ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И УПРАВЛЕНИЕ (ORGANIZATION OF PRODUCTION AND MANAGEMENT)

РЕАЛИЗАЦИЯ КОНЦЕПЦИИ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ В УПРАВЛЕНИИ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(IMPLEMENTATION OF DIGITAL TWINS INTO THE PRODUCTION PROCESS CONTROL IN PETROLEUM COMPANIES OF THE RUSSIAN FEDERATION)

В работе проведен анализ развития программной и технической составляющей систем автоматизации и определена целесообразность их применения для выполнения когнитивных и аналитических функций, закрепленных ранее за операторами технологических объектов.
Расширение функциональности систем автоматизации обосновывается повышением эффективности, производительности и безопасности технологических процессов.
Проанализированы подходы к выделению уровней управления на основании общей теории управления, организационной структуры, архитектурных решений единого информационного пространства, международного стандарта интеграции корпоративных производственных информационных систем и дискретности управляющих воздействий и предложена актуальная уровневая модель для нефтегазовых компаний.
На основании результатов исследования интеграционных взаимодействий рассмотрено распределение функций цифровых двойников по уровням управления и описаны решения по созданию цифровых платформ управления производственно-технологическими процессами, концептуальная модель одной из них представлена на примере вида деятельности «переработка газа и газового конденсата». Представленные подходы к разделению функциональных задач по уровням и контурам были использованы при формировании инициатив и проектов Стратегии цифровой трансформации ПАО «Газпром» (Группы «Газпром») и Комплексного плана мероприятий по развитию перерабатывающего комплекса ПАО «Газпром». Предложенная модель учитывает требования федерального законодательства, соответствует действующим нормативно-техническим документам и является фундаментом для построения концепций, формирования условий и разработки проектных решений по интеграции, созданию и развитию систем автоматизации предприятий нефтегазовой отрасли.

The study analyzes the development of hardware and software components of automation systems and determines their feasibility for cognitive and analytical functions previously assigned to human operators. The functionality advancement of automation systems is justified by improvements in process efficiency, capacity, and safety.
The study also analyzes the approaches to control level identification based on the general control theory, organizational structure, architectural solutions of the unified information space, an international standard for integrating corporate process information systems, and control action discretion. An up-to-date model is proposed for petroleum companies.
Based on the research on integration interactions, we propose a distribution of digital twin functions by control levels and describe solutions for creating digital process control platforms. A conceptual model of one of these platforms is exemplified by the “gas and condensate processing” activity type. The proposed approaches to dividing functional tasks by levels and loops were used to form the initiatives and projects of the Digital Transformation Strategy of PJSC Gazprom (Gazprom Group) and the activities of the Comprehensive Action Plan to Develop the Processing Complex of PJSC Gazprom. Accounting for the federal legislation requirements and complying with the current technical regulatory documents, the proposed model is a foundation for concept building and developing requirements and design solutions for the integration, creation, and development of automation systems for petroleum companies.

ИНДУСТРИЯ 4.0, НЕФТЕГАЗОВАЯ ОТРАСЛЬ, ЦИФРОВОЙ ДВОЙНИК, КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ, СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ, УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

INDUSTRY 4.0, PETROLEUM INDUSTRY, DIGITAL TWIN, CONCEPTUAL MODEL, CONTROL CIRCUITRY, PROCESS CONTROL

И.А. Дяченко, ПАО «Газпром» (Санкт-Петербург, Россия), I.Diachenko@adm.gazprom.ru

Р.П. Семишкур, ПАО «Газпром», R.Semishkur@adm.gazprom.ru

В.В. Кувшинов, ПАО «Газпром», V.Kuvshinov@adm.gazprom.ru

I.A. Dyachenko, PJSC Gazprom (Saint Petersburg, Russia), I.Diachenko@adm.gazprom.ru

R.P. Semishkur, PJSC Gazprom, R.Semishkur@adm.gazprom.ru

V.V. Kuvshinov, PJSC Gazprom, V.Kuvshinov@adm.gazprom.ru

Цифровая трансформация экономики и промышленности: проблемы и перспективы / под ред. А.В. Бабкина. СПб.: Санкт-Петербургский политехн. ун-т Петра Великого, 2017. 807 с. DOI: 10.18720/IEP/2017.4.

Головенчик Г.Г. Цифровая экономика как новый этап глобализации // Цифровая трансформация. 2018. № 1. С. 26–36.

Гурьянов Н.Ю., Гурьянова А.В. Цифровая глобализация в контексте развития цифровой экономики и цифровых технологий // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Философские науки. 2020. № 3. С. 63–69. DOI: 10.18384/2310-7227-2020-3-63-69.

Шваб К. Четвертая промышленная революция / пер. с англ. М.: Эксмо, 2016. 138 с.

Чернышева Н.А., Чернышев А.А. Мировая финансовая система в условиях отключения России от SWIFT // Финансовая жизнь. 2019. № 1. С. 91–94.

Российская Федерация. Президент. О мерах по обеспечению технологической независимости и безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации: Указ Президента Российской Федерации от 30.03.2022 № 166 // Официальный интернет-портал правовой информации: сетевое изд. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202203300001 (дата обращения: 02.10.2023).

Методические рекомендации по цифровой трансформации государственных корпораций и компаний с государственным участием // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/565890783 (дата обращения: 02.10.2023).

Семенов П.В., Семишкур Р.П., Дяченко И.А. Концептуальная модель реализации технологии «цифровых двойников» для предприятий нефтегазового комплекса // Газовая промышленность. 2019. № 7 (787). С. 24–30.

van Gelderen J. Springtide: Reflections on industrial development and price movements // The foundations of long wave theory: Models and methodology / ed by F. Louçã, J. Reijnders. Cheltenham, UK: Edward Elgar, 1999. P. 3–55.

Коротаев А. Кондратьевские волны в мировой экономической динамике // Academia.edu: открытый репозиторий. URL: https://www.academia.edu/3116481/ (дата обращения: 02.10.2023). Режим доступа: после приобретения.

Быков А.А., Колб О.Д., Хвалько Т.В. Торговля добавленной стоимостью: источники сбалансированного экономического роста / под ред. А.А. Быкова. Минск: Мисанта, 2017. 356 с.

ГОСТ Р 59853–2021. Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200181819 (дата обращения: 02.10.2023).

Корниенко Е.В., Шиндина Л.Д. Теория управления. Таганрог: Российский гос. соц. ун-т, 2015. 171 с.

Куропаткин П.В. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высшая школа, 1980. 287 с.

ISA-95. Enterprise-control system integration // International Society of Automation: офиц. сайт. URL: https://www.isa.org/standards-andpublications/isa-standards/isa-standards-committees/isa95 (дата обращения: 02.10.2023). Режим доступа: после приобретения.

Алиев Р.А., Арабский А.К., Арно О.Б. и др. ИУС газопромысловых объектов: современное состояние и перспективы развития. М.: Недра, 2014. 462 с.

Российская Федерация. Законы. О безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации: Федер. закон от 26.07.2017 № 187-ФЗ // Официальный интернет-портал правовой информации: сетевое изд. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201707260023 (дата обращения: 02.10.2023).

Чикало В.Н., Бобриков Н.М., Кротов А.В. и др. Исследование алгоритмов оптимального адаптивного управления режимами добычи газа // Газовая промышленность. 2010. № 2 (642). С. 10–13.

Чикало В.Н., Бобриков Н.М., Кротов А.В. и др. Адаптивные ПИД-регуляторы для управления кустом газодобывающих скважин // Газовая промышленность. 2010. № 8 (649). С. 61–64.

Пономарев О.П. Оптимизация управления технологическими процессами подземных хранилищ газа. Калининград: Калининградская высшая шк. управления, 2005. 95 с.

Шулькова Л.А., Скосырев А.В., Новоселова Р.В. и др. Инновационный подход к решению проблемы управления режимами эксплуатации ПХГ // Газовая промышленность. 2013. № 5 (690). С. 72–75.

Polozhikhina MA, Babkin AV (ed.). Digital Transformation of Economy and Industry: Problems and Prospects. Saint Petersburg: Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University; 2017. https://doi.org/10.18720/IEP/2017.4. (In Russian)

Goloventchik GG. Digital economy as a new stage of globalization. Digital Transformation [Tsifrovaya transformatsiya]. 2018; (1): 26–36. (In Russian)

Guryanov NY, Guryanova AV. Digital globalization in the context of digital economy and digital technologies development. Bulletin of the Moscow State Region University. Series: Philosophy [Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo oblastnogo universiteta. Seriya: Filosofskie nauki]. 2020; (3): 63–69. https://doi.org/10.18384/2310-7227-2020-3-63-69. (In Russian)

Schwab K, Merkuryeva A (ed.). The Fourth Industrial Revolution. Trans. Moscow: Eksmo; 2016. (In Russian)

Chernysheva NA, Chernyshev AA. Global financial system in the context of Russia’s disconnection from SWIFT. Financial Life [Finansovaya zhizn’]. 2019; (1): 91–94. (In Russian)

President of Russia. Order No. 166 dated 30 March 2022. On measures to ensure technological independence and security of the critical information infrastructure of the Russian Federation. Available from: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202203300001 [Accessed: 2 October 2023]. (In Russian)

Ministry of Digital Development, Communications and Mass Media of the Russian Federation. Guidelines on the digital transformation of stateowned corporations and companies where the state is a shareholder. Available from: https://docs.cntd.ru/document/565890783 [Accessed: 2 October 2023]. (In Russian)

Semenov PV, Semishkur RP, Diachenko IA. Conceptual model оf digital twin technology. Gas Industry [Gazovaya promyshlennost’]. 2019; 787(7): 24–30. (In Russian)

van Gelderen J. Springtide: Reflections on Industrial Development and Price Movements. In: Louçã F, Reijnders J (eds.) The Foundations of Long Wave Theory: Models and Methodology. Cheltenham, UK: Edward Elgar; 1999. p. 3–55.

Korotayev A. Kondratiev Waves in Global Economical Dynamics. Available from: https://www.academia.edu/3116481/ [Accessed: 2 October 2023]. (Available upon purchase; in Russian)

Bykov AA (ed.), Kolb OD, Khvalko TV. Trade in Value Added: Sources of Balanced Economic Growth. Minsk: Misanta; 2017. (In Russian)

Federal Agency on Technical Regulating and Metrology. GOST R 59853-2021 (state standard). Information technology. Set of standards for automated systems. Automated systems. Terms and definitions. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200181819 [Accessed: 2 October 2023]. (In Russian)

Kornienko YeV, Shindina LD. Control Theory. Taganrog, Russia: Russian University of State for Social; 2015. (In Russian)

Kuropatkin PV. Optimal and Adaptive Systems. Moscow: Higher School [Vysshaya shkola]; 1980. (In Russian)

International Society of Automation. ISA-95. Enterprise-control system integration. Available from: https://www.isa.org/standards-andpublications/isa-standards/isa-standards-committees/isa95 [Accessed: 2 October 2023]. (Available upon purchase)

Aliev RA, Arabskiy AK, Arno OB, Gunkin SI, Talybov EG. Management Information Systems of Gas Field Facilities: Current State and Development Prospects. Moscow: Subsoil [Nedra]; 2014. (In Russian)

Federation Council. Federal Law No. 187-FZ dated 26 July 2017. On the security of the critical information infrastructure of the Russian Federation. Available from: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201707260023 [Accessed: 2 October 2023]. (In Russian)

Chikalo VN, Bobrikov NM, Krotov AV, Kanev DV, Denisov IK. Research on algorithms for optimal adaptive control over gas production modes. Gas Industry. 2010; 642(2): 10–13. (In Russian)

Chikalo VN, Bobrikov NM, Krotov AV, Denisov IK, Kanev DV. Adaptive PID controllers for gas-producing well clusters. Gas Industry. 2010; 649(8): 61–64. (In Russian)

Ponomarev OP. Process Control Optimization for Underground Gas Storage Facilities. Kaliningrad, Russia: Kaliningrad High School of Management [Kaliningradskaya vysshaya shkola upravleniya]; 2005. (In Russian)

Shulkova LA, Skosyrev AV, Novoselova RV, Böhme B, Kovalev AA. An innovative approach to solving the operations mode control problem in a UGS facility. Gas Industry. 2013; 690(5): 72–75. (In Russian)
NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57