Индекс УДК 33
Дата публикации: 03.02.2021

Роль информационных технологий в развитии умного нефтехимического производства

The role of information technology in the development of smart petrochemical production

Нургалиев Р.К.
кандидат технических наук, Казанский национальный исследовательский технологический университет
Nurgaliev R.K.
Candidate of Technical Sciences, Kazan National Research Technological University
Аннотация: Цель статьи заключается в изучении влияния информационных технологий на развитие умного производства на нефтехимических предприятиях в условиях индустрии 4.0 и цифровизации экономики. Объектом исследования в статье является сфера информационно-коммуникационных технологий индустрии 4.0, используемых в нефтехимической промышленности. В качестве методов используются описание, системный анализ, контент-анализ. В статье приводятся систематизация и обобщение основных направлений оптимизации производственных процессов на основе информационных технологий на нефтехимических предприятиях.

Abstract: The purpose of the article is to study the impact of information technology on the development of smart production at petrochemical enterprises in the context of Industry 4.0 and the digitalization of the economy. The object of research in the article is the sphere of information and communication technologies of Industry 4.0 used in the petrochemical industry. Description, system analysis, content analysis are used as methods. The article provides a systematization and generalization of the main directions of optimization of production processes based on information technologies at petrochemical enterprises.
Ключевые слова: информационные технологии, умное производство, нефтехимическое предприятие, киберфизические системы, индустрия 4.0, цифровизация.

Keywords: information technology, smart manufacturing, petrochemical plant, cyber-physical systems, industry 4.0, digitalization.


Введение. Распространение индустрии 4.0 ставит перед промышленными предприятиями новые вызовы, связанные с роботизацией и цифровизацией технологических процессов, бизнес-решений и производственно-экономической деятельности в целом. Данные требования имеют значимость и актуальность для нефтехимических предприятий в силу ряда причин. Во-первых, организации нефтехимической промышленности выступают одним из основных поставщиков нефтехимической продукции, которая используется предприятиями других отраслей для приращения добавленной стоимости создаваемой конечной продукции. Во-вторых, нефтехимический комплекс является одним из осиновым в структуре производства и отгрузки промышленной продукции в обрабатывающем секторе. Все это обусловливает необходимость использования информационных технологий для развития умного производства на нефтехимических предприятиях в целях повышения их эффективности и конкурентоспособности. Под умным производством будем понимать наиболее полное и интенсивное применение сетевых информационных технологий в форме виртуальных сетей, а также киберфизических систем, сочетающих единство компетенций человека и машин на всех этапах жизненного цикла создания продукции, отличающейся высокой добавленной стоимостью.

Объект и методы исследования. Объектом исследования в статье является сфера информационно-коммуникационных технологий индустрии 4.0, используемых в нефтехимической промышленности. В качестве методов используются описание, системный анализ, контент-анализ, дающие возможности наиболее полно и основательно представить цель и объект исследования.

Результаты исследования. До недавнего времени оптимизация производственных процессов на нефтехимических предприятиях в основном касалась процесса физической транспортировки продукции. Сегодня, в эпоху стремительного и повсеместного развития информационных технологий, основное внимание уделяется рационализации информационного потока, который, в свою очередь, напрямую контролирует как финансовый поток, так и физическое перемещение грузов. В связи с этим сегодня именно информация является неотъемлемым и решающим фактором эффективности управления производственными процессами и задач повышения прозрачности производственно-хозяйственной деятельности, ее гибкость и эффективность становятся приоритетом для бизнеса.

На возможность внедрения и развития оптимизационных решений и подходов к организации производства нефтехимических предприятий оказывает влияние масса факторов. На сегодняшний день актуальными внешними и внутренними факторами для России являются следующие [7]:

– цифровизация;

– изменения в основных бизнес-процессах в связи с внедрением нового программного обеспечения;

– изменения в основных бизнес-процессах в связи с внедрением новой техники;

– изменение динамики и структуры внутренних и внешних рынков.

Анализ перечня существующих на сегодняшний день инструментов технологий управления производственными процессами в нефтехимической промышленности на основе достижений индустрии 4.0 позволяет классифицировать их в следующие направления (табл.).

Рассмотрим наиболее актуальные передовые технологии, применяемые для оптимизации производственно-хозяйственной деятельности на нефтехимических предприятиях.

Платформенные решения. Решения такого типа могут быть использованы для снижения уровня производственных издержек в любой отрасли экономики, включая нефтехимическую промышленность. Их суть состоит в автоматизации бизнес-процессов. Например, автоматизация документооборота (ведение бухгалтерской отчетности, обработка и хранение документации), автоматизация планирования маршрутов, автоматизация управления складским пространством и т.д. Помимо этого платформенные решения напрямую связывают отправителя груза, перевозчика и получателя груза, устраняя тем самым необходимость в таких посредниках, как агрегаторы информации о перевозках. К платформенным решениям относится и государственная целевая программа Министерства транспорта РФ по разработке ЦПТК (Цифровая платформа транспортного комплекса РФ). Планируется, что на базе данной платформы будут объединены существующие платформенные решения и установлены единые информационные стандарты для всех игроков логистического рынка для эффективного развития мультимодальной логистики в нашей стране, являющуюся интеграторов основных участников цепи создания нефтехимической продукции [3,4].

Таблица 1

 Классификация основных направлений оптимизации производственных процессов на основе информационных технологий на нефтехимических предприятиях [обобщено автором]

НаправлениеИнструментыФункциональная область производственного процесса
Платформенные программные решения для комплексного управления производствомTMS-системыВсе функциональные области производства и логистики
Искусственный интеллектСервисы по прогнозированию спроса, планировщики и оптимизаторы маршрутов и т.п.
Технологии дополненной реальностиТехнология «цифровой двойник»
Интернет вещей (IoT)Устройства (IoT) позволяют отслеживать транспорт, управлять автопарком, управлять запасами на складах и т.пПреимущественно складская, транспортная логистика, а также управление процессом производства
Технологии бесконтактной идентификации объектовТехнологии Quick pick – быстрый отбор, Pick-by-Voice – голосовой отбор, Pick to light – отбор по световому сигналу, RFID – радиочастотная идентификация, SMART-очки – «увеличенная реальность» и др.
РоботизацияВоздушные дроны, робокары, радиошаттлы, роботы-тележки, краны-штабелеры с автоматическими конвейерами
Пулинговые решенияОбъединение транспортных компаний для сдачи транспорта в аренду и лизинг; паллетная логистика оборота многоразовой тары участниками пула
Шеринговая логистикаСовместное использование ресурсов (аренда вещей и услуг с использованием системы открытого бронирования)
Кастомизация продуктаИндивидуализация доставки товаров под заказы конкретных потребителей

Также в сентябре 2020 года главой «Росатома» А. Лихачёвым было предложено создание в России национальной промышленной платформы, которая будет представлять собой комплексный, сформированный на российских технологиях, инструмент, позволяющий решить основные проблемы всех промышленных предприятий в горизонте ближайших пяти лет во всех аспектах. Это и работа умных датчиков, и обработка больших данных, и искусственный интеллект, и предиктивная аналитика, что в результате должно привести к кратному снижению затрат производственного характера [6].

Технология цифровых двойников – промышленная инновация, связанная с возможность создавать имитационные и оптимизационные модели для безопасного тестирования бизнес-сценариев.

Имитационные модели позволяют создать цифровую модель будущего бизнес-объекта и проследить за ее поведением.

Оптимизационные модели используются для сокращения затрат на определенном этапе производственной цепочки.

Примером использования оптимизационной модели цифрового двойника является оптимизация с ее помощью железнодорожных перевозок компанией «Сибур Холдинг». Результатом стало снижение затрат на перевозку, ремонт цистерн и аренду составов. С помощью оптимизационных моделей компания рассчитывает, как эффективнее управлять отгрузками, доступным парком вагонов и ремонтом подвижного состава [7].

Системы автоматизации транспорта, автоматические маршрутизаторы заказа, мобильные приложения для водителей, позволяющие в режиме реального времени оптимизировать маршрут и координировать его с диспетчером. Решения в данной области предлагают различные российские разработчики программного обеспечения, причем, на рынке предлагаются как решения для оптимизации маршрутов при перевозках на одном виде транспорта (автомобильном), так и для варианта мульти- и интермодальных перевозок.

Условно информационные решения в складской логистике, как части производственно-технологической цепочки создания продукции на нефтехимических предприятиях, можно разделить на два направления [2]:

1) информационные технологии в системе комплектации заказов «товар к человеку» (внедрение дронов, радиошаттлов, робокаров, автоматизированных кранов-штабелеров с автоматическими конвейерами и др.)

2) информационные технологии в системе комплектации заказов «человек к товару» (внедрение таких технологий, как: Quick pick – быстрый отбор, Pick-by-Voice – голосовой отбор, Pick to light – отбор по световому сигналу, RFID – радиочастотная идентификация, SMART-очки – «увеличенная реальность» и др.)

Технология радиочастотной идентификации RFID (Radio Frequency Identification) в настоящее время широко применяются в складских операциях нефтехимических компаний и в дальнейшем будут только наращивать свое присутствие в данной области деятельности [1]. Неоспоримым достоинством технологии RFID является повышение прозрачности остатков запасов нефтехимической продукции на складе, что делает процессы инвентаризации более гибкими, быстрыми и оперативными по сравнению с традиционными методами учета. Более того, RFID-метки включают более широкий перечень информации о продукции по сравнению со штрих-кодом. Важно также, что RFID-метки позволяют получать информации о хранимой нефтехимической продукции при сохранении целостности ее упаковки, что существенно увеличивает скорость грузооборота нефтехимической продукции.

В производственной деятельности нефтехимических предприятий использование технологии RFID вышло за пределы складских территорий и сегодня известны примеры использования данной информационной технологии для контроля производственного процесса; автоматизация производства, ускорение его операций с помощью RFID – более эффективны и менее рискованны с точки зрения масштабных технологических и социальных последствий.

Заключение. Таким образом, проставленный в статье обзор основных направлений использования информационных технологий в деятельности нефтехимических предприятий позволяет заключить, что большинство из них направлены на интеграцию производственной и логистической деятельности, позволяющих повысить гибкость, прозрачность и оперативность основных бизнес-процессов, что является актуальным для индустрии 4.0 и в целом отражается на росте конкурентоспособности нефтехимической промышленности.

Библиографический список

1. Chopra S., Meindl P. Supply Chain Management: Strategy, Planning, and Operation. – Upper Saddle River: Prentice Hall, 2010. – 457 Р.
2. Гребенник А. RFID-автоматизация помогает промышленным предприятиям сокращать издержки [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.cnews.ru/articles/2020-10-27_aleksandr_grebennikrstinvent.
3. Кандилов В.П., Краснова О.М., Кудрявцева С.С. Экономический рост и качество жизни населения Республики Татарстан // Экономический вестник Республики Татарстан. – 2013. – № 2. – С. 16-23.
4. Кудрявцева С.С., Шинкевич А.И. Применение логистического подхода в моделировании открытых инноваций // Экономика, управление и инвестиции. – 2014. – № 1 (3). – С. 6.
5. Линёва О.Н. Оценка эффективности функционирования логистических систем // Российское предпринимательство. – 2008. – Том 9. – № 6. – С. 21-23.
6. Назаренко К.С., Кривоножкина Н.В., Карпова Н.П. Инновации в логистике // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XXXIV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(34) [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/5(34).pdf
7. Попович Е. Ваш логистический KPI – внутренние показатели логистики вашей цепи поставок [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://www.searates.com/ru/blog/post/vash-logisticheskii-kpi-vnutrennie-pokazateli-logistiki-vashei-cepi-postavok-dlya-gruzootpravitelei