Ефективність активів і промисловий Інтернет речей (IIoT):

Як не стати заручником власних фізичних активів

Поєднання підходів інтегрованого управління ефективністю активів (APM) з технологіями IIoT та миттєвим аналізом даних перетворює численні великі нафтові родовища з безліччю видобувних і бурових установок у гігантські розумні промислові об’єкти.

Фраза «Інтернет речей» (IoT) вперше з’явилася в Інтернеті в 1999 році, коли вона прозвучала з вуст Кевіна Ештона з компанії Proctor &Gamble. Він мав на увазі комп’ютерні системи, що керують інструментами та машинами на основі сигналів, що надходять від ряду передавачів і датчиків. І ось, вже через 23 роки після виступу Ештона, цінність ринку IIoT вже оцінюється у 124 мільярди доларів США.

Незважаючи на таку величезну ринкову цінність, для багатьох Інтетрнет речей залишається неясним і невизначеним поняттям. Для деяких це просто набір датчиків і приладів, які надсилають показники температури, тиску та витрат в центральну диспетчерську, замість того, щоб їх перевіряв і фіксував персонал. Для інших лише автоматизовані відповіді, що базуються на цих показниках, є справжнім IIoT, тоді як для інших – це виключно кіберсистема, яка генерує прогнози щодо ланцюжка ефективних активів шляхом оцінки цифрових даних за допомогою алгоритмів.

Vetasi — це глобальна консалтингова компанія з управління активами та постачальник рішень з управління ефективністю активів (APM) і управління активами підприємств (EAM). Ми замовили комплекс академічних досліджень і вивчення маловідомої літератури, пов’язаної з галуззю, щоб оцінити статус IIoT у нафтогазовому секторі промисловості.

Дослідницька група з Манчестерського столичного університету (MMU) під керівництвом професора Девіда Бемфорда дослідила літературу з трьох баз даних (EBSCO, Web of Science і Scopus) на предмет документів, ключовими поняттями у яких є «промисловий Інтернет речей», «IIoT», « промисловий IoT», або «промислова революція». Обмеживши пошук статтями, опублікованими англійською мовою, було знайдено 488 статей. Перевірено на відповідність темі тези з 374 статей. 85 статей було повністю проаналізовано для створення систематичного звіту про огляд літератури.

Результати досліджень: Систематичний огляд літератури на тему промислового Інтернету речей, проведений Манчестерським столичним університетом і Vetasi

Справжня крива зростання в галузі ІІоТ тільки починає свій рух

Дослідницька група Манчестерського столичного університету (MMU) виявила, що перехід до систем IIoT тільки починається. «Щодо управління активами, IIoT все ще знаходиться в зародковому стані, ведеться багато розмов, але мало явних застосувань з реальними результатами та доказами впливу». Також виявили, що нафтогазовий сектор відстає в охопленні IIoT порівняно з іншими секторами економіки.

Наразі впровадження ІІоТ було направлено на управління критично важливими для бізнесу процесами. Компанії впроваджували рішення, що включали комплекс технологій з метою:
структурувати кіберфізичну систему («Граничні», «Туманні» і «Хмарні» обчислення);
отримати доступ до надійних і точних даних (дані з датчиків, хмар, «Великі дані»);
почерпнути знання з минулого досвіду (штучний інтелект, машинне та глибинне навчання);
забезпечити цифрову безпеку (блокчейн), і
пов’язати реальний та кіберсвіт (доповнена реальність, цифрові двійники).

Бемфорд вважає, що «інтеграція багаторівневих технологій і самокерованих кіберфізичних систем у реальному часі стане ключовою тенденцією трансформації бізнесу в найближчі роки». Інвестиції в IIoT зараз лише наближаються до кривої швидкого зростання.

За даними дослідження Crespo Marques, Vetasi прогнозує, що ринок інтелектуальних активів зросте з 7 000 мільйонів доларів США у 2020 році до 325 000 мільйонів доларів США у 2030 році.

У нещодавньому звіті McKinsey & Co.Інтернет речей: Наздоганяючи можливості, що розвиваються –до 2030 року, IoT може «забезпечити світову цінність від 5,5 трлн. до 12,6 трлн. доларів США, включаючи цінність, отриману споживачами та клієнтами продуктів та послуг IoT». За 5 років між звітами McKinsey, найшвидше впровадження IoT відбулося в домашньому середовищі: цьому сприяло проведення великої кількості часу вдома під час тривалих локдаунів. За 5 років між звітами McKinsey, найшвидше впровадження IoT відбулося в домашньому середовищі: цьому сприяло проведення великої кількості часу вдома під час тривалих локдаунів.

Що являє собою промисловий Інтернет речей ?

Г’ю Бойс вважає, що IIoT — це «система, що включає мережеві інтелектуальні об’єкти, кіберфізичні активи, пов’язані загальні інформаційні технології та додаткові хмарні або периферійні обчислювальні платформи, які забезпечують інтелектуальний та автономний доступ у режимі реального часу, збір, аналіз, зв’язок, та обмін інформацією про процеси, продукти та/або послуги в промисловому середовищі з метою оптимізації загальної вартості виробництва». (H. Boyes et al. Hugh Boyes, Bill Hallaq, Joe Cunningham, Tim Watson: 2018: The industrial internet of things (IIoT): An analysis framework. Computers in Industry 101 (2018) 1-12

У Вікіпедії промисловий Інтернет речей (IIoT) описується як взаємопов’язані датчики, інструменти та інші пристрої, об’єднані в мережу разом з промисловими комп’ютерними програмами, включаючи виробництво та управління енергією. Таке об’єднання дозволяє збирати дані, обмінюватися ними та аналізувати їх, потенційно сприяючи підвищенню продуктивності та ефективності, а також надаючи інші економічні переваги^1. IIoT – це еволюція розподіленої системи управління (DCS), яка забезпечує вищий ступінь автоматизації за допомогою хмарних обчислень для вдосконалення й оптимізації засобів управління процесами.

Визначення промислового Інтернету речей (IIoT) від Vetasi

Vetasi визначає IIoT як систему, що складається з ІТ та промислового обладнання, яке автоматично:

• генерує потоки цифрових даних з мережі взаємопов’язаних датчиків, пристроїв і промислових інструментів, що забезпечують прийняття обґрунтованих рішень,
• інтегрує дані, що стосуються як активів, так і операцій,
• інтегрує дані, що стосуються як активів, так і операцій, і аналізує отримані дані на основі алгоритмів, що базуються на історичних операційних даних, отриманих з внутрішніх систем підприємства, а також з відповідних зовнішніх джерел, щоб забезпечити оптимальну ефективність і добробут активів і підприємства.

Система здатна генерувати автоматичні відповіді на події в межах заданих параметрів або створювати миттєві сценарії на основі аналітичних даних для інтерактивного прийняття рішень у випадках, що виходять за межі цих параметрів.

Нафтогазова промисловість: Від «раба» до «господаря»

Важливість фізичних активів для ефективної діяльності компанії різна для різних підприємств і промислових секторів, що робить деякі підприємства набагато більш залежними від своїх активів. Надзвичайна залежність від фізичних активів підприємств нафтогазового, гірничодобувного та комунального секторів економіки робить такі підприємства практично заручниками своїх же активів (рис. 2).

Неспроможність підтримувати активи в хорошому стані призводить до загибелі підприємства, і як вважає Бусдекіс (2020), збій у роботі критичних активів є найбільш значним ризиком для операцій, а отже, і для всієї діяльності підприємства.

Тоні Тернер, Директор з реалізації проєктів та інновацій Vetasi, каже, що банк, будівлю якого знищила пожежа, може легко орендувати альтернативне приміщення. «Але коли вибухає і згорає нафтопереробний завод, операції неможливо перенести в інші приміщення для відновлення виробництва. Оскільки нафтогазовий сектор сильно залежить від капіталу, ризик виходу активів з ладу є набагато вищим. Коли інфраструктура в таких секторах, як нафтогазова промисловість, які є заручниками своїх активів, виходить з ладу або дає збій, сама бізнес-модель опиняється під загрозою серйозного зниження прибутку».

За словами Тернера, управління активами та технічне обслуговування перетворилися з функції підтримки, яка забезпечує роботу обладнання, до однієї з найважливіших функцій, котра визначає добробут підприємства. «Мова вже іде не просто про технічне обслуговування активів, а про управління їхньою ефективністю (APM). Нехтування ним означає проблеми не лише з технікою, а і з грошовими потоками та прибутком».

«Управління техобслуговуванням спочатку було майже повністю реактивним: воно починало діяти, коли щось ламалося, подібно до того, як сили безпеки адаптувалися до режиму тривоги та мобілізувалися лише після того, як потрапляли в засідку або наїзду на міну. Управління техобслуговуванням розвинулося до фаз регулярного патрулювання (планове профілактичне технічне обслуговування), і постійних дозорних і сторожових служб (профілактичне технологічне обслуговування, що проводиться в залежності від стану активу). Промисловий Інтернет речей у цьому контексті – це зміна парадигми. Компанії тепер можуть застосовувати превентивні удари і навіть вирішувати проблеми, вдаючись до режимів прогнозного та рекомендованого технічного обслуговування». – Тоні Тернер, Директор з реалізації проєктів та інновацій Vetasi

 

 

Таблиця 1: Еволюціяуправління ефективністю промислових активів (нафтогазовий сектор)
				4IR
	Реактивне ТО	Профілактичне ТО	Залежне від стану ТО	Прогнозне ТО	Рекомендоване ТО
	(Потрапляння в засідку)	(Регулярне патрулювання)	(Спостерігання)	(Нанесення превентивних ударів і влаштування засідки)
Стандартний режим виробництва	Непідключена техніка, наприклад, ШГН.	Незалежні або пов’язані виробничі одиниці (деякі елементи автоматизації)	Автоматизація та елементарна робототехніка	Цифрована система IIoT з інтелектуальними датчиками, що забезпечує постійний потік інформації про операції та активи з миттєвим кібераналізом на основі алгоритмів машинного навчання
Протокол технічного обслуговування	Ремонтні роботи у зв’язку з інцидентом	Попередньо визначені протоколи та процедури технічного обслуговування виробника оригінального обладнання, що проводяться у заздалегідь визначені проміжки часу	Моніторинг стану шляхом перевірки датчиків і манометрів через фіксовані проміжки часу або підключення до сигналізації (наприклад, моніторинг вібрації та температури, аналіз масла, датчики газу та тепла, масла і манометри)	Покращений моніторинг стану та підключення для прогнозування несправності обладнання	На базі аналізу даних робиться прогноз виникнення проблем з процесами, щоб активувати коригувальні заходи. Наприклад, зниження швидкості насоса, автоматичне відключення проблемних агрегатів і їх перенаправлення через інші блоки з резервною потужністю
Коли?	Поломка машини	Регулярне календарне технічне обслуговування	Датчики/вимірювачі вказують на проблеми під час періодичного вимірювання	На постійній основі
Стандартний вплив на виробництво	Зупинка до усунення пошкоджень	Час простою для регулярного технічного обслуговування. Менше незапланованих невиробничих зупинок	Нерегулярні перерви для технічного обслуговування, коли це необхідно	Автоматизований потік технічного обслуговування з мінімальними збоями, а також обмеженим часом простою завдяки прогнозуванню на основі даних елементів ризику з протоколами втручання для негайного реагування.
Вартість поточного технічного обслуговування	Непередбачувані і неконтрольовані витрати	Масштабна заміна деталей згідно з графіком, незалежно від того, зношені вони чи ще можуть використовуватися.	Нижча вартість, вчасна заміна, але лише за потреби.	Краще розуміння змін стану, що забезпечує більш оптимальне технічне обслуговування	Оптимізовані витрати
Наслідки для підприємства	Незапланований простій, що призводить до зниження темпів виробництв, а отже і прибутку. Перевищення НзВ і надлишкова готова продукція	Регулярні перерви у виробництві, що призводить до неоптимальної його доступності	Більш активне технічне обслуговування, що сприяє збільшенню часу безвідмовної роботи	Автоматизовані протоколи технічного обслуговування та ремонтних робіт з миттєвим аналізом даних для забезпечення досягнення виробничих цілей і обмеження ризику серйозних збоїв і простоїв, що дозволяють оптимізувати витрати на технічне обслуговування, капіталовкладення, і підвищити ефективність та якість продукту

 

Tаким чином, IIoT дозволяє значно зменшити час простою виробництва, і таким чином сприяти підвищенню ефективності та більш надійній прибутковості.

Однак застосування прогностичного та рекомендованого режимів управління активами не означає, що слід повністю відкинути реактивні та заплановані превентивні режими управління ефективністю активів на другий план. Тернер: «Збалансоване поєднання цих режимів, засноване на аналізі профілю ризику активу або компонента, дозволить суттєво знизити витрати і, у той же час, підвищити цінність активу. «Збалансоване поєднання цих режимів, засноване на аналізі профілю ризику активу або компонента, дозволить суттєво знизити витрати і, у той же час, підвищити цінність активу.

« Для ефективного застосування технології промислового Інтернету речей необхідно узгодити корпоративні цілі з цілями управління активами, а система управління має відповідати мінімальним стандартам, передбаченим ISO 55001. Оптимальна цінність відкривається, коли підприємство стратегічно гармонізує свої операційні бізнес-цілі з даними, згенерованими технологіями на основі аналізу активів, які миттєво узгоджуються з власними операційними даними підприємства і «Великими даними» усього сектору.»

Переваги промислового Інтернету речей для нафтогазового сектору економіки

Джонатан Г’юард, керівник напрямку управління активами нафтогазового сектору економіки у Vetasi, каже, що взаємодія з клієнтами вказує на те, що технологічний прогрес сприяє змінам. Розширене застосування інтелектуальних датчиків може створювати безперервні потоки інформації, а розробка аналітичного програмного забезпечення досягла значних успіхів, дозволяючи оцінювати дані не лише за історичними експлуатаційними даними заводів, але й за всіма нафтовими родовищами чи нафтопереробними заводами підприємства по всьому світу, включно з « Великими даними» цього сектору економіки.

Звіт McKinsey щодо IoT за 2021 рік передбачає переваги Інтернету речей для нафтогазового сектору у напрямках від буріння та розвідки до роздрібних продажів. «Дистанційна експлуатація морських платформ у суворих умовах Північного моря та оптимізація виробництва за допомогою штучного інтелекту в регіоні Мексиканської затоки — це вже не фантазії, а реальні можливості. За нашими оцінками, в рамках управління операціями, оптимізація прибутку може підвищитися по всьому ланцюжку створення цінності на 4-9 відсотків».

McKinsey вважає, що нафтогазові компанії можуть розраховувати на те, що за допомогою IIoT, вони зможуть:
покращити ефективність використання обладнання на 10-30%;
підвищити якість продукції (до 4%) і
підвищити ефективність роботи персоналу на 13-30%.

Як показує звіт Всесвітнього економічного форуму Global Lighthouse Network, який охоплює 90 заводів і виробничих майданчиків, які досягли значних успіхів у впровадженні технологій 4IR, прогрес інтегрованого та системного застосування цих технологій дає виняткові результати.

Завдяки додаткам IIoT такі нафтові родовища, як комплекс Ekofisk з 29 платформами між Норвегією та Шотландією, або величезне нафтове родовище Clair площею 220 кв. км на захід від Шетландських островів, яке охоплює п’ять ліцензійних блоків, будуть перетворені на гігантські «розумні об’єкти». Так само, як смартфони зробили революцію в ефективності та продуктивності людей, IIoT підвищить добробут нафтопереробних заводів і нафтових родовищ завдяки оптимізації їхніх операцій і підвищенню ефективності активів.

Результати досліджень: Систематичний огляд літератури на тему промислового Інтернету речей, проведений Манчестерським столичним університетом і Vetasi

Звертайтесь до експерта з питань оцінки переваг діджиталізації управління активами

Vetasi має хороші можливості, щоб супроводжувати вас на вашому шляху до діджиталізації. Будучи акредитованими IAM оцінювачами за стандартом ISO 55001 і золотими діловими партнерами IBM, спільно з вами, ми можемо розробити оптимальну стратегію, уникаючи засідок з боку управління активами та приймаючи превентивні рішення для оптимізації вартості ваших активів і ефективного управління ризиками.

Якщо вам потрібна додаткова інформація, зв’яжіться з експертами з управління ефективністю активів у Vetasi за адресою enquiries@vetasi.com