«Самое главное в создании сложных цифровых систем – слаженная работа команды»
|
Победитель Система «Нефтеконтроль-
|
|
Краткое описание проекта Инновационность используемых технологий. «Нефтеконтроль – Газпром нефть» – это блок технологий Индустрии 4.0: интернет вещей для получения данных с датчиков о движении; озеро данных для распределения хранения и обработки информации; машинное обучение для обработки, анализа и принятия решений на его основе. Данные в систему приходят от систем коммерческого учета (ERP), производственных систем (MES) и измерений КИПиА (контрольно-измерительных приборов и автоматики). Использовался открытый стек Apache Hadoop программное обеспечение). Реализована гибкая, масштабируемая система, имеющая инструменты для анализа и визуализации, с относительно низкой стоимостью хранения данных. Благодаря качественно реализованному CI/CD-пайплайну удалось сократить время доведения новой бизнес-функциональности до продуктивного ландшафта с 45 до 20 дней. Алгоритмы обработки информации обеспечивают автоматическую идентификацию отклонений, влияющие на эффективность всей цепи поставок. Аналитические расчеты выполняются с помощью распределенных вычислений на Spark-модули интеллектуальной системы поддержки принятия решения на основе следующих методов (алгоритмов) машинного обучения: кластеризация (плотностные и иерархические алгоритмы), методы классификаций (логическая регрессия, «случайный лес» и бустинг). Масштаб проекта. 3 НПЗ, 1,5 тыс. АЗС, 43 топливозаправочных комплекса в российских аэропортах, 30 топливных терминалов, 11 судов-бункеровщиков и др. Автоматизация потоков движения нефтепродуктов выросла с 35% до 90%. В системе агрегируется информация с более чем 50 тыс. датчиков, модели обрабатывают более 15 млн параметров ежесуточно. |
– Когда и почему появилась идея создать такую масштабную цифровую систему?
Александр Кузнецов: Задача по разработке системы контроля за оборотом нефтепродуктов была поставлена в 2011 г. на правительственном уровне. Был принят Федеральный закон «О государственной информационной системе топливно-энергетического комплекса (ГИС ТЭК)». С 2012 по 2016 годы «Газпром нефть» совместно с Министерством энергетики России реализовали пилотный проект, в рамках которого были проработаны и апробированы типовые решения по автоматизации процессов определения качества и количества нефтепродуктов, сбору и анализу информации о движении нефтепродуктов от НПЗ до АЗС.
– Каковы были цели пилотного проекта?
Александр Кузнецов: Первая цель – методологическая. Нужно было определиться с принципами и подходами создания и функционирования будущей системы мониторинга всей топливопроводящей сети от производителя до конечного потребителя.
Вторая – организация автоматизированного контроля параметров качества и количества нефтепродуктов на всех этапах движения от нефтеперерабатывающих заводов до реализации конечным потребителям.
И третья цель – создание цифровой платформы сбора и обработки данных коммерческих узлов учета, испытательных центров контроля качества нефтепродуктов.
В результате реализации пилотного проекта мы на ограниченном количестве объектов (в 2015 г. их было всего 6 единиц) «Газпром нефти» проверили и доказали работоспособность выбранных технических и методологических решений, успешно защитили результат на уровне Министерства энергетики РФ.
На текущий момент к разработанной нами системе подключены 2 тыс. объектов. Система в режиме реального времени обрабатывает более 15 млн параметров ежесуточно, выполняя непрерывный автоматизированный мониторинг показателей качества и количества нефтепродуктов, она формирует сквозную цифровую модель распределения нефтепродуктов по топливопроводящей сети «Газпром нефти». С помощью алгоритмов обработки больших данных происходит выявление и прогнозирование отклонений, их причин и необходимых корректирующих действий, направленных на обеспечение сохранности качества и количества нефтепродуктов по всей цепочке движения.
– Как обеспечивается безопасность функционирования системы? Как удается добиваться, чтобы слаженно работали все ее компоненты, учитывая географию действия системы «Нефтеконтроль – Газпром нефть»?
Александр Кузнецов: При разработке и внедрении системы важно было обеспечить высокий уровень информационной безопасности. В соответствии с политиками информационной безопасности группы компаний «Газпром» система функционирует внутри защищенной корпоративной сети передачи данных с соблюдением всех требований по выявлению и предотвращению угроз информационной безопасности. Помимо этого, нами были разработаны и внедрены планы обеспечения непрерывности деятельности, обеспечивающие бесперебойное и безопасное функционирование системы 24/7.
– «Нефтеконтроль – Газпром нефть» позиционируется как первая и единственная в России сквозная цифровая система. А в мире есть ее аналоги?
Александр Кузнецов: Приступая к работе над данным проектом, мы конечно же изучали и анализировали опыт и существующие решения в области управления цепями поставок, расчета и согласования материальных балансов в сложных топливопроводящих сетях. Учитывая специфику бизнеса, а также постановку задачи по созданию экспертной системы, позволяющей не только выявлять риски, но и выполнять функцию прогнозирования и самообучения в процессе работы, мы не нашли аналогов нашей системы ни на внутреннем рынке РФ, ни у зарубежных вендоров. Поэтому пошли по пути собственной разработки.
– Каким образом система регистрирует отклонения?
Александр Кузнецов: Система в автоматичеком режиме собирает информацию со всех коммерческих узлов учета и учетных систем компании, а также данных испытательных лабораторий контроля качества. Цифровые модели системы анализируют полученную информацию на предмет соответствия требованиям ГОСТ и нормативов. В случае возникновения отклонений система регистрирует их и назначает ответственных за их устранение. На текущий момент мы реализовали алгоритмы, позволяющие машинным способом классифицировать отклонения по критичности и осуществлять факторный анализ: IT, технологический, человеческий, организационно-методологический. В каждой группе факторов представлен список наиболее вероятных причин, а также план корректирующих мероприятий. К примеру, если причина отклонения носит методологический характер, то мы актуализируем методики и стандарты. Если технологический – то проводится сервисное обслуживание оборудования.
– С какими наиболее сложными проблемами вы столкнулись при разработке системы «Нефтеконтроль – Газпром нефть»?
Александр Кузнецов: Первый фактор – технологический. В условиях быстрого развития технологий нам необходимо было выбрать техническое решение, позволяющее одновременно собирать и обрабатывать данные разных типов с высокой скоростью, формировать динамические модели, использовать инструменты машинного обучения для целей прогнозирования и оперативного выявления «узких мест» и их причин.
Второй фактор – организационный. Процесс внедрения данной системы сопровождался пересмотром всех существующих учетных процессов и данных с их перенастройкой. Здесь проявилась особая важность командной работы и слаженной действий всех специалистов, начиная от руководства и заканчивая персоналом на наших производственных площадках.
– Расскажите, пожалуйста, о команде. Как люди работают с такой сложной системой?
Александр Кузнецов: Команда включает в себя порядка 150 сотрудников и условно делится на два блока: frontend – бизнес-специалисты, которые работают непосредственно с сервисами системы в регионах деятельности компании.
Второй блок – backend, люди, отвечающие за разработку и функционирование системы.
Команда распределена в регионах деятельности «Газпром нефти». Взаимодействие организовано с применением цифровых инструментов коллективной работы.
Данил Васбиев: В команде разработки 20 человек. Вся работа распределена по ролям, поскольку система масштабная, каждый выполняет свои определённые задачи. Есть сотрудники, которые отвечают за инфраструктуру и DevOps-процессы, чтобы разработка улучшений происходила максимально быстро, а сама система работала максимально стабильно и безотказно. Есть дата-инженеры, которые занимаются интеграцией с источниками данных и обеспечивают оркестрацию всех расчетных задач внутри системы как по аналитике, так и по различным моделям machine learning. Есть аналитики данных, одни из ключевых сотрудников, с помощью которых мы реализуем data mining, ведь на входе у нас просто огромное количество данных. Для комфортной работы наших пользователей в веб-приложении в составе команды есть backend-разработчики, frontend – разработчики, а также команда ui/ux дизайнеров.
– Планируете ли вы свой новый опыт использовать в дальнейшем в других бизнес- процессах?
Александр Кузнецов: «Нефтеконтроль – Газпром нефть» была одной из первых цифровых платформ собственной разработки, которая запускалась в периметре «Газпром нефти». Многие решения, которые были использованы в ней, сейчас применяются при разработке и внедрении других цифровых систем в компании. Кроме того, технологии «Нефтеконтроля – Газпром нефть» возможно тиражировать и коммерциализировать на отраслевом уровне. Мы готовы к партнерству со всеми участниками отрасли.
– Что бы вы могли посоветовать компаниям, которые, глядя на вас, захотели бы создать цифровую систему для управления своим бизнесом? На что они должны обратить внимание?
Александр Кузнецов: Самое главное при разработке подобных систем – команда. Все сотрудники, участвующие в проекте, по сути, наши партнеры, которые отвечают за существенный интеллектуальный технологический пласт, созданный внутри компании. Поэтому для стабильной работы и развития системы важно не только сформировать, но и сохранить команду, стремление и мотивацию участников развивать созданный продукт в долгую.