Интеграция цифровых двойников (Digital Twin) для объектов нефтегазовой инфраструктуры

Развитие концепции Digital Twin (цифровой двойник) стало ключевым направлением цифровой трансформации нефтегазовой отрасли.

Сегодня цифровой двойник — это не просто 3D-модель оборудования или установки, а динамическая цифровая копия реального объекта, объединяющая инженерные, технологические и эксплуатационные данные в единую систему.

Для проектировщиков и эксплуатационных служб цифровой двойник — инструмент, который позволяет связать проектную модель с фактической работой оборудования, управлять техническим состоянием и принимать решения на основе достоверных данных.

ООО «ПетроГазСтрой» применяет технологию Digital Twin при проектировании и модернизации объектов нефтегазовой инфраструктуры, обеспечивая сквозную интеграцию данных от стадии проектирования до эксплуатации.

---

Контекст и актуальность

Современные объекты нефтегазового комплекса становятся всё более сложными и насыщенными автоматикой.

Без цифровых моделей и унифицированных данных эксплуатация таких систем невозможна — растёт объём информации, ужесточаются требования по HSE (Health, Safety, Environment) и контролю жизненного цикла оборудования.

Важнейшие причины активного внедрения цифровых двойников:

• повышение требований к трассируемости инженерных данных и качеству исполнительной документации;

• развитие BIM (Building Information Modeling) и переход к управлению активами на основе данных (Asset Data Management);

• необходимость интеграции с системами SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), MES, ERP и платформами мониторинга;

• акцент на декарбонизацию и ESG-отчётность, где требуется прозрачность по энергоэффективности и выбросам;

• рост интереса к импортонезависимым и межсистемным решениям для управления инфраструктурой.

---

Архитектура цифрового двойника

Цифровой двойник строится по многоуровневой архитектуре, обеспечивающей обмен данными между проектными, эксплуатационными и аналитическими системами.

Основные уровни архитектуры:

1. Физический объект — реальное оборудование, датчики, системы управления (АСУ ТП, ESD, SIS).

2. Слой сбора данных — промышленные датчики и шлюзы IIoT (Industrial Internet of Things), собирающие параметры давления, температуры, вибрации, расхода и т.д.

3. Информационная модель — BIM-модель, содержащая геометрию, материалы, атрибуты и связи между элементами.

4. Интеграционный уровень — обмен данными между SCADA, ERP, CMMS и аналитическими платформами через API.

5. Аналитический уровень — обработка больших данных, моделирование режимов, предиктивная диагностика.

6. Визуализация и управление — цифровая панель (Digital Dashboard), предоставляющая доступ к актуальным данным и моделям в реальном времени.

---

Данные и источники информации

Эффективность цифрового двойника напрямую зависит от структуры и качества данных.

В проектах ООО «ПетроГазСтрой» используется единая база атрибутов оборудования, классификаторы и форматы, совместимые с международными стандартами ISO и API.

Основные источники данных:

• проектные модели (BIM) — геометрия, материалы, спецификации;

• эксплуатационные системы (SCADA, DCS) — параметры процессов и аварийные сигналы;

• технические регистры (CMMS, ERP) — ремонты, запасы, паспорта оборудования;

• результаты НК (неразрушающего контроля) — толщина стенок, коррозия, дефекты сварных швов;

• геоданные и модели площадки — координаты, трассы коммуникаций, отметки и уклоны.

Все эти данные формируют единое информационное пространство (CDE — Common Data Environment), где обеспечивается версияция, валидация и контроль изменений.

---

Примеры цифровых моделей

1. Цифровой двойник компрессорной станции (КС)

Содержит BIM-модель всех зданий и технологического оборудования, интегрированную с данными SCADA.

Позволяет отслеживать производительность компрессоров, вибрацию, давление и состояние фильтров в реальном времени.

2. Модель узла учёта газа (ГИС)

Включает параметрическую модель расходомеров, запорной арматуры, контуров обогрева.

Система автоматически формирует отчёты по техническому обслуживанию и сигналам тревоги.

3. Цифровой двойник резервуарного парка

Объединяет 3D-геометрию резервуаров, данные по толщине стенок и уровню продукта.

Используется для планирования инспекций, контроля коррозии и оценки остаточного ресурса.

4. Модель линейного участка трубопровода

Интегрирована с данными геомониторинга и контролем смещений грунта.

Позволяет оценивать риски геоопасностей (оползни, подвижки, эрозия) и корректировать планы ремонта.

---

Преимущества интеграции Digital Twin

---

Подход и опыт компании «ПетроГазСтрой»

ООО «ПетроГазСтрой» реализует проекты по внедрению цифровых двойников в связке с инженерными моделями и системами эксплуатации.
Ключевые особенности подхода:

• интеграция BIM и SCADA в единую модель для эксплуатации;

• применение технологий обратного моделирования и лазерного 3D-сканирования при модернизации объектов;

• настройка связей между цифровым двойником и системами QA/QC (Quality Assurance / Quality Control);

• создание модулей мониторинга состояния оборудования (давление, температура, вибрации) с аналитикой на уровне SCADA;

• обеспечение комплаенса с нормативами HSE, IEC 62443, ISO 55000;

• формирование цифрового паспорта объекта — официального источника данных для заказчика и органов надзора.

Такой подход позволяет заказчику не только получить актуальную модель объекта, но и использовать её для управления эксплуатацией, капитальным ремонтом и расширением производственных мощностей.

---

Риски и управление соответствием

Основные вызовы при внедрении цифровых двойников:

• несогласованность форматов данных между проектными и эксплуатационными системами;

• отсутствие единых правил верификации и обновления модели;

• риски информационной безопасности при интеграции с производственными сетями.

«ПетроГазСтрой» решает эти задачи через:

• стандартизацию данных и настройку интерфейсов API;

• создание регламентов обновления модели при изменениях оборудования;

• аудит информационной безопасности и сегментацию сетей АСУ ТП;

• внедрение корпоративных политик HSE и защиты данных в соответствии с требованиями IEC 62443.

---

Экономическая эффективность

Интеграция цифровых двойников обеспечивает:

• снижение совокупных затрат (OPEX) на 10–20 % за счёт оптимизации технического обслуживания;

• повышение точности планирования ремонтов и модернизации;

• сокращение сроков проектирования и согласований на 15–25 %;

• улучшение управляемости и прозрачности жизненного цикла объекта.

Для заказчика это означает переход от статического проектного управления к динамическому управлению активами в реальном времени.

---

Чек-лист для заказчика

Как оценить готовность объекта к внедрению Digital Twin:

1. Наличие BIM-модели и цифрового каталога оборудования.

2. Структурированная база данных параметров и паспортов оборудования.

3. Интеграция с системами SCADA, ERP и CMMS.

4. Определённый формат CDE (Common Data Environment) и политика версионирования.

5. Готовность эксплуатационного персонала к работе с цифровыми данными.

6. Реализованная стратегия информационной безопасности.

7. Настроенные процессы QA/QC и контроля изменений.

8. Наличие нормативных регламентов обновления и архивации данных.

9. Инструменты предиктивной аналитики и мониторинга оборудования.

10. Разработанные KPI по эффективности использования цифрового двойника.

---

Вывод

Интеграция цифровых двойников становится стандартом современного проектирования и эксплуатации нефтегазовых объектов.

Она позволяет объединить все данные об объекте — от 3D-геометрии до эксплуатационных параметров — в единую цифровую экосистему, что повышает прозрачность, надёжность и эффективность управления инфраструктурой.

Опыт ООО «ПетроГазСтрой» подтверждает, что системный подход к архитектуре данных, стандартизации и интеграции даёт заказчику измеримый экономический и эксплуатационный эффект.

---

Получите консультацию

Специалисты ООО «ПетроГазСтрой» проводят аудит готовности объектов к внедрению цифровых двойников, разрабатывают архитектуру данных и модели интеграции с действующими системами.

Для подготовки технического предложения укажите тип объекта, доступные данные и стадии жизненного цикла — мы предложим оптимальное решение, повышающее надёжность и управляемость вашей нефтегазовой инфраструктуры.