Вызовы прогресса
Интернет вещей, облачные технологии и искусственный интеллект давно стали частью обыденной жизни. Мы с легкостью воспринимаем новые цифровые сервисы и используем их в личных целях. Однако когда речь заходит о крупных промышленных объектах, внедрить даже незначительно обновленный продукт может быть проблематично, ведь, как известно, чем масштабнее проект, тем сложнее в него вносить изменения.
Однако, цифровая трансформация неизбежна. Двигаться к переменам в этом направлении подталкивают множество факторов: ужесточение экологических норм, меняющиеся правила со стороны регулирующих органов, рост активности инвесторов и, конечно, наличие конкурентов, внедряющих передовые цифровые решения. Чтобы оставаться конкурентоспособным, предприятие должно следовать новым веяниям, быть гибким, внедрять не просто современные, а передовые технологии и, главное, делать это правильно.
Наука трансформации
В той или иной степени, цифровые решения и программные продукты используют все предприятия ТЭК. Как минимум, невозможно найти НПЗ, в цехах и на трубопроводах которого не были бы установлены датчики, передающие информацию операторам. Однако, степень цифровизации каждого предприятия разная. Одни и те же технологические процессы на разных НПЗ имеют разную энергоемкость. Часть перерабатывающих заводов демонстрируют 70% глубины переработки, в то время как другая часть - 90%, а межремонтный интервал российских НПЗ составляет 2-3- года по сравнению с периодом в 6-8 лет для западноевропейских предприятий. Причина в том, что цифровые технологии используются, но не внедряются комплексно, а решают текущие точечные проблемы, не охватывая полный цикл.
Перерабатывающее предприятие состоит из ряда циклов: прием сырья, переработка, сбыт продукции и т.д. Если усиливать цифровые решения только в одном из этих циклов, а в других частях производственной цепочки оставить процессы работать «по старинке», то выигранная в «цифровом» цикле эффективность окажется незначительной на фоне рисков, возможных сбоев и низкой производительности других циклов. Внедрение инноваций должно происходить не только комплексно, но и на основе тщательной предварительной подготовки.
Дорожная карта цифровизации от Yokogawa
Чтобы оставаться конкурентоспособными, предприятия стремятся стать высокоманевренными, но все они находятся на разных уровнях технологической зрелости и в разной степени автоматизированы. Помогая предприятиям встать на рельсы правильной цифровой трансформации, специалисты Yokogawa разработали дорожную карту, направленную на последовательное внедрение цифровых технологий.
Она состоит из четырех шагов:
Первый шаг. На начальном этапе необходимо определить состояние предприятия и степень его готовности к внедрению цифровых продуктов.
Второй шаг - построение и внедрение системы, отражающей текущую производственную деятельность.
Третий шаг - внедрение инструментов, позволяющих принять правильные и своевременные решения. Речь идет о системе поддержки принятия решений, построенной на цифровых двойниках и других инструментах. Внедряемые цифровые технологии должны расширять возможности человека, использовать его знания и опыт, обеспечивать их распространение, они должны избавить человека от рутинных задач, позволяя сосредоточиться на внедрении инноваций.
Четвертый шаг. На финальном этапе реализуется стремление к контурам закрытого управления. Внедряются инструменты, посредством которых происходит автоматизация основных технологических и управленческих процессов.
Компоненты цифровизации КВС/Yokogawa
Для построения правильного перехода Yokogawa подобрала ряд инструментов и сервисов.
В качестве основных технологий следует отметить:
-
системы моделирования, а также инструменты аналитики и искусственного интеллекта;
-
системы планирования управления производством;
-
системы автоматизации и оптимизации технологического процесса;
-
инструменты поддержки принятия решений
Среди сервисов особого внимания заслуживают следующие:
-
анализ работы эффективности обслуживания активов;
-
услуги по правильной организации работы смены предприятия;
-
услуги по анализу производства;
-
базовые работы по проектированию, разработке ПО, внедрению, обучению и т.д.;
-
ряд облачных сервисов
Внедрение этих инструментов должно способствует снижению числа непредвиденных событий, а в случае их возникновения дает возможность быстро отреагировать. Производственная гибкость – один из главных показателей высокотехнологичного предприятия.
Прозрачное производство с OPEX
Также, высокотехнологичное производство характеризуется высоким уровнем автоматизации. Однако, нет необходимости автоматизировать все без исключения промышленные операции, важно внедрять цифровые продукты таким образом, чтобы иметь информацию о всех происходящих технологических процессах.
В стремлении сделать производство прозрачным с точки зрения цифровых инструментов и данных Yokogawa, совместно с дочерней компанией KBC, разработала модель системы управления OPEX. Эта модель делает акцент на тех областях, которые требуют особенного внимания при внедрении цифровых технологий. Модель также предполагает, что финансовые цели и бизнес-цели предприятия должны согласовываться с внедрением цифровых продуктов в производственный процесс.
Рис. 1 Модель системы управления OPEX
В целом, цифровую трансформацию промышленного предприятия можно охарактеризовать как взаимосвязь четырех ключевых инструментов: физические производственные активы, системы автоматизации, люди, а также, рабочие практики, производственные и бизнес-процессы. Рассмотрение этих аспектов, как составляющих частей единого подхода позволяет правильно организовать цифровую трансформацию предприятия, в результате чего оно приобретает гибкость и способность своевременно реагировать на технологические и рыночные вызовы.
Технологический баланс
В компании Yokogawa понимают, что цифровая трансформация – это постоянный путь, поэтому особый акцент делается на открытые системы и промышленные протоколы, что в дальнейшем дает возможность заказчику поддерживать их самостоятельно.
На каждом предприятии внедрены определенные IT/OT технологии, и маловероятно, что оно будет готово полностью отказаться от используемой системы ради усовершенствования отдельных элементов. При этом, технологии могут быть самыми разными – где-то ультра-современными, а где-то уже морально устаревшими. На первый план в таком случае выходит коллективная работа исполнителя и заказчика, а также взаимодействие со смежными исполнителями для оценки текущей ситуации и выработки оптимального варианта дальнейшего развития этих систем.
При проведении оценки важно учитывать не только совмещение технологий различных поставщиков, но и так называемых противоборствующих технологий. В качестве примера можно привести облачное и локальное хранение данных. Для обеспечения автоматизированного взаимодействия с внешними организациями необходимо использовать облачные технологии. В то же время, если речь идет о решениях по управлению автоматизацией производства, для их внедрения требуется локальное хранение собранных данных с учётом обеспечения информационной безопасности. Поэтому в данном случае важно определить необходимый баланс наличия и тех, и других, и создать соответствующую архитектуру. Другой пример: если мы говорим о моделировании производства, то его можно производить как с помощью строгих моделей на основе первичных законов физики и химии, так и применять системы искусственного интеллекта на базе методов математической статистики (AI, ML). На разных этапах производства обе системы имеют свои преимущества, поэтому необходим их симбиоз и комплексное применение.
При правильном подходе цифровизация позволяет предприятию безопасно и надежно управлять повседневной деятельностью, извлекать уроки из прошлого и реагировать на будущие колебания конъюнктуры рынка.
Технологии постоянно меняются, каждый день возникают новые вызовы, на которые необходимо реагировать. Поэтому внедряемые решения должны быть не просто современными, а передовыми.
Правильная цифровая трансформация превращает НПЗ в высокоэффективное предприятие, имеющее минимальные издержки в производственной деятельности. Такое предприятие безусловно становится лидирующим в конкурентной борьбе.
Keywords: digital solutions, energy efficiency, production process safety, automated process control, oil refinery
