Whitepaper
Einsatz von Edge Computing zur Beschleunigung der digitalen Transformation
Umwandlung von Vorgängen mit Daten aus operativen Standorten
Eine moderne, verteilte Rechnerarchitektur überwindet die einzigartigen IT-Herausforderungen der Betreiber und bringt Anlagenleistung, Überwachung und Kontrolle sowie logistische Transparenz über die Grenzen hinaus.
Das Whitepaper zum Thema Öl und Gas behandelt Edge Computing Plattformen und ihre Anwendung zur Steigerung der operativen Exzellenz. Mit Edge Computing können Betreiber effektiv Echtzeitdaten erfassen, um die Leistung zu überwachen und Einblicke in Echtzeit zu gewinnen.
Lesen Sie dieses Whitepaper, um mehr darüber zu erfahren:
- Moderne Edge Computing Plattformen
- Wie Edge Computing ermöglicht Anwendungen, die die betriebliche Leistung steigern
Die Gelegenheit ist jetzt: Midstream-Betrieb mit Daten aus dem operativen Geschäft umgestalten
Für Midstream-Betreiber beginnt operative Exzellenz an operativen edge- Standorten. Dem Punkt der Transaktion und Datenerfassung, der vor allem durch entfernte, dezentralisierte Anlagen und Infrastruktur (Pipelines und Terminals) sowie die zugehörige Ausrüstung (Pumpen, Kompressoren und andere Geräte) an diesen Standorten gekennzeichnet ist. Diese Anlagen und Geräte müssen mit begrenzten Ressourcen und Personal in Echtzeit verwaltet werden.
Einem kürzlich erschienenen Gartner-Bericht zufolge wird der Großteil der neuen Daten an diesen abgelegenen Anlagen generiert. Um den Wert und Nutzen dieser Daten zu erschließen, müssen Midstream-Betreiber neue Rechenarchitekturen einsetzen, die die Skalierungs- und Kapazitätsbeschränkungen beseitigen, die derzeit aufgrund der Infrastruktur von legacy und Standard-Rechenressourcen an Edge-Schnittstellen bestehen.
Die neuesten Edge Computing-Plattformen bieten Midstream-Betreibern die Möglichkeit zur effektiven Erfassung von Echtzeitdaten in der Industrie, um die Leistung zu überwachen und Einblicke in Echtzeit zu gewinnen. Die Nutzung dieser Daten ist daher von grundlegender Bedeutung für die übergreifenden Ziele von Midstream-Betreibern in Bezug auf Sicherheit, Einhaltung von Vorschriften, betriebliche Spitzenleistungen, Nachhaltigkeit und Kundenzufriedenheit. Im Einzelnen schaffen Edge Computing--Plattformen neue Möglichkeiten, um Echtzeittransparenz in der Logistik zu erhalten, die Leistung von Anlagen zu ermöglichen, eine fortschrittliche Überwachung zu bieten, Leistung zu visualisieren, Echtzeit-Entscheidungshilfen bereitzustellen und fortschrittliche Analysen für Anlagen und Geräte außerhalb eine Standortes einzusetzen.
Dieses Whitepaper erörtert moderne Edge Computing-Plattformen, ihre Anwendung zur Steigerung der operativen Exzellenz, Anwendungsfälle zur Lösung digitaler Herausforderungen im Midstream-Bereich und den Weg zu fortschrittlichen Industrie-4.0-Funktionen durch den Einsatz in der Industrie.
Überwindung langjähriger Midstream-Herausforderungen durch Technologie
Jüngste Forschungen zeigen, dass der Einsatz digitaler Technologien das Potenzial hat, bis 2025 einen Wert von bis zu 1,6 Billionen US-Dollar für Öl- und Gasunternehmen zu erreichen und sowohl Kunden als auch die Gesellschaft als Ganzes zu erschließen.1 Um den Wert dieser neuen digitalen Technologien, insbesondere die fortschrittlichen Funktionen von Industry 4.0, nutzen zu können, müssen die Midstream-Betreiber die einzigartige Herausforderung meistern, Lösungen auf geografisch verstreute und oft weit entfernte Anlagen anzuwenden. Zu den Faktoren, die die digitale Transformation im Midstream-Bereich noch komplexer machen, gehören:
- Kritische Anlagen sind oft weit entfernt und personell begrenzt. Die Betreiber müssen in der Lage sein, Echtzeitdaten direkt von entfernten Geräten zu erfassen und in verwertbare Informationen umzuwandeln. In vielen Fällen gibt es für diese Anlagen keine ausreichende EDV-Infrastruktur. Herkömmliche Datenzentren sind für Midstream-Umgebungen nicht realisierbar, und eine Pipeline kann einen Server für 1.000 Meilen Pipeline haben, ohne dass an den einzelnen Standorten Rechenleistung erforderlich ist. Darüber hinaus führt die verteilte Natur der Midstream-Ressourcen zu Problemen mit der Datenlatenz, die eine effektive Leistungs- und Transaktionsüberwachung verhindert.
- Legacy IT-Infrastruktur ist eine Last für die Wartung. Legacy IT-Infrastruktur und -Systeme, die in der Öl- und Gasindustrie häufig anzutreffen sind, sind unflexibel und nicht in der Lage, sich in die Industrie 4.0-Technologie zu integrieren. IT-Teams können in regelmäßigen "Patch- und Update"-Zyklen gefangen sein, um die Verfügbarkeit zu gewährleisten, anstatt sich auf wertschöpfende Aktivitäten zu konzentrieren, die den IT-Footprint für einen zukunftssicheren, automatisierten Betrieb transformieren. Teams verbringen möglicherweise ein halbes Jahr mit Wartungs- und Zustandsüberprüfungsarbeiten, die aus der Ferne erledigt werden könnten. Ähnlich verhält es sich mit einzelnen gestrandeten Anwendungen, die auf handelsüblichen PCs laufen und den IT-Verwaltungsaufwand weiter erhöhen.
- Missionskritische Anwendungen werden mit Standard-Computern ausgeführt, die keine Zuverlässigkeit bieten können. Die Anlagenverfügbarkeit und umgekehrt die Minimierung ungeplanter Ausfallzeiten sind die wichtigsten Investitionsbereiche und Schwerpunkte für Industry 4.0 in der Öl- und Gasindustrie. An der vordersten Front des Pipelinebetriebs stehen die Ingenieure im Kontrollraum täglich vor der Herausforderung, die Pipeline-Infrastruktur effektiv und sicher zu betreiben. Die Gewährleistung der Verfügbarkeit kritischer Systeme ist eine Voraussetzung für die Leistung und Sicherheit von Öl- und Gaspipelines.
- Konvergenz von OT und IT mit begrenzten Ressourcen. Bei begrenzten IT-Ressourcen kann die Verantwortung für die Verwaltung der kritischen Infrastruktur denjenigen auf der Seite des Geschäftsbetriebs zufallen. Fachleute für Betriebstechnik (OT), die SCADA, DCS und PLCs verwalten, können selbst für die Einführung neuer Anwendungen und IT-Architekturen verantwortlich sein. Sie müssen in der Lage sein IT-Systeme ohne IT-Unterstützung bereitzustellen.
- Sicherheit ist ein wichtiger Faktor für entfernte Anlagen. Sicherheit und die Verhinderung von Cyber-Angriffen sind bei entfernten Anlagen besonders wichtig, da immer mehr Maschinen und Anlagen versuchen, IIoT-Sensoren für Leistungsanalysen zu ermöglichen. Die Betreiber benötigen verteilte Computerplattformen, die die Ausrüstung in der gesamten Lieferkette sichern, sei es bei der Überwachung von Pipelineabschnitten oder der Leistung von Pumpstationen.
Edge Computing
Edge Computing ist der perfekte Grundstein für eine erfolgreiche digitale Transformation in der Öl- und Gasindustrie. Durch die Maximierung der Betriebszeit und die Bereitstellung von Echtzeitzugriff auf unternehmenskritische Daten, hilft Edge Computing Upstream- und Midstream-Unternehmen dabei, ihre Auswirkungen auf die Umwelt, die Sicherheit von Mitarbeitern und Anlagen sowie die Gewinne zu maximieren.
Midstream-Unternehmen benötigen aufgrund ihrer Anlagen und Betriebsabläufe eine neue IT-Architektur, um die digitale Transformation zu fördern. Sie müssen in der Lage sein geschäftskritische Anwendungen in der Nähe ihrer Anlagen auszuführen. Um dies zu erreichen, müssen sie ihre Computerressourcen dorthin verlagern, wo sie gebraucht werden - in die Industrie.
Midstream-Unternehmen haben jetzt die Möglichkeit, durch neue Edge Computing Plattformen, verteilte Computerarchitekturen einzusetzen, die geschäftskritische Softwareanwendungen für die Echtzeit-Datenerfassung, die erweiterte Überwachung und Steuerung sowie die Anlagenverwaltung auf edge-Standorte ausdehnen - mit der Chance, die Industrie 4.0 in der Midstream-Öl- und Gasindustrie zu beschleunigen. Wie sich in den letzten Jahrzehnten gezeigt hat, haben Investitionen in digitale Technologien zu betrieblicher Effizienz, Wettbewerbsvorteilen und Widerstandsfähigkeit gegen Schocks in der Branche geführt.
Edge Computing Plattformen: Eine Grundlage für die Umgestaltung des Midstream-Geschäfts
Edge Computing ermöglicht es Midstream-Betreibern, ihre Datenverwaltungsstrategie mithilfe einer verteilten Informationsarchitektur umzustrukturieren, um Daten am entferntesten Punkt eines Computernetzes zu sammeln und zu verarbeiten, auch bekannt als "edge". In diesem verteilten Modell erfolgt die sichere Erfassung und Verarbeitung von Daten vor Ort (z. B. an der Pumpe, der Pipeline oder einem entfernten Datenschrank) mit begrenzter oder gar keiner Verbindung zu einem zentralen cloud oder einem entfernten Rechenzentrum. Sobald die Daten erfasst sind, können sie zur Analyse und Verwaltung an einen zentralen Kontrollraum oder an die cloud gesendet werden. Diese Nähe zu den Geräten verringert die Latenzzeit und gleicht die Bandbreitennutzung aus. Zwei Faktoren, die den Umfang und die Kapazität der alten Daten und Hardware einschränken.
Industrielle Edge Computing-Plattformen verfügen über eine redundante Architektur, um die Anwendungsverfügbarkeit zu maximieren, Fehlertoleranz zu bieten und Unterbrechungen durch einen einzelnen Ausfallpunkt zu minimieren. Außerdem bieten sie Serverleistung in einem robusten Formfaktor, der sich ideal für Midstream-Umgebungen eignet und keinen IT-Kontakt erfordert. Dank des industrietauglichen Designs können sie auf edge-Hardware direkt neben Kompressoren, Pumpen oder anderen Geräten an Terminals und Pipelines installiert werden. Die speziell für die Industrie entwickelten edge-Plattformen erfüllen auch sofortige IT- und Sicherheitsstandards, um eine schnelle Implementierung zu ermöglichen, aber keine IT-Ressourcen für die Bereitstellung erfordert.
Und schließlich bieten moderne Edge Computing Plattformen einen hocheffizienten Betrieb durch Virtualisierung, so dass mehrere Anwendungen auf einem einzigen Knoten laufen können. Diese Lösungen reduzieren den IT-Fußabdruck und die Wartung, was zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten führt.
Mit seiner Flexibilität, hohen Verfügbarkeit, Fehlertoleranz und verteilten Architektur, bildet edge computing die Grundlage für die Datenerfassung und den Datenfluss für unternehmenskritische Vorgänge und ist eine Voraussetzung für fortschrittliche Funktionen wie prädiktive Analysen, Digital Twin und andere Industrie 4.0-Lösungen.
Edge Computing Einsätze, die operative Spitzenleistungen ermöglichen
Operative Exzellenz ist für Midstream von größter Bedeutung - und Unternehmen können Edge Computing nutzen, um die Art von operativer Exzellenz voranzutreiben, die in anderen Branchen erreicht wurde und zu einer höheren Kundenzufriedenheit geführt hat. Betreiber setzen auf drei Arten von Edge Computing Plattformen:
- Sichtbarkeit von Produktbewegungen und Logistik. Das Lebenselixier des Midstream-Geschäfts ist die Fähigkeit, Gas- und Flüssigkeitsbewegungen für Kunden und gesetzliche Vorschriften genau zu verfolgen und auszuweisen. Midstream-Unternehmen verwenden Edge Computing-Plattformen, um die Transaktionsbuchhaltung zu sichern und den Datenfluss für Datenmanagementdienste bereitzustellen. Die Übertragung von Edge-Daten zu Terminalstationen bietet Transparenz und Echtzeiteinblicke in den Betrieb, die die Entscheidungsfindung unterstützen und die Kundenzufriedenheit erhöhen.
- Asset Performance Management für die Betriebszeit. In den letzten Jahren gab es in der Öl- und Gasindustrie ein großes Interesse an Asset Performance Management-Lösungen, die eine vorausschauende Wartung durch Analyse und zustandsbasierte Überwachung von kritischen Anlagen ermöglichen. Wie bei allen Prozessabläufen ist auch im Midstream-Bereich die Verfügbarkeit der Anlagen erforderlich; ungeplante Ausfallzeiten sind kostspielig und inakzeptabel. Durch die Erfassung von Anlagenleistungsdaten am Standort der Anlage, bietet Edge Computing Echtzeiteinblicke in die Bedingungen vor Ort, wie z. B. Stromunterbrechungen, Störungen der Pipeline-Integrität, Anlagenausfälle und andere kritische Probleme.
- Erweiterte Überwachung und Steuerung zur Optimierung von Anlagen und Versorgungseinrichtungen. Edge Computing wird häufig in Kompressor- und Pumpstationen eingesetzt, um die Prozessüberwachung und -steuerung mit fehlertoleranten edge Servern zu ermöglichen, die in Kontrollzentren zur Ausführung von SCADA- und DCS-Software eingesetzt werden. Zusätzlich ist Edge Computing in der Lage, Datenhistorien zu betreiben, um zeitbasierte Datensätze zum Vergleich und zur Analyse mit erwarteten Parametern zu sammeln. Diese Anwendung bietet Midstream-Unternehmen die Möglichkeit, den Verbrauch von Versorgungsleistungen für das Energiemanagement zu optimieren.
Die Fähigkeit von Edge Computing Plattformen, mehrere Anwendungen auf einem einzigen, hochverfügbaren Knoten durch Virtualisierung auszuführen, bietet enorme Kosteneinsparungen und eine schnelle Bereitstellung von Anwendungen. Auf einer einzigen Hardware können mehrere Workloads ausgeführt werden, z. B. SCADA- und Historien-Software von großen Anbietern industrieller Software wie AVEVA, Inductive Automation, Rockwell, Schneider Electric und Siemens sowie spezialisierte fortschrittliche Analyse- und Optimierungsanwendungen.
Edge Computing schaltet fortschrittliche Industrie 4.0-Funktionen frei
Eine wirksame Edge Computing Strategie rückt fortschrittliche Analyseanwendungen für Midstream-Betreiber in greifbare Nähe. Insbesondere sind sie in der Lage, endlich riesige Mengen potenzieller Ausrüstungsdaten zu nutzen, die aufgrund des Mangels an aktueller Computerinfrastruktur, die die zusätzlichen Echtzeitdaten erfassen kann, ungenutzt bleiben.
Durch die weitere Nutzung von Edge Computing Plattformen zur Gewinnung von Erkenntnissen schaffen Unternehmen die Grundlage für fortschrittliche Industrie 4.0-Funktionen wie z. B.:
- Industrielles IoT (IIoT): Technologische Verbesserungen haben die Kosten von IIoT-Geräten gesenkt, so dass es nun möglich ist, Sensoren in Maschinen und Anlagen einzubauen, die vorher nicht verfügbar waren. Dies hilft den vorgelagerten und mittelgroßen Herstellern, aussagekräftige Daten in Echtzeit zu sammeln, zu verarbeiten und zu analysieren, um mehr Möglichkeiten zur Wertschöpfung und Kosteneinsparung zu schaffen. Das IIoT bietet nun weitaus größere Möglichkeiten, wachsende Datenmengen besser zu nutzen und dann auf der Grundlage der aus diesen Daten gewonnenen neuen Erkenntnisse zu handeln.
- Vorbeugende Instandhaltung: Leistungsfähige Software für die vorbeugende Instandhaltung kann heute auch Sensordaten - beispielsweise von Maschinen, Pipelines und sogar Tankern - analysieren, um verschiedene Anomalien (Ermüdung, Risse, Korrosion und mehr) zu erkennen und diese zur Durchführung einer proaktiven Instandhaltung zu nutzen. Beispielsweise setzen mittelständische Unternehmen die vorausschauende Instandhaltung in der Logistik ein, um Unfälle zu vermeiden und die Sicherheit in Transport und Logistik zu verbessern.
- Digitale Zwillinge: Im Bereich Öl und Gas sind digitale Zwillinge virtuelle Modelle, die die virtuelle und die physische Welt miteinander verbinden. Digitale Zwillinge verbessern die Analyse von Daten und die Systemüberwachung auf eine Weise, die die Konstruktion und den Betrieb verbessert, Ausfallzeiten verhindert, Wartungskosten senkt und neue Daten liefert, die während des gesamten Lebenszyklus der Öl- und Gasanlage einen Mehrwert schaffen.
- Autonomer Betrieb: Heute verändert die autonome Bohrtechnik die Erdöl- und Erdgasexploration. Fortschritte in der Robotik, Sensorik und Elektronik können nun potenziell gefährliche manuelle Tätigkeiten eliminieren und Bohrungen und andere Aufgaben auf sichere, zuverlässige und hochpräzise Weise durchführen.
- Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML): Die Öl- und Gasindustrie setzt seit langem auf die Datenanalyse, insbesondere wenn es darum geht, extrem große Datenmengen für technische und geschäftliche Entscheidungen zu nutzen. Die Sicherung des Flusses von Echtzeitdaten aus dem Betrieb bietet Midstream-Unternehmen das gleiche Maß an Analytik, das Eigentümer-Betreibern innerhalb des Zauns zur Verfügung steht. Die nächste Phase ist der Einsatz von KI in Bereichen der Entscheidungsunterstützung und der Anlagenleistung, die von der Verfügbarkeit von Daten und Informationen abhängen.
Was Branchenführer benötigen: einfache, geschützte und autonome Plattformen
Edge Computing Plattformen bieten die Möglichkeit, leistungsstarke, geschäftskritische Anwendungen auf die betriebliche edge auszudehnen und gleichzeitig die IT-Verwaltung zu vereinfachen, den IT-Fußabdruck zu reduzieren und einen Zero-Touch-Betrieb zu ermöglichen. Zu den wichtigsten Eigenschaften, auf die Betriebs- und Technologieexperten achten müssen, gehören:
Einfach. Für eine schnelle Wertschöpfung und einfache Verwaltung, möglicherweise durch nichttechnisches Personal, müssen edge computing-Plattformen einfach zu installieren, bereitzustellen und zu verwalten sein, sowohl für Anwendungen als auch für die Infrastruktur. Die Systeme sollten auch Virtualisierung bieten, um Anwendungen schnell bereitzustellen, Flexibilität bieten, die Computerressourcen zu maximieren und die Betriebskosten zu senken. Bei Pipeline-Anwendungen wird die Verwaltung durch die Auswahl von leicht in Betrieb zu nehmenden Updates, die per Fernzugriff bereitgestellt werden können, weiter vereinfacht.
Geschützt. Sicherheit ist ein entscheidender Faktor für den Midstream-Betrieb. Edge Computing Plattformen müssen betriebliche, finanzielle und rufschädigende Risiken absichern, indem sie die ständige Verfügbarkeit gewährleisten und Daten vor Cyber-Bedrohungen oder Datenverlust schützen. Unternehmen müssen Lösungen auswählen, die ein hohes Maß an Sicherheit bieten, da immer mehr Geräte und Systeme miteinander verbunden werden.
Autonom. Ein zentrales Versprechen von Edge Computing ist die Fähigkeit, an edge-Standorten wie Schiffsterminals oder Produktionsanlagen zuverlässig zu arbeiten. Die Plattformen müssen in allen Umgebungen laufen und Zero-Touch-Computing bieten, das keine menschliche Überwachung, Wartung, Reparatur oder Unterstützung erfordert. Edge Computing Plattformen, die " home"-Funktionen und 24x7x365-Support bieten, minimieren das Risiko ungeplanter Ausfallzeiten für Geräte und Anwendungen.
Verschaffen Sie sich einen Wettbewerbsvorteil mit Edge Computing
Midstream-Betreiber müssen eine breite Palette digitaler Tools evaluieren und aus einer breiten Palette auswählen, um sowohl traditionelle Herausforderungen zu bewältigen als auch neue Chancen zu nutzen. Eine erfolgreiche digitale Transformation kann ein großer Vorteil bei der Verbesserung aller Facetten ihres Geschäfts sein.
Edge Computing ist die ideale Grundlage für Midstream-Betreiber, um die digitale Transformation zu beschleunigen und die Zuverlässigkeit von Anlagen, die Verfügbarkeit von Anwendungen und neue betriebliche Erkenntnisse durch die Erfassung von Daten am Entstehungsort zu ermöglichen. Auf diese Weise können Midstream-Unternehmen die Ergebnisse erzielen, die am wichtigsten sind: erhöhte Sicherheit der Mitarbeiter, verbesserte Entscheidungsfindung und Transparenz, betriebliche Exzellenz, geringere CO2-Bilanz und höhere Kundenzufriedenheit für mehr Rentabilität.
Über Stratus
Für Führungskräfte, die ihre Abläufe digital umgestalten, um eine vorhersehbare Spitzenleistung bei minimalem Risiko zu erzielen, stellt Stratus die kontinuierliche Verfügbarkeit geschäftskritischer Anwendungen sicher, indem es Zero-Touch Edge Computing Plattformen, die einfach zu implementieren und zu warten, vor Unterbrechungen und Bedrohungen geschützt und autonom sind. Seit 40 Jahren bieten wir zuverlässiges und redundantes Zero-Touch-Computing an, das es globalen Fortune-500-Unternehmen und kleinen bis mittelständischen Betrieben ermöglicht, Daten sicher und per Fernzugriff in verwertbare Informationen umzuwandeln: Edge, cloud und data center- und so die Betriebszeit und Effizienz zu erhöhen. Für weitere Informationen besuchen Sie bitte stratus. com.
