Verdoppelung auf Digital

Die integrierte digitale Twin-Plattform von ix3 setzt Daten in einen Kontext. Das bedeutet, dass Daten über die gesamte Lebensdauer des Assets hinweg konsistent, kohärent und verbunden sind. (Bild: x3)

Unternehmen, die ihre Investitions- und Betriebskosten in der realen Welt erfolgreich senken, nutzen häufig die digitale Welt.

Es gibt einen Grund, warum Begriffe wie Big Data, Digitalisierung, künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen und das digitale Ölfeld die Gespräche über Technologie und Geschäftspläne dominieren. Aber was bedeuten diese Begriffe eigentlich? Wie können Unternehmen ihre Cybersicherheitsrisiken mindern? Und wie genau können diese Technologien der Öl- und Gasindustrie zugute kommen?

Anbieter, die sich im digitalen Bereich verdoppeln, bieten eine Vielzahl von Lösungen in so unterschiedlichen Bereichen wie Asset Integrity Management, Internet-of-Things-Anwendungen (IoT), Engineering und Wetter an.

Digital werden
Die Digitalisierung bringt das Analoge in die digitale Welt, oder, wie Russ Bodnyk, das Prinzip von Coded Intelligence, sagt, "nimmt die Realität um uns herum und übersetzt sie in nutzbare Informationen auf einem Computer." Das können Sensoren sein, die die Temperatur messen , Druck- oder Vibrationsmessungen und Protokollierung der Daten.

Das Ausmaß der Digitalisierung nimmt exponentiell zu, was zum Teil auf das Datenvolumen zurückzuführen ist, das mit Geräten für das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) generiert wird, so Bodnyk.

"Wir sind an die Grenzen des traditionellen Big Data gestoßen", sagt er. "Maschinelles Lernen wurde zum Teil aus der Not heraus geboren."

Maschinelles Lernen kann von Menschen überwacht oder unbeaufsichtigt sein. Künstliche neuronale Netze, bei denen es sich um Computersysteme handelt, die dem menschlichen Gehirn und Nervensystem nachempfunden sind, und tiefes Lernen sind ebenfalls für die Fortschritte bei der KI verantwortlich.

„Die KI kann nicht 100% der Arbeit von jemandem erledigen. Die KI kann im Allgemeinen routinemäßiger, weltlicher und vorhersehbarer sein “, sagt Bodnyk. "KI ist nicht gut mit Kontext, Kausalzusammenhängen oder Kognition."

Noch.

In den nächsten 25 Jahren wird KI wahrscheinlich mehr als die Hälfte dessen leisten können, was Menschen können, und in den nächsten 50 Jahren mehr als drei Viertel davon bewältigen können, sagt er.

"Kreativität ist eine der letzten Bastionen der traditionellen Intelligenz, die nur von Menschen genutzt wird", sagt er. „Die KI gibt den Menschen die Möglichkeit, ihren Träumen zu folgen, und die Freiheit, auf eine Weise zu interagieren, die sie bereits mögen. Es gibt so viele Möglichkeiten, wie KI Unternehmen helfen kann. Langfristig erleichtert es die Arbeit, trifft profitable Entscheidungen, reduziert das Risiko und gibt die richtige Intelligenz zur richtigen Zeit. “

KI sei noch kein wesentlicher Bestandteil der Informationssicherheit, er erwarte jedoch interessante Entwicklungen in diesem Bereich.

„Der beängstigende Teil ist, dass Sicherheit oft reaktiv ist. AI macht überzeugendere Deep Fakes, erleichtert das Hacking biometrischer Authentifizierungen, erhöht die Anzahl der Ransomware-Angriffe und anderer Angriffe “, sagt Bodnyk.

Sicherheit im digitalen Zeitalter
Eine der Herausforderungen für die Öl- und Gasindustrie bei der Cybersicherheit besteht darin, dass sich die Sicherheit der Informationstechnologie (IT) erheblich von der Sicherheit der Betriebstechnologie (OT) unterscheidet, so Ian Bramson, weltweiter Leiter für Cybersicherheit bei der ABS Group, einer Tochtergesellschaft des Amerikaners Seeverkehrsbüro (ABS). IT-Angriffe zielen oft darauf ab, einen finanziellen Vorteil zu erlangen oder die Geschäftsaktivitäten zu stören, während OT-Angriffe darauf abzielen, den realen Betrieb zu stören oder zu stoppen, was Auswirkungen auf die Sicherheit des Standorts, die öffentliche Sicherheit und die Umweltsicherheit haben kann.

Da die Ölindustrie mehr OT-Systeme miteinander verbindet, entstehen auch Risikopunkte, die den „bösen Jungs“ mehr Möglichkeiten bieten, in die Kerngeschäfte einzusteigen und diese zu beeinflussen. "Systeme, die nie für die Verbindung gedacht waren oder entwickelt wurden, sind jetzt verbunden", sagt er.

Ein klares Verständnis der Konnektivität einer Operation ist die Grundlage eines soliden Cybersicherheitsplans. Das bedeutet, dass man sich anschaut, wie zwei Elemente sowohl in der realen als auch in der digitalen Welt miteinander verbunden sind und die möglichen Folgen eines Angriffs herausfindet. Der nächste Schritt besteht darin, zu bestimmen, was zu tun ist, wenn ein Angriff auftritt.

„Cybersicherheit beruht auf zwei Dingen: Sichtbarkeit und Kontrolle. Kann ich sehen, was passiert, und kann ich etwas dagegen unternehmen? “

Und es ist eine sich ständig verändernde Landschaft, vor allem, weil die OT-Umgebung sowohl für die Angreifer als auch für die Verteidiger eine neue ist, sagt er.

„Die Betreiber versuchen herauszufinden, wie sie die Grundlagen umsetzen und wie sie vorankommen können. Cybersicherheit heißt nicht, sie zu setzen und zu vergessen. Wenn Sie die Digitalisierung hinzufügen, steigt die Konnektivität und die Art und Weise, wie sie angreifen, wird sich ändern “, sagt er. "Es gibt einen aktiven Gegner, mit dem der größte Teil dieser Branche noch nie zuvor konfrontiert war."

Und wenn es zu Angriffen kommt, werden sie aufgrund des Expositionsrisikos nur selten öffentlich gemeldet, stellt Bramson fest.

Vorschriften zur OT-Sicherheit kritischer Infrastrukturen sind im Entstehen begriffen, und Bramson geht davon aus, dass einige dazu veranlasst werden, Cyber-Bewertungen durchzuführen. Er warnt jedoch davor, dass es einen Unterschied zwischen der Einhaltung geltender Vorschriften und der tatsächlichen Sicherheit gibt.

"Cybersicherheit ist ein zentrales Geschäftskriterium", sagt er. "Es hilft, Ihre OT-Systeme zu schützen, um die Wahrscheinlichkeit eines Angriffs zu verhindern, und wenn Sie angegriffen werden, hilft es Ihnen, die Folgen des Angriffs zu begrenzen."

Überwachungssysteme
Die Kombination von Domänenwissen mit digitaler Technologie brachte der Unterwasserbranche Condition Performance Monitoring (CPM) ein Überwachungssystem ein, das kontinuierlich aktualisiertes Wissen über das Integritätsmanagement von Assets in Echtzeit bereitstellt. Laut Julie Cranga, VP für Digital Subsea bei TechnipFMC, hilft CPM den Eigentümern von Assets, den Betrieb zu maximieren und gleichzeitig Ausfallzeiten, Geräteausfälle und Sicherheitsvorfälle zu vermeiden.

CPM sucht nach der Ursache für Geräteprobleme und prognostiziert Gerätefehler, damit eine vorbeugende Wartung geplant werden kann. CPM führt dies durch, indem riesige Datenmengen verarbeitet werden, die von zahlreichen Sensoren an Geräten generiert wurden.

"Was Kunden mit einem System wie CPM mögen, ist, dass sie mehr Vertrauen haben", sagt Cranga. „Sie haben mehr Informationen über ihr Vermögen. Alle Daten kommen im Kontrollraum an. Sie können in Echtzeit sehen, was passiert. Es gibt ihnen zusätzliche Einblicke, um die richtige Entscheidung zu treffen. “

Einige Kunden des Unternehmens haben mithilfe von CPM eine Reduzierung der Kosten für bestimmte Inspektions-, Wartungs- und Reparaturumfänge um bis zu 30% dokumentiert und die erforderliche Anzahl von Offshore-Mitarbeitern reduziert. In einem Unterwassereingriff nutzte ein Betreiber die CPM-Dienste von TechnipFMC, um das Herunterfahren eines Bohrlochs zu verhindern und schätzungsweise 50 Millionen US-Dollar an Reparaturen und Produktionsausfällen zu sparen.

CPM von TechnipFMC liefert wertvolle Erkenntnisse zur Unterstützung von Vorgängen. (Bild: TechnipFMC)

Das Unternehmen sieht keine Grenzen für das „Potenzial der Digitalisierung, um das zu tun, was wir besser können, und um einige neue Möglichkeiten zu erschließen“, sagt Cranga.

Eine davon besteht darin, die Macht der KI für die Verwaltung des Inventars zu nutzen.

„Wir sind in der Lage, die Materialnachfrage mit der Verfügbarkeit des Lagers zu erfüllen“, sagt sie. "Die App" Überbestände "führt Millionen von Kombinationen durch, um die Zuordnung von Materialien zu unserem Überbestand zu erleichtern."

Das im Jahr 2018 eingeführte Bestandsverwaltungssystem hat TechnipFMC bislang intern mehr als 1,5 Millionen US-Dollar erspart, sagt sie.

„Heute haben wir sowohl die Möglichkeit, auf Daten zuzugreifen, als auch die Technologie, um diese Daten zu nutzen“, sagt sie. „Bis vor einigen Jahren standen die digitale Infrastruktur, die Konnektivität und die Rechenleistung nicht zur Verfügung.“

Bereitstellen von IoT
Baker Hughes, ein Unternehmen von GE, und der KI-Spezialist C3.ai gründeten im Juni ein Joint Venture (JV), um die Domänen Informationstechnologie (IT) und Betriebstechnologie (OT) zu verbinden. Das Joint Venture mit dem Namen BakerHughes C3.ai soll digitale Transformationstechnologien bereitstellen, um die Produktivität der Öl- und Gasindustrie auf ein neues Niveau zu heben.

Ed Abbo, President und CTO von C3.ai, sagt, das Unternehmen helfe Unternehmen, den Entwurf, die Entwicklung und den Einsatz von KI- und IoT-Anwendungen zur Transformation von Unternehmen, einschließlich Öl und Gas, zu beschleunigen.

„Ein Großteil der Daten wird nicht wirklich analysiert oder verarbeitet. Es wird gesammelt und vernachlässigt “, sagt Abbo. Er glaubt, dass diese Daten der Schlüssel zu einem enormen Potenzial sind: den Breakeven-Preis für Öl zu senken und die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Betriebs zu verbessern.

Laut BHGE trägt AI im Öl- und Gassegment zur Verbesserung der Gesamtleistung bei, indem es große Datenmengen aufnimmt, sich mit bestimmten Betriebsumgebungen auskennt und Probleme vorhersagt, bevor sie auftreten, damit die Bediener ihre Planung, Personalausstattung, Beschaffung und Sicherheit verbessern können.

Dan Brennan, Vice President of Digital bei BHGE, erklärt: „Künstliche Intelligenz und Technologie für maschinelles Lernen können in Kategorien wie Ausrüstungszuverlässigkeit und Produktionsoptimierung einen echten Mehrwert schaffen. Das Versprechen von AI ist, dass es Unternehmen dabei helfen kann, „Wert aus dem ständigen Zufluss von Betriebsdaten und Daten, die vor 10 Jahren gestrandet waren, freizusetzen“, sagt er.

Shell hat BHGEs JewelSuite lange Zeit für die Modellierung von Reservoirs verwendet und 2018 den Einsatz der C3.ai-Plattform angekündigt, um die digitale Transformation des Unternehmens voranzutreiben.

Vor kurzem gaben BHGE und C3.ai die Einführung der AI-fähigen BHC3-Zuverlässigkeitsanwendung bekannt, die historische Daten und Echtzeitdaten von ganzen Systemen verwendet, um anormale Zustände zu identifizieren, die zu Geräteausfällen und Prozessstörungen führen.

Ingenieurpraktiken
„Öl und Gas digitalisieren sich schon immer. Reservoirmodelle, seismisch, aber niemand digitalisiert wirklich die Topmodelle “, sagt Dean Watson, Chief Operating Officer und Executive Vice President für Subsea Lifecycle Services von Aker Solutions.

Ein Teil des Problems bestand darin, die Daten sinnvoll zu machen, da die Hersteller auf unterschiedliche Weise digital auf Geräte verweisen und die Bediener unterschiedliche Namenskonventionen für Geräte wie Kompressoren in einer Anlage verwenden. Darüber hinaus stellen verschiedene Softwaresysteme Daten auf unterschiedliche Weise dar, was die Integration und Extraktion von Daten erschwert.

„Auch wenn sie ähnlich sind, unterscheiden sie sich voneinander“, sagt Are Føllesdal Tjønn, Leiter von ix3, dem Software- und Digital-Service-Unternehmen, mit dessen Hilfe die Betreiber ihre Feldentwicklungsprojekte beschleunigen und die Anlagenleistung optimieren können, die Aker Solutions im Mai auf den Markt gebracht hat. "Wir brauchten eine Lösung, mit der wir Daten aus vielen Quellen extrahieren und sie konzeptionieren und auf kohärente und konsistente Weise für verschiedene Quellen und Kundenstämme aussagekräftig machen konnten."

Im Grunde geht es in ix3 um verschiedene Arten der Klassifizierung von Daten. Daher hat das Team viel Zeit und Mühe aufgewendet, um das Semantic Web zu erstellen und ein semantisches Modell eines industriellen Assets zu erstellen.

Eine der Herausforderungen für EPC-Auftragnehmer ist die Möglichkeit, die Historie einer Offshore-Anlage zu nutzen, um nach Informationen darüber zu suchen, wie ein Problem gelöst wurde. Daher hat das Unternehmen die Engineering Assistant-App entwickelt, die im Grunde genommen „eine Suchmaschine für Ingenieure“ ist. Daten aus früheren Projekten viel schneller als zuvor zu extrahieren.

„Das hat uns ermöglicht, völlig neue Lösungen für die Durchführung von Konzeptstudien, FEED- und Engineering-Projekten zu entwickeln“, so Tjønn. Dies spart Wochen oder Monate an Engineering-Zeit.

Vorhersage
Big Data verändert sogar die Wettervorhersage. Rob Berglund, Leiter der Energielösungen bei The Weather Company, einem IBM-Unternehmen, sagte vor einem Jahrzehnt, TWC würde 100.000 verschiedene Punkte auf der ganzen Welt prognostizieren. Dies erforderte umfangreiche Tabellenkalkulationen, die Prognostiker auf der ganzen Welt verwendeten, um Prognosen zu erstellen, die sie im Laufe des Tages aktualisierten.

"Es war eine enorme, unglaubliche Menge an Daten zu verwalten", sagt Berglund.

Derzeit verwendet TWC rund 24 Terabyte pro Tag, um hyperlokale Prognosen zu erstellen. Alle 15 Minuten sollen 2,2 Milliarden Standorte prognostiziert werden. Um dies zu erreichen, musste TWC darauf verzichten, Daten von Sensoren der Federal Aviation Administration an Flughäfen und Bojen im Ozean zu verwenden. Jetzt stammen die Daten aus verschiedenen Quellen. TWC setzt auf das freiwillige Crowdsourcing von Wettersensoren auf der ganzen Welt, einschließlich Drucksensoren auf Mobiltelefonen mit Benutzererlaubnis. Fluglinien versenden Daten über die oberen atmosphärischen Bedingungen, denen Flugzeuge beim Überfliegen von Ozeanen ausgesetzt sind. TWC verwendet dann künstliche Intelligenz, um alle Daten aufzuschlüsseln.

TWC bietet seinen Offshore-Kunden ein wetterbasiertes Dashboard, das Warnmeldungen ausgibt. Das Unternehmen verkauft auch Radargeräte, um Lücken für Offshore-Gebiete mit unzureichender Erfassung zu schließen. Es sendet das Feedback an das Dashboard des Bedieners, wo es interpretiert werden kann.

Die Weather Company stellt ihren Offshore-Kunden ein wetterbasiertes Dashboard zur Verfügung, das Warnungen ausgibt. (Bild: The Weather Company)

„Es ist mehr als nur eine Vermutung. Sie haben Informationen zu dem Vermögenswert, der Ihnen wirklich am Herzen liegt “, sagt er.

Die Art und Weise, wie künstliche Intelligenz eingesetzt werden kann, entwickelt sich weiter. Er sagt, es sei möglich, die Satellitenbildgebung zu trainieren, um Gaslecks zu lokalisieren, dieses Bild mit Wetter- und Windmustern zu kombinieren und festzustellen, woher das Leck stammt.

„Wir könnten die Satellitenbildgebung künftig darauf ausbilden, wie ein gasförmiges Leck aus dem Weltraum im Maßstab aussieht, und das können sie für das gesamte globale Vermögen“, sagt Berglund.

Zukünftig glaubt er, dass Echtzeitbilder, die von „Millionen von Mobilgeräten“ geteilt werden, die Prognose weiter verbessern könnten.

"Stellen Sie sich die Modellierung vor, die Sie in abgelegenen Gebieten durchführen können, egal wo Sie sich befinden", sagt Berglund. Künstliche Intelligenz könnte "Echtzeitbilder von Millionen von Mobilgeräten analysieren, sie zusammenfügen und sagen, das ist, was in diesem Bereich passiert."