工業(yè)物聯網(IIoT)技術連接油井、氣井及其支持現場和設備,通過遠程監(jiān)視、自動化工作流程、機器學習、增強現實和其它先進技術增加產量,減少停車時間,提高安全性并減少排放。由于這些潛在優(yōu)勢,許多用戶研究數字化設備和軟件,并在應用程序和工廠的非關鍵部分進行嘗試。
以下是導致IIoT及其支持者失去面對現實的問題。
根據2019年艾默生全球用戶大會上的五位油氣上游行業(yè)的專家表示,遺留資產、輸送問題、員工流失、網絡安全、政府干涉和其它障礙導致IIoT和數字化進程緩慢。然而他們認為,審慎且符合共性的方法可以解決這些問題,并實現IIoT和數字化承諾。
好消息
雪佛龍工業(yè)物聯網卓越中心控制系統工程師Todd Anslinger 表示:“我們有300口井以往無法遠程監(jiān)測,因此,當產量下降時,我們不得不派人乘直升飛機去檢查。去年,派出37架直升飛機花費兩周時間檢查油井,發(fā)現問題并解決,最后確定損失了2,000桶石油。由于增添了艾默生變送器和Digi網關,通過LTE蜂窩無線網絡將4-20 mA信號傳輸到云端,一旦監(jiān)控到低于某個輸出壓力,就會實時報警,例如,確定是否需要派人去現場檢查,預估每次可節(jié)省25,000美元。”
海上鉆井承包商Valaris PLC的資產管理總監(jiān)Tim White補充道:“當海上發(fā)生事件時,陸上管理人員想知道發(fā)生了什么。但是,一小時打一次電話風險很大,我們嘗試將數據傳輸至鉆機管理人員,陸上管理人員幾乎可以實時查看。此外,輕松獲取數據也讓管理層實時獲取和了解設備狀態(tài)信息。”
同樣,EQT前生產運營總監(jiān)Gary Baxter表示:“天然氣生產商EQT 公司最近實施了IBM Maximo資產管理軟件,在主管和管理人員的個人電腦和智能手機上實時顯示生產數據。該解決方案讓我們看到了工業(yè)物聯網優(yōu)勢,但無法對需要修改的78個數據庫進行有效操作。通過實施艾默生ROC800遠程操作控制器,獲得更多有效分析。”
與EQT小組成員相似,西方石油新興技術IT負責人Jim Sage表示:“我們從去年開始實施工業(yè)物聯網,首先證明了其可行性和價值,然后研究可用的工業(yè)物聯網平臺,確定設備連接,并驗證如何創(chuàng)建軟件容器和分析,還詢問了所需實時鉆井和氣舉數據。經過的一年半的準備工作,我們準備好將工業(yè)物聯網解決方案插入到云計算中。現在,我們可以通過連接邊緣計算設備,來控制關鍵設備。”
有投資回報了嗎?
通常,由于創(chuàng)新項目資金很少,工業(yè)物聯網和相關新技術必須迅速展示自身價值才能獲得認可。
Anslinger認為:“我們希望在一年內看到財務收益,如果花費兩年或三年,項目將很難獲得資金,因為人們都認為技術在不斷變化更新,管理層擔心周期長,收回投資難。隨著熟悉程度和培訓方式的變化,用戶采取的措施也不斷變化,重要的是展示工業(yè)物聯網為企業(yè)帶來的好處、利潤以及具有成本效益的實施。”
White認為:“除了快速收回投資外,工業(yè)物聯網還須證明可以減輕用戶的工作量。許多人對網絡項目的第一反應是‘正在監(jiān)測’。因此,我們嘗試向一線人員展示工業(yè)物聯網的優(yōu)勢以及幫助他們輕松工作的方法。例如,工業(yè)物聯網可對許多任務進行自動化,例如收集一些預定讀數,有助于幫助用戶了解工業(yè)物聯網并提供支持。”
Baxter補充說:“還有助于向眾人展示工業(yè)物聯網解決方案,并對用戶進行培訓。如果該解決方案來自其它現場和運營用戶,用戶對此將更加關注。”
Sage解釋說:“為使?jié)撛谟脩暨m應工業(yè)物聯網,任何努力都有幫助,由于顛覆性變化來得如此之快,人們需要不斷學習新技能,我們已經從以前的方法過渡到基于IIoT的新方法。而且,一旦連接到邊緣設備,數據優(yōu)勢開始顯現。”
數據更及時,收益更大
通常,工業(yè)物聯網和數字化的主要優(yōu)勢之一是用戶不僅可以收集更多的信號和數據,而且可以頻繁地獲取。雪佛龍Anslinger說:“有了無線設備,我們可以每小時檢查一次過程或設備的狀態(tài)。例如,當我們向井中注入CO2和水時,可以頻繁看到井下壓力,作出更好的決策。”
White表示:“Valaris將通過增加的數據量和實時展示來改善維護并優(yōu)化運營。我們的主要目標之一是基于狀態(tài)的維護,而工業(yè)物聯網有助于實現這一目標,減少人員并部署可管理多個鉆機”。
OXY的Sage補充說:“必須改變一些職位描述,才能與IIoT相關優(yōu)勢相連接。現場技術人員和IT曾在不同領域工作,且碰到許多信息技術與運營技術的沖突和爭執(zhí)。但是,數字化轉型正在整合這些領域,與此同時,也擴展了許多推動數字化轉型所需的數據部門。數據團隊的數量已大大增加。”
Petrobras經理Jorge Tavaras補充說:“ OT和IT人員和任務界限開始模糊,整合過程正在加速。”
更輕松,更快,安全的通信
Anslinger認為:“工業(yè)物聯網的另一個優(yōu)點是幫助人們及其設備快速通信并完成更多工作。我們以往在流程中添加非控制工具時,通常必須提交變更請求管理(MOC),可能需要30天才能將管道連接到DCS,并在需要時添加PLC,并完成八個步驟,才能到達云并獲取數據。現在,如果僅添加基于IIoT的分析設備,可以在午餐時間完成。”
Sage補充說,OXY要求其IIoT設備必須是LTE無線/蜂窩網絡,員工告訴現場同事他們正從運營網絡中移除設備并釋放容量。為了維護網絡安全,OXY通常具有許多現場和企業(yè)防火墻,避免打開現場設備的IoT連接,且將其LTE設備從DMZ和自動專用網絡(APN)擴展到云端。
成功秘訣
由于約70%的IIoT項目失敗,因此與會嘉賓一致認為,數字化轉型和IIoT成功實施需要幾個主要要素。
雪佛龍Anslinger說:“石油和天然氣用戶擅長開發(fā)和運行試點項目,但不擅長擴大規(guī)模。高級管理人員的批準和支持至關重要,IIoT的創(chuàng)新方式可以吸引他們。但是,如果IIoT項目需要大量額外的基礎架構工作,就很可能失敗。”
Sage和Anslinger補充道:“許多現場安裝的遺留設備都已遺忘。現在需要重新梳理和管理系統及現場設備。除了內部支持之外,擁有知識淵博的合作伙伴和供應商對IIoT和數字化轉型項目至關重要。”
Sage表示:“一年半以前,我們提議了的一些網絡供應商,要么不再營業(yè),要么轉型采用開放系統標準。有些供應商建議將IIoT作為一項開放服務,但我們不愿意在流程中放置未知的黑匣子或軟件。在嘗試IIoT的創(chuàng)業(yè)公司中,大多數公司并不了解如何對現有的工廠系統進行交互。”
Anslinger補充說:“供應商可以通過高級IIoT策略幫助用戶,評估哪些資產可以從IIoT中受益,以及需要哪些設備進行管理。”
關于艾默生
艾默生(美國紐約證券交易所代碼:EMR)是一家全球性的技術與工程公司,為工業(yè)、商業(yè)及住宅市場客戶提供創(chuàng)新性解決方案。自動化解決方案業(yè)務幫助過程、混合和離散行業(yè)制造商優(yōu)化其能效和運營成本,促進生產,確保人員安全和保護環(huán)境。商住解決方案幫助確保人類舒適度和健康,保障食品質量和安全,提升能效,打造可持續(xù)發(fā)展的基礎設施。