать риски, чтобы достигать желаемых результатов безопасным и надежным способом с соблюдением всех нормативных требований.

В связи с тем, что все системы закрыты и разнородны, возникают некоторые трудности: замедляется работа и принимаются менее удачные решения, тогда как интеграция ОТ и IТ систем позволяет добиться хорошего результата намного быстрее.

Процесс интеграции и обеспечения беспрепятственного обмена информацией между производственными и информационными системами в нефтегазовой отрасли можно разбить на пять ключевых шагов.

1. Выявление и согласование важнейших данных

Одной из отличительных черт типичной производственной среды в нефтегазовой отрасли является одновременное использование сразу нескольких систем, приобретенных у различных производителей машин и оборудования, а также поставщиков программного обеспечения. Эти системы работают по разным протоколам и генерируют данные в разных форматах. При отсутствии единого набора стандартов собираемые данные хранятся изолированно, их совместное использование невозможно. Рабочие процессы дробятся на отдельные стадии, их эффективность снижается.

Необходимо начать с выявления имеющихся форм данных и разработки стратегий, ориентированных на данные. Например, продумать, как собирать, очищать и использовать для различных целей или процессов данные о добыче и транспортировке сырья. Затем определить, что мешает более продуктивному использованию имеющихся данных. Это могут быть, например, сложности, связанные с разделением рабочих процессов между несколькими отделами. Устранение этих проблемных участков на системном уровне поможет впоследствии согласовать работу прикладных программ.

2. Анализ всей производственно-сбытовой цепочки

Данные, полученные на одном этапе операционной деятельности, могут быть использованы на других стадиях производственного цикла. Рассмотрим пример интеграции морских и наземных объектов. Зная, что происходит на танкере, операторы наземного центра обработки данных смогут вовремя изменить настройки и принять решение о распределении отборов.

Кроме того, расширятся возможности для контроля за всей цепочкой поставок. Интеграция данных на уровнях добычи и транспортировки может пригодиться и на более поздней стадии. Например, вы сможете рассчитать, сколько нефти каждый танкер везет на переработку, и спрогнозировать сопутствующие затраты. На первый взгляд эти улучшения кажутся небольшими, но со временем они могут привести к значительному повышению качества и доходов.

3. Заполнение пробелов в безопасности

Интеграция ОТ и IТ технологий в последнее время привлекает внимание также в связи с кибератаками на промышленные объекты, включая недавнюю атаку с использованием программы-вымогателя на трубопровод Colonial Pipeline в США. Нередко киберпреступники используют слабые места сложных экосистем с недостаточной интеграцией и низкой безопасностью информационных и производственных технологий. По данным Deloitte, 90% компаний из сектора OT сообщили, что за предыдущие два года имело место по крайней мере одно нарушение безопасности их инфраструктуры, которое привело к утечке конфиденциальной информации или приостановке работы.

Эти инциденты подчеркивают потенциальную уязвимость, которая может возникнуть в результате интеграции ОТ и IТ технологий. Поэтому необходимо заранее провести надлежащую оценку систем, чтобы своевременно выявить проблемные точки и принять надлежащие меры по защите бизнеса.

4. Создание возможностей для интеграции сторонних решений

Часто компании используют стороннее оборудование или услуги партнеров и поставщиков. В связи с этим при наладке интеграции производственных и информационных технологий важно сделать систему на предприятии стыкуемой с другими сторонними системами.

Интеграция сторонних решений улучшает рабочие процессы и повышает их безопасность. По данным исследовательской организации Ponemon Institute, 59% компаний уже столкнулись с утечкой данных по вине поставщика или третьих лиц, что свидетельствует о критической необходимости скоординированного подхода.

5. Использование передовых возможностей

Чтобы максимально использовать преимущества анализа данных в реальном времени, важно оптимизировать сетевую инфраструктуру и прикладные программы с помощью передовых возможностей. К ним относятся сбор, очистка и обработка данных на месте, рядом с источником, где сразу формируется первичная аналитика. Затем, если потребуется, наиболее важные данные отправляются на централизованную обработку.

В условиях интеграции технологий эти возможности дают ряд преимуществ: наиболее короткую задержку в процессе передачи данных, в ходе вычислений и обмена информацией, устойчивую связь между машинами и датчиками, высокую отказоустойчивость и доступность критически важного периферийного оборудования.

Прикладные программы для рутинных задач (например, для мониторинга факельного газа) могут запускаться на удаленных серверах. При этом операторы на производственных объектах будут иметь доступ к нужным показателям и смогут быстрее принимать решения о любых необходимых действиях.

В качестве примера можно привести крупный румынский нефтеперерабатывающий завод, который сталкивался с определенными проблемами при погрузке железнодорожных цистерн на рампу, например, со сбоями сигнала. Существующее на тот момент на предприятии решение с закрытым исходным кодом было не способно обновляться, а также обмениваться данными, необходимыми для оптимизации работы завода. Более того, интеграция приложения автоматизации с погрузочными пандусами полностью отсутствовала. Все данные вводились вручную теми же операторами, которые управляли процессом погрузки на местах.

Чтобы оптимизировать работу на заводе, компания внедрила новую систему, которая предусматривала интеграцию ОТ и IТ технологий, что включало подключение адаптеров и неуправляемого коммутатора Ethernet, интерфейс оператора высокого класса и центральный сервер для всего программного обеспечения управления технологическими процессами.

В итоге проведенной модернизации на заводе было установлено более гибкое и открытое решение для управления и мониторинга. Новое решение можно легко расширить, если это потребуется в будущем, а также стыковать с другими системами.