ホワイトペーパー
最新のSCADAインフラで運用効率を向上
コスト削減、インフラの有効活用、収益の最大化のための新しい方法
エグゼクティブ・サマリー
成長期を経た米国の石油・天然ガス業界は、現在、歴史上最も大きな変革期を迎えています。石油・ガス価格は、2014年6月の最高値から60％以上も下落しています。これらの新しい価格は、米国での生産量の増加、海外生産者の競争力ある対応、新しい代替エネルギーの利用可能性、経済成長の鈍化に対する懸念などの要因を反映しています。
このような環境の中、石油・ガス会社は、コスト削減、投資の合理化、収益性向上のための様々な戦略に全力で取り組まなければなりません。これには、パイプラインや機器のダウンタイムを最小限に抑えることも含まれます。しかし、単にコストを削減するだけでは十分ではありません。また、安全規制や環境規制が強化される中で、特に上流工程でのオペレーションの効率化が求められています。
難しい課題ですが、先進のテクノロジーソリューションがお役に立ちます。石油・ガス会社が直面する最も困難な問題の1つは、最も重要なシステムの可視性を維持し、機器やパイプラインのダウンタイムにつながる潜在的な盲点を克服する必要性です。適切な技術で可視性を高め、システムを常時稼働させることで、石油・ガス会社は大幅な効率化を実現し、オペレーションを大幅に改善することができます。
これにより、石油・ガス会社は、コストのかかるダウンタイムを最小限に抑え、配送を最大化し、拡大を続ける規制に対応することができます。つまり、トップラインの収益とボトムラインの利益という、最も重要な部分で成果を得ることができるのです。このホワイトペーパーでは、そのような新しいパイプライン体験を実現する方法について説明します。
業界の最新情報
米国の石油・天然ガス産業は、安定した成長を続けてきましたが、現在は1990年代以来の深刻な落ち込みを見せています。この落ち込みの原因は、価格の急激な下落にあります。例えば、ブレント原油の価格は、2014年7月の最高値1バレル112ドルから現在は50ドル以下にまで下落しており、約60％の下落となっています。価格が横ばいになったとはいえ、現在は1バレル40ドルから50ドルの範囲で安定しているように見え、多くの経営者や業界アナリストは、原油が1バレル90ドルから100ドルの栄光の時代に戻るのは何年も先になると考えています。
図1：原油価格のボラティリティと2014年から2016年にかけての下落
60%近く下落しています。その結果、この業界の企業は、
、天然ガス業界と同様に、コスト削減
、収益性向上のために全力を尽くす必要があります。
適切な技術で可視性を高め、システムを常時稼働させることで、石油・ガス会社は大幅な効率化を実現し、オペレーションを大幅に改善することができます。つまり、トップラインの収益とボトムラインの利益という、最も重要な部分で成果を上げることができるのです。
これは、石油・ガス会社が突然、大幅な収益減に見舞われたことを意味し、近年、記録的な利益を上げていた企業にとっては厳しいニュースとなりました。その結果、石油会社は最大で3分の2のリグを廃棄し、探鉱・生産への投資を大幅に削減せざるを得なくなった。多くの企業が倒産し、米国の石油産業従事者の約半数にあたる約25万人が職を失った。
これらのことから、石油・ガス会社は、アップストリーム・ミッドストリームを問わず、収益性を回復するためには、コストを削減し、コントロールできる戦略的な取り組みに全力で取り組まなければならない環境にあります。しかし同時に、これらの企業は、単にコストを削減するだけではなく、それ以上の効果をもたらすテクノロジーソリューションを導入しなければなりません。これらのソリューションは、既存のオペレーションの効率性を高め、安全性、コンプライアンス、環境や社会への影響を改善することにも貢献しなければなりません。
* The New York Times, "Oil Prices:What's Behind the Volatility?Simple Economics」（2016年9月29日付）。
業界が直面するリスクと課題
石油や天然ガスのパイプラインの障害は、何か問題が発生したときに公共の安全に大きな影響を与えます。例えば、2010年にカリフォルニア州サンブルーノで発生したガス爆発事故を考えてみましょう。エネルギー需要の増加に伴うガス圧の上昇に溶接部の欠陥が対応できず、高さ1,000フィート以上の火の壁を作る大爆発が発生しました。35棟の住宅が破壊され、8人が死亡、同社の株価は急落し、その後の訴訟で同社の評判はさらに悪化しました。
あるいは、より最近の例として、2016年10月31日にAL州シェルビー郡で発生したパイプラインの爆発事故を挙げてみましょう。このケースでは、東海岸で使用される全ガソリンの40～50％を運んでいると推定される国内最大のガソリンパイプラインが、下請け業者がバックホーで誤ってパイプラインに衝突した後に爆発しました。この事故により、作業員1名が死亡、4名が負傷し、約40万ガロンのガソリンが失われました。会社全体が6日間停止し、下流のガソリン流通も大幅に遅れました。
このような事件の例は全国に数多くあり、残念ながら今後も発生する可能性があります。すべての人の安全を守るため、規制当局はより厳しい法規制、監査の厳格化、コンプライアンス違反への厳しい罰金を課しています。また、規制当局だけでなく、地域のリーダーたちも、石油・ガス会社に対して、安全性を高め、将来の事故につながりかねない老朽化したインフラを更新するよう圧力をかけています。
これらは外部からの圧力の例ですが、石油・ガス会社は、継続的な内部の課題にも直面しています。内部的な課題の例としては、次のようなものがあります。
- リアルタイムで需要と供給を一致させるための絶え間ない努力
- 非常に現実的な「タレント・ギャップ」が、オペレーション、会社の成長、および収益性に悪影響を及ぼすこと。
- 複雑化するシステムの中で、リモートオートメーションの障害やパフォーマンスの問題に対処するためのリソースが不足していること
- 機器の交換や修理のための資本予算の削減
- 老朽化したパイプラインや圧縮機ステーションへの圧力の増加（量の増加による
- 川上の生産者が直面している "インバランスシート "に関連する継続的な会計上の課題
これらの課題は、石油・天然ガス会社の実際の見積もりで表現されています。
“ますます複雑化するITシステムで許容できないダウンタイムが発生しています。"
“システムが停止している場合、パイプラインの重要な部分を手動で監視するために、遠隔地に軍隊を派遣しなければなりません」。
“場合によっては、遠隔地のシステム問題を解決するためのIT技術的なスキルや人材、リソースがないこともあります。"
“遵守していることを証明しなければなりません。データの欠落があってはならず、そうでなければ罰金が科せられます」。
“私たちは、パイプラインシステムにますます複雑さを加え、壊れやすくしています。"
“ガスのインバランスシートの正確性を保つことに問題がある」。
これらの課題はすべて、現在の製品供給過剰とそれに伴う低価格環境にもかかわらず、過去10年間で石油と天然ガスに対する全体的な重要性と依存度が大幅に増加した環境の中で存在しています。石油・ガス会社は、収益性を回復するための正しい道筋を見つけるために、選択肢を慎重に検討する必要があるのは明らかです。
オートメーションシステムを近代化し、老朽化したSCADA資産を更新することは、オペレーションの合理化、効率の向上、さらにはこれまで以上に厳しい規制への対応を求められる分野の一つであり、迅速な成果が期待できます。
これまでのSCADAへのアプローチでは不十分
多くの石油・ガス会社は、SCADA/HMIやHistorianサービスなどの重要なアプリケーションを実行する従来のITサーバーを複数の場所に設置して、これらの問題を解決しようとしてきました。
しかし、このようなアプローチには多くの課題があります。
- 従来のサーバーは耐用年数が短い（平均3～5年）。
- 重要なアプリケーションごとに個別のサーバーを用意するという従来のやり方では
- 冗長性を確保するために複数のサーバーが必要なこと
- 遠隔地ではスペースや電力に制約がある
- 計画外のダウンタイムの持続性
- メンテナンス、アップデート、または修理を行うために必要な時間、人員、およびITの専門知識
- データ分析アプリケーションの有用性を損なう、データ収集の中断について
- 事後でないと故障の可能性を診断できないこと
老朽化した従来型のアプローチの限界、非効率性、負債を克服するために、経営者は、固有の課題を克服し、機器、オペレーション、パイプラインの稼働を維持するために、システムを近代化する必要があると考えています。
仮想化、Always-On Operation、Real-Time Analytics
先進的な石油・ガス企業の多くは、仮想化、常時稼働、リアルタイムデータ分析を組み合わせて、ビジネスクリティカルなシステムを運用しています。これらの3つの技術は、企業ではかなり以前から広く採用されていますが、石油・ガス産業のオペレーションでは比較的新しい技術です。この3つの技術を組み合わせることで、コスト削減、オペレーションの最適化、石油・ガス会社の予知保全（故障や障害が発生してから慌てて対応するのではなく）が可能になります。
仮想化によるコスト削減と効率化
仮想化によって、企業は1つのプラットフォーム上でより多くのアプリケーションを実行することができます。サーバーとアプリケーションの比率が1対1ではなく、仮想化は1対多のサーバーとアプリケーションの比率をサポートします。1台のサーバーで多くのサーバーの役割を果たすことで、企業は拡張性を高め、インフラコストを削減することができます。
しかし、仮想化は効率化のための強力なツールであると同時に、いくつかのリスクも伴います。1つのプラットフォーム上で動作するアプリケーションが多ければ多いほど、そのプラットフォームの重要性は高まります。仮想化されたサーバがダウンすると、複数のアプリケーションもダウンし、ダウンタイムが発生したり、SCADAやHistorianなどの重要なアプリケーションで何が起こっているのかを確認できなくなったりします。このような理由から、仮想化プラットフォームを障害から保護することが不可欠なのです。
計画外のダウンタイムをなくすフォールト・トレラント・システム
石油・ガス会社は、業務の中断、ダウンタイムのコスト、企業の評判へのリスクを回避するために、重要なアプリケーションの100％に近い可用性を確保するフォールト・トレラント・ソリューションを必要としています。
石油・ガス業界向けに販売されているIT・OTソリューションの多くは、高可用性を謳っていますが、「近い」では「十分」とは言えないようです。スリーナイン（99.9％）」と「ファイブナイン（99.999％）」の可用性の差は大きく、予定外のダウンタイムにかかるコストも同様に大きくなっています。
真のフォールト・トレラント・システムを使用することの重要な副産物は、当然ながら、すべてのビジネス・クリティカルなアプリケーションからコントロール・ルーム（またはデータ・センター）へのリアルタイム・データの流れが中断されないことです。
リアルタイムのデータ解析で予測保全を実現
短期、中期、そして長期的に見て、石油・ガス会社が成功するためには、操業からの安定したリアルタイムのデータを取得し、分析する能力がますます重要になってきています。
今日では、正確なリアルタイムデータにより、インバランスシートの報告で毎月何十万ドルものコスト削減を実現している石油・ガス会社もあります。また、100%の稼働率でデータを失うことのないシステムが提供する可視性の向上を利用して、故障の可能性が高いポイントを事前に特定し、改善策を講じることができる予知保全を行っている企業もあります。また、アプリケーションが生成したデータをビッグデータ分析に接続し、業務のあらゆる側面について新たな知見を得て、IIoT（Industrial Internet of Things）に備えている企業もあります。
コストを削減し、効率を向上させるための最短の道は、故障をなくし、機器やパイプラインのダウンタイム（および関連する損失）を積極的に防ぐことです。スケーラビリティ、アップタイム、予知保全などを向上させることができるストラタステクノロジーの先進技術ソリューションは、石油・ガス会社がこれらの結果を得るための実証済みの方法です。
シンプルな操作性を実現するシングルソリューション
現在、石油・ガス業界は、当面の間、新たな常識となりそうな価格下落の結果、劇的な変化を遂げています。このような状況下では、石油・ガス会社は、拡張や成長のための取り組みに集中する余裕はなく、コスト削減やオペレーションの効率化、既存のインフラの保護など、優先順位の変更が必要になります。つまり、今ある資源を最大限に活用し、収益の最大化を図らなければならないのです。
コストを削減し、効率を向上させるための最短の道は、故障をなくし、機器やパイプラインのダウンタイム（および関連する損失）を積極的に防ぐことです。スケーラビリティ、アップタイム、予知保全などを向上させることができるストラタステクノロジーの先進技術ソリューションは、石油・ガス会社がこれらの結果を得るための実証済みの方法です。
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