«Газпром нефть» внедрила цифровую систему управления логистикой в Арктике

2019: Внедрение интеллектуальной цифровой системы управления арктической логистикой

Компания «Газпром нефть» 9 апреля 2019 года сообщила TAdviser о внедрении интеллектуальной цифровой системы управления арктической логистикой КАПИТАН собственной разработки. Проект реализован с целью обеспечения бесперебойной транспортировки всего объема добываемой нефти сортов ARCO и Novy Port с удаленных активов и оптимизации управления логистикой. В то же время, по оценкам представителей «Газпром нефти», у системы большие рыночные перспективы — присоединение к ней сторонних компаний может обеспечить прорыв в освоении стратегического региона.

Наши арктические проекты развиваются, и компания последовательно создает условия для оптимизации процессов транспортировки нефти. Мы уже реализовали логистическую схему круглогодичного вывоза нефти. Цифровая система «Капитан» позволит повысить ее эффективность и безопасность, оптимизировать состав флота и затраты на эксплуатацию. За счет использования цифровых технологий мы сможем обеспечить вывоз растущих объемов добычи в Арктическом регионе, — отметил Анатолий Чернер, заместитель генерального директора по логистике, переработке и сбыту «Газпром нефти».

Предпосылки

Вывоз углеводородов с арктических месторождений «Газпром нефти» — Новопортовского и Приразломного — в силу ряда причин возможен только морским транспортом: первое месторождение расположено на шельфе Печорского моря, а второе, находящееся на полуострове Ямал, удалено на значительное расстояние от традиционной инфраструктуры транспортировки нефти. В таких условиях критичной становится грамотная логистика, ведь любые сбои в отгрузке повышают риски переполнения резервуарного парка, что может привести к ограничению уровня нефтедобычи.

При составлении плана отгрузок также необходимо учитывать ежемесячные объемы добычи нефти, возможности ее накопления в резервуарных парках, ограничения по швартовкам к терминалам. Сырье с активов вывозится с помощью 12 танкеров-челноков, совершающих регулярные круговые рейсы между плавучим нефтехранилищем (ПНХ) «Умба» в Кольском заливе недалеко от Мурманска, платформой в Печорском море (2 танкера) и терминалом «Ворота Арктики» в Обской губе (10 танкеров). Несмотря на то что все танкеры обладают усиленным ледовым классом, позволяющим им работать в Арктике, для их безопасного и эффективного движения в период зимней навигации в Карском море и в Обской губе привлекаются атомные ледоколы «Атомфлота». Система осуществляет выбор оптимального маршрута на основании учета погодных и климатических условий, а также анализа космических снимков ледовой обстановки.

В свою очередь, через ПНХ «Умба» ежемесячно отгружается около 1 млн тонн нефти двух сортов, и для того, чтобы ее вывоз происходил своевременно и бесперебойно, нужно координировать подход порядка 50 судов (танкеров-челноков, танкеров-отвозчиков, бункеровщиков) к нефтехранилищу, в том числе движение 10–12 танкеров-отвозчиков — судов, которые доставляют арктическую нефть конечным потребителям. Всего же логистам приходится синхронизировать действия 15 участников процесса транспортировки нефти: пяти дочерних обществ «Газпром нефти» и десяти сторонних организаций.

Ручные логистические расчеты для такого количества участников и с учетом постоянного растущего объема данных оказались слишком трудоемкими и малоэффективными. На то, чтобы составить вручную план на месяц, специалисты тратили сутки, а разработка трехлетнего плана растягивалась на несколько дней. И это в условиях постоянно меняющихся вводных. Поэтому, после того как в 2016 году «Газпром нефть» начала полномасштабный круглогодичный вывоз нефти со своих арктических активов, оптимизация логистических расчетов стала задачей номер один. Для ее решения в компании был инициирован проект по автоматизации управления арктической логистикой.

Задачи проекта

По задумке «Газпром нефти», внедрение комплексного цифрового решения должно было обеспечить минимизацию расходов на транспортировку всего объема добываемой в Арктике нефти и снизить риски, сопутствующие добыче и логистике в Арктике.

Задачи системы «Капитан»:

• безопасно управлять логистикой в Арктике;
• круглосуточно отслеживать параметры доступности месторождений и нефтехранилищ компании с учетом прогноза погодных условий, включая данные по ледовой обстановке, что позволяет при необходимости оперативно корректировать логистику арктического флота «Газпром нефти»;
• за счет накопленных исторических данных прогнозировать потенциальные ограничения, которые могут возникнуть на пути движения судов, и предлагать оптимальные и более безопасные маршруты.

Возможности внедренной системы

Система, разработанная специалистами «Газпром нефти», работает в трех режимах: долгосрочное и оперативное планирование, диспетчеризация арктического флота и аналитика с использованием искусственного интеллекта.

Аналитическая система использует такие потоки информации, как объемы суточной добычи на Новопортовском и Приразломном месторождениях «Газпром нефти» и объемы накопления нефти в нефтехранилищах, местоположение и параметры движения судов, данные о ледовой обстановке на маршрутах, графиках приливов и отливов, погодных условиях, возможность формирования новых стандартных для рынка партий поставок сырья. Метавселенная ВДНХ 2.7 т

Результатом работы «Капитана» является график движения судов и взаимосвязанный с ним график отгрузок нефти с нефтеналивных терминалов на месторождениях и с ПНХ «Умба». Одним кликом мышки пользователь системы может получить в режиме онлайн всю необходимую информацию об объемах суточной добычи нефти на интересующий период, о том, сколько нефти находится в резервуарах, точные даты и время подхода танкеров-челноков и танкеров-отвозчиков к терминалам. На экране компьютера видно, как происходит погрузка или выгрузка нефти с танкера, местонахождение и параметры движения судов, остатки топлива на танкерах, в каком месте находится ледокол или судно обеспечения и когда запланирована ледовая проводка.

Изначально мы планировали строить только графики подхода танкеров к терминалам на месторождениях и к плавучему нефтехранилищу с учетом ледокольных проводок. Эту задачу наши разработчики решили быстро. Но параллельно возникла потребность в мониторинге движения судов, чтобы иметь представление, где в какой момент времени находятся танкеры, с какой скоростью и в каких погодных условиях они движутся, сколько времени они тратят на путь в балласте (без груза) и с грузом. Далее появилась идея объединения мониторинга и планирования, чтобы в итоге мы могли контролировать, как весь процесс движения судов отражается на финальном результате — вывозе всей нефти, добываемой на месторождениях, — поведал об эволюции «Капитана» начальник управления логистики нефти арктических проектов Рафаэль Валиуллин.

Функционал системы позволяет в режиме реального времени вести комплексный анализ эффективности эксплуатации флота, оценивая скорость движения на маршруте, расход топлива, объем загрузки судов. «Капитан» осуществляет онлайн-мониторинг местоположения и параметров движения судов, грузовых операций, маршрутов и ледокольных проводок.

Подключение к комплексу автоматического планирования данных из инфраструктуры месторождений дало возможность мониторинга нефтедобычи на земле. Пока эта информация обновляется раз в два часа, но предполагается, что в дальнейшем сведения о текущих объемах добычи нефти будут поступать в режиме онлайн, уточнили в «Газпром нефти».

«Капитан» способен не только контролировать настоящее, но и прогнозировать будущее. Для этого система постоянно обучается. По состоянию на апрель она умеет учитывать текущие и прогнозные метеоусловия при планировании на ближайшую перспективу и выбирает оптимальный для танкера маршрут следования с учетом направления и силы ветра, температуры воздуха, оперативной ледовой обстановки.

Кроме того, в «Капитане» реализован функционал предиктивной аналитики. Система накапливает большой объем статистических данных, которые она постоянно обрабатывает и анализирует, делая выводы с помощью искусственного интеллекта. Пока в базе «Капитана» есть все данные по навигации 2017–2018 годов, также имеется возможность добавления в нее исторических данных и параметров.

Итоги проекта

По отзыву представителей «Газпром нефти», внедрение системы позволило значительно сократить сроки планирования и согласования операций по отгрузке нефти и оптимизировать транспортные издержки.

На апрель 2019 года «Капитан» формирует график движения судов на месяц за 5 минут, а составление перспективного плана на 3 года с почасовой дискретностью занимает около двух часов. Каждый день система анализирует около 7 тысяч различных входных параметров, ежечасно выбирая оптимальное решение из более чем 66,5 млн вариантов. Если оно существенно расходится с утвержденной версией графика или каким-то образом влияет на выполнение производственного плана, то система автоматически корректирует все дальнейшие процессы таким образом, чтобы нивелировать выявленное отклонение.

Система самостоятельно формирует оптимальный график использования танкерного и ледокольного флота, отгрузок с терминалов и плавучего нефтехранилища и синхронизирует все звенья цепочки поставок. В целом ее функционал позволяет оперативно формировать график отгрузок нефти с горизонтом до трех лет, что обеспечивает возможность оптимизации состава фрахтуемого и собственного флота компании, подвели итоги в «Газпром нефти».

Как подчеркнули в компании, система способна анализировать движения судов как собственного, так и привлеченного флота и прогнозировать среднюю скорость танкеров на маршрутах, расход топлива, рассчитывать удельные затраты на транспортировку нефти. Это позволяет оценивать эффективность работы флота и оптимизировать его состав.

Так, составляя трехлетний план на 2019–2021 годы с помощью «Капитана», мы увидели, что можем обойтись без фрахта одного танкера-челнока, который мы изначально собирались использовать. В общем же за счет оптимизации логистики нам удалось снизить в 2018 году удельные затраты на вывоз 1 тонны нефти с арктических месторождений на 10% относительно показателей 2017 года. И это не предел, — уверен Рафаэль Валиуллин.

Перспективы развития

В ближайших планах создателей «Капитана» — научить программу прогнозировать дрейф льда на основе ледовых снимков, получаемых со спутников, с использованием данных о морских течениях, направлении и силе ветра. Это необходимо, чтобы оптимальным образом рассчитывать маршруты танкеров-челноков. Пока такой анализ осуществляется вручную, но уже в 2020 году эти расчеты, как планируется, будет делать искусственный интеллект.

Еще одна важная задача в рамках развития «Капитана» — организация передачи необходимой для управления арктической логистикой информации через отечественные спутники. «Газпром нефть» уже ведет переговоры с компанией «Газпром космические системы» о запуске новых спутников с установленными приемниками автоматической идентификационной системы (АИС). По задумке «Газпром нефти», это позволит наладить сбор телеметрических данных с судов компаний-пользователей «Капитана» с помощью российского контрагента и отказаться от услуг зарубежных поставщиков. Также компании обсуждают вопрос о запуске спутников космической радиолокационной съемки с хорошим разрешением, что, как ожидается, позволит получать оперативные данные об изменении ледовой обстановки от отечественных операторов, а не от иностранных подрядчиков.

Помимо всего, как убеждены в нефтегазовой компании, цифровую систему «Капитан» можно использовать не только для управления логистикой нефтедобычи «Газпром нефти», но и для проектов, которые реализуют в Арктике другие компании.

Синергетический эффект повысит эффективность совместных действий, а добавление в систему новых пользователей позволит в разы увеличить объем исторических статистических данных, на основании которых система осуществляет прогнозирование и расчеты. Это, в свою очередь, даст новые возможности для использования функционала предиктивной аналитики, — заключили в «Газпром нефти».

Так, в будущем присоединиться к «Капитану» теоретически сможет любая организация или компания, действующая в Арктическом регионе. Цифровая система пока проходит этап тестирования. Предполагается, что ее выход на широкий рынок поможет в освоении стратегического для страны Арктического региона и будет способствовать активному развитию удаленных территорий российского Крайнего Севера.

Система «Капитан» уже значительно облегчила работу логистов. Но мы не останавливаемся на достигнутом и ставим перед собой более амбициозные задачи: например, осуществлять анализ толщины льда по космическим снимкам и прогнозировать ледовую обстановку на основе нейронных сетей. В системе уже ведется сбор исторических данных по ледовой обстановке для дальнейшего обучения искусственного интеллекта, — добавил со своей стороны Сергей Овчинников, начальник департамента систем управления блока логистики, переработки и сбыта «Газпром нефти».

По оценкам председателя Правления «Газпром нефти» Александра Дюкова, в перспективе «Капитан» имеет потенциал стать частью комплексного плана по модернизации и расширению магистральной инфраструктуры для увеличения грузопотока по Северному морскому пути.