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Implantar a Computação de Borda para Acelerar a Transformação Digital

Transformar operações com dados a partir da borda operacional

A arquitetura de computação moderna e distribuída supera os desafios de TI exclusivos dos operadores e traz desempenho de ativos, monitoramento e controle, e visibilidade logística fora da cerca.

O whitepaper Oil and Gas discute as plataformas de computação de ponta e sua aplicação na condução da excelência operacional. Com a Edge Computing os operadores têm a capacidade de efetivamente adquirir dados em tempo real para monitorar o desempenho e obter uma visão em tempo real.

Leia este whitepaper para saber mais:

  • Plataformas modernas de computação de borda
  • Como a Edge Computing permite aplicações que impulsionam a excelência operacional

A oportunidade é agora: Transformar operações Midstream com dados a partir da borda operacional

Para os operadores da Midstream, a excelência operacional começa na borda operacional - o ponto de transação e aquisição de dados predominantemente caracterizado por ativos e infra-estrutura (dutos e terminais) remotos e descentralizados, e equipamentos associados (bombas, compressores e outros dispositivos) nesses locais. Tais ativos e equipamentos também devem ser gerenciados em tempo real com recursos e pessoal limitados.

De acordo com um relatório recente do Gartner, a maioria dos novos dados será gerada nesses ativos remotos. A fim de destravar seu valor e utilidade, os operadores Midstream devem implantar novas arquiteturas de computação que eliminem as restrições de escala e capacidade que existem atualmente na borda operacional devido à infra-estrutura legada e aos recursos computacionais padrão.

As mais novas plataformas de computação de ponta trazem aos operadores da Midstream a capacidade de adquirir efetivamente dados em tempo real na borda industrial para monitorar o desempenho e obter uma visão em tempo real. O aproveitamento desses dados torna-se, portanto, fundamental para os objetivos gerais dos operadores Midstream relacionados à segurança, conformidade regulamentar, excelência operacional, sustentabilidade e satisfação do cliente. Mais especificamente, as plataformas de Edge Computing criam novas oportunidades que as empresas da Midstream devem buscar para ganhar visibilidade em tempo real na logística, permitir o desempenho dos ativos e fornecer monitoramento avançado para visualizar o desempenho, fornecer suporte à decisão em tempo real e empregar análises avançadas para ativos e equipamentos fora da cerca.

Este whitepaper discute plataformas modernas de computação de borda, sua aplicação na condução da excelência operacional, casos de uso que resolvem desafios digitais em Midstream, e o caminho para o avanço das capacidades avançadas da indústria 4.0 via implantação na borda industrial.

Superação de desafios antigos de Midstream através da tecnologia

Pesquisas recentes mostram que o uso de tecnologias digitais tem o potencial de desbloquear até US$ 1,6 trilhão de valor para empresas de Petróleo e Gás, seus clientes e a sociedade como um todo até 2025.1 Para obter o valor dessas novas tecnologias digitais, particularmente as capacidades avançadas do Industry 4.0, os operadores do Midstream devem superar o desafio único de aplicar soluções através de ativos geograficamente dispersos e muitas vezes remotos. Fatores que acrescentam complexidade à transformação digital no Midstream incluem:

  • Osbens críticos são muitas vezes remotos com pessoal limitado. Os operadores precisam da capacidade de coletar dados em tempo real diretamente do equipamento remoto e convertê-los em informações acionáveis. Em muitos casos, não existe infra-estrutura computacional suficiente para esses ativos. Os centros de dados tradicionais não são viáveis para ambientes Midstream e um pipeline pode ter um servidor para 1.000 milhas de pipeline, sem qualquer computação em locais individuais. Além disso, a natureza distribuída dos ativos da Midstream introduz desafios com latência de dados que impedem o desempenho eficaz e o monitoramento das transações.
  • A infra-estrutura legada de TI é uma carga de manutenção. A infra-estrutura e os sistemas de TI legados, freqüentemente predominantes em Petróleo e Gás, são inflexíveis e incapazes de se integrar com a tecnologia Industry 4.0. As equipes de TI podem ser apanhadas em ciclos regulares de "patch and update" como um proxy para permitir a disponibilidade, em vez de se concentrarem em atividades de valor agregado que transformam a pegada da TI para uma operação automatizada e à prova de futuro. As equipes podem passar meio ano realizando trabalhos de manutenção e verificação de saúde que poderiam ser gerenciados remotamente. Da mesma forma, aplicativos isolados executados em PCs prontos para uso aumentam ainda mais o gerenciamento de TI.
  • Asaplicações de missão crítica são executadas com computação padrão que não pode oferecer confiabilidade. A disponibilidade de equipamentos e, inversamente, a minimização do tempo de parada não planejada são as principais áreas de investimento e foco da Indústria 4.0 em Petróleo e Gás. Na linha de frente das operações de dutos, os engenheiros da sala de controle enfrentam desafios diários para manter a infra-estrutura de dutos operando de forma eficaz e segura. Garantir a disponibilidade de sistemas críticos é um requisito para o desempenho e a segurança dos oleodutos de petróleo e gás.
  • Convergência de OT e TI com recursos limitados. Com recursos finitos de TI, a responsabilidade pelo gerenciamento da infra-estrutura crítica pode recair sobre aqueles do lado das operações comerciais. Os profissionais de tecnologia de operações (OT) que gerenciam SCADA, DCS e PLCs podem ser responsáveis pela implantação de novas aplicações e da própria arquitetura de TI. Eles precisam da capacidade de fornecer sistemas de TI sem suporte de TI.
  • A segurança é um fator significativo para ativos remotos. A segurança e a prevenção de ataques cibernéticos são preocupações particulares para ativos remotos à medida que mais máquinas e equipamentos procuram habilitar os sensores IIoT para análise de desempenho. Os operadores exigem plataformas de computação distribuídas que protejam equipamentos em toda a cadeia de fornecimento, seja monitorando seções de dutos ou o desempenho em estações de bombeamento.

Computação de bordas

A Edge Computing é a pedra angular perfeita para um esforço bem sucedido de transformação digital em petróleo e gás. Ao maximizar o tempo de atividade e fornecer acesso em tempo real a dados de missão crítica, a Edge Computing ajuda as empresas de upstream e midstream a maximizar seu impacto sobre o meio ambiente, a segurança dos trabalhadores e ativos e os lucros finais.

Pela natureza de seus ativos e operações, as empresas Midstream requerem uma nova arquitetura de TI para promover a transformação digital. Elas precisam da capacidade de executar aplicações de missão crítica perto de seus ativos. Para chegar lá, elas precisam mover recursos computacionais para onde eles são necessários - no limite industrial.

As empresas Midstream agora têm a oportunidade, através de novas plataformas de computação de ponta, de implantar arquiteturas de computação distribuída que estendem aplicações de software de missão crítica à borda de suas operações para aquisição de dados em tempo real, monitoramento e controle avançados e gestão de ativos - com a oportunidade líquida de acelerar a indústria 4.0 na Midstream Oil & Gas. Como visto nas últimas décadas, os investimentos em tecnologia digital proporcionaram eficiência operacional, vantagem competitiva e resiliência contra choques na indústria.

Plataformas de computação de borda: Uma base para a transformação das operações de Midstream

A Edge Computing permite aos operadores da Midstream reestruturar sua estratégia de gerenciamento de dados usando uma arquitetura de informação distribuída para coletar e processar dados no ponto mais distante a.k.a. "borda" de uma rede de computadores. Neste modelo distribuído, a coleta e processamento seguro de dados ocorre localmente (na bomba, tubulação ou armário de dados remoto, por exemplo) com conectividade limitada ou inexistente com uma nuvem centralizada ou centro de dados remoto. Uma vez adquiridos, os dados podem ser enviados no local para uma sala de controle central ou para a nuvem para análise e gerenciamento. Esta proximidade com o equipamento reduz a latência e equilibra a utilização da largura de banda, dois fatores que limitam a escala e a capacidade do hardware legado.

As plataformas industriais de computação de borda incorporam uma arquitetura redundante para maximizar a disponibilidade da aplicação, fornecer tolerância a falhas e minimizar as interrupções causadas por um único ponto de falha. Elas também oferecem desempenho de servidor em um fator de forma robusta que é ideal para ambientes Midstream e requer zero toque de TI. Este projeto de grau industrial permite que sejam instalados na borda, diretamente ao lado de compressores, bombas ou outros equipamentos em terminais e oleodutos. As plataformas de computação de borda construídas para a borda industrial também atendem aos padrões de TI e de segurança out-of-the-box para permitir uma implementação rápida que atende aos requisitos de TI, mas não requer recursos de TI para ser implantada.

Finalmente, as modernas plataformas de Edge Computing proporcionam operações altamente eficientes através da virtualização, permitindo que múltiplas aplicações sejam executadas em um único nó. Estas soluções reduzem a pegada e a manutenção da TI, proporcionando um custo total de propriedade mais baixo.

Com sua flexibilidade, alta disponibilidade, tolerância a falhas e arquitetura distribuída, a Edge Computing fornece a base para aquisição e fluxo de dados para operações de missão crítica, e é um pré-requisito para capacidades avançadas como análise preditiva, Digital Twin e outras soluções do setor 4.0.

Implantações de Edge Computing que permitem excelência operacional

A excelência operacional é primordial para a Midstream - e as empresas podem aplicar a Edge Computing para impulsionar o tipo de excelência operacional alcançada em outros setores que resultou em maior satisfação do cliente. Os operadores estão implantando plataformas de Edge Computing de três maneiras para permitir a excelência operacional:

  • Visibilidade da movimentação e logística de produtos. O sangue vital das operações da Midstream é a capacidade de rastrear e contabilizar com precisão o movimento de gás e líquidos para os clientes e relatórios regulamentares. As empresas da Midstream estão se voltando para plataformas de Edge Computing para assegurar a contabilidade das transações e fornecer fluxo de dados para serviços de gerenciamento de dados. A Moving Edge Computing para estações terminais oferece visibilidade e visão em tempo real das operações que fornecem suporte à decisão e satisfação do cliente.
  • Gerenciamento de desempenho de ativos para o tempo de funcionamento do equipamento. Nos últimos anos, a Oil & Gas tem visto um interesse e investimento significativos em soluções de gerenciamento de desempenho de ativos para permitir a manutenção preditiva através de análise e monitoramento baseado em condições de ativos críticos. Como em qualquer operação de processo, a Midstream requer disponibilidade de equipamentos; o tempo de inatividade não planejado é caro e inaceitável. Ao adquirir dados de desempenho dos ativos no local do equipamento, a Edge Computing oferece visibilidade em tempo real das condições que se desenvolvem no campo, tais como interrupções de energia, falhas na integridade dos dutos, falha de equipamento e outras questões críticas.
  • Monitoramento e controle avançado para otimizar equipamentos e utilidades. A computação de borda é freqüentemente implantada em estações de compressão e bombas para fornecer monitoramento e controle de processos com servidores de borda tolerantes a falhas implantados em centros de controle para executar software SCADA e DCS. Além disso, a Edge Computing é capaz de executar historiadores de dados para coletar conjuntos de dados baseados no tempo para comparação e análise em relação aos parâmetros esperados. Tal aplicação oferece às empresas Midstream os meios para otimizar o consumo de utilidades para o gerenciamento de energia.

A capacidade das plataformas de Edge Computing de executar múltiplas aplicações em um único nó de alta disponibilidade através da virtualização oferece uma tremenda economia de custos e uma rápida implantação de aplicações. Uma única peça de hardware pode executar múltiplas cargas de trabalho, por exemplo SCADA e software histórico, de grandes fornecedores de software industrial como AVEVA, Inductive Automation, Rockwell, Schneider Electric e Siemens, além de aplicações analíticas avançadas especializadas e de otimização.

A Edge Computing desbloqueia capacidades avançadas da indústria 4.0

Uma estratégia eficaz de computação de borda coloca aplicações analíticas avançadas ao alcance dos operadores do Midstream. Notavelmente, eles estão posicionados para finalmente colher grandes quantidades de dados de equipamentos potenciais que estão inexplorados devido à falta da infra-estrutura computacional atual capaz de capturar os dados adicionais em tempo real.

Aproveitando ainda mais as plataformas de Edge Computing para obter informações, as empresas estabelecem uma base para buscar capacidades avançadas da indústria 4.0, como por exemplo:

  • Industrial IoT (IIoT): As melhorias tecnológicas reduziram o custo dos dispositivos IIoT, tornando agora possível a instalação de sensores em máquinas e equipamentos que antes não estavam disponíveis. Isto ajuda os produtores upstream e midstream a coletar, processar e analisar dados significativos em tempo real para proporcionar mais oportunidades de produção de valor e economia de custos. O IIoT agora fornece capacidades muito maiores para fazer melhor uso de volumes crescentes de dados e, em seguida, agir com base em novos conhecimentos obtidos a partir desses dados.
  • Manutenção preditiva: Atualmente, um poderoso software de manutenção preditiva também pode analisar dados de sensores - por exemplo, de máquinas, tubulações e até mesmo navios-tanque - para detectar várias anormalidades (fadiga, rachaduras, corrosão e mais) e usá-los para realizar manutenção proativa. Por exemplo, as empresas de midstream utilizam a manutenção preditiva na logística para ajudar a prevenir acidentes e melhorar a segurança no transporte e na logística.
  • Gêmeos digitais: Em Oil & Gas, os gêmeos digitais são modelos virtuais que combinam o mundo virtual e físico. Os gêmeos digitais melhoram a análise dos dados e o monitoramento do sistema de forma a melhorar o projeto e as operações, ajuda a evitar paradas, reduz os custos de manutenção e fornece novos dados para agregar valor durante todo o ciclo de vida do ativo de petróleo e gás.
  • Operações autônomas: Hoje, a tecnologia de perfuração autônoma está transformando a exploração de petróleo e gás. Os avanços em robótica, sensores e eletrônica podem agora eliminar esforços manuais potencialmente perigosos e realizar perfuração e outras tarefas de forma segura, confiável e altamente precisa.
  • Inteligência Artificial (IA) e Aprendizagem de Máquina (ML): Há muito tempo a Oil & Gas tem se voltado para a análise de dados, especialmente quando se trata de usar quantidades extremamente grandes de dados para tomar decisões técnicas e comerciais. Garantir o fluxo de dados em tempo real a partir da borda operacional oferece às empresas Midstream o mesmo nível de análise que os Proprietários-Operadores desfrutam dentro da cerca. A próxima fase é empregar IA em áreas de apoio à decisão e desempenho de ativos, baseada na disponibilidade de dados e informações.

O que os líderes do setor exigem: plataformas simples, protegidas e autônomas

As plataformas de Edge Computing oferecem a capacidade de estender aplicações poderosas e de missão crítica para a margem operacional, simplificando o gerenciamento de TI, reduzindo a pegada de TI e oferecendo operação com zero toque. Os principais atributos que os profissionais de operações e tecnologia devem procurar incluem:

Simples. Para um tempo rápido de valorização e gerenciamento simples, potencialmente por pessoal não técnico, as plataformas de Edge Computing devem ser fáceis de instalar, implantar e gerenciar em todas as aplicações e infra-estrutura. Os sistemas também devem oferecer virtualização para fornecer aplicações rapidamente, oferecer flexibilidade, maximizar os recursos computacionais e reduzir o custo de propriedade. Para aplicações de gasodutos, a escolha de atualizações fáceis de serem implementadas remotamente simplifica ainda mais o gerenciamento.

Protegido. A segurança é um fator crítico para as operações de Midstream. As plataformas de Edge Computing devem assegurar riscos operacionais, financeiros e de reputação, garantindo a disponibilidade "sempre ativa" e protegendo os dados contra ameaças cibernéticas ou perda de dados. As empresas precisam selecionar soluções que proporcionem confiança na segurança à medida que mais dispositivos e sistemas se conectam.

Autônomo. Uma promessa central da Edge Computing é a capacidade de operar de forma confiável em locais de borda, como terminais marítimos ou plantas de produção. As plataformas devem funcionar em qualquer ambiente e fornecer computação sem contato que não requeira monitoramento humano, manutenção, reparos ou suporte. As plataformas de Edge Computing que oferecem recursos de "call home" e suporte 24x7x365 minimizam ainda mais qualquer chance de inatividade não planejada para equipamentos e aplicações.

Ganhe uma vantagem competitiva com a Edge Computing

Os operadores de Midstream devem avaliar e selecionar a partir de uma ampla gama de ferramentas digitais, tanto para ajudá-los a superar os desafios tradicionais como para capitalizar as oportunidades emergentes. Um esforço bem-sucedido de transformação digital pode ser uma vantagem poderosa para melhorar todas as facetas de seus negócios.

A Edge Computing é a base ideal para que os operadores da Midstream acelerem a transformação digital e permitam a confiabilidade do equipamento, disponibilidade de aplicações e nova percepção operacional através da captura de dados no ponto de origem. Ao fazer isso, as empresas Midstream podem alcançar os resultados que mais importam: maior segurança dos funcionários, melhor tomada de decisões e visibilidade, excelência operacional, menor emissão de carbono e maior satisfação do cliente para maior rentabilidade.

"As plataformas de Edge Computing oferecem a capacidade de estender aplicações poderosas e de missão crítica à margem operacional, simplificando o gerenciamento de TI, reduzindo a pegada de TI e oferecendo operação com zero toque".

Sobre Stratus

Para os líderes que transformam digitalmente suas operações a fim de impulsionar um desempenho previsível e de pico com risco mínimo, a Stratus garante a disponibilidade contínua de aplicações críticas para os negócios, fornecendo plataformas de computação de borda de toque zero que são simples de implantar e manter, protegidas de interrupções e ameaças e autônomas. Por 40 anos, temos fornecido computação confiável e redundante, permitindo que empresas globais da Fortune 500 e empresas de pequeno e médio porte transformem dados de forma segura e remota em inteligência acionável na Edge, na nuvem e no centro de dados - impulsionando o tempo de atividade e a eficiência. Para mais informações, por favor, visite stratus.com.

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