Эталонные информационные модели

Сергей Гумеров

Директор по развитию нефтегазовой отрасли

* Эталонные информационные модели, как ядро для организации SOA в индустриальных компаниях. Мировые стандарты.

*Содержание

* Примеры СОА-проектов в отрасли

* Смарт СОА и другие архитектурные паттерны

* Эталонная семантическая модель

* Стандартизация и техрегулирование

* Моделе-ориентированная система управления 2020

Единая интегрированная архитектура Интегрированного управления операциями на

добыче((IONH - Системы систем на основе SOA)

*Примеры СОА-проектов

StatOil – TAIL (IONH, GODI)

TAIL - принципы экономичной и

безопасной эксплуатации

ресурсов

Рост добычи 6%Себестоимость -30%

Аварийность – 0

Роботизация операций

Мониторинг состояния и

производительности

Оптимизация капитальных

ремонтов

Обеспечение беспроводной

связи

Совместная визуализация

Мобильная инфраструктура

для ИТР

* StatOil – TAIL (IONH, GODI)

Производители

Инженеры и руководители

Данные с месторождений

• Бурение и скважинные операции

• Запасы и производственные операции

• ГТМ и ремонты Поток информации в

режиме реального времени на базе эталонной

семантической модели, реализованной на открытых

стандартах

Операторы

• Сопровождение рабочих на месторождении

• Контроль за оборудованием

• Сбор измерительной информации по радиоканалам

• Роботизированные операции

• Ремонты по техническому состоянию

• Раннее обнаружение событий

• Мониторинг и планирование капитальных ремонтов

• Совместная визуализация

http://www.statoil.com/statoilcom/svg00990.nsf/Attachments/plattformer/$FILE/statfjordC_l.jpg


ЭксплуатацияОптимизацияпроизводства

Управлениемоделями

PI, IP21, Kongsberg, Siemens, ABB, Energy Components, SAP, Maximo, Engineering

systems (Intergraph, Delmia и др.)

Integrated Information Framework

DrillingDrilling RR&P&P O&MO&M

Системы операционного уровня

Системы корпоративного уровня

Мониторингусловий

*Примеры СОА-проектов

Архитектура приложений проекта GODI

RSM ModelRepositor

y

Real Time Bus

Visualization Engine

Enterprise Model Services

DA Client

HDA ClientJMS

Publisher

CallbackEvents

InterfaceLocati

onResolution

ModelExplorer

GDA Server

Model Store

TSDAHSDA

RSM Model Aware OPC

Server Adapter

HSDA TSDA

Process control and data historian applications

RSM Model Aware OPC Client Adapter

HSDA TSDA

OPC DA OPC HDAOPC DA

ModelRegistry

GDA ClientGDA

ModelData

Real TimeData

- HistoricalData

Complex Event Handler

Any Portal Portlet or Rich Client

Business Engine

Process Server

Event Data

Enterprise Applications



Web Service Engine


Transaction Bus

OPC HDA

Reference Semantic ModelA linkage of: S95/S88, ISO-15926, IEC-61970/68, ISO-13374, OPC, WITSML/PRODML

RSM Model Aware WITSML

Server Adapter

HSDA GDA

OPC DA XML/Adapter

RSM Model Aware Server Adapter

GDA GDA

XML/SOA Adapter

Process Analysis applications

Engineering Data Warehouse, CAD & Project Document

Repositories

WITSML/PRODMLServer

XML/SOA Adapter

*Примеры СОА-проектовCIPROS - Computer Process Refining Operations

System . ENI

*Примеры СОА-проектовCIPROS - Computer Process Refining Operations

System . ENIПредставление эталонной модели

* Смарт СОА и другие архитектурные паттерны

Системная архитектура

Стратегическое управление

Бизнес-стратегия

ИТ-стратегия

Бизнес-архитектура

•Цели•Процессы•Системы•Активы•Методики •Люди•Расположение

ИТ-архитектура

• Приложения• Информация

• Инфраструктура• КИП

• Связь

Планирование развития

Корпоративная архитектура

Уровень стратегий

Уровень планирования и анализа

Фокус

на в

сем

п

ред

пр

ияти

иФ

окус

на п

роекта

х

Участвует в некоторых процессах стратегического управления

Разрабатываемые решенияОперационная бизнес- и ИТ-среда.

Уровень разработки и эксплуатации

Офис Управления Проектами

Корпоративная архитектура идентифицирует инициативы / проекты, необходимые создания качественно новой системы интеллектуальной системы управления

Офис Управления Проектами (PMO – Project Management Office) взаимодействует с Корпоративной Архитектурой, но не является ее частью или основой для ее построения.

Следит за методологией и применением стандартов управления проектами при их планировании

Осуществляет мониторинг проектов и информирует руководство о ходе проектов.

Окружающая среда

* Смарт СОА и другие архитектурные

паттерны

Сервис (вход-выход,

ограничения)Системы

Пользователь

Событие

Объект

Параметр

Процесс

События

Правила

ДеятельностьОбъект Субъект


паттерны


Типовые процессы для оптимизации

добычи

Методология идентификации сервисов Service-oriented Modeling and Architecture - SOMA

Вариант 1. Докомпозиция

производственного процесса на функции

и системы

Вариант 2. Формирования

сервисов от текущих активов, системного

анализа

Вариант 3. Формулирование

сервисов в зависимости от текущих целей

Увеличить производительность

скважины 15%

Снизить частоту диагностики

скважины 2раза

Окружающая среда


паттерны

Сервис (вход-выход,

ограничения)Системы

Пользователь

Событие

Объект

Параметр

Процесс

События

Правила

ДеятельностьОбъект Субъект

Информация о состоянии системы и окружающей среды

Проектирование (моделирование)

Процессы (работы)

t

Интегрированная модель системы

Результат

Цель


паттерны

*Эталонная семантическая модель

Reference Semantic Model

Нефтяные инженеры работают с

интегрированной моделью для поиска

новых решений

Новые инструменты по управлению

информацией для обеспечения

инженерной работы

Партнерство между инженерами и ИТ

Визуализация и анализ

Эталонная модель

Стандарты

Конфигурация правил

СОА

Мониторинг состояния

и совместная

работаСобытийно

е управления в реальном

времениПредупреж

дения, анализ и

оптимизация

Модель

Базовая модель нефтегазовых стандартовRSM построено связыванием множества индустриальных стандартов для формирования отраслевой онтологии и классификаций

Управление пространством имен (кодификация)

RSM репозиторий поддерживает метаданным (данные месторасположения) корпоративных объектов обеспечивая целостностью данных и сервиса кодификации объектов

Доступ информации через Web ServicesАдапторы, ознакомленные с RSM получают информацию через различные каналы: OPC, PRODML, and SQL через RSM, устраняя информационные барьеры (домены, инвентарные номера, итд)

Комплексная обработка событийВстроенный, конфигурируемый инструмент настройки правил обеспечивает инициацию бизнес-процессов и сервисов

Вычисление производительностиВалидация данных, KPI, мониторинг прозводства и пр

Поддержа визуализации через браузер

SQLDatabase

DocumentManagement

MaintenanceRequest

MaintenanceRequest

MaintenanceWork Order


MaintenanceResponse

MaintenanceResponse

May be generated for0..n

1..1

1..1

1..1

EquipmentClass Property


EquipmentProperty

EquipmentProperty

EquipmentCapability TestSpecification


EquipmentClass

EquipmentClass

Hasvalues for

0..n

0..n

0..n

0..n

0..n

EquipmentEquipment

EquipmentCapability Test

Result


Result

0..n

0..n1..n

Hasproperties

of

Is testedby a

Maps to

Defined by

Records theexecution of

0..n

0..n May result in

0..1

May be up of Is against

Is madeagainst

0..n

0..n

Defines aprocedure forobtaining a

MaintenanceRequest

MaintenanceRequest



MaintenanceResponse

MaintenanceResponse


1..1

1..1

1..1



EquipmentProperty

EquipmentProperty



EquipmentClass

EquipmentClass

Hasvalues for

0..n

0..n

0..n

0..n

0..n

EquipmentEquipment


Result


Result

0..n

0..n1..n

Hasproperties

of

Is testedby a

Maps to

Defined by


0..n

0..n May result in

0..1


Is madeagainst

0..n

0..n


MaintenanceRequest

MaintenanceRequest



MaintenanceResponse

MaintenanceResponse


1..1

1..1

1..1



EquipmentProperty

EquipmentProperty



EquipmentClass

EquipmentClass

Hasvalues for

0..n

0..n

0..n

0..n

0..n

EquipmentEquipment


Result


Result

0..n

0..n1..n

Hasproperties

of

Is testedby a

Maps to

Defined by


0..n

0..n May result in

0..1


Is madeagainst

0..n

0..n


MaintenanceRequest

MaintenanceRequest



MaintenanceResponse

MaintenanceResponse


1..1

1..1

1..1



EquipmentProperty

EquipmentProperty



EquipmentClass

EquipmentClass

Hasvalues for

0..n

0..n

0..n

0..n

0..n

EquipmentEquipment


Result


Result

0..n

0..n1..n

Hasproperties

of

Is testedby a

Maps to

Defined by


0..n

0..n May result in

0..1


Is madeagainst

0..n

0..n


P-45

P-46

P-48

Distributed Control System

ProgrammableLogic Controller

Distributed Control System

ModelAware

Adaptors

SQLDatabase

ProgrammableLogic Controller

MaintenanceRequest

MaintenanceRequest



MaintenanceResponse

MaintenanceResponse


1..1

1..1

1..1



EquipmentProperty

EquipmentProperty



EquipmentClass

EquipmentClass

Hasvalues for

0..n

0..n

0..n

0..n

0..n

EquipmentEquipment


Result


Result

0..n

0..n1..n

Hasproperties

of

Is testedby a

Maps to

Defined by


0..n

0..n May result in

0..1


Is madeagainst

0..n

0..n


ModelAware

Adaptors

MaintenanceRequest

MaintenanceRequest



MaintenanceResponse

MaintenanceResponse


1..1

1..1

1..1



EquipmentProperty

EquipmentProperty



EquipmentClass

EquipmentClass

Hasvalues for

0..n

0..n

0..n

0..n

0..n

EquipmentEquipment


Result


Result

0..n

0..n1..n

Hasproperties

of

Is testedby a

Maps to

Defined by


0..n

0..n May result in

0..1


Is madeagainst

0..n

0..n


IIF Instance

IIF Instance

Time SeriesHistorian

Unit Operation A

Unit Operation B

MaintenanceRequest

MaintenanceRequest



MaintenanceResponse

MaintenanceResponse


1..1

1..1

1..1



EquipmentProperty

EquipmentProperty



EquipmentClass

EquipmentClass

Hasvalues for

0..n

0..n

0..n

0..n

0..n

EquipmentEquipment


Result


Result

0..n

0..n1..n

Hasproperties

of

Is testedby a

Maps to

Defined by


0..n

0..n May result in

0..1


Is madeagainst

0..n

0..n


MaintenanceRequest

MaintenanceRequest



MaintenanceResponse

MaintenanceResponse


1..1

1..1

1..1



EquipmentProperty

EquipmentProperty



EquipmentClass

EquipmentClass

Hasvalues for

0..n

0..n

0..n

0..n

0..n

EquipmentEquipment


Result


Result

0..n

0..n1..n

Hasproperties

of

Is testedby a

Maps to

Defined by


0..n

0..n May result in

0..1


Is madeagainst

0..n

0..n


CompositeBusinessService

WebServicesEngine

Cell Phones & Smart Phones

Remote Users, Vendors

Desk Top Applications

Unit Operation B

Unit Operation A

Any Portal or Web Service App

MRO, & Engineering Databases

ERP Applications

Process ControlNetworks

*Эталонная модель Семантическое описание Reference Semantic Model

*Эталонная семантическая

модель Reference Semantic Model

Классы моделе

йСпособыописаний

Семантическое

Логическое

Математическое

Функциональная модель

Морфологическая модель

Информационная модель

Интегрированная (Целостная)

Модель предметной области

Бизнес-процессы

Состояние объекта и

связей в РРВ

Бизнес-объекты и характерис

тики

*Эталонная семантическая модель

Новые свойства

*Инфо-графичность – визуализация

*Открытость к изменениям

*Постоянное действие (по циклу Деминга)

*Интегрированность модели

*Действие на протяжение жизненного цикла системы

*Историческая преемственность (отчуждаемость)

*Непосредственная связь целевыми параметрами

*Многоразмерность, мультидисциплинарность

*Примеры интерфейсов для

разработки семантической

модели

*Эталонная модельИнтегрированность по

дисциплинам

Бизнес модель

Инженерные модели

Геологические модели

ИТ-модели

Цели, Стратегии, Процессы, ПоказателиСтруктуры, ЛюдиГосударство, Окружающая среда

Нормативы, Стандарты,Методики, Справочники,Тех процессы, карты, расписания

Сейсмическая ГидродинамическаяГеологотехническая модели

ПриложенияДанныеИнфраструктураПользователи

Цель

Система

BMM,BPMN,Balanced scorecardISA88, ISA95

SysMLIEEE 61970/68ISO 15926, Mimosa

PPDM,POSC

UML,ITILISO 15926,PRODML, WITSML

УровниСтандарты

и стан.метрики

*Эталонная модель Математическое описание

* Стандартизация

и техрегулирован

ие

*Открытость стандартов

*Система стандартизации и регулирования

*Современные стандарты описаний

*Современные стандарты деятельности

*Приведение отраслевых стандартов в формализованную форму

*Система контроля исполнения стандартов

*Устаревание стандарта на ИС

ISO 15926ISA 88ISA 95

MIMOSAOpenO&MPOSC Caesar

OPCW3C Semantic Web (RDF)W3C Semantic Web (OWL)

W3C Semantic Web (SPARQL)

Кто (что) удерживает

целое?

Как оптимально строить и управлять

Что есть система на

протяжении ЖЦ?

Какова цена ошибки и верного

решения?

Стандарты деятельности:ГОСТ-ИСО 15288

Стандарты описания:ГОСТ-ИСО 15926

* Моделе-ориентированная

система управления 2020

Смена парадигмы управления

* Моделе-ориентированная система управления 2020

Целостность (единство) целей нефтедобывающего производстваПроизводительнос

тьНадежность Безопасность

Структурно-территориальная и геологическая целостностьсетевая и временная неразрывность залегания нефти, её извлечения и передачи к узлу

приемаСистемная (функциональная) целостность

всех подсистем, технических объектов, конструктивных элементов и процессов

Целостность на всех этапах жизненного цикла

Геология Проектирование Строительство Производство ТОиР Поставки

Целостность по всем механизмам (инструментам) управления

Стандартизация и

техрегулирование

Инновационные материалы,

технологии и оборудование

Подготовка персонала

Научно-методический

фундамент

Банк опытно-промышленных и

экспериментальных знаний

Единая

система управления

Эффекты от управления целостностью

Повышение эффективнос

ти ГТМ

Снижение материало-,трудо-, энерго-емкости

Снижение простоевв добыче

Повышение коэффициента извлекаемости

Ускоренный ввод

мощностей

Управление целым

* Моделе-ориентированная

система управления 2020

*Смена парадигмы управленияПонятие Системы Систем

• Система систем – система интегрирующая текущие управляющие механизмы (системы) для обеспечения целостного управления много-компонентной системой (напр. нефтяная система)

• Принцип единства системы управления и основных ее компонент:

• Производственное управление• Информационное управление• Проектное управление• Среда совместной работы и взаимодействия• Интеграция каналов взаимодействия объектами

управления

• Принцип 4-D представления объекта управления, как целевой системы непрерывно изменяющейся во времени и пространстве

АвтоматизированоДиагностировать, измерять и видеть точнуое состояние всего

Связанно между собоюВсе может общаться и взаимодействовать между собою (люди, системы, объекты)

Наделено интеллектомРеагировать точнее и быстрее на изменения, предсказывать и оптимизироваться к будущим событиям

*Смена парадигмы управления

Technology

Эталонные информационные модели