الصيانة الوقائية

تقدم Emerson خدمات الصيانة التنبؤية وخدمات الدعم التشغيلي لشركة BP في منصة Clair Ridge الخاصة بها. (الصورة: BP)

يمكن لمديري الأصول الاستفادة من تقنيات الاستشعار المتقدمة ، والمجمعات الواسعة من البيانات المخزنة والمعالجة ، والتحليلات في الوقت الفعلي ، أن يتمكنوا من التنبؤ بمنع فشل المكونات المكلف ومنعه.

يشير تقرير حديث من Lloyd's Register إلى أن الصيانة التنبؤية قد أثبتت أنها تؤدي إلى توفير في التكاليف من 10٪ إلى 40٪ ، إلا أن 18٪ فقط ممن شملهم الاستطلاع في صناعة النفط والغاز الأمريكية قد تبنوا هذا النهج. لكن الاهتمام والتطبيق في العالم الحقيقي آخذان في الارتفاع.

مع استمرار تحسن التقنيات وزيادة عدد الأصول في قطاع النفط والغاز في الخارج ، أصبحت الصيانة التنبؤية آخذة في الظهور كوسيلة نحو تحسين الإنتاجية التشغيلية والكفاءة والسلامة ، ويتم الاطلاع على الفوائد في جميع أنحاء الصناعة.

يمكن أن يؤدي اعتماد تحليلات البيانات والتقنيات الرقمية لصيانة الأصول وعملياتها إلى زيادة الإنتاج وخفض تكاليف الصيانة ، مما يمثل قيمة تبلغ 1.5 مليار جنيه إسترليني (1.8 مليار دولار) سنويًا إلى الجرف القاري في المملكة المتحدة (UKCS) ، وفقًا لدراسة نشرت في عام 2018 بواسطة هيئة النفط والغاز ومجلس قيادة التكنولوجيا ومركز تكنولوجيا النفط والغاز.

وجدت تلك الدراسة نفسها ، التي درست استخدام البيانات من معدات الإنتاج والتشغيل في الجزء العلوي ، وكيف يمكن تحسين كفاءة الإنتاج وتخطيط الصيانة ، أن حوالي 110 مليون برميل من المكافئ النفطي ضاعت بسبب أعطال المعدات الحرجة في UKCS في عام 2017.

تعد Emerson إحدى الشركات التي توفر إمكانات الصيانة التنبؤية للمساعدة في تجنب تلك الأعطال المكلفة للمعدات وخسائر الإنتاج. بموجب عقد طويل الأجل مع شركة BP ، تقدم الشركة التي تتخذ من الولايات المتحدة الأمريكية مقراً لها خدمات الصيانة والتشغيل التنبؤية لاثنين من أصول التشغيل الكبرى في المملكة المتحدة في المياه غير المضيافة غرب شتلاند.

كانت إيمرسون هي المقاول الرئيسي للأتمتة لمشاريع منصة غلين ليون للإنتاج والتخزين والتفريغ (FPSO) ومنصة كلير ريدج ، وحصلت على جائزة إضافية مدتها خمس سنوات لتوفير خدمات الدعم التشغيلي المستمرة والمراقبة عن بعد وتقنيات الصيانة التنبؤية لكل من المشاريع.

تعتمد حلول كلير ريدج وغلين ليون على تقنيات وبرامج وخدمات النظام الرقمي الرقمي الخاصة بشركة Emerson ، بما في ذلك أنظمة التحكم والسلامة المدمجة DeltaV وبرامج إدارة الأصول AMS بالإضافة إلى أجهزة القياس والتحكم ، التي تقدم بيانات وتحليلات الإنتاج في الوقت الفعلي لزرع العاملين. تتمتع BP بعمليات مراقبة محلية ، بينما تراقب الإنتاج وصحة الأصول عن بُعد من موقع خارجي.

غلين ليون FPSO (تصوير: BP)

التوأم الرقمي
يعد التمكين الرقمي أحد العناصر الرئيسية التي تدعم الصيانة التنبؤية ، وهو تمثيل افتراضي للأصول المادية. الأهم من ذلك أن التوائم الرقمية تسهل قرارات الهندسة والإنتاج والصيانة المعتمدة على البيانات.

تقوم شركة Aker Solutions ببناء نظام رقمي مزدوج كامل لنظام الإنتاج في حقل Nova الذي تديره Wintershall-Dea والذي يتم تطويره حاليًا باعتباره رابطًا خلفيًا لمنصة Gjøa التي تديرها Neptune في القسم النرويجي من بحر الشمال.

قال أير فوليسدال تجون ، رئيس قسم تطوير البرمجيات في شركة آكر سوليوشنز ، إن الخبراء في شركة Aker Solutions ، وهي شركة برمجية تعمل على إنشاء نظام Nova الرقمي التوأم ، نظروا مؤخرًا في كيفية إضافة تدفق مباشر للبيانات ومراقبة أداء الحالة (CPM).

"من خلال تدفق البيانات المباشرة ، يمكننا توفير المراقبة المرئية عن بُعد وحالة نظام التحكم تحت سطح البحر من أي مكان مع الوصول إلى الإنترنت ، وذلك باستخدام بيانات العمليات المباشرة من بحيرة البيانات السحابية التابعة لـ Aker Solutions. سيسمح ذلك للمستخدمين بالتحقق من الحالة الحالية لنظام التحكم بالإضافة إلى دعم اكتشاف الأخطاء ".

"نقوم بإنشاء دفق بيانات في الوقت الفعلي من نظام التحكم إلى بحيرة البيانات السحابية الخاصة بـ Aker Solutions (التوأم الرقمي) ، ومعالجة دفق البيانات لاكتشاف الحالات الشاذة وإنشاء نظرة ثاقبة حول الحالة والأداء ، وتصور البيانات والشذوذات والرؤى لدى المستخدم تطبيق صديق ".

سيمكن التوأم الرقمي الكامل لحقل نظام إنتاج Nova الذي تقوم ببنائه شركة Aker Solutions من توفير إمكانيات صيانة تنبؤية. (الصورة: حلول عكر)

قال Tjønn ، إن تطبيق برنامج مراقبة حالة الشركة ، Subsense ، الذي يتم تنفيذه بمساعدة من شركة Aker company Cognite ، يتيح نقل بيانات نظام التحكم إلى الشبكة السحابية بحيث يمكن الوصول إلى خبراء الموضوعات وبرامج التحليل التي تقوم بتحليلها.

من خلال المنصة الرقمية المزدوجة ، والتي تسميها حلول AKer Integral ، يمكن دمج Subsense مع عرض أوسع ، مثل Coabis لبيانات التفتيش ، و / أو حلول المؤسسات للعملاء و / أو مجموعة من حزم الطرف الثالث. تمكّن Subsense المستخدمين من الاستفادة من خدمات الحوسبة السحابية ونماذج التعلم الآلي والقدرة على الجمع بين البيانات من مصادر مختلفة مثل سجلات الصيانة وبيانات المنتج ، على حد تعبير Tjønn.

"في عالمنا ، يكون الفشل هو النتيجة النهائية لسلسلة من الأحداث التي تحدث على أنظمة فرعية مختلفة ، حيث كانت البيانات متباينة تاريخيا - في أشكال مختلفة ، مع مستويات مختلفة من الدقة. نحن نجمع هذه البيانات معًا ، "حتى" وننشئ رؤى من البيانات ".

"إن النظام متاح للموظفين التشغيليين والمديرين والمهندسين ، في كل من المشغل وحلول عكر ، ويعمل عادة في الخلفية لتقديم الإخطارات. يقوم فريق الخدمة لدينا بمراقبة واجهة التطبيق مباشرة والتعامل معها للتأكد من أن هذه الإخطارات التي تصل إلى غرفة العمليات تضيف قيمة ولا تصرف الانتباه عن الجداول الزمنية المزدحمة بالفعل. "

وقال Tjønn: "يتم تخطيط تحليلات CPM عادة للأنظمة الهيدروليكية ، والنظام الكهربائي ، والاتصالات ، والإلكترونيات ، وصمامات البوابات ، والإختناقات والأجهزة".

"بتطبيق التعلم الآلي المتقدم ، يتعلم النظام السلوك الطبيعي ، ويمكنه تسليط الضوء على المشاكل المحتملة قبل أن تتحول إلى أخطاء. كما أنه يتعلم من الأحداث في جميع الأصول التي تتم مراقبتها من قبل حلول Aker ، مما يعني أنه يمكن مشاركة المعرفة على مستوى العالم ، دون بيانات حساسة من كل حقل فردي. "

"تحرير البيانات"
تنتج منصات النفط والغاز الأكثر تقدماً في العالم ، مثل Ivar Aasen الرقمي للغاية الذي تديره شركة Aker BP في القطاع النرويجي في بحر الشمال ، أكثر من مجرد إنتاج الهيدروكربونات. كما أنها تقوم بإنشاء ونقل كميات كبيرة من البيانات لتفسيرها وتحليلها.

في عام 2018 ، دخلت Aker BP "عقد خدمة ذكية" مع شركة البرمجيات Cognite والمضخات Framo ، حيث تقوم Cognite بتحرير وتنظيم بيانات Aker BP الصناعية لإنشاء تمثيل رقمي لـ Ivar Aasen ، بأثر رجعي وفي الوقت الفعلي. بإمكان Aker BP حينئذٍ استخراج رؤى البيانات التشغيلية لمشاركتها مع شركاء مثل Framo لاستخدامها في الصيانة التنبؤية.

من خلال الوصول إلى البيانات الحية والسياقية ، تستطيع Framo إنشاء تطبيقاتها الخاصة للتنبؤ بحالة معداتها وصيانتها مسبقًا ، وفقًا لما قاله Trond Petter Abrahamsen ، المدير الإداري لشركة Framo Services AS ، في بيان عندما "عقد تحرير البيانات" مع Cognite و Aker BP تم الإعلان عنها. "النظام الجديد يرسل بيانات ذكية عن المضخات لدينا ، حتى نتمكن من التنبؤ كيف ستعمل المضخات في المستقبل" ، قال.

وقال فرامو إن الهدف الآخر للمبادرة هو تغيير النهج التقليدي للصيانة. يسمح التدفق المستمر للبيانات الحية بالمراقبة البرية للمعدات لاستبدال أنشطة الصيانة المجدولة غير الضرورية بالصيانة عند الحاجة.

"على الرغم من أن اتفاقيات الخدمة التي قمنا بها سبق تحديدها بالساعة ، إلا أننا سنركز الآن على وقت التشغيل. هذا شيء جديد تمامًا بالنسبة لنا وقد تطلب تصميم عقود ذكية جديدة مع شركة Aker BP.

باستخدام بيانات حية وسياقية من منصة Ivar Aasen ، فإن Framo قادرة على التنبؤ بحالة معداتها وخطة الصيانة مسبقًا. (الصورة: Aker BP)

تطبيق الذكاء الاصطناعى
شركة خدمات حقول النفط Baker Hughes ، وهي شركة GE (BHGE) تعمل أيضًا على تطوير قدرات الصيانة التنبؤية. أطلقت شركة C3.ai مؤخرًا مشروعها المشترك مع مزود برمجيات الذكاء الاصطناعي للمؤسسات (CI) ، BHC3 Reliability ، وهو تطبيق يوفر تنبيهات مبكرة عن تعطل الإنتاج ومخاطر العملية ويعطي توصيات لمنع الفشل والإجراءات الإرشادية.

يستخدم التطبيق المتوفر عمومًا نماذج تنبؤية للتعلم العميق ومعالجة اللغة الطبيعية ورؤية الماكينة لتجميع شبكات الاستشعار على مستوى المصنع بشكل مستمر وأنظمة الشركات وملاحظات الصيانة وخطط المواسير والأجهزة. باستخدام بيانات تاريخية وفي الوقت الحقيقي من الأنظمة بأكملها ، تحدد نماذج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي الظروف الشاذة التي تؤدي إلى تعطل المعدات وتعطل العمليات في أي عدد من الأصول والعمليات ، ثم تنبه المستخدم إلى اتخاذ إجراءات استباقية.

أخبر متحدث باسم BHGE Offshore Engineer أن الشركة تعمل حاليًا مع أحد العملاء على تطبيق BHC3 Reliability وأن عددًا من العملاء الآخرين أبدوا اهتمامهم.