Плоды сотрудничества. Северсталь-инфоком в партнерстве с Арктик СПГ 2 создала и внедрила RBI-решение
APM, AIM, RBI и другие важные вещи
В современной промышленности набирают обороты процессы цифровой трансформации, позволяющие максимально эффективно управлять активами предприятий. Эту задачу решает тяжелое индустриальное ПО для управления эффективностью активов (Asset Performance Management, APM). Такие решения сфокусированы на максимизации ценности активов, минимизации затрат и управлении рисками. APM включает в себя сбор и анализ данных об активах, прогнозирование их состояния в процессе эксплуатации, разработку стратегий обслуживания и управление рисками, а также обеспечение соблюдения нормативных требований.С APM тесно связан процесс управления целостностью активов (Asset Integrity Management, AIM), который сосредоточен не на эффективности в целом, а на обеспечении надежности и безопасности активов на протяжении всего их жизненного цикла. В нефтегазовой отрасли управление целостностью активов имеет решающее значение для ее функционирования, обеспечивая эффективную и безопасную работу таких активов, как трубопроводы, буровые установки, нефтеперерабатывающие заводы и т.д. Одним из важных инструментов управления целостностью активов является проведение инспекций оборудования на основе оценки рисков (Risk-Based Inspection, RBI). Реализация такого подхода позволяет определять приоритетность инспекций и технического обслуживания в зависимости от конкретных механизмов повреждения, приводящих к тем или иным видам отказа (режимам отказа в терминологии методики RBI).
Востребованность решений класса AIM и RBI в промышленности активно растет. По прогнозам Verdantix, мировой рынок промышленного ПО класса APM с функционалом AIM в 2022-2028 гг. будет расти со среднегодовыми темпами 11,8% и достигнет к концу рассматриваемого периода 510 млн долл. США при общем объеме рынка APM почти 5 млрд долл. США.
Порядка четверти расходов на ПО класса APM в мире приходится на нефтегазовые компании. Приоритетом для компаний отрасли является возможность управления целостностью активов, коррозией и безопасностью процессов, что позволяет лучше управлять рисками и поддерживать механическую целостность оборудования, минимизируя риск потери герметичности из-за ухудшения свойств. Удовлетворяя эту потребность, ведущие разработчики решений APM, такие как Bentley Systems, Cenosco, GE Vernova, SAP и Wood, реализуют в своих решениях функционал RBI.
В российской нефтегазовой отрасли запрос на решения RBI начал складываться в середине 2010-х гг., но после ухода западных вендоров в 2022 г. этот сегмент на какое-то время опустел. Сейчас он заполняется отечественными решениями, причем достаточно высокого уровня. Одним из таких решений является модуль RBI в рамках платформы Надежность от компании Северсталь-инфоком.
Ольга Пешина, руководитель управления коммерческих ИТ-продуктов, Северсталь-инфокома: RBI - сложный высокотехнологичный продукт и очень перспективная разработка. Тенденции российского рынка в целом соответствуют мировым, он будет расти в тех же пропорциях в части потребления подобных продуктов, на 11-12% в год.
Сейчас сдерживающим фактором является высокая ключевая ставка, которая сказывается на готовности компаний вкладываться во внедрение цифровых решений, не дающих моментального эффекта, таких как RBI. Но все-таки в такие проекты компании идут, понимая, что в стратегическом плане это окупится и позволит в т.ч. минимизировать риски, не допуская техногенных катастроф, репутационных рисков, штрафных санкций и многих других проблем.
Сейчас сдерживающим фактором является высокая ключевая ставка, которая сказывается на готовности компаний вкладываться во внедрение цифровых решений, не дающих моментального эффекта, таких как RBI. Но все-таки в такие проекты компании идут, понимая, что в стратегическом плане это окупится и позволит в т.ч. минимизировать риски, не допуская техногенных катастроф, репутационных рисков, штрафных санкций и многих других проблем.
RBI для нефтегаза
Основная цель RBI оптимизация ресурсов технического обслуживания и повышение надежности оборудования за счет управления рисками отказов оборудования. Продукты RBI помогают компаниям найти баланс между:- необходимостью обеспечения безопасной и стабильной работы, не допуская аварий по причине износа или нарушения механической целостности статического оборудования,
- потребностью в оптимизации технического обслуживания и ремонтов (ТОиР) с точки зрения ресурсов, трудозатрат и времени останова технологического оборудования для проведения операций по техническому обслуживанию и ремонту.
Наибольший эффект RBI показывает на оборудовании, отвечающем следующим критериям:
- статическое оборудование, не имеющего большого числа подвижных частей,
- типовое и несложное по конструкции,
- долговечное с понятными механизмами износа,
- к этому оборудованию могут применяться методы неразрушающего контроля.
Ольга Пешина, руководитель управления коммерческих ИТ-продуктов, Северсталь-инфокома: Во-первых, нефтегаз лидер по количеству статического оборудования, что делает эту отрасль оптимальной площадкой, на которой максимально полезно будет использовать RBI.
Второй фактор, чем мне очень нравится нефтегазовая отрасль, заключается в высокой степени ее зрелости в плане внедрения лучших мировых бизнес-практик. Российские компании переняли мировой опыт и умеют его применять с точки зрения внедрения культуры риск-ориентированных подходов и уровня автоматизации.
Второй фактор, чем мне очень нравится нефтегазовая отрасль, заключается в высокой степени ее зрелости в плане внедрения лучших мировых бизнес-практик. Российские компании переняли мировой опыт и умеют его применять с точки зрения внедрения культуры риск-ориентированных подходов и уровня автоматизации.
Также интерес нефтегазовых компаний к решениям RBI поддерживается тем, что им для повышения эффективности требуется уменьшение времени остановочных ремонтов, увеличение межинспекционного интервала для статического оборудования, внедрение неинтрузивных методик диагностирования, не требующих останова оборудования.. Увеличение межремонтного пробега, сокращение сроков планово-предупредительных ремонтов, оптимизация ремонтных программ с учетом реального состояния оборудования все это служит оптимизации загрузки оборудования, сокращению периодов непроизводительных простоев, а следовательно увеличению объемов производства. За счет применения RBI, этот эффект достигается без ущерба для надежности, что критически важно для нефтегазовой отрасли, инфраструктура которой практически полностью представлена опасными производственными объектами.
Плоды партнерства
Неудивительно, что запрос на разработку модуля RBI к компании Северсталь-инфоком, в портфеле которой уже имелось решение Надежность класса APM, поступил от нефтегазовой компании. В конце 2022 г. Арктик СПГ 2, дочерняя компания НОВАТЭК находилась в поиске решения RBI, которое позволило бы заменить недоступное ей западное решение по управлению приоритетами, критичностью и рисками оборудования. Опираясь на запрос клиента и считая это направление перспективным для рынка в целом, Северсталь-инфоком начала работу над проектом.Основа для риск-ориентированного управления активами уже была заложена в платформе Надежность матрицы критичности, связи объектов, рисков, действий, оценка эффективности, создание технологических карт и пр., не хватало только механики расчета оптимальных интервалов инспекций. Компании договорились, что при внедрении Надежности на проекте Арктик СПГ 2 одновременно будет разрабатываться недостающий модуль, что стало очень серьезным вызовом.
Ольга Пешина, руководитель управления коммерческих ИТ-продуктов, Северсталь-инфокома: Такой продукт разрабатывать достаточно тяжело. В нем много математики и много физики. Нужно понимать марки стали, влияние на них окружающей среды, внутренней среды, давления, температуры, многих других факторов. Это очень тяжелый наукоемкий продукт.
Мы привлекали колоссальную экспертизу разработчиков, математиков, дата-сайентистов, физиков, химиков, чтобы заложить ее в наш продукт. Это большое кросс-дисциплинарное решение.
Мы привлекали колоссальную экспертизу разработчиков, математиков, дата-сайентистов, физиков, химиков, чтобы заложить ее в наш продукт. Это большое кросс-дисциплинарное решение.
Модуль RBI в рамках платформы Надежность стал результатом синергии компетенций Северсталь-инфоком и Арктик СПГ 2. Северсталь-инфоком выступала в качестве вендора, который может делать продукты подобного уровня сложности; а эксперты из Арктик СПГ 2 отвечали за методологию.
В созданном продукте заложены как базовые для RBI стандарты API 580 и API 581, разработанные Американским институтом нефти, так и собственные наработки компаний. Так, в ПО добавлены и экспертные, полуколичественные расчеты, полностью основанные на экспертизе инженеров группы компаний НОВАТЭК. Подход RBI может использоваться опционально, а идея заключается в том, что изначально все расчеты ведутся полностью согласно предписаниям нормативно-технических документов Российской Федерации, но затем они корректируются экспертами с учетом результатов проведенных инспекций оборудования, мониторинга технологического процесса и отбора проб, а также опыта и компетенций технического персонала компании. При этом система хранит все подобные изменения, когда принимаемые интервалы инспекций отличаются от расчетных, а владелец объекта несет полную ответственность за принимаемые решения, что делает такой подход допустимым.
Несмотря на то, что модуль RBI базируется на иностранных стандартах, сам продукт полностью самостоятельный, созданный с нуля и адаптированный к российским реалиям. Однако особенностью проекта стала возможность сравнения результатов работы модуля с ведущим зарубежным решением на аналогичном оборудовании. Результаты дали хорошую сходимость, а анализ расхождений позволил за серию итераций донастроить алгоритмы, заложенные в решении, чтобы добиться максимальной точности.
Ольга Пешина, руководитель управления коммерческих ИТ-продуктов, Северсталь-инфокома: Повторять в лоб то, что есть в западных системах значит наследовать и их ошибки и неоптимальности. Поэтому мы не копировали Meridium от GE или какие-то другие зарубежные аналоги. Мы создавали продукт с нуля по требованиям и спецификациям, созданным нашими российскими инженерами-практиками, людьми с огромным опытом работы в разных компаниях и системах, глубоко понимающими математику под капотом, как это работает не в научных статьях, а в реальной жизни.
Как это работает?
ТОиР процедура строго регламентированная, соответственно риск-ориентированный подход к инспекциям оборудования также должен быть выстроен как бизнес-процесс со своими четкими правилами.В этом процессе можно выделить ряд ключевых этапов:
- Первый шаг - подготовка нормативно-справочной информации: структура оборудования, паспортные характеристики, компоненты то, что необходимо для будущих расчетов инспекции;
- Следующий этап создание коррозионных контуров сегментов производственного объекта, имеющих одинаковое материальное исполнение либо содержащих оборудование из близких по составу и свойствам материалов, функционирующих в аналогичных технологических и рабочих условиях и подверженных аналогичным прогнозируемым механизмам деградации (коррозии), их параметрам и условиям;
- Далее следует толщинометрия. В этом блоке рассчитывается фактическая скорость утонения, остаточный срок службы и дата следующего замера;
- После сбора всех данных запускается анализ RBI;
- Сначала осуществляется расчет вероятности отказа (Possibility of Failure, POF) частоты наступления негативных событий, связанных с потерей механической целостности. Этот расчет базируется на стандартах, паспортах объектов, предыдущем опыте, условиях эксплуатации и др. параметрах;
- Следующий этап расчет последствий, которые наступят в случае такого отказа (Consequences of Failure, CoF). Здесь учитывается влияние на безопасность и экологию, стоимость восстановления и ремонта, понесенные производственные потери, ущерб смежному оборудованию. Могут учитываться и другие факторы, которые важны для конкретной компании, эти параметры гибко настраиваются.
Нефтегаз, но не только
Методология RBI наиболее полно отвечает запросам нефтегазовой отрасли, но может применяться в любых других отраслях, где требуется оценка и управление рисками, связанными с целостностью оборудования и эффективностью производственных активов. В основном это отрасли обрабатывающей промышленности, энергетика и логистика.Северсталь-инфоком в настоящее время исследует возможность применения методики RBI для контроля целостности железнодорожного полотна. RBI в этом случае прекрасно подходит имеется протяженная масштабная статическая инфраструктура с типовыми элементами, долгим сроком службы и понятными факторами агрессивного воздействия. Именно для таких задач RBI работает наиболее эффективно.
В химической отрасли есть свои особенности, которые также должны учитываться при внедрении RBI. По сравнению с нефтегазом, здесь другие требования по частоте отказов, последствиям и критериям. Если в нефтегазовой отрасли, в первую очередь, рассчитывается влияние на безопасность, экологию, стоимость восстановления, ремонта, понесенные производственные потери, ущерб смежному оборудованию, то для химического предприятия должно также учитываться влияние на качество и объем выпускаемой продукции. Такие возможности модуль RBI от Северсталь-инфоком также обеспечивает, решение уже внедряется на одном из российских химических предприятий.
Сейчас, когда риск-ориентированный подход к управлению ТОиР получает все большее распространение в металлургии, горнодобывающей отрасли и т.д., интерес бизнеса к решениям RBI может еще больше вырасти.
Ольга Пешина, руководитель управления коммерческих ИТ-продуктов, Северсталь-инфокома: Применение риск-ориентированного подхода в целом позволяет сократить расходы на техобслуживание оборудования с одновременным сохранением нулевой терпимости к отказам; повысить эффективность контроля технического состояния и эксплуатации объекта. В части опасных производственных объектов директивно важно учесть и контролировать все возможные отклонения от нормативных документов, которые приходится принимать, исходя из конструктивных особенностей конкретного объекта и его технологического процесса.
RBI помогает рассчитать риск и тяжести последствий таких решений и обосновать неприменение либо модификацию федеральных нормативных требований. А при выборе модификации нормативов эффекты сложно переоценить - межинспекционные интервалы увеличиваются, срок службы оборудования растет, трудозатраты на проведение инспекций суммарно уменьшаются, потери производства минимизируются, экономическая эффективность бьет все рекорды.
Такая перспектива очень привлекательна, но здесь есть свои нюансы, сдерживающие внедрение RBI.
Стандартные вопросы
RBI как подход опирается на стандарты API 580 и API 581:- API 580 устанавливает общие принципы и рекомендации,
- API 581 дает точные количественные методы для составления плана инспекции.
Модуль RBI от Северсталь-инфоком соответствует стандартам API 580/581 по методологии инспектирования с учетом факторов риска. Также модуль RBI имеет сертификат соответствия на ГОСТ Р 55234.3-2013 (российский стандарт риск-менеджмента), что подтверждает качество и правильность расчетов и служит дополнительным аргументом при обосновании легитимности его применения на опасном производственном объекте в Ростехнадзоре.
Сделано в России
Уход с российского рынка западных вендоров решений RBI создал определенный вакуум, поскольку для отечественного бизнеса оказался заблокирован доступ к зрелому ПО, обогащенному мировой экспертизой и опытом. Но, с другой стороны, это дало стимул к разработке и сертификации отечественных решений RBI. Учитывая сложность ПО для работы по методологии RBI, на отечественном рынке ими занимаются лишь несколько компаний, в т.ч. Северсталь-инфоком.Соответствие российским требованиям является одним из факторов, которые определяют выбор отечественных решений заказчиками. Разработанная Северсталь-инфоком платформа Надежность полностью импортонезависимое, отечественное решение, включенное в реестр российского ПО и адаптированное к отечественным операционным системам и СУБД. Платформа является одним из особо значимых проектов в кросс-отраслевых Индустриальных центрах компетенций, что дает возможность получать господдержку и гранты на внедрение такого ПО. В свою очередь, модуль RBI соответствует российскому стандарту риск-менеджмента.
Также преимуществами являются возможность адаптации продукта, локализация справочников, стабильная техподдержка и регулярные обновления, русскоязычный интерфейс (в модуле RBI от Северсталь-инфоком реализована мультиязычность, что позволяет свободно работать специалистам, не владеющим русским языком).
С добавлением в платформу Надежность модуля RBI Северсталь-инфоком сформировала комплексное решение, адаптированное для нефтегазовой отрасли. Развитие платформы Надежность продолжается - ведется технический тюнинг системы, ее адаптация и сертификация под различные отечественные системные архитектуры и интеграцию с отечественными EAM-системами. Решаются исследовательские задачи по использованию и встраиванию ИИ-агентов в платформу для помощи в аналитике и принятии решений.
Ольга Пешина, руководитель управления коммерческих ИТ-продуктов, Северсталь-инфокома: Мы в Северстали прокачали все функции ТОиР до максимально эффективного уровня и сейчас этой экспертизой пользуемся, продолжая развивать платформу Надежность и видя пользу, которую она приносит.
Модуль RBI стал большим вызовом, потому что у нас внутри такой экспертизы не было. Создать такой сложный продукт удалось благодаря привлечению экспертов из Арктик СПГ 2 и НОВАТЭК, их опыту, профессионализму, глубокому кросс-функциональному взаимодействию и готовности вместе идти вперед. У нас получился наукоемкий тяжелый продукт, огромный универсальный модуль. Я очень горжусь этим продуктом и командой, который его сделала.
Модуль RBI стал большим вызовом, потому что у нас внутри такой экспертизы не было. Создать такой сложный продукт удалось благодаря привлечению экспертов из Арктик СПГ 2 и НОВАТЭК, их опыту, профессионализму, глубокому кросс-функциональному взаимодействию и готовности вместе идти вперед. У нас получился наукоемкий тяжелый продукт, огромный универсальный модуль. Я очень горжусь этим продуктом и командой, который его сделала.