Дигитализация — ключевой фактор быстрого и качественного проектирования нефтегазового оборудования, отвечающего всем нормативным требованиям

Рассел Брук (Russell Brook), директор по маркетингу решений Mainstream
Engineering в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке (Siemens PLM Software)

На первый взгляд кажется, что в нефтегазовой отрасли применяется только механическое оборудование, но на самом деле в ней полным ходом идет процесс дигитализации: внедряются современные системы компьютеризированных расчетов, позволяющие находить новые залежи на основании данных геологоразведки, проведенной много десятилетий назад, применяются датчики, в реальном времени отслеживающие надежность и безопасность поставок углеводородного сырья и т.д. Поэтому нефтегазовому машиностроению требуется войти в цифровой мир, и существует масса возможностей для достижения успеха в этой сфере.

Нефтегазовая отрасль — огромная и быстрорастущая. В то же время это сложный и нестабильный бизнес как в плане спроса и предложения, так и в плане геополитики. Легкие в разработке месторождения нефти и газа уже в основном исчерпаны. Сегодня приходится работать с трудноизвлекаемыми запасами, для чего необходимы инновации и оптимизация всех технологических процессов. Кроме того, колебания цен на нефть вынуждают тщательно контролировать затраты, а производителям приходится выявлять любую возможность повышения эффективности выпускаемой продукции. Именно в нефтегазовой отрасли применяются наиболее строгие стандарты безопасности и жесткие нормативы. Для создания инноваций, снижения себестоимости и повышения эффективности просто необходимы автоматизированные процессы.

Компания Weir Valves and Controls (Великобритания) экономит полчаса рабочего времени каждого инженера, используя цифровые решения Siemens — Teamcenter и Solid Edge

Преимущества цифровых технологий

Переход на цифровые технологии позволяет изготовителям изыскивать новые способы экономичной добычи полезных ископаемых и удобной передачи сложных проектных решений. Исследователи, конструкторы, поставщики и разработчики могут обмениваться проектной информацией, находясь при этом в любой точке мира.

Ряд преимуществ цифровых технологий очевиден. Цифровые рабочие процессы проще отслеживать и контролировать: всегда видно, на каком этапе находится разработка. Требования к изделию и его характеристики оказываются согласованными, выполняется автоматическое прослеживание всего — от складских запасов до документации. При этом все данные являются актуальными и надежными.

Изменения вносятся только однократно, а не по отдельности (в чертежи, спецификации и извещения об изменениях). Компания Weir Valves and Controls (Великобритания) внедрила цифровые системы компании Siemens. В результате у каждого инженера высвободилось полчаса рабочего времени в день, а ошибки удалось практически полностью устранить. Кроме того, обеспечено отслеживание изменений, вносимых заказчиками в направленные им чертежи запорной арматуры. Это очень важная функция с точки зрения выявления несанкционированных изменений, способных вызвать проблемы с безопасностью продукции и серьезные юридические последствия.

Инженерам и заказчикам необходимо визуализировать проектные решения задолго до начала изготовления продукции. Визуализация применяется на всех этапах — от создания точных 3D­моделей до контроля безопасности и прочностных расчетов. Кроме того, по модели можно создать фотореалистичное изображение или анимацию для демонстрации будущего изделия, которое еще не существует в металле.

Переход от 2D к 3D CAD-системе в компании AESSEAL позволил выполнять технический проект сложного механического уплотнения всего за полчаса, а не за два-три дня. Благодаря 3D-проектированию ручные расчеты сведены к минимуму

Переход от 2D к 3D CAD­системе в компании AESSEAL позволил выполнять технический проект сложного механического уплотнения всего за полчаса, а не за два­три дня. К тому же раньше еще день уходил на ручные расчеты и переделку управляющих программ для станков с ЧПУ. Теперь же компания AESSEAL отправляет поставщикам литейной оснастки проектные решения в 3D­формате, которые они могут непосредственно использовать. Помимо этого, компания впервые смогла показать заказчикам внутреннее устройство и анимированные модели изделий — это сотни тщательно спроектированных деталей уплотнения, а не просто металлический корпус, скрывающий его содержимое.

Цифровые процессы позволяют справляться с высокой сложностью конструкторско­технологического проектирования.

Встраивание датчиков и приводов в изделие

В нефтегазовом оборудовании всё чаще применяются GPS­трекеры и другие электронные компоненты, поэтому в ходе проектирования необходимо разрабатывать электросхемы. В то же время в изделие входят несущие рамы из готовых металлоконструкций. Компьютерные расчеты такой рамы на прочность, включая определение оптимальных мест размещения сварных швов, гарантируют безопасную эксплуатацию и снижают материалоемкость, что экономит и время, и деньги.

Производители не только проектируют и изготавливают продукцию. На изделие необходимо разрабатывать документацию по сборке, монтажу и техническому обслуживанию. В рамках цифрового процесса документация создается быстро и точно на основе цифрового макета изделия. Представление компоновки и трасс прокладки трубопроводов на 2D­чертеже недостаточно для монтажа оборудования на нефтеперерабатывающем заводе. Для решения этой задачи создаются 3D­проекции трубных сегментов, а монтажники при выполнении работ просматривают 3D­модели на мобильных устройствах.

В нефтегазовой отрасли многие изделия зачастую являются уникальными и изготавливаются на заказ. Ручное создание сложной уникальной продукции существенно затрудняет как подготовку ценовых предложений, так и выполнение заказа. При проектировании уникальных изделий конструкцию тысяч деталей и узлов необходимо согласовать с конкретными требованиями и процессами заказчика, что невозможно выполнить без наличия цифровых процессов подготовки производства.

Опрос, проведенный недавно компанией Tech-Clarity, показал, что важнейшими факторами успешного выпуска уникальных изделий являются скорость, точность и эффективность процессов разработки

Опрос, проведенный недавно компанией Tech­Clarity, показал, что важнейшими факторами успешного выпуска уникальных изделий являются скорость, точность и эффективность процессов разработки. Ведущие предприятия конструируют изделия быстрее. Они оперативно предоставляют точные ценовые предложения. Им удается снижать себестоимость, но при этом поставлять большие и сложные системы, точно соответствующие потребностям заказчика. При получении заказа они выполняют разработку быстрее, точнее и эффективнее. Наконец, заказчик получает более точный комплект документации.

Для реализации всех этих преимуществ необходимо внедрение соответствующих цифровых процессов. Успешные изготовители уникальных изделий применяют технологии автоматизированного проектирования и средства управления различными исполнениями изделий. При этом происходит фиксация знаний, повышается эффективность труда инженеров, снижается число ошибок, а самое главное — создаются процессы, которые совершенствуются на основе опыта, накапливаемого при выполнении каждого нового проекта. Такие предприятия точно знают, какие материалы нужно будет заказать и в какой момент. У них имеются автоматизированные средства подготовки ценовых предложений, разработки управляющих программ для станков и создания эксплуатационной документации. При этом предприятия не теряют деньги, выходя за рамки бюджета, и не тратят ресурсы на устранение ошибок в изделиях. Они применяют цифровые инструменты, повышающие производительность труда и оптимизирующие весь процесс выполнения заказа, что приводит к росту объемов продаж и прибыли предприятия.