Цифровая трансформация СИБУРа

Три направления цифровой трансформации

Программа цифровизации производства на  «Нижнекамскнефтехиме»  стартовала в июле 2022 года. Поэтапно на заводах компании в пилотном режиме внедрялись различные цифровые инструменты. 

Появился цифровой офис как отдельное подразделение. Его основная задача – внедрение цифровых инструментов по нескольким четко структурированным направлениям деятельности. 

Первое – это продвинутая аналитика: 

• «ЭКОНС» ; 

• СУУТП ;

• технологическое моделирование;

• предиктивная диагностика.

Второе – цифровизация процессов: 

• мобильные обходы;

• цифровые наряды-допуски;

• товарно-материальный баланс и энергетический баланс.

Третье направление – это набор инструментов Индустрия 4.0, куда входят:

• беспроводные датчики;

• беспилотники;

• интеллектуальное видеонаблюдение;

• течеискатели и другие инструменты. 

Коллектив цифрового офиса не только развивает и внедряет цифровые инструменты, но и тиражирует на «Нижнекамскнефтехиме» практики СИБУРа.

Инновационные технологии позволяют нам:

• снизить затраты на сырье, логистику, обслуживание оборудования и ремонты;

• увеличить качество и объемы выпускаемой продукции;

• повышать уровень безопасности и экологичности наших производств. 

Все это в конечном счете ведет к росту доходности активов: по оценкам различных экспертов, цифровизация в нефтехимии может приносить до 10% прибыли, включая все структурные подразделения: производство, технологию, продажи, логистику и т.д., до вычета расходов в год.

«ЭКОНС»

«ЭКОНС» – основной инструмент визуализации ключевых показателей производства, которыми мы напрямую влияем на экономику производства, сокращение потерь, повышение эффективности. 

Так, например, на заводе этилена мы выявили потери продукта на одном из производств. Команда «ЭКОНС»:

• собрала всю необходимую информацию;

• провела статистический анализ;

• определила, что при выдерживании определенных параметров колонны мы сможем сократить потери целевого продукта, увеличив выработку пропилена.

«ЭКОНС» может работать и с рисками. Например, визуализация токовой нагрузки на одном из производств способствовала увеличению контроля со стороны технологического персонала и скорости принятия решений, что минимизировало риски внепланового останова установки, всего производства и, соответственно, выпуска некачественной продукции.

СУУТП

СУУТП – это специализированная система, которая, как автопилот, управляет технологическим процессом. Оператор процесса определяет допустимые границы технологических параметров, необходимое качество продукции, а система сама удерживает параметры в этих границах. При этом СУУТП выполняет оптимизацию, например, минимизирует расход энергоносителей или максимизирует производительность установки при допустимых параметрах качества, что позволяет получить хороший экономический эффект. 

Классическим примером работы СУУТП является управление  ректификационной колонной , в которой СУУТП учитывает изменение расхода сырья в аппарате, давление в колонне, температуру куба и т.д. При этом система вырабатывает сразу несколько корректирующих воздействий на процесс. 

Работа СУУТП, когда учитываются все параметры технологического узла, безусловно, приводит к стабилизации качества выпускаемой продукции. Более того, система позволяет в онлайн-режиме по текущим значениям технологических параметров спрогнозировать качество продукта, а значит, внести своевременные корректировки в управление процессом.   

Технологическое моделирование

Технологическое моделирование – область цифровой трансформации процессов, позволяющая с помощью специализированного программного обеспечения построить точную термодинамическую модель технологической установки, узла, аппарата.

На этапе проектирования с помощью созданной модели можно подобрать подходящее для данного процесса оборудование, спроектировать оптимальные материальные, тепловые и вспомогательные потоки, то есть более эффективно использовать капиталовложения и минимизировать дополнительные инвестиции. 

При модернизации существующих производств, не экспериментируя в реальных условиях, мы можем оптимизировать технологический режим, достичь высокой эффективности: произвести максимальный объем качественной продукции с минимальными энергозатратами.

Предиктивная диагностика

Предиктивная диагностика – это набор определенных инструментов и методов, при помощи которых проводится диагностика работы агрегатов. Ее преимущество заключается в раннем обнаружении отказов с последующим их анализом и прогнозированием. 

При раннем обнаружении отказов имеется достаточное время на:

• подготовку к ремонтным работам;

• грамотное распределение ремонтного персонала. 

Кроме того, инструменты предиктивной диагностики позволяют на некоторых агрегатах перейти от реактивного и планово-предупредительного обслуживания на обслуживание по состоянию. 

Также эти инструменты минимизируют риски внепланового останова агрегата, снижают  УМД . Эффект от внедрения – повышение механической готовности оборудования, увеличение времени полезной работы.

Вызовы цифровой трансформации

1. Задержки поставок оборудования. При внедрении инструмента «Мобильные обходы» столкнулись со сложностью поставок взрывозащищенных смартфонов, ранее закупаемых для предприятий СИБУРа, из-за отсутствия на рынке их необходимого количества.  Была проведена значительная работа по поиску альтернативных поставщиков и тестированию нового оборудования, и в результате предприятие укомплектовано необходимой техникой.  

2. Переход на российское ПО. Основной сложностью при внедрении СУУТП стал уход иностранных вендоров, предоставлявших специализированное ПО. Однако на помощь пришел отечественный производитель. Таким образом, проект СУУТП на «Нижнекамскнефтехиме» – это еще и пример импортозамещения и развития отечественного ПО.

3. Обеспечение приживаемости цифровых инструментов. Необходимо было объяснить и показать, как каждый пользователь цифрового инструмента может влиять на прибыль компании и, соответственно, на свою тоже. 

4. Параллельное внедрение цифровых инструментов, инженерных стандартов и изменений по организационной структуре. То есть количество изменений на каждого сотрудника значительное. Но люди погружаются, получают разъяснения, начинают сами искать возможности внедряемых инструментов и предлагают дополнительные разработки.

5. Донесение концепции цифровой трансформации. Вопреки распространенному заблуждению цифровизация позволяет не только оптимизировать процессы, но и создавать новые области деятельности. Потому что технологии не заменяют людей, а лишь являются  их помощниками . С одной стороны, инновации избавляют сотрудников от рутинных «ручных» действий, а с другой – обогащают экспертизу сотрудников при принятии решений, делая их более точными и взвешенными.

Экологический эффект цифровой трансформации

Повысить эффективность производства с учетом принципов безопасности и экологичности – еще одна задача цифровой трансформации. Так, в процессе внедрения инструмента «ЭКОНС» и проработки гипотез по эффективности производства стало ясно, что он в том числе помогает следить и за влиянием производства на экологию территории присутствия. С помощью этого цифрового инструмента операторы вовремя реагируют и изменяют параметры технологического режима, чтобы все показатели соответствовали необходимым требованиям.

В январе 2023 года команда внедрения «ЭКОНС» начала расширять границы своего функционала – появились первые визуальные панели «Экология». Они отражают спидометры, которые влияют на экологическую составляющую технологического процесса. Всего разработано четыре экопанели и 15 спидометров, а также выведены 38 ключевых лабораторных показателей.

Но и остальные панели «ЭКОНС», которые не имеют значка «Эко», визуализируют и позволяют контролировать более 100 показателей, которые так или иначе влияют на окружающую среду. 

В качестве примера можно привести наш главный теплоноситель – воду. Если процесс идет эффективно, то предприятию требуется меньше воды на технологические нужды, соответственно, меньше воды нужно очищать с помощью биологических очистных сооружений. 

Сейчас экопанели действуют на двух пилотных заводах этилена и бутилового каучука. С помощью только одной экопанели в одном из цехов завода этилена с сентября по декабрь прошлого года удалось снизить выброс углекислого газа по одному из потоков на 40,3 %. 

В контексте экологической безопасности такой проект, как «Мобильные обходы», позволяет:

• выявить отклонения в параметрах работы технологического оборудования на ранней стадии;

• осуществлять визуальный контроль, тем самым предотвращая развитие потенциальной аварийной ситуации, которая напрямую может повлиять на окружающую среду;

• уменьшить потребление офисной бумаги , всевозможных журналов, бланков документов и т.д.;

• снизить использование оргтехники в работе;

• уменьшить необходимость  в хранении бумаг и дальнейшей утилизации .

Кроме того, анализ накопленных данных позволяет совершенствовать деятельность предприятия, повышая его эффективность и улучшая финансово-экономические показатели. 

Значительный экологический эффект дают и инструменты из области  Индустрии 4.0 :

1. Применение БПЛА позволяет проводить оперативные обследования территории на предмет повреждений или отклонений от регламента.  Облеты технологического оборудования с инфракрасной камерой позволяют выявлять локальный уровень температуры на корпусах оборудования с различных ракурсов и в труднодоступных для персонала местах, повышая информативность по техническому состоянию;

2. Система отбора проб позволяет проводить экомониторинг речных вод;

3. Интеллектуальное видеонаблюдение позволяет выявлять любые визуальные аномалии в состоянии технологического оборудования, режимов его работы, производить контроль горения пламени факела. Все это позволяет своевременно принимать решения о необходимости  митигирующих мероприятий  по сохранению экологического состояния и работоспособности оборудования;

4. Применение решений промышленного интернета вещей  IIoT  способствует повышению автоматизации некритичных процессов на производстве и позволяет своевременно подключать резервное оборудование в случае технологической необходимости. Также за счет датчиков возможно производить оптимальное распределение нагрузки на оборудование. 

Экономическая эффективность предприятия и стремление минимизировать воздействие на окружающую среду в нашей компании идут рука об руку. Мы заботимся об экологии и будущих поколениях, а цифровые инструменты отлично в этом помогают.

Экономический эффект цифровой трансформации

Работу по проекту цифровой трансформации на наших площадках мы начали в июле 2022 года. На сегодняшний день мы имеем: 

• сплоченную команду из четырех структурных подразделений: цифровой офис, технологический персонал цехов, служба главного технолога и финансово-экономический блок;

• экономический эффект – 216 млн рублей, что на 54 млн рублей больше плана. В 2023 году планируем получить еще больший эффект. Всего же, по подсчетам специалистов, использование внедренных цифровых инструментов позволит предприятию получить до конца 2026 года около 2,5 млрд рублей.

Такие результаты стали возможны благодаря вовлеченности в проект руководителей и технологического персонала и тесному взаимодействию их с командой внедрения. Но в перспективе успехи от применения новых технологий будут зависеть исключительно от наших сотрудников.