© Copyright 2013cdn.osisoft.com/corp/ru/presentations/RegionalSeminars/2013/Mosc… ·...
Transcript of © Copyright 2013cdn.osisoft.com/corp/ru/presentations/RegionalSeminars/2013/Mosc… ·...
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 1
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Presented by
Крег Харклероуд,
Отраслевой эксперт
Добыча и переработка нефти и газа, нефтехимия
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 3
Более 32 лет посвящено работе с нефтегазовыми
компаниями в области ИТ-технологий и средств
автоматизации
Инженер химического машиностроения
MBA
Amoco Oil (15 лет)
Директор по автоматизации (CAO)
Honeywell IAC (5 лет)
Вице-президент Северная Америка
Process Operations
Aspentech (6 лет)
Директор центра компетенций
OSIsoft 2006 – (более 7 лет)
Отраслевой эксперт
Добыча и переработка нефти и и
газа, нефтехимия
Дегустация вин Туризм Езда на велосипеде
Houston, Texas, USA
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Программа
4
Глобальные задачи в отрасли нефти и газа
Почему нефтегазовые компании выбирают PI System
Как нефтегазовые компании используют PI System
Примеры использования в добыче и переработке
Обзор программы второго дня
Заключительное слово
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Программа
5
Глобальные задачи в отрасли нефти и газа
Почему нефтегазовые компании выбирают PI System
Как нефтегазовые компании используют PI System
Примеры использования в добыче и переработке
Обзор программы второго дня
Заключительное слово
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Глобальные задачи в отрасли нефти и газа
1. Безопасность, надежность и производительность активов
2. Удаленный мониторинг и поддержка
3. Накопление знаний и их совместное использование
4. Ситуационная осведомленность в реальном времени и возможность реагирования
5. Эффективность использования энергоресурсов, обслуживания и затрат на ИТ
6. Информационная безопасность
6
BP Deep Water Horizon
11 жертв
Завод PEMEX
26 жертв
BP НПЗ в Техасе
15 жертв
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Программа
7
Глобальные задачи в отрасли нефти и газа
Почему нефтегазовые компании выбирают PI System
Как нефтегазовые компании используют PI System
Примеры использования в добыче и переработке
Обзор программы второго дня
Заключительное слово
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Стандарт де факто в нефтегазовой
отрасли – мировое признание % от всемирных производственных мощностей
8
Добыча
55%
Транспортир
овка
35%
СПГ
25% Переработка
60% Биотопливо
15%
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
PI System – инфраструктура данных и событий реального
времени
Значительно больший функционал, чем у БДРВ
9
PI Archive “БДРВ”
PI Asset Framework
Advanced
Computing
Engine
Analytical
Tools Batch, SQC etc.
Notification
Reports
Process
Book DataLink Web Parts
ШЛЮЗ К БИЗНЕС-СИСТЕМЕ
ИНТЕРФЕЙСЫ (450+) : РСУ, SCADA, ПЛК, другие источники данных
БИЗНЕС-СИСТЕМА
Другие
источники
данных (Базы данных,
таблицы,
системы, Web, и
т.д.)
Другие
источники
данных (Базы данных,
таблицы,
системы, Web, и
т.д.)
Сто
ро
нн
ие
пр
ил
ож
ен
ия
P
IMS
, O
RIO
N, S
igm
afine
Пр
ил
ож
ен
ия
,
ра
зр
аб
ота
нн
ые
в P
I
Sys
tem
Data Access Layer
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Линеаризованное хранение данных-
производительность и масштабируемость
10
Тем
перату
ра
A: Архивное значение
A A
A
A A
A
A
PI System “линеаризует” данные реального времени,
обеспечивая:
- оптимизацию хранения
- снижение загрузки сети
- “in memory processing”
- рендеринг высокоточных данных
- информационную безопасность
Для типовых процессов объем хранения данных может быть снижен более чем на 50%,
при этом сохраняется точность исходных данных.
PI System поддерживает выбор степени сжатия для каждой отдельной точки.
Реляционные базы данных реального времени хранят каждую точку и среднее значение для накопления,
рендеринга и обеспечения производительности.
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
11
Secondary Репликация метаданных
Secondary Репликация метаданных
PI Server Collective
Данные временных рядов
PI Server
PI Interface
Данные временных рядов
Сбор данных и буферизация
PI SDK System
Management Tools ProcessBook, DataLink, RtWebParts,
Notifications, ACE, etc.
Primary
PI System
Архитектура высокой готовности
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Программа
12
Глобальные задачи в отрасли нефти и газа
Почему нефтегазовые компании выбирают PI System
Как нефтегазовые компании используют PI System
Примеры использования в добыче и переработке
Обзор программы второго дня
Заключительное слово
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Стратегическая интеграция всей деятельности
предприятия
13
13
Цепочка создания ценности Инфраструктура
1000’s of different real-time data sources
Приложения и решения
Потоки
данных и
событий
Производственная аналитика и
визуализация
Структура
активов
Разведка Добыча Трубопроводы и
резервуары Газоконденсат и
СПГ Переработка и
биотоплива Нефтехимия
Распределение и сбыт
Генерация энергии
НИОКР Датацентры ИТ-
инфраструктура Торговля
Бизнес-системы
и системы обработки
“больших данных”
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
PEMEX – От тегов к активам
14
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Производственная аналитика
и ISA S95
15
ISA-95
Уровень 3:
MES (MOM)
Уровень 4: ERP
Инфраструктура данных реального времени
Общий слой представления данных
Electronic Work Instructions
Process data, Building automation
data, Alarm & Events
PI System
PI Server
Данные
тегов
PI Asset
Framewor
k
Активы &
Атрибуты
Downtime
Startup
Batch
События &
Атрибуты
Referenced Data
Уровень 2
Data Access
Уровень 1
Уровень 0: Оборудование
Batch
Control
Continuous
Control
Discrete
Control
SC
AD
A /
PL
C / D
CS
PI Data Access PI-Web Services, PI-JDBC PI-ODBC; PI-OLEDB; PI-SDK
Управление
PI Event Frames
Инфраструктура данных реального времени
Общий слой представления данных
Агрегация
Нормализация
Помещение в контекст
Анализ
Визуализация
Передача
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 16
Производственная
аналитика
Начальные инвестиции в
инфраструктуру
Производственная
аналитика
Ценность от
инфраструктуры
ВРЕМЯ
ЦЕ
НН
ОС
ТЬ
ЦЕННОСТЬ ЦЕННОСТЬ С ТЕЧЕНИЕМ ВРЕМЕНИ
Добавленная
ценность Приложения в рамках
производственной аналитики
Оперативно-диспетч.
управление
Экологическая отчетность
Мониторинг оборудования
Управление
производительностью
MOM and EOM Solutions MES ERP EAM EPM
Эволюционный подход к “решениям” MOM и EOM Первый шаг – создание инфраструктуры для производственной аналитики
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 17
Разведка, освоение
месторждений и
добыча
нефти и газа
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 18
PI System в добыче нефти и газа
Мониторинг и оптимизация
бурения
Разработка месторождения
Работы по добыче и их оптимизация
Поддержка и контроль
удаленных операций
Интеграция цепочки создания
ценности и интеграция
цепочки поставок
ИТ инфраструктура и информационная
безопасность
Торговые операции
Инфраструктура данных и событий реального времени
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 19
Упрощение ландшафта приложений и решений в области добычи
нефти и газа с помощью PI System
Бухгалтерия HR Управление активами Качество. SCM Планирование HS&E
Планирование ресурсов производственного предприятия
PUMPS VALVES TRANSMITTERS ACTUATORS OTHER TRANSFORMERS MOTORS HEAT EXCHANGERS COLUMNS FURNACES
D D TURBINES
D D COMPRESSORS
LIMS
MANUAL
DATA
DCS
PLC/SCADA OTHER
ADVANCED
CONTROL PLANT DATABASE HISTORIAN
DIAGNOSTIC
SYSTEMS
PROCESS
ANALYZERS
SAFETY
CONTROL
Инфраструктура данных и событий реального времени
SM
S
Управл
ени
е б
езо
па
сно
ст
ью
/
Экспе
рт
на
я с
ист
ем
а
SAFETY
OT
S/L
MS
П
одгот
овка о
пе
рат
оров/
Ме
не
дж
мент
об
учени
ем
PEOPLE ENVIRON.
CE
MS
С
ист
ем
а н
епреры
вно
го
конт
рол
я в
ыб
росов
PT/QM Отслеживание
производства/
Мониторинг
качества
SQC Статистичес
кий контроль
качества
ARM Мониторинг
надежности
анализатора
QUALITY
Контроль
параметиров
скважин
OIS Оперативные
данные
OMS Мониторинг и
отчеты
Производст
венная
аналитика
Производст
венные
отчеты
PRODUCTION & OPERATION MANAGEMENT
RBA Анализ и
определение
рисков
Анализ
давления
CBM Обслуживание по
фактическому
состоянию
EH
M
Надеж
но
ст
ь а
кт
ивов/
Мо
ни
торинг д
ост
упност
м
ASSET AVAILABILITY & REL.
Учет
продукции
Мониторинг
платформ
Ситуационн
ая
осведомлен
ность
Удаленный
мониторинг
Функционал приложений и решений
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
PI System – Инфраструктура цифрового
месторождения
20
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 21
Переработка
нефти и газа
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 22
PI System в переработке нефти и газа
Планирование, составление расписаний и координация
логистики
Надежность активов и
управление эффективностью
Управление стоимостью
энергозатрат, обслуживания и ИТ
Поддержка и контроль
удаленных операций
Интеграция цепочки создания
ценности и интеграция
цепочки поставок
ИТ-инфраструктура и информационная
безопасность
Торговые
операции
Инфраструктура данных и событий реального времени
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 23
Упрощение ландшафта приложений и решений в
переработке нефти и газа с помощью PI System
Бухгалтерский учет HR Управление активами Управлением кач-
ом
SCM Планирование HS&E
Планирование ресурсов производственного предприятия
PUMPS VALVES TRANSMITTERS ACTUATORS OTHER TRANSFORMERS MOTORS HEAT EXCHANGERS COLUMNS FURNACES
D D TURBINES
D D COMPRESSORS
LIMS
MANUAL
DATA
DCS
PLC/SCADA OTHER
ADVANCED
CONTROL PLANT DATABASE HISTORIAN
DIAGNOSTIC
SYSTEMS
PROCESS
ANALYZERS
SAFETY
CONTROL
Инфраструктура данных и событий реального времени
Безопасность
OT
S/L
MS
П
одгот
овка
операт
оров/
Менедж
мент
об
учением
Персонал Окр.Среда
PT/QM Отслеживание
производства/
Мониторинг качества
SQC Статистически
й контроль
качества
ARM Мониторинг
надежности
анализатора
Качество
SCO Производственн
ое планирование
Уп
рав
лен
ие
эф
фекти
вн
ость
ю
Монит
оринг
и у
чет
эф
фект
ивно
ст
и о
бъ
ект
а
OIS Оперативные
данные
RTO Заводская и
территориальна
я оптимизация
OMS Мониторинг и
отчет об
операциях
P&CA Procedure&
Control Exec.
Analysis
Управление производственной деятельностью
RBA Анализ и
определение
рисков
OEE Общая
эффективность
оборудования
CBM Мониторинг
состояния
EH
M
Надеж
ност
ь а
ктивов/
Монит
орин
г
дост
упност
м
Доступность и надежность активов
SM
S
Управл
ение б
езо
пасност
ью
/
Экс
перт
ная с
ист
ем
а
CE
MS
С
ист
ем
а н
епреры
вного к
онт
рол
я
вы
бросов
23
Функционал приложений и решений
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Программа
24
Глобальные задачи в отрасли нефти и газа
Почему нефтегазовые компании выбирают PI System
Как нефтегазовые компании используют PI System
Примеры использования в добыче и переработке
Обзор программы второго дня
Заключительное слово
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 25
Примеры использования
PI System в добыче
нефти и газа
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Удаленный мониторинг бурения
PI Server
H&P 463 Eagle Ford
H&P 256 Bakken
H&P 458 Eagle Ford
MaraDrill™
PI System Tags
Historized
values
Houston Tower
PI Coresight
Mobile Rig Network
Architecture
PI DataLink
26
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
PI Coresight – Идентификация
неравномерного вращения: H&P 463
“Совершенное” бурение
Неравномерное вращение
Неравномерное вращение долота / КНБК
Фаза прихвата → долото останавливается
Фаза скольжения → долото освобождается
Крутильные колебания бурильной колонны
27
Оптимизация в реальном времени с
помощью PI Coresight
28
Идентификация
неравномерного вращения
Допустимый Умеренный Жесткий
Ср.
скорость
бурения
44 м/час
Предупреждение
неравномерного вращения
Ср.
скорость
бурения
61 м/час
Буровой мастер принял рекомендацию
…через некоторое время…
40% - Подтвержденное увеличение скорости бурения
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
График “Сутки / Глубина”:
H&P 256 - Aisenbrey 21-25H
29
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Анализ проведенных буровых работ с
помощью SpotFire Прочность породы
Моделирование
прочности породы и
предсказывание скорости
бурения следующих
скважин для лучшей
логистики и
планирования
30
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
ExxonMobil- Испытание скважин с помощью PI System
31
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 32
Стратегическое использование PI System Расширение системы учета углеводородов Energy
Components c помощью PI System
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Стратегическая инфраструктура для интеграции и
приложений
33
ConocoPhillips максимально использовала инвестиции в создание
инфраструктуры реального времени на базе PI System в Северном
море с возможностью:
– Взаимодействия между морскими и наземными службами
– Достижения целей производства, обслуживания и эффективности
– Получения уведомлений в реальном времени о состоянии оборудования,
что позволило осуществлять упреждающие действия
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
• Сокращение дней с
производственными потерями
• Увеличение среднего времени
наработки между отказами
• Увеличение продуктивности
работы инженеров и аналитиков
• Экономия больше $40M/год
Решение Результат
Бизнес-задача
• Внедрение PI System для сбора
значимой информации
• Определение общих элементов
PI AF и ссылок на данные
• Организация вычислений PI ACE
для формирования отчетов по
статусу
• Настройка PI Notifications для
информирования о нештатных
ситуациях
“PI AF трансформирует подход к анализу данных,
поступающих от тысяч сходных активов, позволяя
выделить именно ту конкретную информацию и
тот конкретный актив, которые требуют внимания,
а также передать эту информацию тому, кому она
действительно необходима. Вместо того, чтобы
рассчитывать потери, вызванные отказами,
каждая бизнес-единица рассчитывает побочную
выгоду от оптимизации.”
Инженер-технолог, Industrial Evolution
34
Пример – Надежность работы ЭЦН
• Крайне высокая стоимость
потенциального отказа ЭЦН
• Тысячи подобных (но не
идентичныхl) ЭЦН
• Как определить, какой из ЭЦН
вышел из строя или близок к
отказу?
• Как избежать отказа
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 35
Бизнес-возможность
Количество ЭЦН
• ~ 3800 ЭЦН
Объемы добычи
• ~ 6.6 млн баррелей флюида в день
• ~ 250 тыс баррелей нефти в день
Отказы
• Интенсивность отказов ~ 20%
• ~ 800 отказов/год
Потери, вызванные отказами,
составляли 40 млн долларов США/год
без учета потерь продукции
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 36
ESP Warning Level
ESP Watch Level
Rates of Change
Identified Rule: when
Current Gas Flowrate
approaches 1000 MCF/Day
place well on Watch List,
and when Current Gas
Flowrate approaches 750
MCF/Day place well on
Warning List.
No
rmal
ESP Warning Level
ESP Watch Level
Rates of ChangeRates of Change
Identified Rule: when
Current Gas Flowrate
approaches 1000 MCF/Day
place well on Watch List,
and when Current Gas
Flowrate approaches 750
MCF/Day place well on
Warning List.
No
rmal
Определение правил
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 37
Примеры использования
PI System в переработке
нефти и газа
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
В собственности PDVSA
749,000 барр. в день
Более 3500 сотрудников
38
Petroleum Corporation
Lake Charles, LA 425 KBPD 150K PI Server 8 интерфейсов
Lemont, Illinois 167 KBPD 150K PI Server 3 интерфейса
Corpus Christi, TX 165 KBPD 150K PI Server 6 интерфейсов
Штаб-квартира в США
Houston, TX
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
• Отимизация работы
оборудования, установок и
всего НПЗ в реальном
времени
• Культура проактивных
действий
• Одна версия правды
Решение Результат
Пример – Производительность и оптимизация НПЗ
Бизнес-задача
• Отсутствие интеграции данных
реального времени с моделью
оптимизации
• Необходимость оптимизации
процесса и контроля
результатов в реальном
времени
• Отсутствие взаимодействия,
наглядности, KPI и
возможности детализации
• Интеграция источников
данных
• Валидация данных
• PI PE и PI ACE для
генерации данных модели
• PI Webparts для
визуализации и совместной
работы
“Не надо бегать быстрее медведя…надо
бегать быстрее других парней…”
Неизвестный автор
39
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Архитектура PI System
НПЗ Corpus Christi
• Инсталляция в 1997/8 г.
• PI System размером 150K
тегов в конфигурации HA
• Источники данных –
“Интеграционная
Инфраструктура”
• PI System - “Инфраструктура
приложений”
40
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 41
Производительность оборудования,
установок, НПЗ
• Условное форматирование на базе статичных и динамичных границ
• Возможность высокоточной детализации для решения проблем
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 42
Страница оптимизации –
Продуктивность и эффективность
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
• Глобальная команда поддержки
• Межкультурная стандартизация
• Последовательная эволюционная
разработка, внедрение и
поддержка приложений
• Ключевой элемент корпоративной
стратегии устойчивого развития и
рентабельности
Решение Результат
PI System поддерживает глобализацию
систем MES/PIMS и производственных
процессов
• Глобальная компания с
мультикультурными потребностями
• Устаревшие системы AT/IT и MES
• Отсутствие общих KPI и процедур
• Локальный подход к автоматизации и
интеграции при общем курсе на
глобальную стандартизацию
• Отсутствие глобальной поддержки
• PI System как глобальный
стандарт инфраструктуры для
интеграции и приложений MES
• Формирование глобальной
команды, отвечающей за
разработку решений MES/PIMS, их
внедрение и поддержку
• Разработка с помощью PI System
стандартизованных шаблонов,
расчетов, приложений и KPI
“Применение PI System помогло реализовать процессы интеграции и нормализации глобальных производственных процессов Rhodia / Solvay’s и позволило реализовать стратегию эволюционной интеграции систем MES и автоматизации с общим принципом “Думай глобально, действуй локально”. PI System является ключевым элементом нашей корпоративной стратегии устойчивого развития и рентабельности.”
Ronaldo Manzano
Координатор MES в Латинской и Северной Америке
43
Бизнес-задача
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Необходимость глобальной поддержки
Франция
Бразилия
Китай
44
США
Германия
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Команда поддержки,
сфокусированная на заказчике
45
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
MES в Rhodia на базе PI System
Основная
функция Связь с ERP (SAP)
Приложения на
базе PI System
Дополнительные приложения для
визуализации и анализа данных
Антивирус
Аутентификация пользователя AD
Сетевой экран
Автоматический мониторинг
Инфраструктура
безопасности
ERP
АСУТП
M
E
S
Сбор данных процесса
Долговременное хранение
Визуализация и анализ данных
46
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 47
В конце каждой смены PI System и система MES автоматически рассчитывают и сохраняют такие
производственные KPI, как: количество единиц продукции, время производства, производственные потери
(количество и время), OEE разных уровней и т.д.
Производственные KPI
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 48
Мониторинг
производительности
активов в реальном
времени и
повышение их
надежности
4
9
Система показателей обслуживания PEMEX
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Единая информация, разный контекст
50
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Принцип “одного окна” при получении
информации
51
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Консолидация информации по активам
52
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Управление производительностью в
реальном времени
53
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Использование PI System для повышения
надежности активов
54
– Паровые турбины
– Газовые турбины
– Колонны
– Компрессоры
– Теплообменники
– Печи
– Насосы
– Скважины
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Программа
55
Глобальные задачи в отрасли нефти и газа
Почему нефтегазовые компании выбирают PI System
Как нефтегазовые компании используют PI System
Примеры использования в добыче и переработке
Обзор программы второго дня
Заключительное слово
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC. 56
Обзор программы второго дня
Нефтегазовая секция – Больше информации
Добыча
• Детальные примеры
использования – Marathon Oil – Интеграция
деятельности компании
– Chevron – Интеграция SCADA
• Демо – Бизнес-аналитика в добыче нефти
и газа
– Примеры использования PI AF
• Обсуждение/ответы на
вопросы
Переработка
• Детальные примеры использования
– Pertamina – Интегрированная цепочка создания ценности
– Chevron – Повышение производительности НПЗ
• Демо – Бизнес-аналитика в переработке
нефти и газа
– Примеры использования PI AF
• Обсуждение/ответы на вопросы
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Программа
57
Глобальные задачи в отрасли нефти и газа
Почему нефтегазовые компании выбирают PI System
Как нефтегазовые компании используют PI System
Примеры использования в добыче и переработке
Обзор программы второго дня
Заключительное слово
© Copyr i gh t 2013 OSIso f t , LLC.
Brought to you by