В настоящее время очевидным трендом развития автоматизированных систем управления производствами в нефтегазовой отрасли (НГО) является внедрение цифровизации технологических процессов и производств в рамках новой промышленной революции Industry 4. В статье выполнен анализ возможных путей цифровой (киберфизической) трансформации автоматизированных систем управления технологическими процессами НГО. Эволюционное развитие систем автоматизации на производствах НГО может протекать в рамках различных дорожных карт в зависимости от степени развития автоматизации на производстве, а также от финансового обеспечения и стратегических установок управляющей компании. Отмечено, что исходные уровни развития текущей автоматизации значительно различаются.
Исходя из особенностей развития, предложено в НГО выделять два блока производств, автоматизация которых в настоящее время имеет устоявшийся уровень развития: блок добычи, подготовки и транспорта нефти и газа и блок переработки нефти и газа и нефтехимии. Автоматизация технологических процессов первого блока производств характеризуется простейшей автоматикой, отсутствием внедрений автоматизированных систем усовершенствованного управления. Для таких производств не следует форсировать переход на технологии Industry 4. Стратегия внедрения современных систем автоматизации должна предусматривать последовательную замену полевой «проводной» автоматизации автономными сенсорными сетями с использованием простейших алгоритмов управления с прогнозированием на основе цифровых моделей активов.
В НГО для цифровизации производств в рамках парадигмы Industry4 наиболее подготовлены нефтехимические и нефтеперерабатывающие производства. На этих предприятиях уже внедрены АРС и МРС системы автоматизации. Рекомендовано дальнейшее развитие автоматизации на этих производствах выполнять путем эволюционного внедрения интернета вещей (IOT), интеллектуальных агентов, виртуальных слоев киберфизических систем, виртуальных агентов с модельным прогнозированием динамики ключевых процессов отельных активов и технологических процессов в целом с управлением в реальном и событийном времени. Цифровизация на основе автономных сенсорных сетей киберфизических систем позволит повысить эффективность эксплуатации физических активов НГО за счет их технологической самоорганизации при выполнении установленных планов и заданий.
Предлагаемая последовательность эволюционного развития цифровизации технологических процессов позволит любой крупной компании НГО формировать дорожные карты развития автоматизации для различных производств до 2023 г.
Список литературы
1. Цифровизация и интеллектуализация нефтегазовых месторождений / А.Н. Дмитриевский, В.Г. Мартынов, Л.А. Абукова, Н.А. Еремин // Автоматизация и IT в нефтегазовой области. – 2016. – № 2 (24). – С. 13–19.
2. Цифровая трансформация нефтегазовой отрасли. – http://oilandgasforum.ru/ data/files/Digest%20site/DAIDJEST%20 WEB2.pdf
3. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А. Инновационный потенциал умных нефтегазовых технологий // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2016. – № 1. – C. 4–9.
4. NIST Special Publication 1500-201 Framework for Cyber-Physical Systems. – 2017 (June). – V. 1. – 79 р.
5. NIST Special Publication 1500-202 Framework for Cyber-Physical Systems. – 2017 (June). – V. 2. – 163 р.
6. FIPA 2000 Specifications. Geneva, Switzerland, Foundation for Intelligent Physical Agents,2002. – http://www.fipa.org/repository/fipa2000.html
7. Цветков В.Я. Управление с применением киберфизических систем //International Scientific Electronic Journal. – 2017. – № 3(27). – С. 55-60.
8. Jay L., Behrad B., Kao Hung-An. A Cyber-Physical Systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems. ManufacturingLetters. – № 3. – Р. 18–23. – doi:10.1016/j.mfglet.2014.12.001
9. Yuan X., Anumba C.J., Partt K.M. Review of the potential for a cyber-physical system approach to temporary structures monitoring // Int. J. Archit. Res. – 2015. – V. 9. – № 3. – Р. 26–44.
10. Крижановский А.А. Вопросы реализации проблемно-ориентированных агентов интеграции знаний // Тр. ин-та / СПИИРАН. – 2003. – Вып. 1. – Т. 3.
11. EUPASS Adaptive Assembly Roadmap 2015-deliverable 1.5f»; Del. 1.5f″, EUPAS-SEvolvable Ultra Precision Assembly, NMP-2-CT-2004-507978, October 2008.
12. Evolvable Assembly Systems: entering the second generation / M. Onori, J. Barata, F. Durand, J. Hoos // In: Hu J (Hrsg.) Proceedings of the 4th CIRP Conference on Assembly Technologies and Systems. – 2012. – Р. 81–84.
