«Газпром нефть» одной из первых в мире делает попытку создать полноценное цифровое решение, которое объединило бы нефтепереработку, логистику и сбыт и позволило существенно повысить операционную эффективность компании.
Благодарим редакцию корпоративного журнала "Сибирская нефть" ПАО «Газпром нефть» за предоставление данного материала.
Ключевым агрегатором и катализатором проекта станет Центр управления эффективностью, открывшийся в мае в Санкт-Петербурге.
Элементы цифровизации неуклонно входят в нашу жизнь. Но в случае с такой сложнейшей технологической отраслью, как нефтепереработка, говорить о комплексных цифровых решениях с использованием элементов Индустрии 4.0 пока не приходится. Причем это касается не только российских, но и мировых лидеров отрасли. Есть решения, которые позволяют оптимизировать технологические процессы; есть системы, следящие за надежностью или энергоэффективностью производства; есть разработки в области скользящего планирования деятельности; наконец, существуют и уже успешно используются алгоритмы для предиктивной аналитики. Но все эти системы, решения, программы не связаны между собой в рамках единой платформы. В мировой практике такой платформы нет не только для всей цепочки добавленной стоимости — от переработки до сбыта, но даже и в рамках одного завода.
Между тем именно здесь кроется существенный потенциал для повышения эффективности операционной деятельности, ведь эффективность отдельных технологических элементов и процессов сегодня уже близка к предельной. Для реализации этого потенциала в блоке логистики, переработки и сбыта (БЛПС) «Газпром нефти» и создается Центр управления эффективностью (ЦУЭ).
Несмотря на то что мировая потребность в продуктах нефтепереработки по-прежнему растет, их маржинальность для отдельно взятого завода — величина крайне капризная. Она зависит от мировых цен на нефть и текущего налогового режима, от глубины переработки на конкретном производстве и успешности альтернативной энергетики в регионах сбыта. В таких условиях прибыльность НПЗ постоянно находится под угрозой, а повышение эффективности производства, независимо от сиюминутной конъюнктуры, — не роскошь, а насущная задача.
Понимание этих отраслевых истин позволило «Газпром нефти», невзирая на благоприятную рыночную ситуацию, начать активную работу по модернизации и автоматизации активов БЛПС еще в 2008 году. Сегодня средствами автоматизированного мониторинга охвачены до 90% технологических параметров и материальных потоков по всей цепочке добавленной стоимости, более 150 000 контрольно-измерительных приборов будут передавать информацию в ЦУЭ.
Тем временем компания столкнулась с характерной для больших производств проблемой — дальнейшая линейная автоматизация ведет к многократному увеличению получаемых данных, обработать которые привычными вычислительными средствами и тем более человеческими ресурсами просто невозможно. К тому же разрозненные системы позволяют улучшать тот или иной процесс, но не дают комплексного эффекта. Достаточно привести в пример производительность технологических установок — современные системы управления позволяют вести технологический процесс в оптимальных с точки зрения производительности режимах. Но если эти системы не учитывают, что есть еще такие факторы, как энергоэффективность и надежность оборудования, то повышенные затраты энергоресурсов или быстрый износ оборудования могут свести на нет весь экономический эффект от максимальной производительности. «Этот пример можно распространить и на всю цепочку добавленной стоимости, которая в случае с нефтепереработкой вертикально-интегрированной компании включает в себя, помимо НПЗ, логистические и сбытовые активы, — говорит руководитель Центра управления эффективностью Ирина Мартынова. — Так, казалось бы, выгодное компании повышение выпуска продукции, в случае несогласованных действий, легко может привести к невозможности ее своевременной отгрузки на нефтебазы и финансовым потерям последних».
Философия цифровизации, или Индустрии 4.0, говорит о том, что дальнейшее значительное повышение эффективности производственных процессов возможно только благодаря использованию принципиально новых инструментов, таких как Big Data, нейросети, масштабное применение интеллектуальных систем, роботизация. Но стержнем всей концепции остается идея интеграции различных систем и свободного обмена данными между ними. «Холистический подход к управлению производством как единым целым — вот задача, которую будут пытаться решить в Центре управления эффективностью «Газпром нефти», — констатирует Ирина Мартынова.
К эре цифровизации нефтепереработка «Газпром нефти» подошла с солидным багажом решений в области автоматизации. Именно они лягут в основу рабочей платформы для ЦУЭ. Задача Центра на ближайшее время — объединить все активы, входящие в цепочку добавленной стоимости, с помощью 60-дневного скользящего планирования с учетом данных за прошедший день и предиктивной аналитики спроса на нефтепродукты, надежности оборудования, качества нефти. Помимо этого важным инструментом операционной деятельности Центра станет система «Нефтеконтроль», создание которой в компании началось еще в 2013 году. Программа позволяет мониторить материальные потоки, начиная с того момента, когда нефть поступает на НПЗ, и заканчивая отгрузкой нефтепродуктов конечному потребителю. Благодаря анализу данных контрольно-измерительных приборов (КИП) программа отслеживает качество и количество флюидов на каждом этапе перемещения потока. С ее помощью можно определять источники отклонений и в конечном итоге выявлять их причины.
«Цифровые двойники» технологических установок дают возможность получать полную информацию о производственных процессах, моделировать и управлять ими, прогнозировать и предотвращать отказы оборудования, подбирать оптимальные режимы работы с учетом большого числа параметров.
Работа со всевозможными отклонениями и происшествиями станет еще одной задачей Центра. Причем специалисты будут не просто отрабатывать последствия отклонений, но находить причины сбоев в тех или иных процессах и вырабатывать рекомендации по их устранению. Таким образом удастся вывести работу с отклонениями в рутинные операции, минимизировав их количество и наносимый ущерб.
Особенностью работы Центра, также отражающей идею цифровизации как максимального исключения человеческого участия из процесса обработки данных, станет использование впервые возникших данных в режиме реального времени. То есть практика сбора и дальнейшей обработки отчетов, составленных сотрудниками на местах, уйдет в прошлое. В ЦУЭ для обработки будут поступать данные с датчиков либо внесенные в журналы непосредственными исполнителями. Благодаря такому подходу любые искажения сведений будут сведены к минимуму.
Деятельность Центра управления эффективностью охватывает всю цепочку добавленной стоимости
Входит в планы Центра управления эффективностью и активное участие в процессе создания полноценного «цифрового производства» на нефтеперерабатывающих заводах компании. Идея «цифрового двойника» — еще одно детище новой философии — сегодня уже воплощается в жизнь на НПЗ «Газпром нефти». К настоящему времени оцифрованы две установки — гидроочистки бензинов каталитического крекинга на МНПЗ и установка первичной переработки нефти АТ-9 в Омске. Это пилотный проект, задача которого, помимо непосредственного практического применения, — изучить все возможности, особенности, сложности исполнения «цифрового двойника», найти оптимальные пути его создания, чтобы в будущем тиражировать решение с отдельных технологических установок на технологические цепочки и на все производство в целом. При создании этих «двойников» впервые в компании были применены алгоритмы на основе нейросетей — математических моделей, способных самообучаться с помощью анализа больших массивов данных, находить взаимосвязи между отдельными параметрами и в дальнейшем использовать эти связи для прогнозирования развития ситуации при изменении того или иного параметра. «Сейчас мы заложили основу для создания полноценного «цифрового завода» в будущем, — объясняет начальник департамента систем управления БЛПС «Газпром нефти» Сергей Овчинников. — Пока наши модели могут лишь с определенной точностью рассчитывать различные параметры в любой точке технологической установки. И возможность такого расчета уже дает ощутимые результаты. Но мы надеемся, что в дальнейшем с помощью «цифровых двойников» сможем получать полную информацию о производственных процессах, управлять ими, прогнозировать и предиктивно предотвращать отказы оборудования, подбирать оптимальные режимы работы с учетом большого числа параметров, моделировать работу не только отдельных установок, но всей технологической цепочки или даже всего производства».
Новая парадигма требует от сотрудников и новых компетенций для своего воплощения в жизнь. Интеграция большого количества разрозненных данных подразумевает, что человек, который будет иметь дело с аккумулированной информацией, обладает достаточными знаниями, чтобы видеть картину целиком. Или имеет возможность оперативно получить необходимую экспертную поддержку. То есть речь идет о кросс-функциональности как основном профессиональном качестве будущего сотрудника Центра управления эффективностью.
Именно поэтому на базе Центра создана профильная кафедра, как часть факультета БЛПС Корпоративного университета «Газпром нефти». Цель курсов кафедры — научить специалистов видеть влияние каждой локальной задачи на всю цепочку создания стоимости и использовать горизонтальные связи при принятии решений. При этом обучение будет неразрывно связано с практикой, а решению поставленных задач поспособствует многофункциональный учебный класс с прекрасным техническим оснащением, включающим даже элементы виртуальной реальности.
Основная задача Центра управления эффективностью — управлять всей цепочкой добавленной стоимости
Задачи, которые в перспективе должен решать Центр управления эффективностью, охватывают все аспекты управления цепочкой добавленной стоимости, от регулирования технологических режимов установок до повышения надежности оборудования и обучения новых сотрудников. Точно просчитать весь экономический эффект, который получит компания от работы Центра, конечно, невозможно. Но ряд показателей поддается оценке уже сейчас. Например, работа с надежностью оборудования позволит свести к нулю количество инцидентов на производстве за счет возможности своевременно прогнозировать и предотвращать отказы оборудования. Максимальная автоматизация процессов, стандартизация реакций на отклонения и вывод их в рутинные операции, прогнозная аналитика уменьшат время принятия решений в рамках планирования деятельности с нескольких дней до нескольких часов. А общий рост выручки за счет повышения эффективности может составить несколько миллиардов рублей в год.
«Сегодня вся отрасль находится в процессе цифровой трансформации, но поскольку вопросов пока больше, чем ответов, есть масса сложностей, — говорит Ирина Мартынова. — Тем не менее мы надеемся, что уже к 2020 году сможем реализовать весь заложенный в Центр управления эффективностью потенциал и в дальнейшем лишь работать над его развитием, улучшая точность и надежность функционирования систем».
Текст: София Зорина, Фото: Руслан Шамуков, Александр Таран
