"الرصيف" النفط والغاز الصناعة: تعقب الأصول وإدارة السلامة

وتمارس صناعة النفط والغاز في بعض البيئات الأكثر طلبا على الأرض، من مواقع الحفر في الصحراء النائية إلى منابر المياه العميقة، وترتفع المخاطر بصورة غير عادية: إذ أن هناك جزءا واحدا من المعدات الحيوية التي يمكن أن توقف العمليات لساعات، وتكلف الملايين في وقت التعطل، بينما يمكن أن يؤدي انقطاع الأمان في منطقة خطرة إلى حدوث إصابات كارثية أو حدوث كارثة بيئية.

Understanding RFID Technology in Oil and Gas

وتستخدم الوكالة الحقول الكهرومغناطيسية لتحديد واستخلاص البيانات من العلامات المرتبطة بالأشياء بصورة تلقائية، ويتألف النظام من ثلاثة عناصر أساسية: علامة (تحتوي على ميكروفون وهوائي) قارئ (تصدر موجات إذاعية وتتلقى إشارات إلى الوراء) ونظاماً مضيفاً (يعمل على تجهيز البيانات) يمكن أن تكون مردودة (تتتمثل في بث أطول من إشارات القارئ) نشطة (ترة ذات نطاق قياسي)

فالتكنولوجيا تعمل بلا هوادة حتى في ظل ظروف متطرفة: ارتفاع درجات الحرارة، والغازات التآكل، والهتزازات الثقيلة، وتتوفر بطاقات صناعية متخصصة من طراز RFID يمكن أن تصمد درجات الحرارة من - ٤٠ درجة مئوية إلى أكثر من ٢٠٠ درجة مئوية، وارتفاع الضغط، والارتطام في سوائل الحفر أو النفط الخام، ويمكن تركيب أجهزة القراء في نقاط الاختراق - مثل كتيبات المرور بالمستودعات، أو الازدهار بالرقمية، أو نقاط التفتيش.

تعقب الأصول: من الأدوات إلى معدات متعددة البليونات - الدولارات

وفي قطاع النفط والغاز، تعتبر إدارة الأصول مسألة اقتصادية واستمرارية تشغيلية على السواء، إذ يمكن لجهاز واحد لمنع التفجير أن يكلف ملايين الدولارات، وقد يؤدي فقدان مسار قطع الغيار الحرجة إلى تأخير استعداد جهاز الحفر لأسابيع، ويتيح تتبع الأصول في إطار إدارة المعلومات الإدارية للشركات رصد موقع كل بند من المواد الموسومة وظروفه وتاريخ استخدامه في الوقت الحقيقي، وتكون الفوائد ملموسة عبر فئات متعددة.

الموقع والجرد الحقيقيان

ومع نشر قارئين تابعين للمؤسسة في مناطق التعبئة المادية، وفي الساحات المتجهة إلى أسفل، وحلقات العمل المتعلقة بالنفقة، يمكن للمشغلين أن يعرفوا فورا ما إذا كانت قطعة من المعدات موجودة في الموقع أو في العبور أو في المخزون، مما يلغي عمليات التفتيش " الأصول المغلقة " التي تضيع آلاف الساعات التي يُشغلها العاملون كل عام، فعلى سبيل المثال، أبلغت شركة استكشاف متوسطة الحجم عن انخفاض بنسبة 40 في ساعات العمل التي تُنفق على أدوات تتبع أدوات التشغيل الآلي بعد تنفيذ نظام البرمجيات.

الصيانة على النحو الأمثل وإدارة دورة الحياة

وكل قطعة من المعدات في النفط والغاز لها جدول زمني للتفتيش والصيانة - سواء كانت عمليات التفتيش اليومية على الصمامات أو إعادة التصحيح السنوي لمعدات الرفع - ويمكن لبطاقات السحب أن تخزن تاريخ التفتيش الأخير، وفترات الخدمة المقبلة، وحتى هوية المشغل، وعندما يتم إحضار مادة ملصقة إلى مقصورة الصيانة، يقوم القراء تلقائيا بسحب بيانات وصولها ويخطر التقنيين على الخدمة المطلوبة.

الحد من السرقة والحركة غير المأذون بها

إن المواد ذات القيمة العالية - مثل قطع الحفر والإلكترونيات وكابلات النحاس - أهداف مشتركة للسرقة في مواقع كبيرة للنفط والغاز، ويمكن لقراء الريد في مخارج الموقع أن يبدوا إنذارا إذا نقلت أصول ملصقة دون ترخيص، وبعض النظم تتكامل مع كاميرات المراقبة ومراقبة الدخول، وتربط تلقائيا حدثا للبوابة بعامل معين ومركبات وأصول معينة، وكثيرا ما يسترد أثر الردع وحده تكلفة الهياكل الأساسية لمحطة الإبلاغ الموحدة.

إدارة السلامة: حماية العمال في البيئات الخطرة

فالسلامة في صناعة النفط والغاز غير قابلة للتفاوض، وسواء كانت مساحة محدودة في مصفاة أو منطقة عالية الكساد على منصة إنتاج أو منطقة كبريتيد الهيدروجين، مع العلم تماماً بمكان كل عامل في أي لحظة يمكن أن يعني الفرق بين الحياة والموت، وتوفر تكنولوجيا المعلومات ذات الصلة بالشبكة العمود الفقري لنظم الأمان الحديثة.

تعقب الموظفين ومصاعدتهم

ولا يمكن الاعتماد على أوراق الإشارة التقليدية أو نظم بطاقات السحب أثناء حالات الطوارئ لأن العمال نادرا ما يتوقفون عن تسجيل تحركاتهم في أزمة، إذ أن بطاقات السحب المثبتة على الأقدام أو التي تحمل كبطاقات الهوية تبث باستمرار مع قارئين ثابتين في جميع أنحاء المرفق، ويضع النظام خريطة حقيقية لمواقع الموظفين، وإذا كان جهاز الإنذار يبدو أنه يختفي، فإن الوقت المفقود للأخطار، أو يُطلق عليه، أو يُطلق عليه، أو يُطلق، في غرفة التحكم.

PPE Compliance and Zone Access Control

ويمكن أيضاً أن تنفذ إدارة الاستخبارات المالية شروط معدات الحماية الشخصية، ويمكن أن تُدرج الخنازير في نظارات الأمان والقفازات وأجهزة الأذن والتنفس، وتتحقق بوابات القراء عند مدخل المناطق الخطرة من ما إذا كان العامل يحمل المجموعة المطلوبة من المعدات الشخصية قبل السماح بالوصول إليها، وإذا كانت القطعة مفقودة، فإن البوابة إما ترفض الدخول أو ترسل إنذاراً إلى المشرف على كتيبة العمل.

عامل وحيد ورجل ذو عجلات

وفي مواقع الحفر عن بعد أو مزارع كبيرة من الدبابات، يعمل العمال في كثير من الأحيان بمفردهم، ويمكن أن تشمل بطاقات السحب العاملة أجهزة استشعار الحركة التي تكشف عن عدم التحرك لفترة ما قبل بدء التشغيل، مما يؤدي إلى تنبيه " متوقف " ، ويرسل النظام فوراً، مع بيانات الموقع، فريق إنقاذ إلى الموقع الدقيق للعامل غير المأجور، كما أن بعض العلامات لها زر إنذار يدوي يسمح للعمال بالالتقاء أو مواجهة الخطر.

الاستجابة لحالات الطوارئ والتدخيل

أما التدريبات المتعلقة بالسلامة فهي جزء منتظم من الحياة في صناعة النفط والغاز، ولكن فعاليتها تتوقف على البيانات الدقيقة، وتتتبع نظم إدارة المعلومات الإدارية مدى سرعة وصول كل عامل إلى نقطة الخردة المحددة له، أي الطرق المستخدمة، وما إذا كانت أي مناطق تتحول إلى اختناقات، ويمكن للمشرفين أن يستعرضوا أداء الحفر في الأيام التالية، وأن يعدلوا الإجراءات اللازمة لتحسين أوقات الاستجابة، وفي أثناء حادث حقيقي، يوفر النظام رؤية حية للقادة الذين يُسروادُمِّدوا كل ممر، ويُمِّدَمَتَتَتَتَتَتَتُهم، ويُمَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتُمَتَتُمَتَتُمَتَتَتَتَتَتُهمَتَتُهمَتُهمَتَتَتُهمَتَتُهمَتُمَتُهمَتُمَتُمَتَتَتَتَتَتَتَتُهمَتَتَتَتَتَتَ

دراسة حالة: RFID على منصة الإنتاج في الخارج

وبغية رؤية محطة RFID في العمل، تنظر في منصة إنتاج المياه العميقة تعمل في خليج المكسيك، ويسكن المنبر 120 عاملاً ويحتوي على عشرات الآلاف من المعدات - من صمامات صغيرة إلى أجهزة ضغط وأجهزة غذائية ضخمة، كما نفذ المشغل نظاماً ثنائياً متعدد الوسائط يجمع بين بطاقات غير ذات تردد عال من أجل الأدوات والمواد الاستهلاكية ذات العلامات الحيوية على موظفيها العاملين.

وفي السنة الأولى، أبلغ البرنامج عن انخفاض قدره 35 في المائة في الوقت الذي يستغرقه تحديد أماكن وجود الأدوات وقطع الغيار، وسقط بند الميزانية " المعدات المفقودة " بما يقرب من 000 200 دولار سنويا، أما فيما يتعلق بالسلامة، فإن عمليات التدريب الطارئة التي كانت تستغرق في المتوسط 14 دقيقة لتحقيق الحشد الكامل، كانت ستكتمل في غضون 6 دقائق فقط من بدء تشغيل نظام إدارة المعلومات الإدارية، وقد ظهرت هذه الحوادث خلال سيناريو قائم على استخدام جهاز كشف الغاز الحقيقي:

كما استخدم البرنامج نظام المعلومات الإدارية المتكامل لإنفاذ إجراءات الدخول في الفضاء المحصور، إذ كان على العمال الذين يدخلون سفينة العمليات أن يفحصوا بطاقة دخولهم عند بوابة الدخول، وتحقق النظام من أن المصاحب كان مرابطاً في الخارج، وتم تحميل خطة إنقاذ، وكان الرصد الجوي في مواصفات، وأحدث أي انحراف قفل فوري، ومنع الدخول إلى هناك إلى حين تلبية الشرط، ولم يحقق المنبر قط أي إصابات في الفضاء المحصور قبل أن يدار سجلاً.

التحديات والنظر في التنفيذ

وفي حين أن الفوائد هي فوائد ملحّة، فإن إطلاق الـ (RFID) في صناعة النفط والغاز ليس بدون عقبات، فالبيئة نفسها هي الأصعب بالنسبة لأي تكنولوجيا لاسلكية، وتتسبب أسطح المعادن في انعكاس وهبوط الإشارات؛ وتضر درجات الحرارة المرتفعة بالعلامات الإلكترونية القياسية؛ وتستوعب الأمواج المشعة، ولا سيما النفط الخام والمياه البحرية.

فالتكاليف عامل آخر: إن تركيب شبكة من القراء على مصفاة متفرقة أو عبر أجهزة متعددة يتطلب استثمارا كبيرا في رأس المال، فالعلامات النشطة لتتبع الموظفين تكون أكثر تكلفة من العلامات السلبية، وتضيف الهياكل الأساسية الداعمة )الأجهزة، والكهرباء، ومفاتيح الشبكات، والبرمجيات( إلا أن العودة إلى الاستثمار تُنفذ عادة في غضون ١٢ إلى ٢٤ شهرا من خلال تخفيض عدد الموظفين، وقلة الأصناف الضائعة، وتحسين مدخرات الأمان.

كما يتطلب أمن البيانات الاهتمام، إذ تولد نظم المعلومات الإدارية معلومات مستمرة عن الموقع والأوضاع التي يمكن أن تكشف، إذا تم اعتراضها أو تلاعب بها، عن أنماط تشغيلية أو حتى إنشاء أجهزة إنذار كاذبة، وتبريد بيانات البطاقات، ووضع بروتوكولات اتصال آمنة (مثل AES-INO128 للعلامات السلبية)، وتشترط القطاعات الشبكية متطلبات موحدة، أما بالنسبة للنظم المترابطة السحابية، فيجب على المشغلين ضمان الامتثال لقواعد إقامة البيانات مثل المعايير الصناعية رقم 98.

فالتكامل مع برامج تخطيط موارد المؤسسة وإدارة الأصول يمكن أن يكون معقدا، ويجب أن تتدفق بيانات إدارة إدارة الموارد البشرية إلى نظم إدارة الصيانة الحاسوبية، ولوحات إدارة السلامة الصحية، ووحدات الجرد، وأن تكون حلولاً للبرمجيات ذات الطابع المتوسط التي تفسر قراءات إدارة المعلومات الأساسية وترسم خرائط لها على الأشياء التجارية ضرورية، وأن هناك حاجة إلى إدارة دقيقة للتغيير من أجل مواءمة إجراءات الاعتماد.

الاتجاهات المستقبلية: الذكية، حقل النفط المختلط

ولا تزال هذه التكنولوجيا غير ثابتة، وترتبط بالابتكارات الرقمية الأخرى لإنشاء حقل النفط " الذكية " حيث يكون كل موجود وشخص مرئيا ومحللا وممكنا الترهيب في الوقت الحقيقي، وهناك ثلاثة اتجاهات هامة بوجه خاص بالنسبة للقطاع.

دمج مع شبكة الإنترنت في الأمور (IoT) والصناعات الصناعية

ويتزايد معاملة قراء البرمجيات المزودة بمقياس للجرعات على أنها أجهزة استشعار للصوت، فبدلا من مجرد الإبلاغ عن وجود البطاقات، يمكن للقراء الحديثين قياس درجة الحرارة، والرطوبة، ومستويات الاهتزاز، وإطعام البيانات في منابر التحليل السحابية، مثلا، يمكن أن تبلغ الصمامات المركبة التي تستخدم الترددات المتوسطة الحجم عن موقعها، وعدد الإصدارات، ودرجة الحرارة المحيطة، مما يتيح إمكانية تسرب الأعلامات الوسيطة.

AI —Driven Predictive maintenance and Anomaly Detection

وعندما تقترن بيانات استخدام محطة توليد الطاقة بنموذج للتعلم الآلي، يمكن للمشغلين الانتقال من الاسترجاع إلى الصيانة المتوقعة، ويمكن لنظام معلومات إضافية أن يحدد أن نموذجا محددا للمضخة يتطلب خدمة بعد 450 ساعة من التشغيل استنادا إلى أنماط الفشل التاريخية المرتبطة بعلامة " ريد " ، ويمكن للنظام أن يأمر تلقائيا بجزء من الاستبدال، وأن يحدد الجدول الزمني للتدخل على نافذة العمل المقبلة، وربما يؤدي إلى حدوث انقطاع في العمل.

التوائم الرقمية ورواسب الذكاء

ويأتي التوأم الرقمي في صورة نموذجية للموجودات المادية، مستكملة في الوقت الحقيقي ببيانات الاستشعار، ويوفر نظام المعلومات الإدارية المتكامل موقعا وطبقة مركزية لهذه التوأمة، وعندما يقترب فني الصيانة من قطعة معممة من المعدات التي ترتدى نظارات معززة، فإن النظام يستعيد التوائم الرقمي، ويزيد من بارامتراته الحالية (الضغط، درجة الحرارة، سجل الصيانة) إلى ميدان التصليح الواعد.

(] Read about the latest RFID innovations for oil and gas at RFID Journal]. For a comprehensive overview of industrial IoT integration, see the ] Department of Energy’s manufacturing IoT white papers. Real-world case studies from leading system inteFen Technology4

الاستنتاج: جعل القضية تتعلق بالتبني في إطار جمعية RFID

وقد تجاوزت تكنولوجيا المعلومات والاتصالات كثيراً تطبيقاتها الأولية للتجزئة واللوجستيات، وهي الآن أداة مثبتة لحفز الكفاءة التشغيلية، والحد من الخسائر في الأصول، والأهم من ذلك إنقاذ الأرواح، وسواء تتبع ملوثات عضوية ثابتة تبلغ مليون دولار عبر ثلاث قارات، وتحشد 200 عامل في أقل من خمس دقائق، أو تمنع وقوع وفيات في الفضاء المحصور من خلال عمليات التحقق من الامتثال آلياً، فإن الفوائد هي حقيقية وقابلة للقياس.

ومع أن الصناعة تدفع نحو زيادة التشغيل الآلي، وصنع القرارات القائمة على البيانات، والاستدامة، فإن المؤسسة ستندمج أكثر فأكثر في نسيج العمليات، وأن المعتمدين المبكرين يجنيون بالفعل المكافآت، وستشهد السنوات الخمس القادمة أن محطة توليد الطاقة الكهربائية تصبح موزعة على أجهزة الحفر والمصافي بوصفها مرصدات صلبة ومراقبات من طراز H2S، وبالنسبة لأي شركة تبحث عن تحسين خطها السفلي وسجل أمانها: