Введение. В силу высокой экологической и социальной ответственности существует объективная необходимость реализации эффективной системы мониторинга на предприятиях нефтехимии. Это обусловлено повышенной рискогенностью технологических процессов, сопровождаемых сложными химическими реакциями, выбросами загрязняющих веществ, образованием отходов, высоким энерго- и ресурсопотреблением.

Отмечается особый интерес ученых к вопросам построения эффективной системы экологического мониторинга, а именно: с применением нейросетевого моделирования структуры загрязняющих атмосферу выбросов [1], алгоритмизации экспресс-мониторинга сточных вод нефтехимическими предприятиями [2], многоуровневой системы мониторинга сточных вод и выбросов в атмосферу, применяемой в нефтехимической отрасли [3]. Также объектом мониторинга выступают производственные процессы [4, 5], инновационная деятельность промышленных предприятий [6, 7] и другие функциональные подсистемы промышленных предприятий.

Основой для действующей системы мониторинга нефтехимического предприятия служат федеральные стратегические документы, в частности Государственная программа «Развитие промышленности и повышение её конкурентоспособности», Государственная программа «Экономическое развитие и инновационная экономика», Государственная программа «Охрана окружающей среды». Кроме того, фактором, способствующим снижению разного рода рисков, сегодня становится цифровизация. Возможность автоматизировать и «оцифровать» процессы позволяет достигнуть как локальных (энерго-, ресурсоэффективность, производительность, качество и др.), так и глобального оптимумов (надежность и устойчивость производственной системы).

Как следствие, очевидна актуальность модернизации систем мониторинга нефтехимических предприятий с учетом вектора цифровизации и интеллектуализации процессов, в связи с чем определена цель настоящего исследования – обзор современного опыта нефтехимических предприятий в области мониторинга производственных процессов.

Объект и методы исследования. Объектом исследования являются предприятия нефтехимического комплекса России, функционирующие в эпоху цифровизации и устойчивого развития. Предмет исследования – производственные процессы нефтехимических предприятий, характеризуемые высокой рискогенностью и негативным влиянием на окружающую среду и требующие непрерывного наблюдения. В качестве методов исследования применены аналитический обзор научных подходов, описание, формализация, динамический анализ.

Результаты исследования. Под мониторингом подразумевается многоуровневая и многофакторная система наблюдений за параметрами производственных процессов, обеспечивающая возможность оперативного реагирования на отклонения от нормативов, и, как следствие, надежность и устойчивость процессов. Средствами мониторинга в условиях цифровизации являются автоматизированные системы проектирования, моделирования, управления CAD/CAE/CAM/PDM/PLM, датчики и контроллеры, серверы, облачные технологии, MES-системы, технологии Data Mining, «озеро данных», промышленный интернет вещей, ERP-системы, автоматизированные рабочие места операторов. Совокупность технологий позволяет контролировать процесс в режиме online, визуализировать наблюдения, оптимизировать расходы и управлять данными централизованно.

На примере процессов производства полиэтилена и полипропилена построена схема мониторинга, учитывающая возможности цифровизации и консолидирующая данные на едином сервере предприятия (рисунок 1). Мгновенная обработка данных отражается на автоматизированном рабочем месте (АРМ) оператора, который контролирует производственные процессы. В качестве инструмента визуализации применена среда Business Studio, нотация BPMN.

Рисунок 1. Схема мониторинга производственных процессов нефтехимического предприятия (построено автором)

Потребление энергоресурсов предприятиями нефтехимического комплекса также является объектом непрерывного мониторинга. В качестве примера оценена динамика энергопотребления нефтехимическим предприятием Республики Татарстан – ПАО «Казаньоргсинтез» (рисунок 2). Основными видами потребляемой энергии являются тепло- и электроэнергия. Если потребление первой за 2009-2019 годы сократилось на 15%, то использование второй, наоборот, увеличилось на 8%. Такая тенденция может быть обусловлена, с одной стороны, внедрением энергосберегающих технологий, с другой стороны, большим привлечением цифровых инструментов, информационных технологий, автоматизированных систем, требующих затрат электрической энергии. Тенденциями энергопотребления ПАО «Казаньоргсинтез» можно обозначить дальнейшее сокращение теплопотребления и прирост потребления электроэнергии.

Рисунок 2. Потребление энергоресурсов ПАО «Казаньоргсинтез» (построено по данным годового отчета [8])

Современные нефтехимические предприятия в рамках перехода к устойчивому развитию уделяют всё больше внимания экологическому аспекту функционирования. На крупнейших предприятиях отрасли ведется активная деятельность по модернизации систем мониторинга.

На предприятиях ПАО «Сибур Холдинг» мониторинг производственных процессов осуществляется посредством автоматизированной системы, ключевые показатели мониторинга – индекс технологической эффективности и индекс энергоэффективности. В 2019 году организацией помимо иных инноваций внедрено цифровое решение «Мобильные обходы и ремонты», позволяющее контролировать работу оборудования с помощью мобильных устройств и радиометок [9].

Ключевыми направления экологического мониторинга ПАО «Казаньоргсинтез» являются контроль над соблюдением экологических нормативов, надежностью работы природоохранных основных фондов, учет загрязняющих выбросов в окружающую среду, своевременная отчетность в соответствии с требованиями менеджмента предприятия и органов государственной статистики. В рамках цифровизации производственных процессов предприятием внедрена автоматизированная система управления, охватывающая до 90% производственных процессов. Система SAP интегрирует управление не только бизнес-процессами предприятия, но и системой технического обслуживания и ремонта оборудования [8].

ПАО «Нижнекамскнефтехим» также ориентирован на модернизацию в соответствии с ключевыми трендами развития промышленности. Среди актуальных мероприятий отмечается разработка программы мониторинга атмосферного воздуха. К цифровым нововведениям в области мониторинга предприятия следует отнести реконструкцию биологических очистных сооружений (введение новых измерительных приборов и оборудования), аналитический мониторинг стоков в режиме online (внедрение автоматических средств измерения pH, загазованности сточных вод), организацию работы передвижного поста экомониторинга (25 точек контроля), а также внедрение SAP GRC, автоматизирующей процесс мониторинга рисков [10].

ООО «Газпром нефтехим Салават» совместно с городской администрацией и Республикой Башкортостан построили две автоматизированные станции для экологического мониторинга атмосферного воздуха в режиме реального времени, по 23 параметрам [11].

Заключение. Таким образом, мониторинг производственных процессов неразрывно связан с экологическим мониторингом, в результате чего нефтехимические предприятия ориентированы на достижение синергетического эффекта в виде минимизации рисков посредством реализации возможностей цифровизации. Современные технологии, оборудование, программное обеспечение позволяют автоматизировать мониторинг, рационализировать энерго- и ресурсопотребление, сократить загрязняющие выбросы, отходы. Тем самым, осуществляется реализация социально-экологической ответственности нефтехимических предприятий перед обществом и окружающей средой.