ケーススタディ

ストリームライン・イノベーションズ

エッジ コンピューティング in Oil & Gas

Streamline Innovations社がStratusエッジ コンピューティング を使用して、AIを活用した予知保全、遠隔操作、99.5%のアップタイムを遠隔地の油田設備にもたらす方法。

課題

  • 独自のH2S除去プロセスを正確に監視・制御するために、OTおよびIT機能を導入するためのエッジ コンピューティング プラットフォームを特定する。
  • オイル＆ガスの遠隔地でデータ接続が制限された中での運用
  • お客様のSLA（アップタイム95％以上）を達成し、お客様の自動化予算を達成すること

解決策

  • Stratus ztC Edge™を導入し、Valkyrie Intelligent Platform™（VIP）の開発、ホスティング、保護を行う。
  • ストラタスに搭載されている仮想化技術を利用して、Inductive Automation、PostgreSQLデータベース、Python™を実行し、Seeq AIソフトウェアを重ねる。
  • 接続 ztC エッジ WANに接続し、クラウドデータ解析、遠隔地からの可視化、フル機能を実現

メリット

  • 5時間離れたコントロールルームからリアルタイムのデータ分析、HMI、可視性、50のKPIのトラッキングを可能にした
  • AIを活用した予知保全により、必要なオンサイトスタッフを66%削減し、時間とコストを削減
  • リモートロケーションで99.5%のアップタイムを達成し、顧客のSLAである95%を上回り、顧客のコストポイントを満たした。

スマートからインテリジェントへ 油田機器とエッジ コンピューティング

Streamline Innovations社（本社：テキサス州サンアントニオ）は、Valkyrie™と呼ばれる独自の硫化水素（H2S）ガス処理プロセスを開発・運営しており、有害なH2Sを肥料に使われる元素状硫黄に還元します。その結果、石油・ガス、上下水道、埋立地、バイオガスなどの汚染を解消する斬新なクリーンテックプロセスを実現しています。

Stratusエッジ コンピューティング を利用して、Streamline Innovations 社は、複雑なプロセススキッドにインテリジェンスとリモートオペレーションを導入し、顧客の期待を上回る連続運転を可能にしました。Stratus を使用した Valkyrie Intelligence Platform (VIP) により、同社は、99.5%の稼働率でユニットを遠隔監視し、顧客の期待を上回る連続運転を実現しました。 ztC エッジにより、同社は稼働率 99.5%で装置を遠隔監視し、オンサイトのスタッフ要件を 6 フィート から 2 フィートに削減しました。データは、ストラタスから Microsoft Azure に送信されます。 ztC エッジ このデータ は Microsoft Azure に送信され、コントロールセンターやオペレー タートラックからリモートでアクセス可能な機器の集中管理ビュー になっています。Induction Automation HMI/SCADA、PostgreSQLデータベース、PythonLinux が同時に稼動している。 ztC エッジこのチームは、分単位、時間単位でのパフォーマン スの監視と分析、日単位、週単位での集中的な分析 を行う「階層化」インテリジェンスを備えた精密な プロセス制御を実現しています。

独自のクリーン技術を遠隔地の石油・ガス生産に展開する

Streamline Innovations社のValkyrie硫黄除去プロセスは、生産工程でH2Sが大量に発生する石油・ガスの上流で特に効果を発揮します。同社は、独自のプロセスをスキッドに乗せて、日中にスタッフを配置できない遠隔地に展開しており、いくつかのユニークな課題を抱えています。

ワルキューレのプロセスは2つの化学反応から成り立っており、絶妙な狭帯域での制御が求められる。操業中は、ガスの流量やH2Sの濃度が刻々と変化することに対応しなければなりません。さらに、ポンプ、フィルター、ライン、バルブなど、通常の産業用機器で多相の物質を扱うため、綿密な管理、監視、メンテナンスを行わなければなりません。Streamline Innovation社の複雑なプロセスでは、化学プロセスとミニプラントの両方を正確に制御する必要がありました。

遠隔地にあるため、チームは非常に低いデータ接続性で作業しなければならず、モニタリングには現場で訓練を受けた専門家が24時間体制で必要となります。Streamline Innovation社は、これらの課題を解決するために、油田のプロセスにインテリジェンスを導入し、顧客の自動化予算を満たすことで、より多くのことをより少なく行うことを目指しました。

"Stratusを使って、人工知能によって遠隔管理され、24時間365日どこからでも見えるスマートプラントを構築しました。"
ピーター・フォト
CTO
Streamline Innovations

Stratusエッジ コンピューティング インテリジェントなオイルフィールド機器への扉を開く

Streamline Innovations 社は、プロセスの信頼性を最大化し、同社の Valkyrie プロセスに新たなリモート機能とインテリジェンスをもたらすために、Stratus ztCエッジ コンピューティング プラットフォームを選択しました。

Streamline Innovationsの最高技術責任者であるPeter Photos博士は、「私たちは、膨大な時間をかけて、さまざまなエッジ コンピューティング の装置をテストし、適切な技術を見つけました」と説明します。私たちが最初に魅力を感じたのは ztC エッジ というのも、真に冗長な処理を提供するものだったからです。2台の ztC エッジ つまり、1台が何らかの理由で故障しても、もう1台が休むことなくサービスを継続できるのです。ダウンタイムの排除は、エッジ コンピューティング の環境では比類ないものです。

「また、ztC Edgesの仮想化機能を活用し、クライアントの要望を実現することで、もう一つの大きなメリットが明らかになりました。私たちは、3つの仮想マシンを実行しています。最初の仮想マシンはInductive Automation Ignitionで、OPCサーバーとデータ取得を実行しています。2台目の仮想マシンはPostgresSQLデータベース、そして3台目の仮想マシンはPythonLinux Boxで、Pythonスクリプトを走らせています。の広範なコンピューティングパワーを利用することができます。 ztC エッジの広範な計算能力を利用することで、私たちが望むすべての計算を行うことができる、素晴らしく、がっしりとした強力なコンピュータを手に入れることができます" と述べています。

ワルキューレをPLCに接続し、分単位で計算を行うようにしました。Stratus ztC エッジ は、リアルタイムで計算を行い、Pythonを実行し、履歴データを収集し、Ignitionを実行し、Wi-Fi経由で通信を行います。データはクラウド上のAzureのデータベースに送られ、日次、週次、月次の計算が行われます。また、Seeqという人工知能ソフトと連携し、高度なモデリングを計算しています。

"Valkyrie Intelligence Platformは、既存のユニットに統合して、あらゆるプロセスに適用できるスタンドアローンボックスになりました。Stratusを搭載し、バックグラウンドでSeeqが人工知能や予知保全などの複雑な計算を行っています。"

データ収集と階層化されたインテリジェンスのためのアーキテクチャ

Valkyrie Intelligent Platformは、複数の階層に渡ってインテリジェンスを提供します。プログラマブルロジックコントローラ（PLC）は最初の層にあります。 ztC エッジ その次の層がPLC、さらにその上の層がクラウドです。それぞれ固有の強みを生かした役割があり、例えば、PLCとクラウド間の強い帯域幅を利用することで、大量のデータをリアルタイムに管理することができます。 ztC エッジ 例えば、PLCとクラウドの間の強い帯域を利用して、大量のデータをリアルタイムに管理する。エッジ とクラウド環境の間で帯域が低下した場合、送信されるデータは少なくなり、クラウドの巨大な処理能力でより重い計算ができるようになります。これにより、Streamline Innovationsは機械学習を実行し、情報を運用管理にフィードバックして、現場レベルでの予知保全と予防保全を可能にします。

の仮想マシンとパワーで ztC エッジの仮想マシンとパワーで、Streamline Innovation は反復を続け、新しいインテリジェンスを取り入れることができます。さらにPhotos博士は、「JavaScriptもあれば、Pythonのスクリプトもある。モデムを使って、国立気象局にアクセスします。6時間先までの天気予報を取り込んで、それをもとにヒーターの温度を決めるんです。竜巻注意報が出たときは、装置を停止させることができるんです。

パーミアン・ベースンでの顧客の遠隔展開

Streamline Innovations社は、テキサス州PecosのSuper Valkyrieの顧客プロジェクトに複数のValkyrieユニットを配備し、1600万立方フィートのガスを処理しました。このプロジェクトでは、3つのアミニングプラントと3つのリモートValkyrieスキッドが8マイルに渡って配置されています。お客様からは、95％以上の稼働率と決められた予算が要求されました。

Streamline Innovations社は、同社のインテリジェントプラットフォームを使用して、ユニットをTropOSワイドエリアネットワーク（WAN）に接続し、遠隔地のコントロールルームの可視化やモバイルデバイスによる接続を可能にしました。

このようなソリューションを24時間365日稼働させるためには、通常は6人のフルタイムオペレーターと大規模なオンコールメンテナンス機能が必要ですが、目標は2人のフルタイムスタッフと最小限のオフサイトメンテナンススタッフで稼働させることです。

サンアントニオの本社では、チームがリモートユニットから50の重要業績評価指標（KPI）をモニターしています。制御室で稼働しているInductive Automation Ignitionソフトウェアは、メンテナンスやコールアウトを指示し、診断や修理をより効率的に行います。また、機械学習と予知保全の機能が追加されたことで、メンテナンスの頻度も減りました。

フォトス博士は、「オペレーターがコントロールルームで見ているもの、スキッドで見ているもの、そしてサンアントニオ本社で見ているものはすべて同じです。我々の制御システムはユニット全体を監視しており、それが我々に大きな価値を与えているのです」。

"このアプローチでは、坑口から販売までの石油・ガスの経路全体をカバーするスマート機器の構築に障害はありません。エッジ は、ITとOTの未来です。"
ピーター・フォト
CTO
ストリームライン・イノベーションズ

オイルフィールド・インテリジェンスの新たな可能性

スーパーバルキリープロジェクトは ztC エッジ このプロジェクトでは、スマートなアミン工場とユニットが、数時間離れた中央制御室からの完全な可視性、機能性、分析によって、顧客が規定した95%の最低稼働率を余裕で超える99.5%の稼働率で稼働することを可能にしました。必要な人員は66%削減され、お客様の自動化予算の達成に貢献しました。

「Stratusエッジ コンピューティング プラットフォームが Valkyrie のような複雑なソリューションでどのような能力を発揮するのかを見てきましたが、エッジ 技術がスマートウェルヘッド、スマートグリコールユニット、スマート JT (Joule Thomson) スキッドなど、石油・ガス産業に多くのものを提供できることは明らかです。

"Valkyrie Intelligent Platform "をターンキーパッケージにしたことで、非常にシンプルになりました。さらに、リモートモニタリング機能を搭載することで、すべてがモジュール化されます。私たちは、既製のStratus技術を箱に入れて、運用技術プロジェクトをサービスに変えているのです」。

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