Libro Blanco

Despliegue Edge Computing para acelerar la transformación digital

Transformar las operaciones con datos del borde operacional

La moderna arquitectura de computación distribuida supera los desafíos informáticos únicos de los operadores y trae el rendimiento de los activos, la supervisión y el control, y la visibilidad de la logística fuera de la valla.

El libro blanco de Petróleo y Gas trata sobre las plataformas Edge Computing y su aplicación para impulsar la excelencia operativa. Con Edge Computing los operadores tienen la posibilidad de adquirir eficazmente datos en tiempo real para supervisar el rendimiento y obtener información en tiempo real.

Lea este documento para saber más:

  • Las modernas plataformas Edge Computing
  • Cómo Edge Computing permite aplicaciones que impulsan la excelencia operacional

La oportunidad es ahora: Transformar las operaciones intermedias con datos del borde operacional

Para los operadores de Midstream, la excelencia operativa comienza en el borde operativo -el punto de transacción y adquisición de datos caracterizado predominantemente por los activos e infraestructuras remotas y descentralizadas (tuberías y terminales), y el equipo asociado (bombas, compresores y otros dispositivos) en estos lugares. Esos activos y equipo también deben gestionarse en tiempo real con recursos y personal limitados.

Según un reciente informe de Gartner, la mayoría de los nuevos datos se generarán en estos activos remotos. A fin de desentrañar su valor y utilidad, los operadores de Midstream deben desplegar nuevas arquitecturas informáticas que eliminen las limitaciones de escala y capacidad que existen actualmente en la periferia operacional debido a la infraestructura de legacy y a los recursos informáticos estándar.

Las plataformas más recientes Edge Computing ofrecen a los operadores de Midstream la posibilidad de adquirir eficazmente datos en tiempo real en el ámbito industrial para supervisar el rendimiento y obtener información en tiempo real. Por lo tanto, el aprovechamiento de estos datos se convierte en algo fundamental para los objetivos generales de los operadores de Midstream relacionados con la seguridad, el cumplimiento de las normativas, la excelencia operativa, la sostenibilidad y la satisfacción del cliente. Más concretamente, las plataformas de Edge Computing crean nuevas oportunidades que las empresas de Midstream deben perseguir para obtener una visibilidad en tiempo real de la logística, permitir el rendimiento de los activos y proporcionar una supervisión avanzada para visualizar el rendimiento, proporcionar apoyo a la toma de decisiones en tiempo real y emplear análisis avanzados para los activos y el equipo fuera de la valla.

Este documento técnico trata de las modernas plataformas Edge Computing , su aplicación para impulsar la excelencia operativa, los casos de uso que resuelven los desafíos digitales en la fase intermedia, y el camino a seguir para conseguir capacidades avanzadas de la Industria 4.0 mediante el despliegue en el borde industrial.

Superar los desafíos de larga data de la etapa intermedia mediante la tecnología

Investigaciones recientes muestran que el uso de las tecnologías digitales tiene el potencial de liberar hasta 1,6 billones de dólares de valor para las compañías de petróleo y gas, sus clientes y la sociedad en su conjunto para el año20251 . Entre los factores que añaden complejidad a la transformación digital en Midstream se encuentran:

  • Los activos críticos suelen ser remotos con una dotación de personal limitada. Los operadores necesitan la capacidad de reunir datos en tiempo real directamente de los equipos remotos y convertirlos en información procesable. En muchos casos, no existe una infraestructura informática suficiente para esos activos. Los centros de datos tradicionales no son viables para los entornos de Midstream, y un oleoducto puede tener un servidor para 1.000 millas de oleoducto, sin ningún tipo de computación en los sitios individuales. Además, la naturaleza distribuida de los activos de Midstream introduce desafíos con la latencia de datos que impide el monitoreo efectivo del desempeño y las transacciones.
  • Legacy La infraestructura de TI es una carga de mantenimiento.Legacy La infraestructura y los sistemas de TI, que a menudo prevalecen en el sector del petróleo y el gas, son inflexibles e incapaces de integrarse con la tecnología 4.0 de la industria. Los equipos de TI pueden verse atrapados en ciclos regulares de "parcheo y actualización" como un sustituto para permitir la disponibilidad, en lugar de centrarse en la actividad de valor añadido que transforma la huella de la TI para un funcionamiento automatizado y a prueba de futuro. Los equipos pueden pasar medio año realizando tareas de mantenimiento y control de la salud que podrían gestionarse a distancia. Del mismo modo, las aplicaciones de una sola cadena que se ejecutan en computadoras personales estándar aumentan aún más la gestión de la tecnología de la información.
  • Las aplicaciones de misión crítica se ejecutan con una informática estándar que no puede ofrecer fiabilidad. La disponibilidad de los equipos y, a la inversa, la minimización del tiempo de inactividad no planificado, son las principales áreas de inversión y enfoque de la Industria 4.0 de Petróleo y Gas. En la primera línea de las operaciones de los oleoductos, los ingenieros de la sala de control se enfrentan a los retos diarios de mantener la infraestructura de los oleoductos funcionando de forma eficaz y segura. Garantizar la disponibilidad de los sistemas críticos es un requisito para el rendimiento y la seguridad de los oleoductos y gasoductos.
  • Convergencia de OT e IT con recursos limitados. Con recursos de TI finitos, la responsabilidad de la gestión de la infraestructura crítica puede recaer en aquellos que están en el lado de las operaciones comerciales. Los profesionales de la tecnología de operaciones (OT) que manejan SCADA, DCS y PLC pueden ser responsables del despliegue de nuevas aplicaciones y de la arquitectura de TI por sí mismos. Necesitan la capacidad de proveer sistemas de TI sin apoyo de TI.
  • La seguridad es un factor importante para los activos remotos. La seguridad y la prevención de ciberataques son preocupaciones particulares para los activos remotos, ya que más maquinaria y equipos buscan habilitar los sensores del IIoT para el análisis de rendimiento. Los operadores requieren plataformas de computación distribuidas que aseguren el equipo a través de la cadena de suministro, ya sea monitoreando las secciones de los oleoductos o el desempeño en las estaciones de bombeo.

Edge Computing

Edge Computing es la piedra angular perfecta para un exitoso esfuerzo de transformación digital en el petróleo y el gas. Al maximizar el tiempo de actividad y proporcionar acceso en tiempo real a datos de misión crítica, Edge Computing ayuda a las empresas de exploración y producción a maximizar su impacto en el medio ambiente, la seguridad de los trabajadores y los activos y los beneficios finales.

Por la naturaleza de sus activos y operaciones, las empresas medianas requieren una nueva arquitectura de TI para fomentar la transformación digital. Necesitan la capacidad de ejecutar aplicaciones de misión crítica cerca de sus activos. Para lograrlo, necesitan trasladar los recursos informáticos a donde se necesiten, en el borde industrial.

Las compañías de Midstream tienen ahora la oportunidad, a través de las nuevas plataformas Edge Computing , de desplegar arquitecturas informáticas distribuidas que extienden las aplicaciones de software de misión crítica hasta el límite de sus operaciones para la adquisición de datos en tiempo real, la monitorización y el control avanzados y la gestión de activos, con la oportunidad neta de acelerar la Industria 4.0 en Midstream Oil & Gas. Como se ha visto en las últimas décadas, las inversiones en tecnología digital han proporcionado eficiencia operativa, ventaja competitiva y resistencia contra los choques de la industria.

Edge Computing plataformas: Una base para la transformación de las operaciones de Midstream

El sitioEdge Computing permite a los operadores intermedios reestructurar su estrategia de gestión de datos utilizando una arquitectura de información distribuida para reunir y procesar datos en el punto más alejado, es decir, en el "borde" de una red informática. En este modelo distribuido, la reunión y el procesamiento seguros de los datos tienen lugar localmente (en el armario de datos de la bomba, la tubería o el lugar remoto, por ejemplo) con una conectividad limitada o nula a una cloud centralizada o una data center remota. Una vez adquiridos, los datos pueden enviarse in situ a una sala de control central o al cloud para su análisis y gestión. Esta proximidad al equipo reduce la latencia y equilibra la utilización del ancho de banda, dos factores que limitan la escala y la capacidad del equipo de legacy .

Las plataformas industriales Edge Computing incorporan una arquitectura redundante para maximizar la disponibilidad de las aplicaciones, proporcionar tolerancia a las fallas y minimizar las interrupciones causadas por un solo punto de falla. También ofrecen un rendimiento de servidor en un factor de forma robusto que es ideal para los entornos Midstream y no requiere ningún tipo de contacto informático. Este diseño de grado industrial permite que se instalen en el borde, directamente junto a los compresores, bombas u otros equipos en terminales y tuberías. Las plataformas de Edge Computing construidas específicamente para el borde industrial también cumplen con las normas de TI y de seguridad de forma inmediata para permitir una rápida implementación que cumpla con los requisitos de TI pero que no requiera recursos de TI para su despliegue.

Por último, las modernas plataformas Edge Computing proporcionan operaciones de gran eficacia mediante la virtualización, lo que permite que se ejecuten múltiples aplicaciones en un solo nodo. Estas soluciones reducen la huella y el mantenimiento de la tecnología de la información, ofreciendo un menor coste total de propiedad.

Con su flexibilidad, alta disponibilidad, tolerancia a las fallas y arquitectura distribuida, Edge Computing proporciona la base para la adquisición y el flujo de datos para las operaciones de misión crítica, y es un prerrequisito para las capacidades avanzadas como el análisis predictivo, Digital Twin y otras soluciones de la Industria 4.0.

Edge Computing despliegues que permiten la excelencia operacional

La excelencia operacional es primordial para Midstream, y las empresas pueden aplicar Edge Computing para impulsar el tipo de excelencia operacional que se ha logrado en otras industrias y que ha dado lugar a una mayor satisfacción de los clientes. Tres formas en que los operadores están desplegando las plataformas de Edge Computing para permitir la excelencia operacional:

  • Visibilidadsobre el movimiento de productos y la logística. El elemento vital de las operaciones de Midstream es la capacidad de rastrear y contabilizar con precisión el movimiento de gas y líquidos para los clientes y los informes reglamentarios. Las empresas de Midstream están recurriendo a las plataformas de Edge Computing para asegurar la contabilidad de las transacciones y proporcionar un flujo de datos para los servicios de gestión de datos. El traslado de Edge Computing a las estaciones terminales ofrece visibilidad y una visión en tiempo real de las operaciones que proporcionan apoyo a la toma de decisiones y satisfacción del cliente.
  • Gestión del rendimiento de los activos para el tiempo de funcionamiento del equipo. En los últimos años, Oil & Gas ha visto un interés y una inversión significativa en las soluciones de gestión del rendimiento de los activos para permitir el mantenimiento predictivo mediante el análisis y la supervisión basada en la condición de los activos críticos. Al igual que con cualquier operación de proceso, Midstream requiere la disponibilidad del equipo; el tiempo de inactividad no planificado es costoso e inaceptable. Mediante la adquisición de datos sobre el rendimiento de los activos en la ubicación del equipo, Edge Computing proporciona visibilidad en tiempo real de las condiciones que se desarrollan en el campo, como las interrupciones de energía, los fallos de integridad de los oleoductos y gasoductos, las fallas de los equipos y otros problemas críticos.
  • Monitoreoy control avanzado para optimizar el equipo y los servicios públicos. Edge Computing se despliega a menudo en estaciones de compresores y bombas para proporcionar monitoreo y control de procesos con servidores de borde tolerantes a fallas desplegados en centros de control para ejecutar software SCADA y DCS. Además, Edge Computing es capaz de ejecutar historiadores de datos para recopilar conjuntos de datos basados en el tiempo para su comparación y análisis contra los parámetros esperados. Esta aplicación ofrece a las empresas de la mediana empresa los medios para optimizar el consumo de los servicios públicos para la gestión de la energía.

La capacidad de las plataformas Edge Computing de ejecutar múltiples aplicaciones en un solo nodo de alta disponibilidad mediante la virtualización ofrece enormes ahorros de costos y un rápido despliegue de las aplicaciones. Una sola pieza de hardware puede ejecutar múltiples cargas de trabajo, por ejemplo, software SCADA e historiador, de grandes proveedores de software industrial como AVEVA, Inductive Automation, Rockwell, Schneider Electric y Siemens, además de aplicaciones especializadas de análisis y optimización avanzados.

Edge Computing desbloquea las capacidades avanzadas de la Industria 4.0

Una eficaz estrategia Edge Computing pone al alcance de los operadores del Midstream las aplicaciones analíticas avanzadas. En particular, están en condiciones de recoger finalmente grandes cantidades de datos de equipos potenciales que están sin explotar debido a la falta de una infraestructura informática actual capaz de captar los datos adicionales en tiempo real.

Al aprovechar aún más las plataformas de Edge Computing para obtener información, las empresas sientan las bases para buscar capacidades avanzadas de la Industria 4.0 como:

  • IOTindustrial (IOT): Las mejoras tecnológicas han reducido el costo de los dispositivos de IIoT, haciendo posible ahora la instalación de sensores en maquinaria y equipos que antes no estaban disponibles. Esto ayuda a los productores de la corriente ascendente y media a recolectar, procesar y analizar datos significativos en tiempo real para proporcionar más oportunidades de producción de valor y ahorro de costos. El IIoT ahora proporciona capacidades mucho mayores para hacer un mejor uso de los crecientes volúmenes de datos, y luego actuar sobre los nuevos conocimientos obtenidos de esos datos.
  • Mantenimiento predictivo: Hoy en día, el potente software de mantenimiento predictivo también puede analizar los datos de los sensores -por ejemplo, de maquinaria, tuberías e incluso buques cisterna- para detectar diversas anomalías (fatiga, grietas, corrosión, etc.) y utilizarlos para realizar un mantenimiento proactivo. Por ejemplo, las empresas medianas utilizan el mantenimiento predictivo en la logística para ayudar a prevenir accidentes y mejorar la seguridad en el transporte y la logística.
  • Gemelosdigitales: En Oil & Gas, los gemelos digitales son modelos virtuales que combinan el mundo virtual y el físico. Los gemelos digitales mejoran el análisis de los datos y la supervisión del sistema de manera que mejoran el diseño y las operaciones, ayudan a prevenir los tiempos de inactividad, reducen los costos de mantenimiento y proporcionan nuevos datos para añadir valor a lo largo del ciclo de vida del activo de petróleo y gas.
  • Operaciones autónomas: Hoy en día, la tecnología de perforación autónoma está transformando la exploración de petróleo y gas. Los avances en robótica, sensores y electrónica pueden ahora eliminar esfuerzos manuales potencialmente peligrosos y realizar perforaciones y otras tareas de forma segura, fiable y altamente precisa.
  • InteligenciaArtificial (AI) y Aprendizaje por Máquina (ML): Oil & Gas se ha volcado desde hace tiempo al análisis de datos, especialmente cuando se trata de utilizar cantidades extremadamente grandes de datos para tomar decisiones técnicas y de negocios. Asegurar el flujo de datos en tiempo real desde el borde operacional ofrece a las compañías de Midstream el mismo nivel de análisis que los propietarios-operadores disfrutan dentro de la valla. La siguiente fase es el empleo de la IA en áreas de apoyo a las decisiones y el rendimiento de los activos, basado en la disponibilidad de datos e información.

Lo que los líderes de la industria requieren: plataformas simples, protegidas y autónomas

Las plataformasEdge Computing ofrecen la posibilidad de extender las potentes aplicaciones de misión crítica hasta el límite operacional, al tiempo que simplifican la gestión de la tecnología de la información, reducen la huella de la misma y ofrecen un funcionamiento sin contacto. Los atributos clave que los profesionales de operaciones y tecnología deben buscar incluyen:

Simple. Para que el tiempo de valorización sea rápido y la gestión sencilla, potencialmente por personal no técnico, las plataformas de Edge Computing deben ser fáciles de instalar, desplegar y gestionar en todas las aplicaciones e infraestructuras. Los sistemas también deben ofrecer virtualización para aprovisionar rápidamente las aplicaciones, ofrecer flexibilidad, maximizar los recursos informáticos y reducir el costo de propiedad. Para las aplicaciones en curso, la elección de actualizaciones fáciles de poner en marcha que se puedan desplegar a distancia simplifica aún más la gestión.

Protegido. La seguridad es un factor crítico para las operaciones de Midstream. Las plataformas de Edge Computing deben asegurar el riesgo operacional, financiero y de reputación asegurando una disponibilidad "siempre activa" y protegiendo los datos de las amenazas cibernéticas o de la pérdida de datos. Las empresas deben seleccionar soluciones que ofrezcan confianza en la seguridad a medida que se conectan más dispositivos y sistemas.

Autónomo. Una promesa fundamental de Edge Computing es la capacidad de operar de forma fiable en lugares periféricos como terminales marítimos o plantas de producción. Las plataformas deben funcionar en cualquier entorno y ofrecer computación de cero contacto que sí requiere monitoreo humano, mantenimiento, reparaciones o soporte. Las plataformas de Edge Computing que ofrecen funciones de "llamada a home" y soporte 24x7x365 minimizan aún más cualquier posibilidad de un tiempo de inactividad no planificado para el equipo y las aplicaciones.

Obtener una ventaja competitiva con Edge Computing

Los operadores intermedios deben evaluar y seleccionar entre una amplia gama de herramientas digitales, tanto para ayudarles a superar los desafíos tradicionales como para capitalizar las oportunidades emergentes. El éxito de un esfuerzo de transformación digital puede ser una poderosa ventaja para mejorar todas las facetas de su negocio.

Edge Computing es la base ideal para que los operadores de Midstream aceleren la transformación digital y permitan la fiabilidad de los equipos, la disponibilidad de las aplicaciones y la nueva visión operativa mediante la captura de datos en el punto de origen. Al hacerlo, las empresas de Midstream pueden lograr los resultados que más importan: mayor seguridad de los empleados, mejor toma de decisiones y visibilidad, excelencia operativa, menor huella de carbono y mayor satisfacción del cliente para una mayor rentabilidad.

"Las plataformasEdge Computing ofrecen la posibilidad de extender las aplicaciones poderosas y de misión crítica hasta el borde operacional, mientras simplifican la gestión de la tecnología de la información, reduciendo el espacio de la misma y ofreciendo una operación de cero contacto".

Acerca de Stratus

Para los líderes que transforman digitalmente sus operaciones para impulsar un rendimiento máximo predecible con un riesgo mínimo, Stratus garantiza la disponibilidad continua de las aplicaciones críticas para el negocio mediante la entrega de plataformas Edge Computing de toque cero que son sencillas de desplegar y mantener, protegidas de interrupciones y amenazas, y autónomas. Durante 40 años, hemos proporcionado computación confiable y redundante de cero toque, permitiendo a las compañías globales de Fortune 500 y a las pequeñas y medianas empresas convertir los datos de manera segura y remota en inteligencia procesable en el Edge, cloud y data center- impulsando el tiempo de actividad y la eficiencia. Para obtener más información, visite stratus.com.

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