M.G. Bryan 已采用緊密集成的控制和信息系統(tǒng)對(duì)壓裂車(chē)進(jìn)行升級(jí)，借助這種系統(tǒng)可以安全、實(shí)時(shí)地查看遠(yuǎn)程資產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而延長(zhǎng)正常運(yùn)行時(shí)間，提高生產(chǎn)率。
背景
2010 年，美國(guó)從俄羅斯手中奪過(guò)了全球最大的天然氣生產(chǎn)商的桂冠。國(guó)際能源署曾在 2012 年預(yù)測(cè)，到 2020 年，美國(guó)將超過(guò)沙特阿拉伯成為全球最大的石油生產(chǎn)商，而陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的多個(gè)大型石油和天然氣儲(chǔ)藏地將進(jìn)一步縮短這一時(shí)間。為使預(yù)測(cè)的產(chǎn)量增長(zhǎng)成為現(xiàn)實(shí)，石油和天然氣企業(yè)必須持續(xù)關(guān)注生產(chǎn)。
M.G. Bryan 位于德克薩斯州大草原城，是一家業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的重型設(shè)備和機(jī)械原始設(shè)備制造商，幫助石油和天然氣企業(yè)滿(mǎn)足生產(chǎn)需求的歷史已超過(guò) 25 年。該公司在全球范圍內(nèi)供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、工業(yè)泵裝置、油田服務(wù)設(shè)備，以及適用于危險(xiǎn)區(qū)域的電源組。新型生產(chǎn)中大量采用水力壓裂技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以釋放出儲(chǔ)油巖中的石油或天然氣以便開(kāi)采。M.G. Bryan 銷(xiāo)售和出租先進(jìn)壓裂泵車(chē)、壓裂車(chē)和成套壓裂設(shè)備，以幫助生產(chǎn)商開(kāi)采這些資源。
面臨的挑戰(zhàn)
壓裂車(chē)的成本超過(guò) 1 百萬(wàn)美元。這種設(shè)備工作在極端孤立的環(huán)境中，而且具有很多消耗部件。通常情況下，每隔 200 到 400 小時(shí)就需要更換機(jī)油濾清器，工作 4,000 至 7,000 小時(shí)就需要重新組裝發(fā)動(dòng)機(jī)。如果壓裂車(chē)停機(jī)，每天造成的內(nèi)部成本就高達(dá) 3,000 到 7,000 美元，這還未將損失的產(chǎn)品收益計(jì)算在內(nèi)。由于壓裂車(chē)在偏遠(yuǎn)區(qū)域運(yùn)行，這些區(qū)域甚至無(wú)法接收手機(jī)信號(hào)，因此大部分生產(chǎn)商會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備一臺(tái)備用的壓裂車(chē)，以保證出現(xiàn)故障時(shí)能繼續(xù)生產(chǎn)。
使用備用壓裂車(chē)的做法使得壓裂作業(yè)成本非常高。因此，許多小型及中型石油和天然氣生產(chǎn)商按月租賃壓裂設(shè)備，他們?cè)谠O(shè)備控制系統(tǒng)及設(shè)備維護(hù)方面并不擅長(zhǎng)。他們經(jīng)常尋求各種方式來(lái)削減成本并提升租賃或購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備的投資回報(bào)，以使這種投資物有所值。
為幫助客戶(hù)最大程度地提高投資回報(bào)，M.G. Bryan 需要實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行情況以經(jīng)濟(jì)高效地監(jiān)視設(shè)備性能，從而幫助客戶(hù)盡可能延長(zhǎng)資產(chǎn)的正常運(yùn)行時(shí)間。
解決方案
M.G. Bryan 與羅克韋爾自動(dòng)化合作，開(kāi)發(fā)出一款新的壓裂車(chē)控制和信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用 Microsoft Windows Azure 云計(jì)算平臺(tái)，并結(jié)合 FactoryTalk? 軟件套件，可以安全地訪(fǎng)問(wèn)實(shí)時(shí)信息。
每臺(tái)壓裂車(chē)的控制系統(tǒng)都采用 Allen-Bradley? CompactLogix? 可編程自動(dòng)化控制器?；谠萍夹g(shù)的 FactoryTalk? VantagePoint? 軟件可收集控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并生成實(shí)境化的綜合畫(huà)面來(lái)顯示車(chē)輛和車(chē)隊(duì)的性能。信息通過(guò)蜂窩調(diào)制解調(diào)器發(fā)送至云端。數(shù)據(jù)會(huì)被細(xì)分為極小的數(shù)據(jù)包，因此可以發(fā)送到手機(jī)信號(hào)極差的區(qū)域。此外，在無(wú)法建立連接的情況下，數(shù)據(jù)會(huì)存儲(chǔ)在網(wǎng)關(guān)中，連接恢復(fù)后便會(huì)立即發(fā)送。
借助云解決方案，M.G. Bryan 可將實(shí)境化數(shù)據(jù)發(fā)送至移動(dòng)設(shè)備和 Web。
每臺(tái)壓裂車(chē)的控制系統(tǒng)都采用 Allen-Bradley? CompactLogix? 可編程自動(dòng)化控制器?；谠萍夹g(shù)的 FactoryTalk? VantagePoint? 軟件可收集控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并生成實(shí)境化的綜合畫(huà)面來(lái)顯示車(chē)輛和車(chē)隊(duì)的性能。信息通過(guò)蜂窩調(diào)制解調(diào)器發(fā)送至云端。數(shù)據(jù)會(huì)被細(xì)分為極小的數(shù)據(jù)包，因此可以發(fā)送到手機(jī)信號(hào)極差的區(qū)域。此外，在無(wú)法建立連接的情況下，數(shù)據(jù)會(huì)存儲(chǔ)在網(wǎng)關(guān)中，連接恢復(fù)后便會(huì)立即發(fā)送。
基于云技術(shù)的 FactoryTalk VantagePoint 軟件可收集控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并生成實(shí)境化的綜合畫(huà)面來(lái)顯示車(chē)輛和車(chē)隊(duì)的性能。
這款緊密集成的新型控制和信息系統(tǒng)可整合各種不同的信息源，包括歷史數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)和交易數(shù)據(jù)。為使 M.G. Bryan 及其客戶(hù)無(wú)需建立并管理自己的數(shù)據(jù)中心就能充分利用這一豐富數(shù)據(jù)，羅克韋爾自動(dòng)化采用了云計(jì)算技術(shù)。
“我們需要的解決方案是，無(wú)論是最開(kāi)始的五輛卡車(chē)，還是后續(xù)的 1,000 輛卡車(chē)，都能發(fā)揮相同的作用。”M.G. Bryan 的工程主管 Josh Rabaduex 表示。“我們也知道，我們不想對(duì)前期硬件投入太多，或者對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)期維護(hù)，所以傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心將無(wú)法滿(mǎn)足我們的要求?！?/FONT>
采用移動(dòng)技術(shù)并通過(guò)云無(wú)縫、安全地傳送業(yè)務(wù)信息，M.G. Bryan 的連接智能達(dá)到了更高水平?！艾F(xiàn)在，我們可以通過(guò)移動(dòng)設(shè)備和 Web 瀏覽器從云端獲取數(shù)據(jù)，并生成反映每臺(tái)壓裂車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)和壓裂性能，以及與整個(gè)車(chē)隊(duì)相關(guān)的過(guò)程性能和維護(hù)趨勢(shì)的報(bào)告及儀表盤(pán)，”Rabaduex 表示?！皩⑿滦畔⑾到y(tǒng)與云計(jì)算的靈活性和可擴(kuò)展性相結(jié)合，就如同開(kāi)啟了一扇門(mén)，使許多適合我們自己車(chē)輛和所售車(chē)輛的運(yùn)營(yíng)管理解決方案成為可能?！?/FONT>
取得的成果
可以安全、實(shí)時(shí)地查看遠(yuǎn)程資產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而可延長(zhǎng) 客戶(hù)的正常運(yùn)行時(shí)間，提高生產(chǎn)率。例如，一位客戶(hù)給 M.G. Bryan 打來(lái)電話(huà)，抱怨租用的車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)。這種情況非常危險(xiǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的劇烈變化會(huì)改變向地下輸送水的鐵管的壓力。如果水管爆裂，不僅會(huì)導(dǎo)致停產(chǎn)，產(chǎn)生的水管碎片還會(huì)使現(xiàn)場(chǎng)工人受傷或死亡。
引起這類(lèi)抖動(dòng)的因素有多種：發(fā)動(dòng)機(jī)老化、異物進(jìn)入和內(nèi)部元件故障等。M.G. Bryan 的人員可以立即登錄并查看該車(chē)輛的數(shù)據(jù)。他們看到泵流體端的壓力由 60 psi 降至6 psi，表明存在泵氣穴現(xiàn)象 - 客戶(hù)水箱中的水即將耗盡。他們建議客戶(hù)檢查水箱并打開(kāi)某個(gè)意外關(guān)閉的閥門(mén)。整個(gè)過(guò)程僅僅花費(fèi)了 10 多分鐘?？蛻?hù)避免了將空氣吸入流體端而導(dǎo)致其破裂，節(jié)約了 60,000 美元的替換零件費(fèi)用，而且無(wú)需到 100 英里外的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修，并避免了可能出現(xiàn)的工人受傷及生產(chǎn)中斷。
云安全性
改變令人不安，尤其當(dāng)您聽(tīng)到應(yīng)該考慮將重要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)移動(dòng)到云中時(shí)。云是蓬松的、不清晰而且不持久?！坝幸稽c(diǎn)非常重要，那就是不應(yīng)該被‘我的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)藏起來(lái)’這種想法所束縛，”M.G. Bryan 的工程主管 JoshRabaduex 這樣說(shuō)道。他所在的公司正在采用一種基于云的信息系統(tǒng)對(duì)石油和天然氣設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程資產(chǎn)管理。
“雖然云看上去像一個(gè)虛擬的世界，但很多情況下它可以提供比傳統(tǒng)系統(tǒng)更為出色的安全性和冗余度，”Rabaduex 說(shuō)道?！叭绻骋稽c(diǎn)出現(xiàn)故障，會(huì)由另一點(diǎn)來(lái)接替。至今它還未出現(xiàn)過(guò)單點(diǎn)故障，這證明對(duì)我們和客戶(hù)來(lái)說(shuō)，云是最為穩(wěn)定的環(huán)境之一。”
今天，許多公司都面臨著威脅，包括蓄意的威脅(黑客和病毒)和意外的威脅(不熟練的員工和好心辦壞事的承包商)等等。
與此同時(shí)，工業(yè)企業(yè)對(duì)云解決方案充滿(mǎn)期待，因?yàn)檫@種解決方案可以大幅提高信息訪(fǎng)問(wèn)能力和生產(chǎn)率。而云解決方案的安全性不應(yīng)該成為應(yīng)用這種方案的攔路虎。事實(shí)上，這種解決方案可以通過(guò)更好的安全措施切實(shí)提升生產(chǎn)率。這是因?yàn)?，?dāng)精確控制數(shù)據(jù)時(shí)，云解決方案具有最大優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)可以直接查看，所以無(wú)論數(shù)據(jù)的位置如何，它都是安全的。
為達(dá)到這種安全級(jí)別，工業(yè)用戶(hù)需要從初始階段就對(duì)安全性進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)所有層級(jí)的安全性進(jìn)行管理，包括設(shè)備、控制器、過(guò)程、移動(dòng)設(shè)備、企業(yè)和云端。要通過(guò)這些新技術(shù)提升生產(chǎn)率，未來(lái)數(shù)據(jù)應(yīng)觸手可及 - 在口袋中、井下或者飛機(jī)上。應(yīng)用程序?qū)惭b在公有云或私有云中(內(nèi)部或外部)。數(shù)據(jù)非常寶貴，所以驗(yàn)證數(shù)據(jù)并管理數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)才是真正要關(guān)注的問(wèn)題，而不僅僅關(guān)注數(shù)據(jù)位于哪臺(tái)設(shè)備或哪種平臺(tái)以及誰(shuí)有權(quán)訪(fǎng)問(wèn)。
Rabaduex 補(bǔ)充說(shuō)，“由于我們已采取了安全措施，如加密、安全登錄、通過(guò)防火墻隔離網(wǎng)絡(luò)等，并且精心設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集方式，關(guān)注我們系統(tǒng)的公司至今還沒(méi)有任何明顯的安全方面的顧慮。我們僅將特定數(shù)據(jù)集置于云中，由于缺少未存儲(chǔ)在云中的其它數(shù)據(jù)，因此不會(huì)對(duì)客戶(hù)和我們自身的安全造成威脅?！?/FONT>
安全方面的顧慮并不能成為不采用云解決方案或任何新技術(shù)的充分理由。更確切地說(shuō)，生產(chǎn)商應(yīng)在采用新技術(shù)之前深入了解潛在的風(fēng)險(xiǎn)，并與成熟的團(tuán)隊(duì)合作，進(jìn)行全面徹底的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。羅克韋爾自動(dòng)化執(zhí)行定期的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以幫助確定潛在的威脅及后果，并提供最佳建議使企業(yè)為未來(lái)的發(fā)展做好準(zhǔn)備。
該解決方案如同開(kāi)啟了一扇門(mén)，使一種新型商業(yè)模式成為可能，可在加快壓裂車(chē)價(jià)值轉(zhuǎn)化的同時(shí)降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)成本?！艾F(xiàn)在我們可以按分鐘、小時(shí)或按天監(jiān)視車(chē)輛，因此我們已經(jīng)能夠更改租賃協(xié)議了?！盧abaduex 表示?！拔覀円呀?jīng)由行業(yè)中普遍采用的月度協(xié)議轉(zhuǎn)為按需支付的模式?？蛻?hù)不再需要按月租用設(shè)備，也無(wú)需再為那些從未使用過(guò)的備用壓裂車(chē)支付與全天候工作的壓裂車(chē)相同的費(fèi)用。他們只需要按實(shí)際使用車(chē)輛的天數(shù)支付費(fèi)用?！?/FONT>
購(gòu)買(mǎi) M.G. Bryan 壓裂車(chē)的客戶(hù)已經(jīng)訂購(gòu)了超過(guò) 25 輛壓裂車(chē)的改裝服務(wù)，為其現(xiàn)有車(chē)隊(duì)?wèi)?yīng)用該解決方案。然而，該公司借助這一解決方案激發(fā)創(chuàng)新的步伐并未停止。
“我們還在探索如何使該信息能夠向客戶(hù)展示性能，并提供預(yù)防性維護(hù)，”Rabaduex 說(shuō)道?！艾F(xiàn)在，我們可以生成具體的數(shù)據(jù)來(lái)展示我們的泵和其它元件如何更為持久地運(yùn)行。我們可以在履行擔(dān)保時(shí)使用具體的數(shù)據(jù)。我們可以提醒客戶(hù)何時(shí)更換空氣過(guò)濾器，或者何時(shí)重新組裝發(fā)動(dòng)機(jī)。似乎一切皆有可能?！?/FONT>
（轉(zhuǎn)載）
