Economia digitale. Industria petrolifera: realtà digitale

Reti neurali, gemelli digitali, intelligenza artificiale. Le tecnologie dell'Industria 4.0 cambieranno l'industria petrolifera oltre il riconoscimento

Architetti dell'era digitale

La tecnologia dell'informazione e la biomedicina sono generalmente considerate le più avanzate tecnologicamente. Le aziende dei settori tradizionali, come la laminazione dei metalli o la produzione e raffinazione del petrolio, sono trattate in modo diverso. A prima vista sembrano conservatori, ma molti esperti li definiscono i principali artefici della nuova era digitale.

I giganti industriali hanno iniziato ad automatizzare i processi di produzione a metà degli anni '30 del secolo scorso. Nel corso dei decenni, i complessi hardware e software sono stati continuamente migliorati e complicati. L'automazione dei processi di produzione, ad esempio nella raffinazione del petrolio, è avanzata molto avanti. Il funzionamento di una moderna raffineria di petrolio è monitorato da centinaia di migliaia di sensori e strumenti e le forniture di carburante sono monitorate in tempo reale dai sistemi di navigazione satellitare. Ogni giorno la raffineria russa media produce oltre 50.000 terabyte di informazioni. Per fare un confronto, 3 milioni di libri che sono archiviati nell'archivio digitale della Biblioteca di Stato russa richiedono centinaia di volte di meno - "solo" 162 terabyte.

Questi sono gli stessi "big data", o Big Data, - un flusso paragonabile al carico di informazioni dei più grandi siti e social network. L'array di dati accumulati è una risorsa unica che può essere utilizzata nella gestione aziendale. Ma i metodi tradizionali di analisi delle informazioni non sono più adatti a questo. Un lavoro veramente efficiente con un tale volume di dati è possibile solo con l'aiuto delle tecnologie dell'Industria 4.0. Nel contesto di un paradigma economico in mutamento, una ricca "esperienza storica" di produzione è un vantaggio significativo. I big data sono al centro dell'intelligenza artificiale. La sua capacità di apprendere, comprendere la realtà e prevedere i processi dipende direttamente dalla quantità di conoscenza caricata. Allo stesso tempo, le aziende industriali hanno una potente scuola di ingegneria, sono attivamente coinvolte nell'implementazione e nel miglioramento di nuove tecnologie. Questa è un'altra circostanza che li rende protagonisti della "new economy".

Interessante in rete

Petr Kaznacheev, Direttore del Centro per l'economia delle materie prime, RANEPA: “La gestione intelligente e la pianificazione aziendale potrebbero essere considerate come un primo passo verso un sistema di intelligenza artificiale “integrato” nel petrolio e nel gas. In questo caso, potremmo parlare di creare un algoritmo per digitalizzare tutte le informazioni chiave sulle attività dell'azienda, da un campo a una stazione di servizio. Queste informazioni potrebbero essere inviate a un unico centro automatizzato. Sulla base di queste informazioni, utilizzando metodi di intelligenza artificiale, si potrebbero fare previsioni e raccomandazioni per ottimizzare il lavoro dell'azienda”.

Leader della trasformazione digitale

Riconoscendo questa tendenza, i leader industriali in Russia e nel mondo stanno ricostruendo i processi aziendali che si sono sviluppati nel corso di decenni, introducendo le tecnologie dell'Industria 4.0 nella produzione basata sull'Internet delle cose industriale, l'intelligenza artificiale e i Big Data. La trasformazione più intensa sta avvenendo nell'industria petrolifera e del gas: l'industria si sta "digitalizzando" dinamicamente, investendo in progetti che solo ieri sembravano fantastici. Impianti controllati dall'intelligenza artificiale e in grado di prevedere situazioni, impianti che portano l'operatore alla modalità di funzionamento ottimale: tutto questo sta già diventando realtà oggi.

Allo stesso tempo, il compito massimo è creare un sistema di produzione, logistica, produzione e gestione delle vendite che unisca pozzi intelligenti, fabbriche e distributori di benzina in un unico ecosistema. In un modello digitale ideale, nel momento in cui il consumatore preme la leva dell'ugello del carburante, gli analisti dell'azienda nel centro operativo ricevono immediatamente informazioni su quale marca di benzina viene riempita nel serbatoio, quanto olio deve essere prodotto, consegnato a la raffineria e lavorati per soddisfare la domanda in una regione specifica. Finora, nessuna delle società russe e straniere è riuscita a costruire un tale modello. Tuttavia, Gazprom Neft ha avanzato il massimo nella risoluzione di questo problema. I suoi specialisti stanno attualmente implementando una serie di progetti, che alla fine dovrebbero diventare la base per la creazione di una piattaforma unificata per l'elaborazione, la logistica e la gestione delle vendite. Una piattaforma che nessun altro al mondo ha ancora.

Gemelli digitali

Oggi le raffinerie di Gazprom Neft sono tra le più moderne del settore. Tuttavia, la quarta rivoluzione industriale apre opportunità qualitativamente nuove, presentando contemporaneamente nuove esigenze per l'automazione. Più precisamente, non si tratta tanto di automazione quanto di quasi totale digitalizzazione della produzione.

La base della nuova fase saranno i cosiddetti "gemelli digitali" - copie virtuali degli impianti di raffineria. Tutti i processi e le relazioni che avvengono nei prototipi reali sono accuratamente descritti nei modelli 3D. Si basano sul lavoro dell'intelligenza artificiale basata su reti neurali. Il "gemello digitale" può suggerire modalità operative ottimali per le apparecchiature, prevederne i guasti e consigliare i tempi di riparazione. Tra gli altri vantaggi c'è la capacità di apprendere costantemente. La stessa rete neurale trova gli errori, li corregge e li ricorda, migliorando così il proprio lavoro e l'accuratezza delle previsioni.

Una serie di informazioni storiche funge da base per l'addestramento del "gemello digitale". Le moderne installazioni di raffineria sono complesse come il corpo umano. Centinaia di migliaia di parti, decine di migliaia di sensori. La documentazione tecnica di ogni installazione occupa una stanza delle dimensioni di un'aula magna. Per creare un "gemello digitale", tutte queste informazioni devono prima essere caricate in una rete neurale. Quindi inizia la fase più difficile: la fase di insegnamento dell'intelligenza artificiale per comprendere l'installazione. Include le letture dei sensori e della strumentazione raccolte negli ultimi anni dell'installazione. L'operatore simula varie situazioni, fa rispondere alla rete neurale alla domanda "cosa succede se uno dei parametri di lavoro viene modificato?" - ad esempio, sostituendo uno dei componenti della materia prima o aumentando l'alimentazione dell'impianto. La rete neurale analizza l'esperienza degli anni passati ed esclude le modalità non ottimali dall'algoritmo utilizzando il metodo di calcolo e impara a prevedere il funzionamento futuro dell'installazione.

Interessante in rete

Gazprom Neft ha già completamente digitalizzato due complessi industriali coinvolti nella produzione di carburante per autoveicoli: un idrotrattamento a benzina per cracking catalitico presso la raffineria di petrolio di Mosca e un impianto che opera presso la raffineria di petrolio della società a Omsk. I test hanno dimostrato che l'intelligenza artificiale è in grado di tenere conto contemporaneamente di un numero enorme di parametri delle loro "controparti digitali", prendere decisioni e notificare possibili deviazioni nel lavoro anche prima del momento in cui il problema minaccia di trasformarsi in un problema serio.

Allo stesso tempo, Gazprom Neft sta testando soluzioni complesse che minimizzeranno l'impatto del fattore umano sulla scala dell'intera produzione. Progetti simili sono attualmente in fase di implementazione negli impianti di bitume della società a Ryazan e in Kazakistan. Le soluzioni di successo trovate empiricamente possono essere successivamente scalate fino al livello delle grandi raffinerie, che alla fine creeranno un'efficace piattaforma di gestione della produzione digitale.

Nikolay Legkodimov, Head of Advanced Technologies Consulting Group, KPMG in Russia e nella CSI:“Soluzioni che simulano varie unità, assiemi e sistemi sono note e utilizzate da molto tempo, anche nell'industria petrolifera e del gas. Si può parlare di salto di qualità solo quando si è raggiunta una sufficiente ampiezza di copertura di questi modelli. Se riusciamo a combinare questi modelli tra loro, combinandoli in un'intera catena complessa, ciò consentirà davvero di risolvere i problemi a un livello completamente nuovo, in particolare simulando il comportamento del sistema in condizioni di lavoro critiche, non redditizie e semplicemente pericolose . Per quelle aree in cui il riattrezzaggio e l'aggiornamento delle attrezzature è molto costoso, ciò consentirà il test preliminare di nuovi componenti. "

Gestione delle prestazioni

In futuro, l'intera catena del valore nel blocco logistica, raffinazione e vendita di Gazprom Neft sarà unita da un'unica piattaforma tecnologica basata sull'intelligenza artificiale. Il “cervello” di questo organismo sarà il Performance Management Center, creato un anno fa a San Pietroburgo. È qui che confluiranno le informazioni provenienti dai “gemelli digitali”, qui verranno analizzate e qui, sulla base dei dati ottenuti, verranno prese le decisioni gestionali.

Già oggi, in tempo reale, più di 250mila sensori e decine di sistemi trasmettono al Centro informazioni da tutti gli asset aziendali compresi nel perimetro dell'unità logistica, raffinazione e vendita di Gazprom Neft. Ogni secondo vengono ricevuti 180 mila segnali qui. Una persona impiegherebbe circa una settimana solo per visualizzare queste informazioni. Il cervello digitale del Centro lo fa all'istante: monitora in tempo reale la qualità dei prodotti e la quantità dei prodotti petroliferi lungo tutta la filiera - dall'uscita dalla raffineria al consumatore finale.

L'obiettivo strategico del Centro è quello di aumentare radicalmente l'efficienza del segmento a valle utilizzando le tecnologie e le capacità di Industria 4.0. Cioè, non si tratta solo di gestire i processi - questo può essere fatto nell'ambito dei sistemi tradizionali, ma di rendere questi processi i più efficaci: attraverso l'analisi predittiva e l'intelligenza artificiale in ogni fase del business, ridurre le perdite, ottimizzare i processi e prevenire perdite.

Nel prossimo futuro, il Centro dovrebbe imparare a risolvere diversi compiti chiave che influiscono sull'efficienza della gestione aziendale. Comprese le previsioni per il futuro con 60 giorni di anticipo: come si comporterà il mercato tra due mesi, quanto petrolio sarà necessario raffinare per soddisfare la domanda di benzina in questo momento, in che stato sarà l'attrezzatura, se gli impianti saranno in grado di per far fronte al carico imminente e se è necessario ripararli. Allo stesso tempo, nei prossimi due anni, il Centro dovrebbe raggiungere il 50% della capacità e iniziare a monitorare, analizzare e prevedere la quantità di riserve di prodotti petroliferi in tutti i depositi di petrolio e nei complessi di rifornimento della compagnia; monitorare automaticamente oltre il 90% dei parametri di produzione; analizzare l'affidabilità di oltre il 40% delle apparecchiature tecnologiche e sviluppare misure per prevenire la perdita di prodotti petroliferi e una diminuzione della loro qualità.

Entro il 2020, Gazprom Neft si pone l'obiettivo di raggiungere il 100% delle capacità del Performance Management Center. Tra gli indicatori dichiarati - analisi dell'affidabilità di tutte le apparecchiature, prevenzione delle perdite di qualità e quantità dei prodotti, gestione predittiva delle deviazioni tecnologiche.

Daria Kozlova, consulente senior presso VYGON Consulting:“In generale, le soluzioni integrate apportano notevoli vantaggi economici per l'industria. Ad esempio, secondo le stime di Accenture, l'effetto economico della digitalizzazione potrebbe essere superiore a $ 1 trilione. Pertanto, quando si tratta di grandi aziende integrate verticalmente, l'implementazione di soluzioni integrate è altamente giustificata. Ma è anche giustificato per le piccole imprese, poiché migliorare l'efficienza può liberare fondi aggiuntivi riducendo i costi, aumentando l'efficienza della gestione del capitale circolante, ecc. "

Interessante in rete

Testo: Natalia Petrova, Illustrazioni: Alexey Stolyarov

Per valutare l'effetto dei cambiamenti in atto oggi, è sufficiente ritirarsi mentalmente nel passato e ricordare come vivevamo, lavoravamo e facevamo affari 10-15 anni fa. Gli analisti, tuttavia, sostengono che questo è solo l'inizio del processo e promettono cambiamenti drammatici nel mondo degli affari nel prossimo futuro. I piani alti delle aziende sono ben consapevoli dei venti del cambiamento: nel sondaggio periodico di IBM tra i CEO di aziende multinazionali, la tecnologia è arrivata prima come fattore chiave del business nel 2012 e da allora ha mantenuto questa posizione.

Gli esperti notano che il pericolo dei processi in corso risiede principalmente nella loro portata e velocità. Il progresso scientifico e tecnologico non è mai passato a una tale velocità - e questa velocità continua ad aumentare, lasciando sempre meno tempo per pensare, prevedere e prepararsi. I cambiamenti in sé non sono mai stati così totalizzanti: la digitalizzazione non aggira nessun ambito della nostra vita, e prima o poi i numeri arriveranno in ogni settore e in ogni casa. Inoltre, tutte le precedenti scoperte tecnologiche hanno riguardato il mondo materiale, ma ora i confini tra il mondo materiale e lo spazio virtuale vengono cancellati, mescolando insieme ciò che è sempre stato separato in modo affidabile. Come dobbiamo affrontare questi cambiamenti? Cosa aspettarsi da loro e come dovrebbe procedere l'attività?

Alexander Dyukov, presidente del consiglio di amministrazione, Gazprom Neft: « Viviamo in un'era speciale: l'era della quarta rivoluzione industriale. Questa era ha un impatto molto grave sull'economia globale. Possiamo vedere chiaramente quanto velocemente emergono nuove industrie, come appaiono e crescono nuove aziende. Quegli attori che in precedenza dominavano sono costretti ad accettare la sfida dello sviluppo delle tecnologie digitali e cercare di impegnarsi attivamente in esse, o ad abbandonare il mercato. Se parliamo del settore petrolifero, allora, a differenza, ad esempio, del settore bancario, non siamo così dipendenti e poco sensibili alla rivoluzione digitale. Tuttavia, l'uso delle tecnologie digitali può fornire alcuni vantaggi per le aziende. Abbiamo scelto una rotta verso la leadership tecnologica globale, e una delle condizioni per questa leadership è l'uso efficace e rapido delle tecnologie digitali".

Nel flusso generale

A prima vista, sembra che le trasformazioni avvengano in modo casuale e imprevedibile. La deriva digitale del ghiaccio inizia qua e là: tocca tangenzialmente un settore, capovolge l'altro, i recenti leader di mercato vanno in discesa e le aziende di cui nessuno aveva sentito parlare un anno fa vengono alla ribalta. Quindi, con lo sviluppo di Internet, i supporti cartacei stanno lentamente ma inesorabilmente abbandonando il mercato, lasciando il posto a quelli elettronici. Non sta cambiando solo il modo di diffondere le informazioni, ma anche i generi e i formati di gestione della carta stampata. Mercato dopo mercato sta anche cambiando le tecnologie delle applicazioni mobili: autotrasporti, banche, turismo. I prossimi in linea sono i mercati al dettaglio, cellulari e persino B2B, dove hanno iniziato a comparire anche applicazioni mobili, che sostituiscono varie funzioni di servizio. Il modello di interazione proposto all'epoca da Uber è diventato oggi un nome familiare.

Un'ondata di varie tecnologie digitali e relative trasformazioni si abbatte sull'onda: Internet, social network, big data, reti neurali ... Tuttavia, uno studio attento degli eventi e delle loro forze trainanti mostra che dietro la diversità esterna ci sono caratteristiche universali comuni che ci permettono di dire cosa abbiamo a che fare con un singolo processo. Questo processo di cambiamento è sempre più indicato come trasformazione digitale.

Piattaforma educativa

Un esempio lampante dell'implementazione di una soluzione di piattaforma all'interno di un'azienda è la Gazprom Neft Corporate University. Si tratta di una nuova forma di progetti educativi che consente ai dipendenti non solo di essere consumatori di conoscenza, ma di partecipare attivamente alla loro creazione. Il prerequisito per l'emergere della Corporate University era, da un lato, la necessità di un gran numero di dipendenti per migliorare le proprie qualifiche e, dall'altro, una colossale serie di conoscenze ed esperienze accumulate dagli esperti dell'azienda. Il formato della piattaforma offre sia opportunità di interazione praticamente illimitate grazie alla totale integrazione dello spazio educativo.

Allo stesso tempo, la Corporate University sta facendo molto lavoro dietro le quinte per garantire che il servizio sia della giusta qualità. La base strutturale di questo lavoro sono le facoltà e i dipartimenti al loro interno. Il dipartimento è una comunità professionale, che è uno strumento chiave per la conservazione e la diffusione della conoscenza. I portatori di esperienza e conoscenza professionale possono agire in questa comunità in due ruoli. In qualità di esperti, forniscono contenuti formativi di alta qualità e monitorano la pertinenza del contenuto di modelli di competenze, profili, test e curricula. In qualità di formatori interni, progettano ed erogano corsi di formazione. Uno dei compiti più importanti della Corporate University è quello di coinvolgere manager e portatori di competenze in questo lavoro e aiutarli a rafforzare le competenze e le capacità necessarie per portarlo a termine. Al momento, la Corporate University conta già 21 dipartimenti ed è prevista l'apertura di altri 9. Il format a piattaforma della Corporate University consente di coinvolgere nel suo lavoro migliaia di esperti, in grado di fornire il processo formativo per decine di migliaia di dirigenti e dipendenti.

Di quali caratteristiche stiamo parlando? In primo luogo, la crescita del numero di connessioni. Il numero di connessioni aumenta ogni volta che qualche elemento del mondo fisico, precedentemente isolato, risulta essere connesso al mondo digitale. Tale elemento può essere la persona stessa o alcuni degli oggetti e dei dispositivi che lo circondano. Telefoni, fotocamere, lettori sono diventati digitali: si trasformano tutti in dispositivi ausiliari per connettere una persona a una rete. Frigoriferi e lavatrici stanno già adottando il wi-fi. Abbiamo a che fare con l'Internet delle cose. Cassa digitale self-service. Reception digitale. Un codice digitale su un pezzo da museo. Di per sé, l'emergere di composti non è un fenomeno nuovo, la novità è nella rapida crescita del loro numero.

Ogni connessione attiva diventa una fonte di informazioni per l'oceano digitale. Queste informazioni erano sparse nel mondo fisico, ma con una nuova connessione si fondevano nell'array delle informazioni generali. E la crescita esplosiva delle connessioni sta portando a una crescita esplosiva della quantità di informazioni disponibili. In altre parole, stiamo accumulando big data.

Le informazioni disponibili, a loro volta, aprono opportunità di interazione finora sconosciute. Oggi la strategia di gioco di una squadra di basket può basarsi non sull'esperienza di un allenatore, ma su un'analisi della macchina dei tiri e del comportamento sul campo dei giocatori avversari. Utilizzando i big data, Amazon analizza le sottili sfumature delle preferenze dei suoi clienti e fa loro offerte sorprendentemente accurate. Yandex.Gli ingorghi, interagendo con varie fonti, raccolgono informazioni sulla situazione sulla strada e ricamano i flussi di traffico.

Di conseguenza, la crescita della densità digitale - il numero di connessioni, informazioni disponibili e interazioni - sta gettando un ponte tra il mondo fisico e quello digitale: il mondo digitale riflette sempre più accuratamente il fisico e, a sua volta, inizia a trasformarlo . Questa influenza può essere diretta, come nell'esempio del basket, dei negozi e della navigazione in città, o più indirettamente. L'aumento della densità digitale a un certo punto si trasforma in cambiamenti qualitativi nell'ambiente in cui esistono persone e imprese.

Grandi dati

Gazprom Neft sta già utilizzando con successo il fenomeno della crescente densità digitale per migliorare l'efficienza aziendale. Così, nel 2012, la società ha lanciato il programma ERA (Electronic Asset Development) volto a sviluppare l'automazione nell'esplorazione e nella produzione. Le informazioni geologiche su tutti i campi dell'azienda vengono accumulate e analizzate nel proprio sistema informativo GeoMate e nel programma "Scacchiera e modalità tecnica" vengono archiviate le informazioni dai pozzi e viene formata la modalità tecnologica del loro funzionamento.

L'implementazione di varie soluzioni IT ha dato immediatamente risultati: l'azienda ha moltiplicato la quantità di informazioni relative all'esplorazione geologica, allo sviluppo del campo, al funzionamento dei pozzi, ecc. Oggi, per un'elaborazione efficiente dei dati sismici e la costruzione di modelli idrodinamici, Gazprom Neft si sta già rivolgendo a l'aiuto del supercomputer St.-Petersburg Polytechnic University of Peter the Great. Questa capacità è necessaria per capitalizzare la colossale quantità di dati eterogenei e semi-strutturati ottenuti dallo studio delle riserve complesse.

Konstantin Kravchenko, Capo del Dipartimento di Informatica, Automazione e Telecomunicazioni: “È molto importante capire che la trasformazione digitale non è la sostituzione di una tecnologia con un'altra. La trasformazione digitale è, prima di tutto, un cambiamento nel modello di gestione aziendale, un cambiamento nei processi aziendali, una ristrutturazione del modello di organizzazione e conduzione degli affari in un'azienda, e nel caso delle compagnie petrolifere e del gas di cui stiamo parlando la trasformazione di tutte le aree delle sue attività - esplorazione, produzione, raffinazione, vendita e gestione aziendale. Pertanto, per realizzare tali trasformazioni su larga scala, è necessario sviluppare una strategia di trasformazione digitale. Dobbiamo passare da iniziative e progetti innovativi separati a un unico piano graduale per la transizione all'economia digitale. E tale lavoro è già in corso a Gazprom Neft. "

Un altro esempio di uso pratico attivo delle opportunità che l'idea di trasformazione digitale porta con sé è l'analisi delle informazioni utilizzando l'apprendimento automatico - intelligenza artificiale. Grandi quantità di dati vengono ricevute giornalmente dalle risorse di produzione di Gazprom Neft: misurazioni dei pozzi di produzione (portata di fluido, petrolio, taglio dell'acqua, valori di pressione del fondo), studi delle caratteristiche fisiche del giacimento e del fluido prodotto. Allo stesso tempo, per vari motivi, questi dati potrebbero non essere sempre corretti o completi e la loro analisi può portare a conclusioni errate sullo stato attuale dei pozzi o del campo nel suo insieme e influenzare in ultima analisi le decisioni in merito allo sviluppo. Tali soluzioni possono includere tecniche di fratturazione idraulica o workover, deviazioni o recupero dell'olio terziario.

Il compito dell'intelligenza artificiale in questa situazione è trovare errori nei dati e ridefinire i valori mancanti, aumentando così la qualità delle informazioni, identificare nuovi modelli prima non rilevati e accelerare il processo di analisi stesso. Solo una macchina può analizzare ogni megabyte di dati, integrare dati eterogenei e tenere conto di vari modelli quando si effettuano previsioni. Oggi, gli specialisti del Gazprom Neft Science and Technology Center, insieme al MIPT Engineering Center, hanno iniziato a sviluppare algoritmi per insegnare alle macchine le competenze appropriate. In futuro: la creazione di un assistente intellettuale a tutti gli effetti per uno sviluppatore specializzato.

Segni di trasformazione

La trasformazione digitale ha un sacco di sintomi che possono essere raggruppati approssimativamente in tre gruppi. In primo luogo, c'è un cambiamento nella mentalità dei consumatori finali, che è già stato chiamato consumerizzazione. Il significato dei cambiamenti è che le tecnologie informatiche specializzate stanno diventando sempre più disponibili per l'utente di massa. A loro volta, gli utenti cercano di utilizzare le tecnologie "domestiche" in ufficio senza pensare alla loro sicurezza. Per un decennio e mezzo il focus tecnologico si è spostato in modo significativo dal segmento business al segmento consumer: se all'inizio del millennio i leader erano aziende tecnologiche come Microsoft, Cisco, IBM, che lavoravano principalmente con il business, ora Google , Apple, Facebook, prendendo di mira la persona media alla fine della catena. Le persone hanno acquisito massicciamente esperienze digitali di prima classe e le loro aspettative e comportamenti sono cambiati drasticamente. Una persona che ieri, insieme a suo figlio, ha filmato il suo quartiere con un iPhone da un quadricottero, non si accontenta di un'applicazione di mobile banking con un'interfaccia come un bancomat, o il vecchio semplice schema "pay-fill-go" a un gas stazione - vuole ottenere qualcosa in più, qualcosa che sia in linea con il resto della sua esperienza. Allo stesso tempo, se una persona ha bisogno di inviare un file di grandi dimensioni al lavoro o contattare urgentemente qualcuno, non esiterà a utilizzare la condivisione di file sulla rete o su messenger. L'azienda deve tenere conto di queste tendenze in modo che non arrivi il momento in cui l'azienda sembrerà antidiluviana non solo ai clienti, ma anche ai propri dipendenti.

Centro di gestione delle prestazioni

Nel giugno 2017 è stato aperto a San Pietroburgo il Gazprom Neft Refinery Efficiency Management Center (CUE). L'obiettivo strategico di questo progetto, unico per il settore, è costruire una piattaforma digitale unificata per la gestione dell'efficienza della catena del valore - dal flusso di petrolio alle raffinerie alla vendita di prodotti petroliferi al consumatore finale. Il centro utilizza moderne tecnologie di analisi dei dati, analisi predittiva e metodi di big data.

Il principio di funzionamento del CUE si basa sull'integrazione di vari sistemi di gestione della catena del valore, l'organizzazione dello scambio di dati gratuito e continuo tra di loro e l'uso di metodi di analisi predittiva per parametri quali la domanda di prodotti petroliferi, l'affidabilità delle apparecchiature, la qualità del prodotti petroliferi, monitoraggio ambientale, efficienza energetica, ecc. In tempo reale, 250.000 sensori e decine di sistemi trasmettono informazioni all'ESC da tutti gli asset dell'azienda inclusi nel perimetro dell'unità logistica, raffinazione e vendita di Gazprom Neft.

Nell'ambito del lavoro del centro, continua la formazione di modelli ingegneristici accurati degli impianti tecnologici - gemelli digitali degli asset, che consentiranno il passaggio alla gestione proattiva dell'affidabilità, della sicurezza e dell'efficienza delle imprese.

Un altro importante segnale che la trasformazione digitale ha già colpito l'uno o l'altro settore: l'ambiente competitivo democratico, che si ottiene abbassando la soglia di ingresso nel business e si esprime in una crescita a valanga del numero di startup. Molti fondatori di start-up cercano piccole nicchie in cui le grandi aziende coprono scarsamente le esigenze dei clienti, ma possono comunque generare entrate significative. Non competono necessariamente direttamente con i "dinosauri", ma grazie alla loro esistenza molto viva nella nicchia prescelta, formano un ambiente che crea una forte pressione competitiva sulle imprese tradizionali. In un settore così conservatore come il petrolio e il gas, le startup possono trovare il loro posto offrendo alle aziende tecnologie innovative, prodotti IT e soluzioni di gestione aziendale.

Allo stesso tempo, la democratizzazione del business si traduce in una varietà di modelli di business utilizzati, e questo vale non solo per le startup, anche se indubbiamente ne danno il tono. Qualsiasi azienda, indipendentemente dalle dimensioni o dal settore, può espandere o modificare il proprio modo di interagire con i clienti. Un esempio lampante di un nuovo approccio sono le soluzioni di piattaforma. Google e Apple sono stati i primi ad adottare questo modello, seguiti da centinaia di piattaforme consumer. Ora tocca alle aziende industriali. In Russia, ad esempio, Mail.ru Group è impegnato nello sviluppo di sistemi di produzione di piattaforme. La holding è già entrata nel mercato dell'Internet delle cose industriale (IIoT) lanciando la piattaforma Tarantool IIoT, che consente di raccogliere dati dai sensori presso le imprese e inviarli per l'analisi ai data center.

I sistemi di produzione della piattaforma consentono di ricostruire la gestione aziendale, aumentare l'efficienza della produzione e ottimizzare l'intera catena del valore. In Gazprom Neft, tale piattaforma è diventata il Performance Management Center aperto di recente nel blocco della logistica, della raffinazione e delle vendite (vedi riquadro).

Allo stesso tempo, le stesse grandi aziende industriali possono partecipare attivamente alla creazione di piattaforme come modelli di business per l'interazione di vari rappresentanti delle imprese: creatori di tecnologia, fornitori di servizi. Pertanto, Gazprom Neft agisce già attivamente come cliente di innovazioni, coinvolgendo allo stesso tempo organizzazioni scientifiche e produttori di apparecchiature nella loro creazione. In particolare, la società sta implementando il progetto "Creazione di un complesso di tecnologie domestiche e attrezzature ad alta tecnologia per lo sviluppo delle riserve della formazione Bazhenov". Questo progetto può essere considerato un prototipo di un modello di piattaforma di relazioni tra tutti i partecipanti al mercato. Vari istituti di ricerca e aziende industriali sono invitati a parteciparvi. E lo sviluppo sistematico e il test di nuove tecnologie domestiche dovrebbero essere effettuati sulla base del TRIZ Production Technology Development Center, che Gazprom Neft sta creando sul territorio del Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug insieme all'amministrazione del Khanty- Mansi Autonomous Okrug - Yugra.

Piattaforma di vendita

La trasformazione digitale può fornire significativi vantaggi competitivi per il blocco delle vendite di Gazprom Neft. Oggi l'azienda sta creando una piattaforma di vendita digitale. Ti consentirà di personalizzare in modo fine e accurato l'offerta di prodotti e servizi per ciascun cliente in uno qualsiasi dei canali di vendita, creare e lanciare rapidamente nuovi prodotti e servizi sul mercato, fornire al consumatore l'accesso immediato alla soluzione necessaria, sia essa un contratto di gestione di una stazione di servizio, un contratto di fornitura di carburante o un ordine per consegnare un ordine da un negozio online a una stazione specifica in un momento specifico.

In altre parole, l'azienda si assicurerà la leadership nel mercato degli utenti finali, anche nel segmento B2B, utilizzando la conoscenza accumulata sul proprio cliente, organizzando un'efficace logistica end-to-end e la capacità di integrare organicamente le capacità dei partner da qualsiasi altro settore nella propria offerta per i clienti. Le soluzioni informatiche in queste tre aree costituiranno la base dell'architettura della piattaforma di vendita digitale. La specificazione delle aree competitive per la formazione di progetti IT specifici viene effettuata nell'ambito dello sviluppo di una strategia digitale per la direzione commerciale regionale. Entro la fine dell'anno verrà completato lo sviluppo della strategia e verrà avviata l'implementazione della componente tecnologica della piattaforma. Parallelamente sono in fase di elaborazione le modifiche al modello organizzativo della Direzione, necessarie per la formazione della componente commerciale della piattaforma di vendita digitale.

L'azienda del futuro

Con la crescita della densità digitale, cambiano le competenze chiave del business, che garantiscono la sua stessa esistenza - consentono di creare valore per il cliente e monetizzare il valore creato. L'emergere di alcune e l'estinzione di altre competenze chiave non è qualcosa di nuovo: una volta la comparsa delle auto svalutava le abilità di guida del cavallo, ma creava un bisogno di abilità di guida. Oggi, con l'avvento del navigatore, la capacità di orientamento in città è diventata meno utile, ma è aumentato il valore della capacità di maneggiare i dispositivi digitali. La stessa cosa accade a livello di organizzazioni e industrie. Tuttavia, sia gli individui che le organizzazioni possono trovare molto difficile rinunciare alle proprie competenze raffinate quando non sono più necessarie.

I cambiamenti nelle competenze chiave comportano la ristrutturazione del settore, l'emergere di nuovi modelli di business e cambiamenti organizzativi. La trasformazione digitale del business è lo sviluppo della capacità di creare e sviluppare nuove competenze che rendono il business di successo in un ambiente di cambiamenti costanti e su larga scala. Media, rivenditori, aziende informatiche, banche hanno affrontato i fenomeni descritti in piena crescita. L'industria è fuori dai sentieri battuti, ma chi si sente al sicuro si inganna: i primi echi della trasformazione digitale continuano a echeggiare qui. Secondo gli esperti, nel futuro digitale per le aziende del settore petrolifero e del gas, le competenze relative allo sviluppo innovativo, allo sviluppo di nuovi prodotti e allo sviluppo di nuovi mercati verranno alla ribalta. Mentre le funzioni di routine saranno sempre più affidate in outsourcing ai robot, le conoscenze relative all'esplorazione geologica, all'analisi dei dati e alla gestione dell'affidabilità e dell'efficienza aziendale rimarranno richieste.

Konstantin Kravchenko, capo del dipartimento di tecnologie dell'informazione, automazione e telecomunicazioni, Gazprom Neft PJSC

L'era digitale nel settore petrolifero e del gas è ormai una realtà. Le aziende di tutto il mondo sono passate dalle parole alle tecnologie digitali: Shell e Total utilizzano robot, Chevron e Shell utilizzano droni, Statoil utilizza la visualizzazione 3D, Chevron utilizza l'analisi video per rilevare perdite sulle condutture, BP sta implementando un progetto su larga scala relativo alla utilizzo dell'Internet of Things industriale su piattaforme minerarie. Quasi tutti gli attori dell'industria globale del petrolio e del gas stanno già utilizzando l'intelligenza artificiale e le capacità della realtà virtuale e aumentata. Anche una tecnologia come la blockchain non è stata ignorata. Quest'anno, BP ha aderito all'Enterprise Ethereum Alliance, le cui attività sono finalizzate, tra l'altro, alla distribuzione di contratti intelligenti nelle aziende.
Gazprom Neft non rimane in disparte dalla corsa alla digitalizzazione in corso. Nel corso dell'anno la quasi totalità delle unità produttive e delle funzioni aziendali dell'azienda ha avviato progetti pilota o avviato iniziative digitali su larga scala.

Allo stesso tempo, va notato che la digitalizzazione porta a cambiamenti radicali in interi settori. Ad esempio, la diffusione della telefonia via Internet, della messaggistica istantanea e degli operatori virtuali ha costretto le società di telecomunicazioni a cambiare completamente il proprio modello di business. L'avvento delle auto elettroniche ea guida autonoma, così come dei servizi di car sharing, ha cambiato il volto dell'industria dei trasporti. Queste innovazioni, insieme allo sviluppo dell'estrazione delle risorse di scisto, all'uso sempre più diffuso di fonti energetiche rinnovabili, alle attività di start-up che offrono rifornimento fuori dalla stazione di servizio, hanno interessato anche il settore petrolifero. Ma la digitalizzazione non è solo uno shock: ha il potenziale di sopravvivenza per gli attori del settore tradizionale.

Devi solo essere in grado di utilizzare correttamente queste opportunità. E dal punto di vista tecnico, siamo pronti: è stata accumulata una quantità significativa di dati di produzione, è stata creata potenza di calcolo per la loro elaborazione; il costo dell'introduzione delle innovazioni sta diminuendo e l'esperienza della loro applicazione di successo sta crescendo. Ma la digitalizzazione non è sinonimo di tecnologia, comporta anche un cambiamento radicale dei modelli operativi e di business. Questa è la sua differenza fondamentale rispetto all'automazione tradizionale. Le nuove tecnologie non funzionano senza cambiare l'approccio al fare impresa, e qui la piattaforma tecnologica digitale gioca un ruolo fondamentale. È lei che diventerà uno strumento per gestire i diversi processi e funzioni delle aziende e, in futuro, la base dell'ecosistema del settore.

È in corso il processo di formazione di catene del valore end-to-end, gestite da centri multifunzionali. Un centro di supporto alla perforazione (nel blocco di esplorazione e produzione), un centro per il miglioramento dell'efficienza nella raffinazione del petrolio e nella logistica, un centro per l'ottimizzazione della produzione nei progetti offshore e un centro di gestione del progetto per la costruzione di capitali sono già operativi o sono in fase di creazione a Gazprom Neft. In futuro, stiamo valutando la creazione di strutture piatte, gestite da un unico centro e unendo l'ecosistema dei partner.

Su questa strada, dobbiamo ancora risolvere molti problemi. A livello aziendale è necessario creare una nuova cultura aziendale, un sistema gestionale e decisionale, e riconsiderare il ruolo dell'Information Technology e del CIO. Ma ci sono compiti che devono essere affrontati a livello industriale: standardizzazione, modifiche legislative e creazione di una piattaforma tecnologica comune.

Vorrei sottolineare che senza una tale piattaforma è impossibile avanzare efficacemente lungo il percorso della digitalizzazione. Ne parlano i rappresentanti delle più grandi aziende tecnologiche e dei consulenti aziendali, e questo è spiegato anche nel programma Digital Economy of the Russian Federation.

Attualmente sul mercato sono presenti circa 300 piattaforme IoT industriali, ma si tratta principalmente di soluzioni occidentali. Il loro utilizzo nell'era basata sul cloud pone rischi critici per il nostro settore. Inoltre, le piattaforme esistenti risolvono solo una parte dei compiti di digitalizzazione, non rispondendo pienamente alle esigenze di domani.

La domanda principale è: dov'è il giocatore o la squadra che creerà una promettente piattaforma cloud russa per la produzione digitale? Ovviamente, un compito così ampio va oltre il potere di un'unica azienda.

Il settore energetico mondiale è sull'orlo di una riforma tecnologica e strutturale. Secondo il World Economic Forum, la sola digitalizzazione dell'industria petrolifera e del gas potrebbe generare entrate aggiuntive per 1,6 trilioni di dollari entro il 2026. Tuttavia, questa transizione tecnologica può rivelarsi una trasformazione molto dolorosa per molte vecchie imprese industriali.

Negli ultimi anni sono emersi nuovi termini e concetti per descrivere la trasformazione digitale in corso. La struttura del mondo, compresa quella industriale, sta cambiando il concetto di impresa intelligente (IE) - un insieme di innovazioni tecnologiche che includono intelligenza artificiale (AI), automazione intelligente (IA), tecnologie di deep learning, analisi predittiva e calcolo cognitivo.

Secondo l'International Data Corporation, il mercato delle soluzioni cognitive e dell'intelligenza artificiale raggiungerà i 46 miliardi di dollari entro il 2020, con un aumento del 500% rispetto ai livelli del 2016.

La fantascienza sta diventando una realtà documentata di rapidi cambiamenti nello spazio socio-economico: i confini della trasformazione in corso si stanno rapidamente espandendo, dall'interferenza con i geni umani alla quarta rivoluzione industriale. Accenture ritiene che l'espansione dell'uso delle soluzioni IE migliorerà l'efficienza del lavoro e potrà aumentare la produttività delle economie nazionali del 40% entro il 2035.

Dovremmo spendere soldi per le nuove tecnologie?

Mentre il settore finanziario, immobiliare e sanitario si stanno rapidamente trasformando, guidando in termini di investimenti nei sistemi IE, l'industria petrolifera e del gas non ha ancora beneficiato in modo significativo del nuovo ordine digitale. L'industria petrolifera ha appena attraversato il periodo più difficile degli ultimi 30 anni. Il calo del prezzo del petrolio dal 2014, la riduzione di 350mila dipendenti in tutto il mondo e il calo degli investimenti nella produzione sono una grave crisi che l'industria petrolifera e del gas ha dovuto affrontare negli ultimi anni. Il risultato sono stati i tentativi di ottimizzazione del business, l'inizio dell'utilizzo del potenziale delle nuove tecnologie per aumentare l'efficienza e la redditività delle aziende.

Secondo un sondaggio condotto da Oil & Gas IQ tra i rappresentanti delle più grandi compagnie petrolifere e del gas internazionali, quando si risponde alla domanda "In che modo i sistemi aziendali intelligenti possono influenzare il tuo business?" Il 65% era favorevole alla riduzione dei costi, il 45% all'ottimizzazione dei processi, il 44% alla modernizzazione dell'azienda, il 42% al risparmio di tempo, il 35% alla vittoria della concorrenza.

Ma finora, le compagnie petrolifere sono seriamente in ritardo rispetto ai cambiamenti in atto in altri settori a una velocità incredibile. Secondo gli ultimi sondaggi, quattro professionisti su cinque dell'industria petrolifera e del gas sono "eccitati" per i cambiamenti e tre su quattro ritengono che i sistemi di IE aiuteranno le aziende a risparmiare denaro riducendo le spese di capitale e operative. Tuttavia, un intervistato su tre ha affermato che la sua azienda non è ancora stata avviata e alcuni non intendono nemmeno integrare soluzioni innovative di sistemi IE nel modello di business esistente.

La digitalizzazione dell'industria petrolifera e del gas è finalizzata principalmente alla capacità di prendere decisioni rapide e bilanciate sulla valutazione del rischio, nonché ad aumentare la produttività e il valore dell'azienda. Il CEO di BP Robert Dudley, parlando di trasformazione digitale, sottolinea l'importanza di prendere decisioni operative, oltre a cambiare il modo in cui le persone lavorano. Ma l'industria del petrolio e del gas è tradizionalmente conservatrice, solo pochi, i giocatori più finanziariamente sicuri si mostrano come brillanti innovatori in determinate aree.

Secondo il capo della società a monte Bernard Lowney, i big data porteranno a una rivoluzione nell'industria petrolifera.

"Accetta una nuova era, non aspettare che ci venga imposta",

- chiama il top manager.

Nel corso del 2017, BP ha acquisito Beyond Limits, una start-up di intelligenza artificiale e calcolo cognitivo che sta adattando le tecnologie upstream dello spazio profondo della NASA per il settore.

Chevron sta sviluppando attivamente GPU per la visualizzazione dei dati sismici e la modellazione 3D di serbatoi. L'obiettivo principale è determinare le posizioni più adatte per la perforazione.

Shell sviluppa algoritmi di apprendimento automatico per l'esplorazione sismica per rilevare e classificare automaticamente le strutture geologiche nei giacimenti di petrolio e gas onshore e offshore.

La domanda principale che ciascuna delle compagnie petrolifere e del gas dovrà porsi e risolvere è quanto possa essere dispendioso, creare e realizzare miracoli dall'arsenale della quarta rivoluzione industriale.

Ad esempio, Eni, con sede in Italia, ha dovuto tagliare le spese in conto capitale del 20% a causa degli enormi costi del suo pluripremiato computer ibrido ad alte prestazioni HPC3, lanciato all'inizio del 2017 per l'utilizzo nel settore dell'esplorazione e della produzione di idrocarburi. Ma gli esperti sottolineano che gli elementi di IE possono essere installati su sistemi legacy esistenti e utilizzare dati già generati dall'hardware. Ciò ridurrà significativamente i costi di digitalizzazione per i progetti di petrolio e gas, che è una buona notizia per un settore in cui quattro megaprogetti su cinque in corso sono nei tempi previsti o nel budget.

Secondo i sondaggi, due tecnologie dell'arsenale dei sistemi IE possono portare il maggiore impatto nell'industria petrolifera e del gas: l'analisi predittiva e i sistemi di automazione intelligenti.

Le tecnologie di deep learning sono essenziali per un'analisi accurata dei guasti negli impianti industriali e possono trovare la loro strada nell'industria petrolifera e del gas ad alta intensità di capitale. I sistemi di automazione intelligenti consentono, attraverso l'integrazione dei dati, di passare all'esecuzione automatica di funzioni tradizionalmente svolte dal personale. Gli esperti osservano che entro il 2020 ci sarà una crisi del personale nelle industrie del petrolio e del gas: metà degli ingegneri e geofisici esperti raggiungerà l'età pensionabile. La digitalizzazione può influenzare l'intera catena del valore nell'industria petrolifera e del gas. Tra i segmenti più promettenti per la transizione alle tecnologie digitali ci sono la gestione delle risorse e le infrastrutture, lo sviluppo sul campo, i servizi geofisici, le condutture e l'elaborazione.

modo russo

Nel novembre 2017, Gazprom ha approvato un programma mirato per lo sviluppo di uno spazio informativo unificato fino al 2022. L'azienda si è posta il compito di introdurre soluzioni automatizzate a tutti i livelli di gestione, basate sulle moderne tendenze nella transizione verso l'economia digitale.

Gazprom ha dichiarato tre principi su cui si basa la politica in questo settore: innovazione, integrazione e sostituzione delle importazioni. Vengono utilizzate soluzioni IT avanzate per garantire la massima integrazione dei sistemi informativi e di controllo e un effetto sinergico per il business di Gazprom. L'azienda sta cercando di dare la preferenza agli sviluppi interni. La strategia dell'informatizzazione è in fase di attuazione, sono stati introdotti 35 sistemi informativi e di controllo, che hanno permesso di automatizzare molti importanti processi aziendali. È stato costruito un centro di elaborazione dati con severi requisiti di sicurezza delle informazioni.

Gazprom dispone ora di un data warehouse aziendale con indicatori di prestazioni chiave dei processi di produzione utilizzati nelle decisioni di gestione chiave. Si prevede di automatizzare in modo completo la contabilità e la pianificazione della produzione, creare un data warehouse virtuale unificato, che riceverà informazioni dalle strutture in tempo reale, nonché introdurre strumenti per il monitoraggio, la modellazione e la previsione dello stato tecnico delle risorse di produzione.

Grandi speranze sono associate all'uso di elementi di un promettente modello di gestione aziendale: il concetto di "Industria 4.0" (la quarta rivoluzione tecnologica).

Implica l'uso diffuso di tecnologie e strumenti digitali per la gestione proattiva degli impianti e dei processi produttivi lungo l'intera catena del valore per massimizzare la redditività aziendale. Con l'aiuto di potenti risorse informatiche e una piattaforma software per l'elaborazione di grandi quantità di dati, si prevede di creare modelli digitali di impianti di produzione operativi ("gemelli digitali").

Anche Gazprom Neft vede un grande potenziale per la digitalizzazione. Le aree più interessanti sono i cambiamenti che interessano la gestione aziendale, i processi aziendali, la ristrutturazione del modello organizzativo e il fare impresa in azienda. Secondo Gazprom Neft, la trasformazione digitale implica una simbiosi di trasformazioni tecnologiche e organizzative su larga scala volte ad aumentare drasticamente l'efficienza aziendale attraverso la sua completa digitalizzazione in tutte le fasi della creazione di valore. Secondo il capo della compagnia petrolifera, Alexander Dyukov, le tecnologie possono essere utilizzate lungo l'intera catena del valore, dall'esplorazione alla vendita di carburante nelle stazioni di servizio, il che migliorerà l'efficienza del lavoro.

Opportunità di localizzazione

Le principali prospettive di digitalizzazione in Russia sono legate all'energia. C'è potenziale per la localizzazione qui. Quindi, secondo Simon Khuffeto, direttore senior del settore energetico di Dassault Systèmes, le soluzioni IT create per le esigenze specifiche delle aziende russe potranno essere utilizzate in futuro sul mercato globale. In Russia, Dassault Systèmes partecipa attivamente al processo di digitalizzazione aziendale, collaborando con i principali attori del mercato. Rosatom Corporation è diventata uno dei principali partner. Dassault Systèmes collabora attivamente con una filiale della società, il gruppo di società ASE.

“Abbiamo avviato l'interazione all'interno dei processi interni di progettazione e costruzione di reattori nucleari. Nel tempo ci siamo resi conto che le aziende hanno ottime opportunità per portare soluzioni congiunte al mercato dell'energia, non solo in Russia, ma anche all'estero. Sulla base dei nostri sviluppi, ASE ha creato la propria piattaforma Multi-D, un insieme di strumenti che funziona sulla nostra piattaforma 3DEXPERIENCE, che ci consente di implementare tutti i progetti di costruzione di capitali in termini di organizzazione delle informazioni tecniche, ottimizzazione della sequenza di lavoro e progettazione oggetti di ingegneria civile. Stiamo aiutando ASE a sviluppare questa tecnologia, ma abbiamo altri piani di cooperazione "

- disse Khuffeto.

Nel settore petrolifero e del gas, Dassault Systèmes collabora con produttori di apparecchiature, società di ingegneria che progettano e forniscono supporto e supporto tecnico e operatori che gestiscono gli impianti. Le soluzioni proposte aiutano a progettare e costruire strutture infrastrutturali, gestire progetti di costruzione di capitali e ottimizzare i processi nelle imprese operative.

Dassault Systèmes è interessata a progetti nel campo delle energie alternative in Russia. La società ha previsioni ottimistiche per lo sviluppo di questo segmento.

“In Russia, la quota di fonti energetiche alternative è molto piccola. Ma c'è un enorme potenziale, specialmente per le regioni remote dove è necessaria la produzione di energia locale. L'energia alternativa può aiutare lo sviluppo economico di regioni lontane, oltre a creare vantaggi competitivi per l'economia russa nel mercato mondiale. Un buon esempio di cooperazione è il progetto di RUSAL e RusHydro a Krasnoyarsk, dove una centrale idroelettrica, una fonte di energia ecologica, viene utilizzata per produrre alluminio. Un altro fattore è che ci sono città molto grandi in Russia, il cui sviluppo e crescita crea grandi difficoltà per i servizi pubblici. Qui, la tecnologia Smart Grid aiuterebbe a creare uno sviluppo urbano sostenibile e sostenibile. Ci sono molti progetti e diverse possibilità, ma tutti questi progetti hanno una sfida: la gestione della complessità. Come affrontare la crescente complessità dei progetti? La tecnologia all'avanguardia può aiutare in tutte queste aree e il lavoro in 3D svolge un ruolo molto importante qui ", afferma Simon Juffeto.

Fonte: popmech

Reti neurali, gemelli digitali, intelligenza artificiale. Le tecnologie dell'Industria 4.0 cambieranno l'industria petrolifera oltre il riconoscimento

Architetti dell'era digitale

I giganti industriali hanno iniziato ad automatizzare i processi di produzione a metà degli anni '30 del secolo scorso. Nel corso dei decenni, i complessi hardware e software sono stati continuamente migliorati e complicati. L'automazione dei processi di produzione, ad esempio nella raffinazione del petrolio, è avanzata molto avanti. Il funzionamento di una moderna raffineria di petrolio è monitorato da centinaia di migliaia di sensori e strumenti e le forniture di carburante sono monitorate in tempo reale dai sistemi di navigazione satellitare. Ogni giorno la raffineria russa media produce oltre 50.000 terabyte di informazioni. Per fare un confronto, i 3 milioni di libri che sono archiviati nell'archivio digitale della Biblioteca di Stato russa occupano centinaia di volte meno - "solo" 162 terabyte.

Questo è il vero "big data", o Big Data, - un flusso paragonabile al caricamento di informazioni dei più grandi siti e social network. L'array di dati accumulati è una risorsa unica che può essere utilizzata nella gestione aziendale. Ma i metodi tradizionali di analisi delle informazioni non sono più adatti a questo. Un lavoro veramente efficiente con un tale volume di dati è possibile solo con l'aiuto delle tecnologie dell'Industria 4.0. Nel contesto di un paradigma economico in mutamento, una ricca "esperienza storica" di produzione è un serio vantaggio. I big data sono al centro dell'intelligenza artificiale. La sua capacità di apprendere, comprendere la realtà e prevedere i processi dipende direttamente dalla quantità di conoscenza caricata. Allo stesso tempo, le aziende industriali hanno una potente scuola di ingegneria, sono attivamente coinvolte nell'implementazione e nel miglioramento di nuove tecnologie. Questa è un'altra circostanza che li rende protagonisti della "new economy".

Infine, gli industriali nazionali conoscono il prezzo dell'efficienza aziendale. La Russia è un paese di grandi distanze. Spesso gli asset di produzione si trovano a grande distanza dai consumatori. In queste condizioni, è molto difficile reagire rapidamente alle fluttuazioni del mercato. Le tecnologie tradizionali consentono di risparmiare non più di un decimo di punto percentuale. Nel frattempo, le soluzioni digitali oggi consentono di ridurre i costi fino al 10-15% al mese. Il fatto è ovvio: nell'era della quarta rivoluzione industriale, sarà competitivo chi apprenderà l'uso più efficace delle nuove tecnologie in termini di esperienza accumulata. Petr Kaznacheev, Direttore del Centro per l'economia delle materie prime, RANEPA: "Come primo passo verso un sistema di intelligenza artificiale" integrato "nel petrolio e nel gas, si potrebbe considerare la gestione "intelligente" e la pianificazione aziendale. Le informazioni potrebbero arrivare a un unico centro automatizzato. Sulla base di queste informazioni, utilizzando metodi di intelligenza artificiale, le previsioni e si potrebbero formulare raccomandazioni per ottimizzare il lavoro dell'azienda”.

Leader della trasformazione digitale

Allo stesso tempo, il compito massimo è creare un sistema di produzione, logistica, produzione e gestione delle vendite che unisca pozzi intelligenti, fabbriche e distributori di benzina in un unico ecosistema. modello digitale ideale, nel momento in cui il consumatore preme la leva dell'ugello del carburante, gli analisti dell'azienda nel centro operativo ricevono immediatamente informazioni su quale marca di benzina viene riempita nel serbatoio, quanto olio deve essere prodotto, consegnato a raffineria e lavorati per soddisfare la domanda in una particolare regione. Finora, nessuna delle società russe e straniere è riuscita a costruire un tale modello. Tuttavia, Gazprom Neft ha avanzato il massimo nella risoluzione di questo problema. I suoi specialisti stanno attualmente implementando una serie di progetti, che alla fine dovrebbero diventare la base per la creazione di una piattaforma unificata per l'elaborazione, la logistica e la gestione delle vendite. Una piattaforma che nessun altro al mondo ha ancora.

Gemelli digitali

La base della nuova fase saranno i cosiddetti "gemelli digitali" - copie virtuali degli impianti di raffineria. I modelli 3D descrivono in modo affidabile tutti i processi e le relazioni che avvengono nei prototipi reali. si basano sul lavoro dell'intelligenza artificiale basata su reti neurali. Il "gemello digitale" può proporre modalità operative ottimali per le apparecchiature, prevederne i guasti e consigliare i tempi di riparazione. Tra gli altri vantaggi c'è la capacità di apprendere costantemente. La stessa rete neurale trova gli errori, li corregge e li ricorda, migliorando così il proprio lavoro e l'accuratezza delle previsioni.

La base per la formazione del "gemello digitale" è una serie di informazioni storiche. Le moderne installazioni di raffineria sono complesse come il corpo umano. Centinaia di migliaia di parti, decine di migliaia di sensori. La documentazione tecnica di ogni installazione occupa una stanza delle dimensioni di un'aula magna. Per creare un "gemello digitale", tutte queste informazioni devono prima essere caricate in una rete neurale. Quindi inizia la fase più difficile: la fase di insegnamento dell'intelligenza artificiale per comprendere l'installazione. include le letture dei sensori e della strumentazione raccolte negli ultimi anni di funzionamento dell'impianto. L'operatore simula varie situazioni, fa rispondere alla rete neurale alla domanda "cosa succede se uno dei parametri di lavoro viene modificato?" - ad esempio, sostituendo uno dei componenti della materia prima o aumentando l'alimentazione dell'impianto. La rete neurale analizza l'esperienza degli anni passati ed esclude le modalità non ottimali dall'algoritmo utilizzando il metodo di calcolo e impara a prevedere il funzionamento futuro dell'installazione.

Gazprom Neft ha già completamente "digitalizzato" due complessi industriali coinvolti nella produzione di carburante per autoveicoli: un'unità di idrotrattamento della benzina da cracking catalitico presso la raffineria di petrolio di Mosca e un'unità operativa presso la raffineria di petrolio della società a Omsk. I test hanno dimostrato che l'intelligenza artificiale è in grado di tenere conto contemporaneamente di un numero enorme di parametri delle loro "controparti digitali", prendere decisioni e notificare possibili deviazioni nel lavoro anche prima del momento in cui il problema minaccia di trasformarsi in un problema serio.

Nikolay Legkodimov, Head of Advanced Technologies Consulting Group, KPMG in Russia e nella CSI:"Soluzioni che simulano vari componenti, assiemi e sistemi sono note e applicate da tempo, anche nell'industria petrolifera e del gas. Si può parlare di salto di qualità solo quando si raggiunge un'ampiezza di copertura sufficiente di questi modelli. Se può combinare questi modelli tra loro, per combinarli in un'intera catena complessa, quindi ciò consentirà davvero di risolvere i problemi a un livello completamente nuovo, in particolare simulando il comportamento del sistema in condizioni di lavoro critiche, non redditizie e semplicemente pericolose. consentire il collaudo preliminare di nuovi componenti."

Gestione delle prestazioni

A lungo termine, l'intera catena del valore nel blocco logistica, raffinazione e vendita di Gazprom Neft sarà unita da un'unica piattaforma tecnologica basata sull'intelligenza artificiale. Il "cervello" di questo organismo sarà il Performance Management Center, creato un anno fa a San Pietroburgo. È qui che confluiranno le informazioni provenienti dai “gemelli digitali”, qui verranno analizzate e qui, sulla base dei dati ottenuti, verranno prese le decisioni gestionali.

L'obiettivo strategico del Centro è quello di aumentare radicalmente l'efficienza del segmento a valle utilizzando le tecnologie e le capacità di Industria 4.0. Cioè, non si tratta solo di gestire i processi - questo può essere fatto nell'ambito dei sistemi tradizionali, ma di rendere questi processi i più efficaci: attraverso analisi predittive e intelligenza artificiale in ogni fase del business, ridurre le perdite, ottimizzare i processi e prevenire le perdite.

Nel prossimo futuro, il Centro dovrebbe imparare a risolvere diversi compiti chiave che incidono sull'efficienza della gestione aziendale. compresa la previsione del futuro con 60 giorni di anticipo: come si comporterà il mercato tra due mesi, quanto petrolio sarà necessario raffinare per soddisfare la domanda di benzina attuale, in che condizioni sarà l'attrezzatura, gli impianti saranno in grado di far fronte al carico imminente e se hanno bisogno di ripararlo. Allo stesso tempo, nei prossimi due anni, il Centro dovrebbe raggiungere il 50% della capacità e iniziare a monitorare, analizzare e prevedere la quantità di riserve di prodotti petroliferi in tutti i depositi di petrolio e nei complessi di rifornimento della compagnia; monitorare automaticamente oltre il 90% dei parametri di produzione; analizzare l'affidabilità di oltre il 40% delle apparecchiature tecnologiche e sviluppare misure per prevenire la perdita di prodotti petroliferi e una diminuzione della loro qualità.

Daria Kozlova, consulente senior presso VYGON Consulting:"In generale, le soluzioni integrate portano vantaggi economici significativi per il settore. Ad esempio, secondo le stime di Accenture, l'effetto economico della digitalizzazione potrebbe essere superiore a $ 1 trilione. Pertanto, quando si tratta di grandi aziende integrate verticalmente, l'implementazione di soluzioni integrate soluzioni è altamente giustificato. Ma è anche giustificato per le piccole imprese, poiché i miglioramenti dell'efficienza possono liberare fondi aggiuntivi riducendo i costi, aumentando l'efficienza della gestione del capitale circolante, ecc. "

La digitalizzazione (in senso lato) è il processo di introduzione di sistemi di trasmissione digitale (DSP) a livello di reti primarie, impianti di commutazione e controllo che assicurano la trasmissione e la distribuzione di flussi di informazioni in forma digitale a livello di reti secondarie.

Di tanto in tanto, tutti abbiamo bisogno di creare un piccolo database con una logica e un'interfaccia convenienti e comprensibili, ma allo stesso tempo non c'è assolutamente alcun desiderio di armeggiare con Access o altri programmi simili ...