Оцифрованная энергетика

Как повысить эффективность отрасли углеводородов за счет digital-решений

В исследовании уровня цифровой зрелости российских компаний в 2021 году SAP и «Делойт» оценили отрасль топливно-энергетического комплекса (ТЭК) лишь на 2,5 балла из 5 возможных. Эксперты констатировали ее отставание от банковского сектора, ритейла, автомобилестроения. Основные причины – изношенность электро- и теплосетей, их протяженность, а также устаревшее оборудование, находящееся в эксплуатации у энергокомпаний. О проблемах и путях цифрового развития сектора читателям RSpectr рассказал руководитель проектов группы компаний «СиСофт» (CSoft) Степан Воробьев.

ТЭК: ОТ АНАЛОГА К ЦИФРЕ

Ситуацию осложняют санкции Евросоюза на поставки и использование импортного оборудования. По этой же причине предприятия ТЭК вынуждены искать отечественные аналоги решений по автоматизации как бизнес-процессов, так и процессов эксплуатации действующих объектов и проектирования новых. Более того, по оценкам экспертов АНО «Цифровая экономика», ТЭК, в состав которого входят объекты критической информационной инфраструктуры (КИИ), относится к числу отраслей, которым следует перейти с зарубежного ПО на российское в первую очередь.

В то же время лишь крупные вендоры из госреестра ПО могут предоставить необходимые предприятиям ТЭК возможности хранения, обработки и анализа данных, а также обеспечить их кибербезопасность

Некоторые компании в этих условиях идут по пути создания собственного ПО, но это очень дорогостоящий подход. На сегодня наиболее востребованное решение – приобретение «коробочного» или гибридного продукта у крупного профильного разработчика.

В чем выигрывают представители отрасли ТЭК, переходя на цифру? Прежде всего, в повышении эффективности в моменте – за счет сокращения потерь электроэнергии, оптимизации использования ресурсов. В том числе кадровых, дефицит которых очень ощутим при эксплуатации действующих и строительстве новых объектов. Кроме того, это перспективное предотвращение значимых угроз на основе предиктивной аналитики: искусственный интеллект, фактически – цифровой двойник объекта, контролирует не только состояние комплекса, но и обеспечивает необходимое для профилактики сбоев техобслуживание и ремонт оборудования.

При этом мы видим все больше примеров использования технологий информационного проектирования и моделирования в отрасли. В качестве драйверов тут зачастую выступают крупные корпорации, уже достигшие определенного уровня цифровизации и обладающие необходимыми ресурсами. Для них дальнейшее совершенствование в этом направлении – часть стратегии развития.

ЭФФЕКТ ОТ ЭЛЕКТРОННЫХ БАЗ И КАТАЛОГОВ

Так, в сентябре 2022 года частное учреждение ГК «Росатом» – «ОЦКС», а также АО «СиСофт Групп», АО «СиСофт Девелопмент», АО «СиСофт Разработка» и «Нанософт разработка» заключили соглашение о взаимодействии по вопросам сотрудничества в области развития технологий информационного моделирования. Основное направление взаимодействия – участие госкорпорации «Росатом», «ОЦКС» и ведущих отечественных разработчиков в развитии национальной системы стандартов – Единой системы информационного моделирования (ЕСИМ). Цель ЕСИМ – формирование нормативно-технической базы документов для повышения эффективности инвестиционно-строительной деятельности и управления объектами моделирования в РФ.

Один из интересных действующих проектов в энергосетевой сфере – совместное с научно-техническим центром «Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы» (ПАО «ФСК ЕЭС») создание силами «СиСофт Девелопмент» электронного каталога релейной защиты и автоматики, а также автоматизированных систем управления технологическими процессами (ЭК РЗА и АСУ ТП). Эта система автоматизированного проектирования (САПР) предназначена для проектирования комплексов РЗА, противоаварийной автоматики (ПА), АСУ ТП и систем оперативного постоянного тока (СОПТ) электросетевых объектов единой национальной электрической сети (ЕНЭС) на основе BIM-моделей.

Программное обеспечение дает возможность комплексного информационно-инструментального сопровождения процесса разработки проектной документации в части РЗА, АСУ ТП, локальной ПА и СОПТ электросетевых объектов на базе корпоративных технических решений ПАО «ФСК ЕЭС». С помощью графического редактора пользователь может формировать однолинейные схемы объекта электросетевого хозяйства и схемы ИТС в соответствии со стандартами компании, конфигурировать систему, отвечающую требованиям проекта, создавать всю необходимую проектную документацию. Для этого в том числе применяются решения из базы данных корпоративных (типовых) технических решений, в комплексе с которой функционирует каталог.

Автоматизация процессов проектирования на основе цифрового моделирования может существенно повысить надежность объектов электросетевого хозяйства. Кроме того, именно САПР в ближайшем будущем может стать единым механизмом формирования и передачи проектной документации, не только отраслевым, но и межотраслевым.

ДИДЖИТАЛИЗАЦИЯ УГЛЕРОДНОЙ ДОБЫЧИ

Большой интерес в ключе использования статических и динамических цифровых моделей производства представляет нефтегазовый сектор, включая нефтепереработку и нефтехимию. Например, в стране уже несколько лет реализуется программа модернизации нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ), а в апреле 2021 года Минэнерго РФ заключило с нефтяными компаниями соглашения о модернизации еще 14 НПЗ и строительстве новых топливных производств. Стоимость реализации этих проектов составит порядка 800 млрд рублей до 2027 года.

ГК «СиСофт» выступила партнером в ряде проектов цифровизации предприятий нефтегазового комплекса. С помощью платформенного решения Model Studio CS была создана 3D-модель, по которой для ПАО «Транснефть» построена нефтеперекачивающая станция (НПС) второй очереди нефтепровода «Восточная Сибирь – Тихий океан» в рамках реализации проекта по расширению пропускной способности ВСТО-2 до 50 млн тонн нефти в год.

Это первое в истории страны строительство НПС по 3D-модели

В процессе проектирования было создано 150 тыс. 3D-объектов. Магистральная насосная станции с четырьмя насосными агрегатами спроектирована с созданием возможности дальнейшего постоянного наблюдения операторами за всем процессом работы. С учетом того, что платформенное решение предполагает хранение и эксплуатацию модели, можно сказать, что фактически это создание цифрового двойника объекта. В 2021 году по заказу ПАО «Газпромнефть» с помощью того же платформенного решения была создана информационная модель центрального пункта сбора нефти (ЦПС) Тазовского нефтяного месторождения (Ямало-Ненецкий автономный округ). Модель легла в основу цифрового двойника, включающего более 2 млн параметров объектов Тазовского промысла.

Двойник позволил выстроить иерархию объектов, обеспечить высокий уровень точности и детализации конструкций, создать набор атрибутивов использования проектных моделей на следующих этапах жизненного цикла ЦПС.

Объекты, на которых уже достигнут определенный уровень цифровизации, позволяют нам внедрять комплексные киберфизические системы с чрезвычайно широким функционалом

Чем активнее будут использоваться умные сети, искусственный интеллект, интернет вещей (IoT) на всех этапах – от генерации электроэнергии до обслуживания конечного потребителя, тем быстрее состоится автоматизация энергетической сферы, тем устойчивее отрасль будет к любым внешним вмешательствам. Определенными препятствиями является продолжающееся расширение экономических и технологических ограничений, а также, по мнению экспертов, консервативный подход сотрудников отраслевых предприятий, часто проявляющих недоверие к цифровым технологиям. Значимая ответная мера – это господдержка производителей отечественного ПО. При планомерном росте спроса на внедрение российских цифровых решений в ТЭК можно ожидать его полной цифровой трансформации в 2030-х годах.