Открытая АСУ ТП. Интервью с главным метрологом ПАО “Газпром нефть” Сергеем Седовым

Интервью с С. Седовым ("Газпром нефть") на RUTUBE

Компания “Газпром нефть” внимательно следит за технологическими трендами. Начиная с 2018 -19 г.г. мы осознали, что накопился стек технологий, который позволяет перейти к новой архитектуре промышленной автоматизации. Текущая архитектура - это решения более чем сорокалетней давности, они исчерпали свою эффективность. Накопился ряд проблем, которые эта архитектура не способна решить.

Мы выделяем ряд ключевых тенденций и технологий. Во-первых, это открытые стандарты и платформы АСУ ТП. Например, появление протокола OPC UA, в особенности версии TSN, которая может применяться в системах реального времени.

Второе, это микросервисные архитектуры, которые позволяют перейти к платформенному подходу. Платформенный подход позволяет заменять части, компоненты, сохраняя саму платформу.

Третье, это граничные вычисления - edge технологии. Edge технологии позволяют существенно снизить загрузку на контроллеры, поскольку большая часть обработки информации происходит на границе, там, где она возникает.

Также появились новые бизнес-модели. Одна из таких моделей - промышленная автоматизация как услуга (SaaS). Для ее реализации необходимы каналы связи, доступ извне к информации о состоянии производственного оборудования.

С 2021 г. мы запустили ряд проектов, которые направлены на снижение совокупной стоимости владения системой промышленной автоматизации, в рамках программы по созданию платформы промышленной автоматизации на открытых протоколах.

“Газпром нефть” занимается цифровизацией уже не один год, компания достигла серьезных результатов. Мы вкладываем большие ресурсы в развитие сопутствующих высокотехнологичных отраслей промышленности.

Мы считаем, что такая платформа нужна не одной компании и даже не одной отрасли. Она нужна всей промышленности России. Поэтому мы открыто знакомим с нашими результатами как заказчиков, так и вендоров. Сейчас к развитию платформы на открытых протоколах подключилось огромное экспертное сообщество.

В чем основные препятствия на пути к открытой АСУ ТП?

Первое, и в этом мы не отличаемся от стран Запада, в мире первыми начали развивать открытые стандарты АСУ ТП крупные компании-заказчики, в частности - компания Exxon Mobil. Они занялись этим, поскольку зависимость от вендоров и устаревшая архитектура не позволяли сделать следующий шаг в переходе к более эффективному управлению производством. Мы также идем в эту историю, правда с небольшим отставанием.

Основные вендоры на рынке АСУ ТП нацелены на максимальную продажу тех решений, которые у них уже имеются, производство которых поставлено на поток.

Старые системы хорошо изучены и описаны. На них существуют ГОСТы, стандарты, типовые технические задания. Под новую архитектуру все это только предстоит создать. И это риски, которые вызывают опасения и у заказчиков, и у вендоров. Если интерес заказчиков понятен - они получают повышение эффективности основного производства на 3-5%, то вендоры опасаются выйти на рынок с решением, спрос на которое непонятен. Рынок еще только нужно формировать.

Еще одна проблема - информационная защита нового решения. В разных странах это регулируется по-разному. В России эта сфера жестко регламентируется, особенно в том, что касается опасного и особо опасного производства. Новые решения не всегда вписываются в эти правила. Требуются изменения в регуляторике.

Сдерживающим фактором также является то, что у различных заказчиков - разные задачи. Металлургам, например, необходимо такое быстродействие, которое для многих других отраслей необязательно. Наш подход заключается в следующем: есть архитектура ядра, которая нужна всем отраслям, и есть специфика отрасли, конкретного производства.

Что помогло убедить руководство? Какие потенциальные выигрыши?

Как я уже говорил, классическая архитектура не позволяет перейти на следующий шаг эффективности. При классическом подходе мы получаем отдельные сервисы, которые расположены не в самой системе управления, а вокруг нее. Это не позволяет решить вопросы, например, оптимизации в режиме реального времени. Цифровые двойники, модели существуют вне системы АСУ ТП, на передачу данных для принятия управленческих решений уходит время. Модель устаревает, и получается, что мы всегда догоняем.

Мы показали бизнесу, какие проблемы позволяет решить открытая АСУ ТП в нашей компании. Например, системы автоматизации нового класса не привязаны к проприетарным протоколам. Они позволяют использовать любое “железо”, которое соответствует идеологии открытой АСУ ТП. Мы получаем возможность использовать наиболее эффективные решения на рынке.

Платформенные решения АСУ ТП позволяют решить проблему текущего лоскутного ландшафта предприятий. Сейчас проблема в том, что многие компании вынуждены закупать все решения через процедуру тендера, где побеждают вендоры с минимальной ценой. В результате, на одном предприятии вы имеете реализации решений от 3 - 9 вендоров. Это заставляет держать запасы ЗИПа, обучать персонал, создавать тренажерные комплексы для каждой из систем. В платформенных решениях “железо” перестает играть решающую роль, которую оно играет в проприетарных решениях. Это позволяет снизить расходы на эксплуатацию.

Гетерогенная платформа позволит иметь в ее составе интеллектуальные модули: искусственный интеллект, цифровые двойники, сложные модели управления. Причем, все это - в режиме, близком к реальному времени, что позволит получить дополнительную эффективность.

Микросервисная модель позволит снизить инерционность адаптации системы под требования бизнеса. Не придется создавать с нуля эти микросервисы, они уже будут в базовой части платформы.

Вендоронезависимое решение позволит исключить риски зависимости от отдельных поставщиков. Ни один вендор не сможет диктовать свои монопольные условия. Мы готовы платить вендору ровно столько, сколько стоят его решения. Но мы не готовы переплачивать просто потому, что мы когда-то выбрали этого вендора.

Эти доводы позволили убедить руководство, что платформенные решения на открытых протоколах являются выгодными, что они являются следующим шагом на пути развития производительных сил.

Что уже удалось сделать компании “Газпром нефть”?

Мы вступили на путь создания новой системы, где очень высок риск технологической неопределенности. В процессе работы мы создали компоненты открытой платформы, которые имеют ценность сами по себе.

Например, виртуальный контроллер и виртуальная SCADA. Это полностью виртуализированные решения. Помимо того, что они могут быть встроены в платформенные решения, они ценны тем, что могут использоваться на наших удаленных активах. У нас есть активы, куда доступ есть только по зимникам в холодное время года, обслуживание таких удаленых площадок - большая проблема. Виртуализация позволяет решить эту проблему. Контроллер - это просто часть серверного пространства. Его обслуживание идет так, как идет обслуживание любой IT-системы. Для внесения изменений или технического аудита системы нет необходимости выезжать на объект.

Архитектура новой системы потребовала создания новых сущностей, например - edge-контроллеров, edge-парсеров, DCN - узлов распределенного управления. Часть этих устройств прошла апробацию на стенде, который создан нами для проверки гипотез.

Другой пример - применение беспроводных технологий там, где это оправданно. Они могут применяться как в составе нашей платформы, так и отдельно. Например, при бурении и вводе в производство новых скважин.

В нашей программе мы сосредоточены на архитектуре ядра, стандартах - как общих, так и на отдельные компоненты, и на создании полномасштабного прототипа с испытанием на объектах 3-ей и 4-ой категорий опасности. А продуктовая линейка в нашей программе остается за конкретными бизнесами.

Первый этап программы заканчивается в 2025 г. Часть платформенного решения уже можно увидеть в “железе”.

Как создать ядро, открытое для всех? В чем здесь выгода для того, кто создает?

Мое мнение заключается в том, что архитектура должна быть доступной и открытой для всех. Только тогда это будет иметь смысл. Ядро должно быть открытым, а продуктовая линейка может быть закрытой, может продаваться на рынке.

Архитектура ядра - это общая часть, которая склеивает все сообщество - и производителей, и потребителей.

В составе ядра тоже могут быть отдельные продукты, РИДы на которые могут принадлежать разработчику. Например, в России сегодня нет ни одной системы оркестрации. С одной стороны, оркестратор может быть доступен всем, с другой - он может быть продуктом, переданным для коммерциализации какой-либо нашей дочерней компании. Открытости ядра это не противоречит.

Насколько большую роль в создании открытой АСУ ТП играет позиция регуляторов?

Сейчас, например, стоит вопрос об обеспечении объектов КИИ доверенными ПАКами. Программное обеспечение должно быть в реестре Минцифы, “железо” должно быть в реестре Минпромторга, решения встроенной защиты должны иметь сертификаты ФСТЭК. И все это вместе станет доверенным ПАКом. А еще у нас, как у представителей нефтяной отрасли, есть отраслевые требования к безопасности объектов, и это тоже требования госрегуляторов.

После создания платформы нужно будет вносить изменения во многие части федерального законодательства. Нужно будет, например, решить вопрос по уровню функциональной безопасности для виртуальных контроллеров, понять, как это будет сертифицироваться.

Стоит задача не только сертификации платформы как сущности. Нужны будут стандарты либо иные нормативные документы системы стандартизации, которые будут описывать компоненты платформы. Роль государства здесь очень высока.

В чем вы видите роль рабочей группы по открытой АСУ ТП? Когда будет создана сама платформа?

Согласно нашей программе, первый этап, включающий создание архитектуры ядра и прототипа с внедрением, заканчивается в 2025 году.

Рабочая группа по открытой АСУ ТП смогла объединить экспертов из различных отраслей. Это колоссальный интеллектуальный потенциал. Роль создания такого экспертного сообщества сложно переоценить.

Рабочая группа должна будет помочь в разделении ответственности за создание элементов открытой платформы. К компетенциям группы также можно отнести общее понимание дорожной карты по созданию ОАСУ ТП и ее составляющих, чтобы синхронизировать усилия участников.

Важную роль группа играет в популяризации открытой платформы. Она становится доступна всем отраслям, широкому сообществу вендоров, для которых это сигнал, что в государстве есть подход к задачам автоматизации, что будущее - за переходом на новые платформенные решения на открытые протоколы.

В октябре 2024 г. в Тюмени пройдет форум по промышленной автоматизации, одной из главных тем которого станут открытые системы автоматизации. В чем вы видите значение этого форума?

Во-первых, любой форум - это площадка по обмену опытом и знаниями. Мы можем собрать там не только участников Рабочей группы, но и тех, кто только присматривается к данному процессу. Возможно, это подтолкнет их к участию в рабочей группе, к созданию своих решений на открытых протоколах.

Во-вторых, на этой площадке мы сможем открыто обменяться мнениями по широчайшему спектру задач и сблизить наши словари, синхронизироваться.

В-третьих, в рамках форума компании-участники смогут на полях форума провести свои внутренние совещания. Например, мы можем собрать там наших специалистов в области автоматизации и обсудить там текущие задачи служб промавтоматизации.

В-четвертых, нам очень важно вовлечь в наш проект представителей ФОИВов, чтобы показать им готовность экспертного сообщества к действиям.