Por Matt Tremblay, vicepresidente sénior de ABS, offshore global
Si bien la exploración costa afuera continúa descubriendo nuevas reservas por desarrollar, las técnicas de recuperación de petróleo han extendido la vida útil de los campos existentes, maximizando a su vez la vida útil de los activos relacionados con ellos.
Pero esto crea un nuevo desafío, a saber, comprender la vida útil restante de un activo en el campo.
Los operadores deben evaluar los desafíos asociados con el mantenimiento de las instalaciones existentes en servicio. Estos desafíos son más severos en los campos de aguas profundas e incluyen la integridad estructural y mecánica de los activos; impacto causado por remodelaciones y reparaciones; eficiencia de la maquinaria y los sistemas existentes; y obsolescencia del equipo y costos de reemplazo necesarios.
En este artículo, ABS, un proveedor de servicios de clasificación y asesoría técnica para las industrias marítima y costa afuera, revisa el papel que la tecnología está desempeñando cada vez más para ayudar a los operadores a usar datos para ayudar a administrar mejor sus activos costa afuera.
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La integridad estructural de los activos flotantes utilizados en los campos de aguas profundas, así como la integridad de su sistema de amarre, son fundamentales para una extensión exitosa de la vida. El diseño original de estos activos considera un conjunto de condiciones asumidas que incluyen parámetros de resistencia y vida a fatiga de diseño, así como características de corrosión.
La evaluación de estos activos para la extensión de la vida debe considerar los eventos ambientales a los que el activo ha estado expuesto, las condiciones de carga y operativas, la condición real de los elementos estructurales y las modificaciones y mejoras realizadas a lo largo de la vida operativa de la unidad que puedan afectar las características de resistencia y fatiga. También debe tener en cuenta la corrosión y otras degradaciones identificadas durante las inspecciones del ciclo de vida.
Para ello, es fundamental la evolución de la tecnología y su potencial para aumentar el rendimiento y la productividad a través de su capacidad para analizar la condición y el rendimiento operativo de un activo.
Usando un ecosistema de datos
Muchas de las respuestas críticas a la gestión de activos ya se encuentran dentro de los datos de un activo. Lo que la tecnología emergente nos está permitiendo hacer es capturar, recolectar y analizar estos datos en un solo lugar para brindar mayor claridad y comprensión.
Las preguntas clave al analizar la longevidad y el rendimiento de los activos incluirán:
– ¿Dónde están los riesgos emergentes de confiabilidad?
– ¿Cuáles son mis patrones de degradación por corrosión?
– ¿Qué activos tienen operaciones anormales y por qué?
– ¿Cuál es el estado de mis conexiones estructurales críticas?
– ¿Cuál es el impacto de la variación operativa en la salud de mi activo?
– ¿Existen patrones en el consumo de repuestos?
– ¿Cuáles de mis procesos tienen problemas de confiabilidad?
– Y, en última instancia, ¿mi activo está funcionando a un nivel óptimo?
Así que ¿por dónde empezamos?
Todo comienza con la recopilación de datos que a menudo ya se han procesado y analizado, ya sea en formato electrónico o en papel, a partir de la información de diseño original, las evaluaciones y análisis de ingeniería, los registros de inspección y los resultados de la encuesta.
Los datos ambientales pueden obtenerse de fuentes industriales o medirse a bordo. Los datos operativos (por ejemplo, patrones de carga, perfiles de producción, modos de falla y datos de mantenimiento) también están disponibles medidos manualmente o mediante sistemas de monitoreo. Los datos también se generan a partir de reparaciones, mantenimiento, reclamos de garantía, búsqueda de casos, datos de CMMS y fuentes generalmente disponibles, como información sobre el estado del océano.
La clave es maximizar el uso de estos datos: procesar, analizar y ofrecer las conclusiones que beneficiarán enormemente al operador. Tradicionalmente, todos estos datos se han mantenido en diferentes silos. Solo combinando estos conjuntos de datos de múltiples fuentes con tecnologías modernas de administración de datos, puede tomar mejores decisiones ejerciendo el análisis de Big Data, que es el concepto de usar diferentes fuentes de datos para llevarlo a conocimientos.
Lo que esto también permite es un cambio de un enfoque de mantenimiento basado en calendario a un enfoque basado en condiciones. El objetivo de pasar a un sistema basado en condiciones es permitir que la condición del activo (por ejemplo, una bomba o una estructura de casco FPSO) le indique la frecuencia con la que debe inspeccionar y mantener.
Como parte del enfoque de clases basado en condiciones, ABS ha definido un marco de activos digitales que establece las capacidades que respaldan el proceso de un extremo a otro, desde la recopilación y el preprocesamiento de datos hasta un gemelo digital que mantiene y analiza los datos, a visualizaciones y resultados de análisis que respaldan la toma de decisiones basada en riesgos.
Reconocer el valor de incorporar tecnología digital, análisis de datos y tecnologías de inspección avanzadas nos ayuda a prepararnos para los desafíos actuales y futuros a través de una experiencia de clase optimizada y una alineación más cercana con las actividades de operación y mantenimiento en curso.
Aprovecha las tecnologías digitales y de datos para proporcionar una mayor comprensión del estado del activo para optimizar las actividades de inspección, respaldar la toma de decisiones de clasificación y proporcionar una mayor flexibilidad que los requisitos de inspección prescriptiva tradicionales.
Este enfoque se basa en los mismos conceptos que el régimen de inspección basada en riesgos (RBI) que ya ha sido desarrollado e implementado por la industria.
RBI determina los intervalos de inspección y el alcance en función del perfil de riesgo calculado de los elementos individuales además de otros datos históricos. El enfoque de clase basado en la condición incorpora tecnologías digitales para mejorar los procesos de RBI y promueve un sistema de inspección y mantenimiento más integral.
Las herramientas digitales disponibles hoy en día nos permiten ingerir, almacenar, rastrear y analizar datos de condición de una manera que nunca antes fue posible.
La aplicación efectiva de estas herramientas digitales se centra en tres objetivos principales:
Mejorar la confiabilidad de los activos;
Minimizar la intrusión o el impacto del proceso de clase en las operaciones costa afuera; y
Apoyando la mejora de la rentabilidad de la industria.
Se pueden utilizar herramientas como el gemelo digital o un marco de activos digitales para respaldar una gestión de activos mejorada y basada en condiciones.
La ciencia de datos impulsa la toma de decisiones informada
Las primeras etapas del marco de activos digitales son la recopilación y el preprocesamiento de datos.
Un gemelo digital utiliza varios datos recibidos del activo en alta mar, así como datos del entorno en el que está operando para construir una representación virtual del objeto físico. Los datos se recopilan durante la vida útil de la unidad, desde los primeros días del diseño básico hasta la fase operativa.
Los ejemplos de datos que se recopilarán incluyen documentación de diseño original, registros de modificaciones, registros de inspección, datos ambientales, datos operativos y datos de sensores.
El gemelo digital permite una visión más profunda a lo largo del ciclo de vida de los activos
En el centro del marco de los activos digitales se encuentra el gemelo digital, que es la representación virtual del activo físico, así como sus procesos, sistemas e información asociados.
El gemelo digital se actualiza continuamente a lo largo del ciclo de vida de los activos mediante una combinación de los datos recopilados, los modelos de ingeniería y el análisis de datos.
El gemelo digital proporciona una plataforma para la gestión de la información y la colaboración, donde los expertos en la materia, los gerentes y todos los demás tomadores de decisiones comparten un entendimiento común de la condición actual del activo para respaldar el proceso de toma de decisiones.
Al mejorar la gestión de la información y la colaboración, un gemelo digital puede permitir
Una única fuente de verdad para todos los datos, análisis y modelos relevantes disponibles en cualquier momento y actualizados durante todo el ciclo de vida del activo;
Intercambio controlado de datos, modelos e información de activos actualizada entre las partes interesadas;
Apoyar a los tomadores de decisiones con decisiones operativas proporcionando condiciones casi en tiempo real de los activos y la capacidad de simular posibles estados futuros basados en operaciones planificadas; y
Informar la planificación de mantenimiento e inspección según el estado real de los activos y el perfil de riesgo.
Juntos, estos procesos permiten comprender claramente la degradación continua del activo, formando una base sólida para una evaluación de la extensión de la vida.
Uso de análisis predictivos para permitir inspecciones basadas en condiciones
Una vez que se ha establecido una única fuente de verdad para el activo, se puede utilizar para pronosticar mejor la evolución de los riesgos futuros. La ciencia de datos permite el desarrollo de un proceso de análisis predictivo que respalda el objetivo final de pasar del régimen de inspección prescriptivo basado en el calendario a un modelo de inspección basado en condiciones y basado en datos.
Algunas de las características de este modelo predictivo incluyen
Pronóstico de degradación: uso de datos adquiridos para predecir los niveles de degradación; y
Toma de decisiones con visión de futuro: uso de modelos analíticos para predecir los niveles de degradación.
La decisión de extender la vida útil de un activo ahora está respaldada por los propios datos de la unidad. Se puede tomar una decisión utilizando las herramientas de pronóstico, lo que permitirá una visión clara de la vida restante y la idoneidad para un servicio adicional más allá de la vida del diseño original.
El análisis de datos guía un régimen de inspección específico
Para abordar cualquier elemento crítico identificado durante la vida útil de la unidad que requiera atención basada en el análisis predictivo, la etapa final del marco es utilizar el análisis de los datos para desarrollar un régimen de inspección dirigido a esos elementos.
El pronóstico de degradación y el riesgo determinado asociado proporcionan una guía sobre el alcance y la frecuencia de las inspecciones, así como la secuencia de las inspecciones.
Los beneficios de este enfoque incluyen:
Mayor disponibilidad y flexibilidad al aumentar la disponibilidad operativa del activo al alinear mejor las actividades de inspección con las operaciones del activo;
Mejorar la eficiencia y la productividad mediante el uso de capacidades digitales para automatizar partes del flujo de trabajo;
Al centrarse en los elementos críticos determinados por el análisis de datos y la evaluación de riesgos, los operadores pueden reducir el impacto de las inspecciones en la producción;
Utilizando los resultados del análisis de datos, las actividades de mantenimiento que requieren técnicos a bordo se beneficiarán de un régimen de inspección simplificado y centrado; y
Sistema de gestión de materiales y logística: se pueden dedicar esfuerzos adicionales al desarrollo de un sistema específico para organizar y gestionar adecuadamente la necesidad de repuestos, representantes del fabricante, horario de embarcaciones de suministro, tráfico de helicópteros y otras actividades logísticas.
Conclusión
Cuanto mayor sea la visibilidad de la salud de un activo para un operador, tanto a bordo como en tierra, mayor será la oportunidad de mejorar el rendimiento y la seguridad y maximizar la vida útil del activo.
Las herramientas, como el software ABS Condition Manager, pueden ayudar a visualizar el estado de los aspectos estructurales y de maquinaria de un FPSO. Las soluciones digitales aplicadas al FPSO pueden afectar a toda la cadena, desde el equipo y el inventario hasta la eficiencia operativa, incluida la optimización de las inspecciones y las actividades a bordo.
El uso de los resultados del análisis de datos y la aplicación de estos resultados a la unidad permite al operador evaluar las condiciones y la disponibilidad de la maquinaria y los sistemas, administrar mejor el activo y, a su vez, mantenerlo en funcionamiento más allá de su vida útil original.
