Die Energiewirtschaft hat die IoT-Technologie in ihren Betrieben eingeführt, von der Überwachung der Bohrlochproduktion bis hin zur Vorhersage, wann ihr Getriebe gewartet werden muss. [...]
Wie viele traditionelle Branchen mit langjährigen, bewährten Betriebsmethoden ist auch der Öl- und Gassektor nicht gerade am schnellsten auf die IoT-Technologie umgestiegen – obwohl er seit Jahrzehnten an Bohrinseln, Pipelines und Raffinerieanlagen instrumentiert ist, arbeitet die Förderindustrie erst seit kurzem mit dem modernen IoT.
Ein Teil des Problems war die Interoperabilität, so Mark Carrier, Oil and Gas Development Director bei RTI, das Konnektivitätssoftware für Industrieunternehmen herstellt. Energieunternehmen arbeiten am liebsten mit den gleichen Anbietern zusammen, mit denen sie zuvor zusammengearbeitet haben, aber diese Tendenz bedeutet, dass es keinen starken Impuls für den plattformübergreifenden Datenaustausch gibt.
„Auf einem sehr niedrigen Niveau sind die Dinge ziemlich vernetzt, bei der Anbindung an das Backend sind sie gut vernetzt, aber es gibt einen enormen Aufwand im Hinblick auf das Verständnis, was diese Daten sind“, sagte er.
Christine Boles, Vice President in Intels IoT-Gruppe, erklärte, dass die älteren Systeme, die noch immer von der Industrie verwendet werden, schwer zu ersetzen seien.
„Die größte Herausforderung, vor der sie stehen, ist die alternde Infrastruktur und wie sie zu einer standardisierteren, interoperableren Version gelangen“, sagte sie.
Allerdings zeichnen sich Veränderungen ab, auch weil die Energiepreise in den letzten Jahren stark gefallen sind. Ölgesellschaften haben versucht, Kosten zu senken, und einer der einfachsten Orte dafür ist die Integration und Automatisierung. Auf einer typischen Ölbohrung, so Carrier, wird ein Bohrer bis zu 70 verschiedene Produkte von Unternehmen im Einsatz haben – Sensoren, die von Durchflussmengen über Temperatur und Druck bis hin zu Winkel und Steigung, verschiedene Komponenten des Bohrers selbst abdecken – aber bis vor kurzem mussten diese alle unabhängig überwacht werden.
Eine IoT-Lösung, die all diese verschiedenen Datenstränge miteinander verknüpfen kann, ist in letzter Zeit zu einer attraktiven Option für Unternehmen geworden, die menschliche Fehler minimieren und Echtzeit-Einblicke aus dem breiten Spektrum der Instrumentierung auf der durchschnittlichen Ölplattform gewinnen wollen.
Diese Gewinde sind zahlreich, mit vielen vertikal einzigartigen Sensor- und Endpunkttypen. Die Spülimpuls-Telemetrie verwendet ein Modul in einem Bohrkopf, um leichte Schwankungen des Drucks der Bohrflüssigkeit zu erzeugen, um Informationen an einen Empfänger auf der Oberfläche zu senden. Temperatur- und Drucksensoren, die unter den extremen Umgebungsbedingungen eines aktiven Bohrlochs arbeiten, können ein stark robustes serielles Kabel verwenden, um Daten überirdisch zu übertragen.
Andre Kindness, ein leitender Analyst bei Forrester Research, betonte, dass das breite Spektrum an Technologien, Herstellern und Standards, die in jeder Öl- und Gasanlage eingesetzt werden, das Ergebnis eines harten Wettbewerbs zwischen großen traditionellen Akteuren der Branche ist. ABB, Siemens und Rockwell, um nur einige zu nennen, haben hart daran gearbeitet, ihren Vorsprung durch Interoperabilität nicht zu verlieren.
Aber auch diese Unternehmen sind mit der Zeit gegangen. Während traditionelle IT-Unternehmen wie HP und Dell vergleichsweise wenig Erfolg beim direkten Verkauf an Energieunternehmen hatten, hatten Computerunternehmen mehr Glück bei der Herstellung von Whitebox-Edge-Computern für die Siemenses und Rockwells der Welt.
Edge Computing ist eine besonders wichtige Technologie unter den Öl- und Gasunternehmen, da einige Anlagen abgelegen sind, die lokale Netzwerkinfrastruktur in einigen Ländern möglicherweise unzureichend ist und die daraus resultierende Schwierigkeit der Verfüllung von Konnektivität besteht. Sicherheits- und Wartungsanwendungen für Erdölbohrungen sind nicht verzögerungsfrei, so dass eine Rundfahrt zwischen einer entfernten Anlage und dem Home-Office wahrscheinlich unpraktisch ist. Vereinfacht ausgedrückt, ist es viel einfacher, einen Teil der Rechenarbeit in der Nähe des Endpunkts zu erledigen.
Im Netzwerk
Die wichtigsten Anwendungsfälle für das Öl- und Gas-IoT sind vorbeugende Wartung, zentralisierte Steuerung und betriebliche Einblicke. Alle diese Faktoren beruhen darauf, Informationen aus einer Vielzahl von Sensoren zu erhalten, die an einer bestimmten Bohranlage, Raffinerieanlage oder Rohrleitung in ein Edge-Gerät oder zurück in die Cloud angeschlossen sind. Wi-Fi ist ein beliebtes Medium für die Verbindung von Endpunkten in einer Raffinerie, obwohl laut Carrier auch energiesparende WAN-Optionen verwendet werden.
Sensoren auf einer Bohranlage verwenden, wie bereits erwähnt, eine große Vielfalt von kabelgebundenen und drahtlosen Technologien, einige davon proprietär, um Informationen in nutzbare Form für die Kanten- oder Rechenzentrumsverarbeitung zu bringen, und die Rohrleitungstechnik verwendet in der Regel kabelgebundenes Industrial Ethernet.
Es ist kompliziert, laut Kindness, zum Teil wegen der langen Lebensdauer, die von Geräten in der Gewinnungsindustrie gefordert wird.
„Im Gegensatz zur IT-Welt ersetzen wir die Dinge nicht alle drei Jahre“, sagte er. „Viele dieser Geräte sind seit 10 bis 20 Jahren im Einsatz, und deshalb werden so viele Varianten von Ethernet verwendet.“
Dennoch sind Gerätehersteller, die mit Öl- und Gasunternehmen zusammenarbeiten, zunehmend von der Notwendigkeit einer reibungslosen Konnektivität überzeugt, so Emilie Ditton, Associate Vice President of Manufacturing Insights bei IDC. Neuere Geräte sind nativ instrumentiert und weniger abhängig von proprietären Konnektivitätsstandards, was für diese Unternehmen mehr brauchbare Daten generiert.
„Es gibt einige Bereiche mit extremen Innovationen und einige Bereiche, in denen die Prozesse noch sehr manuell sind“, sagte sie. „Der Reifegrad ist sehr unterschiedlich.“
Die Verlagerung von Daten von entfernten Standorten in die Cloud oder das Rechenzentrum stellt auch die Öl- und Gasindustrie vor Herausforderungen. Wo es die Abdeckung erlaubt, kann die Carrier-Konnektivität für das drahtlose Backhaul genutzt werden, aber das ist oft keine Option für ozeanische Ölplattformen. Einige Unternehmen nutzen zu diesem Zweck die Satellitenkonnektivität, während andere Unterwasser-LWL-Kabel direkt zu ihren Offshore-Anlagen führen.
Die Einführung von Fiber-to-the-Platform ist ein relativ neues Phänomen, so Jeremy Calac, Produktmanager und Ingenieur bei TE Connectivity, das Netzwerkverbindungsgeräte für Industriekunden herstellt.
„In der Vergangenheit wurde die faseroptische Unterwasseroption aufgrund von Temperatur- und Druckproblemen als unzuverlässig angesehen“, sagte er, und das ändert sich aufgrund der verbesserten Zuverlässigkeit bei den Herstellern von Verbindungskabeln.
Die Zahlen knacken
Wie auch immer die Daten es an den Rand oder in die Cloud schaffen, der eigentliche Wert wird durch automatisierte Analysen geschaffen. Historisch gesehen hatte die Industrie seit den 1980er Jahren Zugang zu der Art von Daten, die für diese Analyse benötigt werden, so Jim Wang, Director of Engineering bei Corva, einem Startup, das ein Single-Dashboard-Visualisierungsprodukt für Öl- und Gasunternehmen herstellt.
Allerdings fehlte der Energiewirtschaft bis vor kurzem die Fähigkeit, diese Daten zeitnah zu verarbeiten, so dass sich sehr viel menschliches Versagen in die Geschäftsprozesse eingeschlichen hat. Das Bohren eines Schachts zum Beispiel setzt auf hochpräzise Messungen mit einer Vielzahl von Sensoren, und die Kontrolle „von Hand“ kann ein komplexer Prozess sein.
„Menschen sind nicht gut darin, sicherzustellen, dass alle Daten manuell kalibriert werden“, erklärte Wang. „Solange man keine Echtzeit-Analysen hat, weiß man erst viel später, ob es Fehler gibt.“
Mit modernen maschinellen Lerntechniken kann die Öl- und Gasindustrie jedoch in mehreren Bereichen Gewinne erzielen. Auf der Bohrebene können intelligentere Systeme natürlich Informationen aller beteiligten Sensoren synthetisieren, um ein viel genaueres und zeitgemäßeres Bild davon zu erhalten, ob ein Bohrloch genau gegraben wird, wie reibungslos die beteiligten Maschinen funktionieren und wie produktiv ein Bohrloch voraussichtlich kurz- und langfristig sein wird. Die Prinzipien des industriellen IoT können leicht auf Raffinerieanlagen angewendet werden – Verfolgung von Instandhaltungsdaten, Identifizierung ineffizienter Prozesse und potenzieller Sicherheitsprobleme sowie Überwachung von Pipelines, so dass Probleme erkannt werden können, bevor sie schwerwiegend werden.
Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren
*Jon Gold deckt die Themen IoT und drahtlose Netzwerke für Network World ab.
Be the first to comment