Whitepaper

Einsatz von Edge Computing zur Beschleunigung der digitalen Transformation

Transformationsoperationen mit Daten von der operativen Kante

Eine moderne, verteilte Rechnerarchitektur überwindet die einzigartigen IT-Herausforderungen der Betreiber und bringt Anlagenleistung, Überwachung und Kontrolle sowie logistische Transparenz über den Zaun hinaus.

Das Whitepaper zur Öl- und Gasindustrie behandelt die Plattformen von Edge Computing und ihre Anwendung zur Steigerung der operativen Exzellenz. Mit Edge Computing haben Betreiber die Möglichkeit, effektiv Echtzeitdaten zu erfassen, um die Leistung zu überwachen und Einblicke in Echtzeit zu gewinnen.

Lesen Sie dieses Whitepaper, um mehr darüber zu erfahren:

  • Moderne Plattformen Edge Computing
  • Wie Edge Computing Anwendungen ermöglicht, die operative Exzellenz vorantreiben

Die Gelegenheit bietet sich jetzt: Transformieren Sie Midstream-Operationen mit Daten von der operativen Kante

Für Midstream-Betreiber beginnt operative Exzellenz am operativen Rand - dem Punkt der Transaktions- und Datenerfassung, der überwiegend durch abgelegene, dezentralisierte Anlagen und Infrastruktur (Pipelines und Terminals) sowie die zugehörige Ausrüstung (Pumpen, Kompressoren und andere Geräte) an diesen Standorten gekennzeichnet ist. Solche Anlagen und Ausrüstungen müssen auch mit begrenzten Ressourcen und Personal in Echtzeit verwaltet werden.

Einem aktuellen Gartner-Bericht zufolge wird der Großteil der neuen Daten an diesen entfernten Anlagen generiert werden. Um deren Wert und Nutzen zu erschließen, müssen Midstream-Betreiber neue Computing-Architekturen einsetzen, die die Skalierungs- und Kapazitätsbeschränkungen beseitigen, die derzeit am Betriebsrand aufgrund der legacy Infrastruktur und Standard-Rechenressourcen bestehen.

Die neuesten Plattformen von Edge Computing ermöglichen Midstream-Betreibern die effektive Erfassung von Echtzeitdaten am industriellen Rand, 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 gesetzlicher Vorschriften, betriebliche Exzellenz, Nachhaltigkeit und Kundenzufriedenheit. Genauer gesagt, schaffen Edge Computing Plattformen neue Möglichkeiten, die Midstream-Unternehmen verfolgen müssen, um Echtzeit-Transparenz über die Logistik zu erhalten, die Leistung von Anlagen zu ermöglichen und fortschrittliche Überwachung zu bieten, um die Leistung zu visualisieren, Echtzeit-Entscheidungsunterstützung zu bieten und fortschrittliche Analysen für Anlagen und Geräte außerhalb des Zauns einzusetzen.

In diesem Whitepaper werden moderne Edge Computing Plattformen, ihre Anwendung zur Steigerung der operativen Exzellenz, Anwendungsfälle, die digitale Herausforderungen im Midstream-Bereich lösen, und der Weg zu fortschrittlichen Industrie 4.0-Funktionen durch den Einsatz am industriellen Rand diskutiert.

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, ihre Kunden und 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 Eckpfeiler für eine erfolgreiche digitale Transformation in der Öl- und Gasindustrie. Durch die Maximierung der Betriebszeit und den Echtzeit-Zugriff auf geschäftskritische 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.

Aufgrund der Art ihrer Anlagen und ihres Betriebs benötigen mittelständische Unternehmen eine neue IT-Architektur, um die digitale Transformation zu fördern. Sie müssen in der Lage sein, geschäftskritische Anwendungen in der Nähe ihrer Anlagen zu betreiben. Um dorthin zu gelangen, müssen sie ihre Computing-Ressourcen dorthin verlagern, wo sie benötigt werden - an den industriellen Rand.

Midstream-Unternehmen haben jetzt die Möglichkeit, über neue Edge Computing Plattformen verteilte Computerarchitekturen einzusetzen, die geschäftskritische Softwareanwendungen für Echtzeit-Datenerfassung, fortschrittliche Überwachung und Steuerung sowie Asset Management bis an den Rand des Betriebs ausdehnen - mit der Chance, 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 Transformation des Midstream-Betriebs

Edge Computing ermöglicht es Midstream-Betreibern, ihre Datenverwaltungsstrategie mithilfe einer verteilten Informationsarchitektur umzustrukturieren, um Daten am entferntesten Punkt a.k.a. "Edge" eines Computernetzwerks zu sammeln und zu verarbeiten. In diesem verteilten Modell erfolgt die sichere Erfassung und Verarbeitung von Daten lokal (z. B. an der Pumpe, der Pipeline oder einem entfernten Datenschrank) mit begrenzter oder keiner Verbindung zu einer zentralen cloud oder Remote data center. Einmal erfasste Daten können vor Ort an einen zentralen Kontrollraum oder an cloud zur Analyse und Verwaltung gesendet werden. Diese Nähe zu den Geräten reduziert die Latenzzeit und gleicht die Bandbreitennutzung aus, zwei Faktoren, die den Umfang und die Kapazität der legacy Hardware einschränken.

Die industriellen Edge Computing Plattformen verfügen über eine redundante Architektur, um die Anwendungsverfügbarkeit zu maximieren, Fehlertoleranz zu bieten und Unterbrechungen durch einen einzelnen Ausfallpunkt zu minimieren. Sie bieten außerdem Serverleistung in einem robusten Formfaktor, der ideal für Midstream-Umgebungen ist und keinen IT-Kontakt erfordert. Durch das industrietaugliche Design können sie direkt neben Kompressoren, Pumpen oder anderen Geräten an Terminals und Pipelines installiert werden. Edge Computing Plattformen, die speziell für den industriellen Einsatz entwickelt wurden, erfüllen außerdem sofortige IT- und Sicherheitsstandards, um eine schnelle Implementierung zu ermöglichen, die IT-Anforderungen erfüllen, aber keine IT-Ressourcen für die Bereitstellung erfordern.

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, Hochverfügbarkeit, Fehlertoleranz und verteilten Architektur bietet Edge Computing die Grundlage für die Datenerfassung und den Datenfluss für unternehmenskritische Abläufe und ist eine Voraussetzung für fortschrittliche Funktionen wie Predictive Analytics, Digital Twin und andere Industrie 4.0-Lösungen.

Edge Computing Bereitstellungen, die operative Exzellenz ermöglichen

Operative Exzellenz ist für Midstream von größter Bedeutung - und Unternehmen können Edge Computing einsetzen, um die Art von operativer Exzellenz voranzutreiben, die in anderen Branchen erreicht wurde und zu einer höheren Kundenzufriedenheit geführt hat. Drei Möglichkeiten, wie Betreiber die Edge Computing Plattformen einsetzen, um operative Exzellenz zu ermöglichen:

  • Sichtbarkeit von Produktbewegungen und Logistik. Das Lebenselixier des Midstream-Betriebs ist die Fähigkeit, Gas- und Flüssigkeitsbewegungen für Kunden und behördliche Berichte genau zu verfolgen und zu verbuchen. Midstream-Unternehmen wenden sich an die Plattformen von Edge Computing , um die Transaktionsbuchhaltung zu sichern und den Datenfluss für Datenmanagementdienste bereitzustellen. Die Übertragung von Edge Computing an Terminalstationen liefert Transparenz und Echtzeiteinblicke in den Betrieb, die Entscheidungshilfen und Kundenzufriedenheit bieten.
  • Asset Performance Management für die Anlagenverfügbarkeit. In den letzten Jahren gab es in der Öl- und Gasindustrie ein erhebliches Interesse und Investitionen in 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 eine hohe Anlagenverfügbarkeit erforderlich; ungeplante Ausfallzeiten sind kostspielig und inakzeptabel. Durch die Erfassung von Anlagenleistungsdaten am Standort der Anlage bietet Edge Computing Echtzeit-Transparenz über Bedingungen, die sich vor Ort entwickeln, wie z. B. Stromunterbrechungen, Störungen der Pipeline-Integrität, Geräteausfälle und andere kritische Probleme.
  • Erweiterte Überwachung und Steuerung zur Optimierung von Anlagen und Versorgungseinrichtungen. Edge Computing wird häufig in Kompressor- und Pumpstationen zur Prozessüberwachung und -steuerung mit fehlertoleranten Edge-Servern eingesetzt, die in Kontrollzentren zur Ausführung von SCADA- und DCS-Software eingesetzt werden. Zusätzlich ist Edge Computing in der Lage, Datenhistoriker zu betreiben, um zeitbasierte Datensätze für den Vergleich und die Analyse gegen erwartete Parameter zu sammeln. Eine solche Anwendung bietet Midstream-Unternehmen die Möglichkeit, den Verbrauch für das Energiemanagement zu optimieren.

Die Fähigkeit der 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 Historian-Software von großen industriellen Softwareanbietern wie AVEVA, Inductive Automation, Rockwell, Schneider Electric und Siemens sowie spezialisierte erweiterte Analyse- und Optimierungsanwendungen.

Edge Computing schaltet erweiterte Industrie 4.0-Funktionen frei

Mit einer effektiven Edge Computing Strategie sind fortschrittliche Analyseanwendungen für Midstream-Betreiber in greifbare Nähe gerückt. Insbesondere sind sie in der Lage, endlich riesige Mengen potenzieller Anlagendaten 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 legen Unternehmen eine 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 hat sich seit langem der Datenanalyse zugewandt, insbesondere wenn es darum geht, extrem große Datenmengen für technische und geschäftliche Entscheidungen zu nutzen. Die Sicherung des Flusses von Echtzeitdaten vom operativen Rand aus bietet Midstream-Unternehmen das gleiche Maß an Analytik, das Owner-Operators innerhalb des Zauns genießen. Die nächste Phase ist der Einsatz von KI in den Bereichen Entscheidungsunterstützung und Anlagenleistung, die auf der Verfügbarkeit von Daten und Informationen basieren.

Was Branchenführer benötigen: einfache, geschützte und autonome Plattformen

Die Plattformen vonEdge Computing bieten die Möglichkeit, leistungsstarke, geschäftskritische Anwendungen auf die Betriebsumgebung auszudehnen und gleichzeitig die IT-Verwaltung zu vereinfachen, den IT-Footprint 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 eine einfache Verwaltung, möglicherweise durch nicht-technisches Personal, müssen Edge Computing Plattformen einfach zu installieren, bereitzustellen und über Anwendungen und Infrastruktur hinweg zu verwalten sein. Die Systeme sollten auch Virtualisierung bieten, um Anwendungen schnell bereitzustellen, Flexibilität zu bieten, die Rechenressourcen zu maximieren und die Betriebskosten zu senken. Bei Pipeline-Anwendungen vereinfacht die Wahl von einfach in Betrieb zu nehmenden Updates, die per Fernzugriff bereitgestellt werden können, die Verwaltung weiter.

Geschützt. Sicherheit ist ein entscheidender Faktor für den Midstream-Betrieb. Edge Computing Plattformen müssen betriebliche, finanzielle und Reputationsrisiken absichern, indem sie eine "ständige" Verfügbarkeit gewährleisten und Daten vor Cyber-Bedrohungen oder Datenverlust schützen. Unternehmen müssen Lösungen auswählen, die Vertrauen in die Sicherheit bieten, da immer mehr Geräte und Systeme miteinander verbunden werden.

Autonom. Ein zentrales Versprechen von Edge Computing ist die Fähigkeit, zuverlässig in Randbereichen wie Schiffsterminals oder Produktionsanlagen zu arbeiten. Die Plattformen müssen in jeder Umgebung laufen und Zero-Touch-Computing bieten, das keine menschliche Überwachung, Wartung, Reparaturen oder Support erfordert. Edge Computing Plattformen, die " home"-Funktionen und 24x7x365-Support bieten, minimieren zusätzlich die Möglichkeit ungeplanter Ausfallzeiten für Geräte und Anwendungen.

Gewinnen Sie 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 Gerätezuverlässigkeit, Anwendungsverfügbarkeit und neue betriebliche Erkenntnisse zu ermöglichen, indem Daten am Entstehungsort erfasst werden. Auf diese Weise können Midstream-Unternehmen die Ergebnisse erzielen, auf die es ankommt: erhöhte Mitarbeitersicherheit, verbesserte Entscheidungsfindung und Transparenz, betriebliche Exzellenz, geringere CO2-Bilanz und höhere Kundenzufriedenheit für mehr Rentabilität.

"Die Plattformen vonEdge Computing bieten die Möglichkeit, leistungsstarke, geschäftskritische Anwendungen auf den Betriebsrand auszudehnen und gleichzeitig die IT-Verwaltung zu vereinfachen, den IT-Footprint zu reduzieren und einen Zero-Touch-Betrieb anzubieten."

Über Stratus

Für Führungskräfte, die ihre Abläufe digital transformieren, um eine vorhersehbare Spitzenleistung bei minimalem Risiko zu erzielen, stellt Stratus die kontinuierliche Verfügbarkeit geschäftskritischer Anwendungen sicher, indem es Zero-Touch-Plattformen bereitstellt Edge Computing , 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 und ermöglichen es globalen Fortune-500-Unternehmen sowie kleinen und mittelständischen Betrieben, Daten sicher und aus der Ferne in verwertbare Intelligenz am Edge, cloud und data centerumzuwandeln und so die Betriebszeit und Effizienz zu steigern. Weitere Informationen finden Sie unter stratus. com.

Verwandte Dokumente

Nach oben blättern