Изкуствен интелект в нефтената и газовата индустрия
• Газ, Нефт, Въглища • Технически статии • Сп. Енерджи ревю - брой 5, 2019 • 11.09.2019
Когато става дума за нови технологии, често те нашумяват заради възможностите, които предлагат. Ползите, с които са свързани изкуственият интелект и машинното самообучение обаче, все още не са достатъчно добре популяризирани.
В повечето случаи въздействието от внедряването на нови технологии се надценява в краткосрочен план, а в дългосрочен се подценява. Въпреки че изкуственият интелект се разглежда като актуална тенденция, се наблюдава липса на задълбочена дискусия и анализ на това по какъв начин той ще трансформира бизнеса.
Повечето организации не използват потенциала на изкуствения интелект/машинното самообучение и са едва в началото в това направление.
Логично, това, което би трябвало да възпира компаниите, е липсата на квалифицирани специалисти в областта. В действителност причината е недостатъчното разбиране на възможностите, особено от страна на ръководствата на по-големите компании.
Като цяло нефтената и газовата индустрия инвестира по-малко в дигитални технологии и изкуствен интелект през последното десетилетие в сравнение с други сектори например банковото дело, автомобилостроенето, здравеопазването, търговията и др. Това отчасти се дължи на факта, че технологията се счита за рискова и изисква висококвалифицирани програмисти и експерти по обработка на данни. В допълнение, необходими са и постоянни дългосрочни инвестиции, които много от компаниите все още не могат да си позволят след периода на икономическа криза.
Освен това дигиталните технологии и изкуственият интелект не се разглеждат като основни в сектор, отдавна управляван от електро- и механоинженери и химици. Секторите, които отрано започват да разчитат на изкуствен интелект, обикновено са тези, разполагащи с достъп до стандартизиран набор от данни.
Пазарните анализатори прогнозират, че до 2021 г. внедряването на изкуствен интелект ще допринесе за генериране на приходи за бизнеса на стойност 2,9 трилиона щатски долара и спестяване на 6,2 млрд. работни часа на персонала. Това прави технологията подходяща за компаниите, търсещи едновременно подобряване на ефективността и намаляване на разходите.
Потенциалът
Преди да се оцени потенциалното въздействие на изкуствения интелект върху нефтения и газовия сектор, е важно да се уточни, че той не е просто един алгоритъм, инструмент, платформа или процес, а по-скоро е система от технологии и функции, всяка от които може да замени или улесни човешката работа.
Изкуственият интелект може да засича например тенденции в сензорните данни и да открива сигнали отвъд границите на нормалното човешко възприятие или в зони, до които работниците обикновено нямат достъп.
Сензори в резервоар могат да отчитат концентрациите на различни химични елементи, съхранявани в него. Този тип данни могат да бъдат подадени към модел за машинно самообучение, за да се оцени въздействието на тези елементи върху устойчивостта на резервоара. Информацията от такъв тип система за мониторинг би могла да спомогне за предотвратяване на инциденти или сценарии, излагащи работниците на опасни условия.
Компаниите могат да използват сензорните технологии и за да определят къде да се сондира. Например геофоните са свръхчувствителни устройства, които изпращат звукови вълни в земята и отчитат отразените такива. След това за получените данни може да се използва алгоритъм за дълбоко обучение (deep learning), чрез който да се изготвят прогнози за наличието на находища и да се редуцират разходите за сондиране.
Инструментите с изкуствен интелект не само анализират и обработват големи масиви от данни по-бързо от традиционните статистически подходи, но могат също да откриват тенденции, които могат да убягнат на човешкия персонал. Интелигентна система, поддържаща компютърно зрение, може например да автоматизира процеса на идентифициране и проследяване на движението на служителите на работните площадки, допринасяйки за оптимизиране на безопасността и подобряване на ефективността.
В допълнение, интелигентни асистенти с разговорни потребителски интерфейси могат да използват машинно самообучение и обработка на естествен говор, за да подпомогнат процеса по вземане на решения, предоставяйки на по-неквалифицираните работници достъп до споделен опит от цялата индустрия. Това може да обхваща всичко – от прогнозиране на производителността на сондажи до извличане на полезна пазарна информация от технически статии или инвеститорски презентации.
Изкуственият интелект може да изпълнява все повече задачи, които в миналото бяха запазена територия за персонала, по този начин освобождавайки работниците за изпълнение на дейности, изискващи по-голяма креативност. Една интелигентна система може не само да изпълнява тези задачи, но и да ги автоматизира до степен, изискваща малка или никаква човешка намеса, което води до експоненциално увеличаване на ефективността.
Както беше споменато, изкуственият интелект може да опрости процеса по вземане на решения и дори да елиминира изцяло необходимостта от човешка намеса в него. Давайки възможност на служителите да се фокусират върху дейности по оптимизация с висока стойност, изкуственият интелект създава капацитет и предпоставки за бъдещо развитие на компаниите. Всички разгледани инструменти с изкуствен интелект предоставят на индустрията нови начини за разбиране и взаимодействие не само с данните, но и със служителите и физическите активи.
Мотивите
Нефтената и газовата промишленост е изправена пред няколко основни предизвикателства – нестабилни цени, появата на нови конкуренти в енергийния сектор и увеличаващ се натиск от страна на обществеността и регулаторните органи по отношение на устойчивостта и опазването на околната среда. Тези предизвикателства могат да бъдат преодолени чрез предприемането на правилните подходи.
Редица компании вече работят в това направление с помощта на изкуствения интелект, търсейки нови начини за оптимално възползване от наличните данни, активи и персонал.
Един от най-големите проблеми на нефтената и газовата индустрия е застаряващият персонал и липсата на ново поколение опитни инженери. Сред причините за това е, че понастоящем работата в сектора се смята за недостатъчно атрактивна. Добрата новина е, че благодарение на изкуствения интелект могат да се изпълнят няколко стратегии за справяне с това предизвикателство.
С помощта на технологията могат да се автоматизират рутинни и повторяеми процеси, като по този начин служителите ще бъдат освободени за изпълнението на задачи, изискващи умения за разрешаване на проблеми на по-високо ниво, което ще направи работните позиции в сектора по-атрактивни. Изкуственият интелект не само редуцира обема на работата, но създава и много възможности за нови работни места.
Тези интелигентни системи изискват набор от нови технически, проектантски и оперативни умения. Технологията може да се използва и за запазването на знанията на старшите професионалисти в сектора и създаването на виртуални инструктори за обучение на следващото поколение специалисти. Не на последно място, изкуственият интелект може да елиминира много от рисковете за работниците в индустрия, в която безопасността е основен приоритет.
Възвръщаемостта на активите в нефтената и газовата индустрия е относително ниска – обикновено около 7,5%. Това може да се промени, като компаниите от сектора започнат да оползотворяват по-пълно генерираните от активите данни с помощта на изкуствен интелект.
Повишената в резултат на това ефективност ще доведе до по-голяма възможност за прогнозиране при проучвателни дейности, подобрена точност при сондиране, надеждност при поддръжка и в етапа на рафиниране, както и оптимизиране на транспорта и дистрибуцията.
Например операторите могат да подават на чатботове неструктурирани данни от дейностите по поддръжка. Изкуственият интелект на чатботовете може да анализира проблемите и да предложи ефективни решения на база архивирани експертни знания. Други системи с изкуствен интелект могат да следят сондирането и тръбопроводите с цел идентифициране на потенциални проблеми и автоматично прекратяване на дейностите преди възникването на катастрофални и скъпоструващи аварии.
Внедряването
Възможностите на изкуствения интелект в нефтената и газовата индустрия са огромни, но трансформацията, която обещава тази технология, отнема време. Не съществува конкретен модел за внедряването й, а и за да са максимални ползите от нея, секторът трябва да премине през няколко предварителни етапа.
Първият от тези етапи включва интегрирането на наличните данни. В нефтения и газовия сектор локалното съхранение на данни и дългите, комплексни вериги на стойността често са предпоставка за липса на цялостна представа от страна на компаниите за това кои данни са им необходими, за да подобрят дейностите си.
Организациите в горния край на веригата на стойността може да имат нужда от данни от долната и средната й част и обратно, за да могат наистина да разберат как възможностите и рисковете еволюират и да реагират бързо и адекватно на тези изменения. Без консолидиране на данните поддържащите изкуствен интелект решения няма да могат да предоставят максималната възможна стойност на дадена компания или на цялата верига.
Потенциално доста продължителният процес на интегриране на данните от отделните дейности и в по-широкия обхват на веригата на стойността ще помогне за създаването на основата, която ще осигури максимална ефективност на изкуствения интелект. Този етап е и важна първа стъпка за подобряване на цялостната ефективност, независимо дали предприятието планира внедряването на изкуствен интелект или не.
Както много от новите технологии, и по отношение на потенциала на изкуствения интелект се наблюдава първоначален скептицизъм, чието преодоляване изисква време. Затова едновременно с консолидирането на данните и разработването на технологии с изкуствен интелект компаниите от нефтената и газовата индустрия трябва да проведат обучения на всички организационни нива.
Благодарение на тях, служителите ще могат да се запознаят с ползите от изкуствения интелект за подобряване на индивидуалната и общата ефективност. Изграждането на платформа от консолидирани данни и създаването на благоприятна нагласа към технологията сред персонала ще позволят на предприятията от нефтения и газовия сектор да интегрират изкуствения интелект в активите и работните си подходи, което ще окаже въздействие както върху служителите, така и върху оборудването.
Ключови думи: нефтена и газова индустрия, изкуствен интелект, машинно самообучение, дълбоко обучение, deep learning
Новият брой 6/2024