Introducción
Empresas petroleras de clase mundial han encontrado que la integración de las Tecnologías de Información y Operacionales son un área de oportunidad para obtener beneficios económicos en las empresas.
Las tecnologías operacionales son excelentes para el control táctico de equipos y procesos industriales. Tienen su principal área de interés en sistemas de control supervisorio y adquisición de datos (SCADA), de control distribuido (DCS), controladores lógicos programables (PLC), unidades terminales remotas (RTU), y, más recientemente, comparten mucho con lo que denominamos la Internet de las Cosas (IoT).
Las tecnologías de información tienen su principal área de interés en los sistemas empresariales de planeación de recursos (ERP), de contenido empresarial, sitios empresariales de intranet e internet, así como sistemas legados. Es en esta área donde comunmente se hallan las facilidades relacionadas con manejo de grandes datos (Big Data) y las correspondientes herramientas para efectuar minería de datos y descubrir tendencias o patrones de comportamiento entre millones y millones de datos.
Ambas áreas tienen algunos intereses comunes: la seguridad, las comunicaciones y el manejo de grandes bases de datos. Mientras que éstas últimas son comunmente de tipo relacional para las tecnologías de información, las operacionales las usan aquellas basadas en series de tiempo capaces de comprimir y reconstruir información que proviene en tiempo real directamente de equipos y procesos, amén de poder disparar alertas ante situaciones anormales de operación, y en algunos casos, iniciar automáticamente acciones de control.
Los equipos de técnicos encargados de manejar cada una de estas tecnologías han sido independientes y autónomos. Ocasionalmente llegan a tener conceptos diferentes para términos comunes, causando fallas de comunicación entre ambos.
Círculos de Mejora
La revista “Oil & Gas Engineering” de agosto 2015, publica un interesante artículo: “OT to IT: Creating a circle of improvement”, donde menciona 2 casos de éxito sobre la armonización de IT y OT para aprovechar la enorme cantidad de datos que producen los sistemas OT con el fin de lograr la mejora contínua en la salud de los equipos.
Análisis centrado en activos
Una caracterìstica común de las base de datos en tiempo real como Osisoft PI, Aspen InfoPlus o Honeywell PHD, por citar solo algunos, es que cada variable de proceso (temperatura, presión, flujo, etc) está asociada a un tag o etiqueta dentro de la base de datos. Por definición, todos los tags son independientes unos de otros.
Aunque existen recomendaciones sobre la forma de nombrar los tags dentro de la base de datos, la gran cantidad de ellos ocasiona que sea complicado recolectar toda la información asociada a uno o varios equipos. Por ejemplo, recolectar las presiones de salida de todas las bombas centrífugas, en una refinería, cuyo fluido impulsado es agua y cuya potencia está denro del rango de 50 a 100 HP.
Para facilitar esta tareas, los fabricantes han implementado infraestructura adicional que facilita la asociación inteligente de tags, consituyendo los metadatos que dan lugar a una abstracción de mayor nivel para facilitar el análisis centrado en activos.
Marathon Oil representa un caso de éxito para este tipo de aplicaciones. Ha construido un sistema denominado MaraDrill que le permite mejorar el rendimiento de sus operaciones de perforación. Es capaz de transportar sus datos de Osisoft PI a Tibco Spotfire, donde realiza estudios analíticos extensos y regresa los resultados hacia los sistemas OT en forma de ajustes recomendados a los operadores de perforación.
Marathon Oil es capaz de analizar la información de perforación tanto a lo largo del tiempo como de la profundidad y optimizar temas como el peso de la barrena (WOB), torque y otros parámetros, así como evitar fenónmenos negativos de vibración perjudiciales a la perforación (stick slip). El sistema MaraDrill ha sido capaz de aumentar la taza de perforación (ROP) de 1,050 a 1,450 pies/día (38% arriba) demostrando que es posible perforar mejor y más rápido.
Salud de los equipos
Shell reporta que ha implementado lo que denomina programa de inspección basado en excepciones (EBS) usando Honeywell HPS. El sistema EBS es capaz de tomar múltiples fuentes de entrada, hacer limpieza en ellos para discriminar datos con ruido e incompletos de manera que cuando se lance una alerta, ésta sea ciertamente válida. Las alertas del sistema EBS son de mucho mayor nivel que las alarmas que dispara un sistema de nivel OT cuando un tag rebasa un nivel predeterminado. Mientras que éstas últimas alarmas están destinadas a operadores encargados de la operación a corto plazo, aquellas del sistema EBS están destinadas a ingenieros que están concentrados en mantener la salud de los equipos en el largo plazo.
El objetivo del monitoreo y analíticos de activos es la consideración de varias fuentes de de datos de nivel OT, aplicarles técnicas de limpieza, motores de reglas complejas y capacidad de disparar tareas de flujos de trabajo para escalar temas cruciales dentro del equipo de ingenieros a cargo. De esta manera es posible detectar condiciones sutiles que pueden desencadenar falla de equipo e imposibled de ser detectadas en sistemas OT tradicionales. También es posible detectar y señalar ineficiencias – como que estén funcionando simultáneamente el equipo princial y el de relevo. El fin último de este tipo de sistemas es reducir la frecuencia e impacto de una pérdida de capacidad no planificada.
Big Data
El mismo artículo presenta una interesante entrevista con un experto en big data de la empresa Halliburton. En ella se resalta la preponderancia que sistemas como Hadoop pueden tener para obtener un mayor valor de los anlíticos dado que este tipo de sistemas son capaces de preservar los datos en su formato original y son capaces de constituirse na la fuente única de verdad. De esta manera se rompe con el paradigma de que la información se almacene y se analice en silos, limitando el valor que de ellos se puede obtener.
La integración en la industria petrolera de México
La Reforma Energética de 2013 en México vino a destruir paradigmas largamente aceptados. A partir de ese momento se han dado cambios encaminados a abrir el sector energético a la competencia y, con ello obtener los beneficios que ésta promete, al mercado mexicano.
Los cambios dentro de Petróleos Mexicanos (Pemex) son tan fuertes y rápidos que hacen muy difícil para las áreas de IT seguirles el paso para adaptar sistemas y procesos de negocio a las nuevas condiciones de mercado. Paralelamente, la integración de las áreas de IT y OT, para manejo y explotación de información es heterogénea y muy baja hoy en día y no parece que se vaya a modificar en el corto plazo dados los cambios mencionados.
El artículo aquí citado muestra áreas de oportunidad para mejorar la eficiencia de los procesos operativos a través de la implementación de sistemas inteligentes que efectúan analìticos precisos encaminados a aumentar márgenes de utilidad y mejorar la ventaja competitiva de las empresas.
La responsabilidad que las autoridades de Pemex tienen de fortalecer a la empresa para hacer frente a la competencia es enorme e intimidante. En lo personal creo que debe pasar por el crecimiento y fortalecimiento de las áras de inteligencia de negocio, por lo que a todas luces parece un retroceso que en la nueva estructura organizacional de IT no aparezca una gerencia dedicada a esta importante función.
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