オフショアアセットのライフサイクル最適化におけるデジタルツインの役割

デジタルツインは、オフショアエネルギー分野における最も変革的な技術の一つとして急速に成長しています。石油プラットフォーム、浮動小数点の風力タービン、海底パイプライン、および係留システムなどの物理的な資産の動的でリアルタイムの仮想レプリカを作成することにより、オペレータは資産の健全性と性能に非前例のない可視性を得ます。この技術は、資産ライフサイクルのすべての段階で、設計および建設から運用、メンテナンス、および結果の解約まで、データ主導の意思決定を可能にします。これらは、私的かつ効率的な運用コスト、運用コスト、および運用コストを削減します。

デジタルツインズとは?

デジタルツインは静的3Dモデルよりも多くあります。センサーデータ、IoTデバイス、歴史上の記録を介した物理的カウンターパートと継続的に同期する生きたデジタル表現です。ツインは、資産の現在の状態を映し出すだけでなく、極端な天候、負荷変動、または老化劣化であろうかどうか、異なる条件下で動作する方法をシミュレートするだけでなく、資産が高価な条件に適応する実証済みの理由で、航空宇宙および製造における概念は最初に達成されました。

デジタルツインの3つの主要なタイプがあります。

[コンポーネントのデジタルツイン] - ポンプやバルブなどの個々の部品を表現します。
[システムデジタルツイン] – 複数のコンポーネントを、トップサイド処理モジュールなどの機能システムに結合します。
[]システムのデジタルツイン] - 海底機器、ライザー、および輸出パイプラインを含む、オフショアインストール全体に同梱します。

各レイヤーは複雑さと価値を追加します。コンポーネントツインは、システム・オブ・システム・ツインが、最適な介入タイミングをお勧めするために、隣接した負荷、気象データ、生産スケジュールでアラームを照合することができますが、ベアリング温度異常にフラグを立てることができます。

オフショアアセット・ライフサイクル管理におけるデジタル・ツインズの役割

オフショアアセットのライフサイクルは長持ちし、資本集中力があり、不確実性をもちます。従来の管理は定期的な検査、マニュアルデータ収集、および反応的なメンテナンスに依存します。デジタルツインズは、このフラグメントされたアプローチを継続的に統合したビューに置き換えます。

設計・エンジニアリングの最適化

設計段階の間に、デジタルツインは、エンジニアが物理的なプロトタイプを造ることなしでシミュレーションの何千ものを実行することができます。例えば、新しい浮遊風力タービンプラットフォームのために、ツインは、さまざまな波の高さと風速の下で構造疲労をモデル化し、鋼の厚さとバラスト構成を最適化することができます。これにより、材料コストと設計再作業が削減されます。同じモデルは、作業にすべての設計仮定とパラメータを転送し、 "as-build" ツインになります。

リアルタイム監視と運用

一度サービスで, オフショアアセットは、振動を測定するセンサーからのデータトレントを生成します, 圧力, 温度, 流量, 腐食, など. デジタルツインは、このデータを摂取し、予想される動作に対してそれを比較します. 偏差は、アラートをトリガーします, しかし、より重要なのは, ツインは、コンテキストを提供します-例えば, 操業停止中にプロセスガス組成の最近の変化にコンプレッサーで高い振動読書をリンク. オペレータは、対面だけでなく、ルートチェーンを引き起こす. この状況は、オフショアの動作が、重要な状況を追跡するだけでなく、. この作業は、オフショアの作業のために、重要な時間や作業時間のために、重要な作業時間のために、重要な作業時間と.

予測的なメンテナンスと信頼性

終身・欠損の防止

デジタルツインは、最終ライフサイクルステージで均等に強力です。オフショアプラットフォームが解凍の近くにあると、ツインは構造的変更、材料の在庫、および重量分布の完全な記録が含まれています。この情報は、除去、リサイクル、または再浄化のための計画を合理化します。例えば、ツインは、トップサイドモジュールが姉妹プラットフォームで再利用できることを決定するのに役立ちます。製造コストの百万を節約します。さらに、環境影響評価はツインで実行して、規制要件の順守を確保することができます。

オフショアアセットの主要利点

利点のリストが長く、ライフサイクルの最適化に大きな影響をもたらすと、いくつか目立っています。

未計画ダウンタイムの還元:[]早期に異常を捕捉することにより、双子はオフショア生産ロスを2桁の割合で削減することができます。
拡張されたアセット寿命:[] 連続状態監視により、オペレータは安全を妥協することなく、元の設計寿命を超えて資産をプッシュすることができます。
[] 改善された安全:[] 緊急シナリオの仮想シミュレーション(ブローアウト、火災、構造的障害)により、人員を危険にさらすことなく、より優れた乗務員の訓練と応答計画が実現します。
[]より低い操作性支出:[ 検査のためのフェーテルヘリコプター旅行、予期しない修理のためのより少ない過時間、および最適化された予備品の在庫はすべて、リーナー予算に貢献します。
データ主導の資本計画:[ツインズは、コンプレッサーをアップグレードしたり、完全に交換したりするなど、投資決定のための事実に基づく提供します。

実際の例では、これらの利点を確認します。 ]BPは、フロー保証シナリオを模擬することにより、油の生産を最適化し、炭素排出量を削減するモデルを使用して、北海でClair Ridgeプラットフォームにデジタルツインをデプロイしました。同様に、Equinorは、ジョハンSverdrupフィールドを管理するために、Norwegianの大陸棚で最大のオイル発見の1つであるJohan Sverdrupフィールドを、98%以上の稼働時間を達成しています。

実装課題

利点を説得するにもかかわらず、オフショア環境にデジタルツインをデプロイすることは難易度ではありません。いくつかの障壁は、対処する必要があります。

データ品質と統合

デジタルツインは、データがそれを供給するのと同じくらい良いです。オフショア操作は、多くの場合、異なるベンダーからのセンサーのパッチワークを含みます。そのうちのいくつかは、不審な校正やカバレッジのギャップを持つことがあります。このデータを単一の、一貫性のあるツインに統合し、リアルタイムで清掃し、検証しながら、データインフラストラクチャへの重要な投資を必要とします。多くの演算子は、スケーリングの前に単一の資産でパイロットから始まります。

サイバーセキュリティリスク

物理的資産を正確に反映するデジタルツインは、サイバー攻撃者にとって魅力的なターゲットとなります。攻撃者がツインのデータやシミュレーションを変更できると、物理的な損傷や安全上の事故につながる誤った決定を引き起こす可能性があります。暗号化、アクセス制御、定期的な監査を含む堅牢なサイバーセキュリティ対策を実施することは不可欠です。この業界は、石油・ガス・プロデューサー(IOGP)の国際協会(IOGP)を通じて、組織が開発基準を策定しています。

高初期投資

デジタルツインの構築と維持には、センサー、エッジコンピューティング、ソフトウェアプラットフォーム、および熟練した人材のコストが上達する必要があります。小規模なオペレーターにとって、ビジネスケースはマージンです。しかし、クラウドやIoT技術が成熟したにつれてコストが低下しています。さらに、多くのソフトウェアベンダーは、重要な機器を始めて、増分的に実装できるモジュラーツインを提供しています。

組織変更管理

デジタルツインを採用することで、経験に基づいたデータベースの意思決定へのシフトが求められます。エンジニアやオペレーターは、ツインの推奨事項を信頼し、その出力を解釈するためのトレーニングが必要です。成功した実装には、ドメインの専門家とデータサイエンティストの間のギャップを埋める「デジタルツインチャンピオン」が頻繁に含まれています。

未来展望

次世代のデジタルツインズは、人工知能(AI)と機械学習(ML)を組み込んで、ルールベースの診断を超えて移動します。単に異常にフラグを立てる代わりに、AIを搭載したツインは、資産のフリートを横断するパターンから学び、最も効果的なメンテナンスアクションを自律的に推奨します。「デジタルスレッド」の概念 - 処分による資産を次の統合ビュー - ノームになり、ステークホルダー間のシームレスなデータフローを有効にします:デザイナー、ファブリック、オペレータ、および廃棄業者。

Edge コンピューティングは、重要な役割を果たします。アセットに近いセンサーデータを処理(プラットフォームまたは風力タービンの内側)は、通信不足時にもツインが動作できるように、レイテンシと帯域幅の要求を低減します。一方、デジタルツインマーケットプレイスは新興国で、サードパーティのモデラーは、既存のツインエコシステムに接続する特殊なシミュレーション(例えば、海底弁用の腐食モデリング)を提供できます。

コンテンツ

デジタルツインズは、オフショアアセットマネジメントの将来のコンセプトではありません。彼らは、稼働時間、安全、およびライフサイクル全体におけるコスト効率で測定可能な利益をもたらす実証済みのツールです。より軽い構造の設計から、障害を予測し、解約を合理化まで、価値は明確です。データ品質、サイバーセキュリティ、および先行コストの課題は、慎重な計画と増大的な採用で実質的には耐えられます。 AI、エッジコンピューティング、デジタルスレッドが、これらは、よりスマートに機能する、より詳細な作業を容易にします。組織は、よりスマートに、より効果的に、より効果的に、より効果的に、より効果的に、より効果的に、よりスマートに活用できる、より効率的な作業を促進します。