«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Опыт разработки модулей цифрового двойника малотоннажного производства сжиженного природного газа в импортонезависимом программно-вычислительном комплексе "СИМБА"

УДК: 004.942
DOI: -

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия
² КРИОГАЗ-ПСКОВ, Псков, Россия

Ключевые слова: сжиженный природный газ, малотоннажное производство СПГ, цифровой двойник, импортонезависимый программно-вычислительный комплекс, имитационное моделирование, статическая имитационная модель, динамическая имитационная модель, идентификация параметров

Аннотация:

В статье рассматривается опыт разработки модулей цифрового двойника малотоннажного производства сжиженного природного газа (СПГ) с целью дальнейшего проведения исследований по определению подходов для вывода установки на проектный режим эксплуатации и обучению оперативного персонала. Приводятся основные подходы к организации сбора режимных данных с технологического процесса; разработке статической и динамической имитационных моделей технологического процесса; верификации физически содержательной модели цифрового двойника по режимным данным. Статическая имитационная модель используется для аудита технологического процесса, оценки возможного экономического эффекта от модернизации и формирования плана действий для принятия решения о целесообразности проведения работ. Рассматривается процедура идентификации параметров статической модели и верификации режимных данных. Динамическая имитационная модель предназначена для разработки и эксплуатации компьютерного тренажера на отечественном программно-вычислительном комплексе "СИМБА" с целью изучения процесса сжижения природного газа и отработки практических навыков по эффективному и безаварийному управлению технологическим процессом производства СПГ.

Список литературы:

1. Санкова Л.В. Нефтегазовый комплекс на современном этапе: проблемы и перспективы цифровой трансформации // Актуальные проблемы экономики и менеджмента. – 2021. – № 1(29). – С. 97–109.
2. Федорова Е.Б. Развитие системы стандартизации в российской индустрии сжиженного природного газа // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2023. – № 4(136). – С. 27–33. – DOI: 10.33285/1999-6934-2023-4(136)-27-33
3. Development of a Digital Twin for a Flexible Air Separation Unit Using a Pressure-Driven Simulation Approach / R. Kender, F. Kaufmann, F. Rößler [et al.] // Computers & Chemical Engineering. – 2021. – Vol. 151, Issue 7. – P. 107349. – DOI: 10.1016/j.compchemeng.2021.107349
4. Применение комплексных алгоритмов управления газодобычей как элементов цифрового двойника технологического комплекса Бованенковского НГКМ / Н.А. Еремин, И.В. Мельников, Н.М. Бобриков [и др.] // Газовая пром-сть. – 2019. – № 6(785). – С. 42–49.
5. Семенов П.В., Семишкур Р.П., Дяченко И.А. Концептуальная модель реализации технологии "цифровых двойников" для предприятий нефтегазового комплекса // Газовая пром-сть. – 2019. – № 7(787). – С. 24–30.
6. Динамическое имитационное моделирование в решении задач проектирования систем управления объектов нефтегазовой отрасли / Р.Л. Барашкин, В.Е. Попадько, П.К. Калашников [и др.] // Междунар. науч. конф. по проблемам управления в технических системах. – 2019. – Т. 1. – С. 134–137.
7. Yildiz E., Møller C., Bilberg A. Virtual Factory: Digital Twin Based Integrated Factory Simulations // Procedia CIRP. – 2020. – Vol. 93, Issue 2. – P. 216–221. – DOI: 10.1016/j.procir.2020.04.043
8. Дейч А.М. Методы идентификации динамических объектов. – М.: Энергия, 1979. – 240 с.
9. Веревкин А.П., Ямелева Г.М. Адаптивное моделирование динамики промышленного объекта на основе анализа временных рядов // Автоматизация процессов управления. – 2023. – № 3(73). – С. 78–84. – DOI: 10.35752/1991-2927_2023_3_73_78
10. Алгоритм взаимодействия программ имитационного моделирования и систем управления технологическими процессами / Р.Л. Барашкин, В.В. Горелов, П.К. Калашников [и др.] // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2015. – № 10. – С. 35–39.
11. Лайщук А.М., Барашкин Р.Л. Разработка программы сбора и обработки данных для выявления стабильного режима работы установки с использованием контрольных карт Шухарта // Междунар. науч. конф. по проблемам управления в технических системах. – 2023. – Т. 1. – С. 221–224.
12. Experiments and simulation of varying parameters in cryogenic flue gas desulfurization process based on Aspen plus / Yuqiu Zhang, Yanxia Wang, Yongqi Liu [et al.] // Separation and Purification Technology. – 2021. – Vol. 259, Issue 7. – P. 118223. – DOI: 10.1016/j.seppur.2020.118223
13. ACT-R based human digital twin to enhance operators’ performance in process industries / B. Balaji, M.A. Shahab, B. Srinivasan, R. Srinivasan // Frontiers in Human Neuroscience. – 2023. – Vol. 17. – P. 1038060. – DOI: 10.3389/fnhum.2023.1038060
14. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ 2020613488 Рос. Федерация. Программа для ЭВМ "СИМБА"/ В.В. Южанин, Р.Л. Барашкин, П.К. Калашников [и др.]; правообладатель РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина". – № 2020612275; заявл. 03.03.2020; опубл. 17.03.2020, Бюл. № 3.
15. Папилина Т.М., Барашкин Р.Л., Василюк Н.С. Система автоматической оценки действий обучаемых в компьютерных тренажерных комплексах // Тр. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. – 2019. – № 3(296). – С. 150–164. – DOI: 10.33285/2073-9028-2019-3(296)-150-164