Новые технологии требуют развития новых идей. Применение каждой из них в современном мире связано прежде всего с использованием информационных технологий (ИТ). Особенно заметным применение таких технологий становится в нефтегазовой отрасли и на объектах топливно-энергетического комплекса (ТЭК).

Применение на объектах ТЭК новых ИТ связано с построением цифровых двойников как для отдельных предприятий, так и для их групп или отдельных технологических процессов. В сопровождающей данный процесс описательной литературе его принято называть также и термином «Индустрия 4.0». Положительными сторонами данного процесса безусловно являются сокращение издержек объектов ТЭК, которые являются в большинстве своём коммерческими предприятиями, а также ускорение проведения разведки и подготовки месторождений, последующих добычи, хранения и транспортировки добытого сырья. «Интеллектуальные месторождения и заводы, роботы и беспилотники — все это уже реальность современного нефтегаза» ([1]).

Вместе с тем применение таких технологий имеет ряд особенностей. Прежде всего это – масштабные инвестиции в средства обеспечения. Их внедрение в уже существующие автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП) или автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) ведёт к изменениям сразу на трёх уровнях информирования о принятии решений и полной перестройки всех систем оперативного управления производственными процессами ([2]). Существующее нормативное обеспечение технологических процессов в автоматизированных системах (АС), включая процессы обеспечения безопасности, жёстко регулируют процессы. Например, выполнение требований СТО 70238424.27.100.010-2011 (п.4.4) при внедрении систем «Индустрии 4.0» потребует полной замены всего парка датчиков первого уровня, модернизации мощностей на втором уровне и замены всего разработанного ранее программного обеспечения (ПО) на новое в соответствии с требованиями ГОСТов.

Последнее обстоятельство хочется отметить особо. Дело в том, что на большинстве объектов ТЭК продолжительное время существовали собственные системы автоматизации, которые разрабатывались и поддерживались существующими на них коллективами программистов или сторонними организациями-разработчиками ПО. Создаваемое ими ПО в нормативной документации принято называть специальным (СПО). Переход объектов ТЭК к единому цифровому циклу производственных цепочек требует либо вписать данное СПО в новые системы (что часто невозможно в принципе), либо переписать его заново на новых средствах разработки, что в разы увеличивает затраты. Отказ от предыдущих поколений систем СПО на объектах ТЭК может привести к нарушению стабильной работы многократно тестируемых программных систем обеспечения комплексной безопасности (информационной, технической, пожарной и т.п.), а также в некоторых случаях отдельных или всех систем жизнеобеспечения и оповещения персонала, особенно для средних предприятий.

Помимо этого, следует отметить, что многолетний опыт применения предыдущих поколений средств разработки СПО для объектов нефтегазового комплекса и объектов ТЭК показывает, что быстрое внедрение новых систем СПО всегда влечёт за собой долгий период их тестирования и «подгонки» под условия конкретного объекта ТЭК, а также и отдельных выполняемых на нём технологических процессов. Наиболее близким по времени к внедрению цифровых двойников является платформа ERP-систем, в полной мере продемонстрировавшая указанные выше особенности внедрения в различных отраслях хозяйственной деятельности.

Опыт их внедрения показал ([3]), что за конкретные участки отвечают так называемые ERP-модули, выполняющие роль СПО в традиционном смысле. Они призваны выполнять основные функции конкретных исполнителей на рабочих местах или их групп в автоматизированном (или автоматическом для систем обеспечения безопасности) режиме. При этом совокупность действий, составляющих суть слова «внедрение», представляет собой сложный многоэтапный и многоступенчатый процесс. В нём принято определять восемь основных этапов: подготовка к внедрению (указание целей и задач для внедрения новых ИТ), анализ бизнеса (определение текущих задач и перспектив развития бизнеса и структур используемых при этом данных), выбор ERP-системы (анализ существующих предложений систем в данном сегменте рынка в соответствии с целями и задачами, полученными на предыдущих этапах), выбор поставщика, управление проектом (собственно доработка модулей под потребности объекта ТЭК с назначением ответственных и координацией усилий различных специалистов), тестирование (пробная эксплуатация в течение какого-то, иногда продолжительного, времени), обучение персонала работе с новой системой (сроки обучения на разных участках различны), ввод в эксплуатацию (как правило, постепенный). Временной анализ этих пунктов внедрения показывает, что для исключения риска снижения текущего уровня комплексной безопасности этот процесс для новой системы СПО на объектах ТЭК должен длиться не менее, чем 36 – 60 месяцев. Следовательно поэтапное внедрение цифровых двойников должно вестись со сравнимыми по значениям временными интервалами.

Вместе с тем, в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, разработан новый набор методов синтеза СПО, который не будучи определён как технология, может существенно упростить внедрение новых элементов системы СПО цифровых двойников на объектах ТЭК ([4, 5]). Данный набор методов позволяет хранить данные о целях и задачах для внедрения новых ИТ, текущих задачах бизнеса и структурах используемых данных в одинаковых структурах независимо от направления их использования, а также использовать фиксированные требования к доработкам модулей (в терминах ERP-систем) СПО. Он подразумевает рассмотрение всех автоматизируемых в процессе внедрения участков (в более ранней трактовке автоматизированных рабочих мест – АРМ – в АСУП) в качестве отдельных неделимых с точки зрения автоматизации элементов. Каждый из них называется единичной программной системой (ЕПС). В этом смысле АСУП, независимо от платформы автоматизации (языка программирования, системы управления базами данных, ERP-системы, «Индустрии 4.0»), будет представлять собой совокупность ЕПС, характер разработки или адаптации СПО которых не будет зависеть ни от предметной области, ни от платформы реализации.

Первым существенным свойством ЕПС является возможность одинакового описания используемых в различных ЕПС структур данных, что, во-первых, существенно упрощает процесс их миграции на новые платформы, а, во-вторых, позволяет снизить затраты на квалифицированный труд.

Помимо этого, данный набор методов позволяет на содержательном (семантическом) уровне описывать интерфейс пользователя, что может существенно упростить обучение персонала при переходе на новое СПО. Использование фиксированных требований к доработкам модулей существенно упрощает тестирование при доработке модулей ([5]).

Применение новых методов синтеза СПО на объектах ТЭК в качестве дополнения к известным средствам автоматизации позволит не только сократить временные и финансовые издержки, но и снизить риск возникновения опасных событий, которые могут привести к реализации угроз комплексной безопасности объектов нефтегазового комплекса.

Список используемых источников.

1. Цифровые технологии в нефтяной отрасли, 10.12.2019, [Электронный ресурс], режим доступа – https://zen.yandex.ru/media/sibneft/cifrovye-tehnologii-v-neftianoi-otrasli-5def8fcbd7859b00af01311f.

2. Белов М.П., Технические средства автоматизации и управления. Учебное пособие, СПб.: СЗТУ, 2006 – 184 с.

3. Дуванский В., Применение ERP-системы на предприятии, [Электронный ресурс], режим доступа – https://dicis.ru/blog/programma-erp-chto-eto-takoe.

4. Крючков А.В., Методология универсализации синтеза специального программного обеспечения крупной автоматизированной системы управления предприятием, Технологии техносферной безопасности. 2015. № 3 (61). С. 264-268.

5. Бутузов С.Ю., Крючков А.В., Сервис удалённой разработки специального программного обеспечения в интересах МЧС России, Технологии техносферной безопасности. 2013. № 6 (52). С. 18.