ПРАНА (система)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Это старая версия этой страницы, сохранённая 93.77.185.38 (обсуждение) в 09:59, 16 февраля 2022. Она может серьёзно отличаться от текущей версии.
Перейти к навигации Перейти к поиску
Отпатрулированная версия этой страницы, проверенная 16 февраля 2022, была основана на этой версии.

«ПРАНА» — это первая российская IIoT-система предиктивной аналитики и удалённого мониторинга. Разработана компанией «РОТЕК» под руководством М. В. Лифшица[1][2]. Название «ПРАНА» происходит от сочетания слов ПРогнозная АНАлитика[3]. Комплекс прогнозирует возможные аварии благодаря раннему выявлению дефектов — за 2-3 месяца до того, как они повлияют на работоспособность оборудования[4][5].

Зарегистрирована в Реестре российского программного обеспечения[6] и бюро авторского права США[7].

История

В 2012 году в «РОТЕК» создано подразделение сервиса энергетических газовых турбин. Одним из направлений долгосрочного сервиса стал удалённый мониторинг и контроль технического состояния оборудования, который впоследствии выделили в отдельную услугу. В разработку комплекса вложили $5,5 млн[8][9]. В 2013-м создали первый прототип для газовой турбины[10].

В 2015 году стартовал пилотный проект на Пермской ТЭЦ-9, где был предотвращён первый инцидент[11]. В том же году создан Ситуационный центр, в котором формируются цифровые архивы данных с объектов. Они анализируются специалистами «РОТЕК», которые затем дают рекомендации эксплуатационному персоналу[12][10][13].

В этом же году система запатентована, руководитель авторского коллектива — председатель совета директоров «РОТЕК» Михаил Лифшиц. Также комплекс зарегистрирован в бюро авторского права США[10]. К 2021 году внедрён 31 патент, описывающий способы и системы работы «ПРАНЫ»[14].

В 2017 году Министерство связи и массовых коммуникаций включило «ПРАНУ» в единый Реестр российского программного обеспечения[4]. Систему предиктивной аналитики стали использовать «Мосэнерго»[15][16] и «Т Плюс»[17][18].

В этом же году «РОТЕК» заключил договор с «Татэнерго» о подключении Казанской ТЭЦ-1 к «ПРАНЕ»[19][20]. Система начала работу на объекте в 2019 году[21][22][23].

В 2018 году вышла новая версия системы, с элементами искусственного интеллекта и машинного обучения. Набор исходных данных, анализируемых комплексом, был расширен за счёт применения метода акустической эмиссии, что позволяет контролировать состояние не только вращающегося оборудования, но и статические объекты: фундаменты, трубы, резервуары и другое оборудование нефтегазовой отрасли[24]. Внедрены мониторинг и анализ состояния силовых трансформаторов большой мощности[10].

В этом же году компания «АльфаСтрахование» впервые применила «ПРАНУ» для ретроспективного анализа инцидентов, которые привели к наступлению страховых случаев[25][26][27].

На 2019 год «ПРАНА» являлась единственной российской системой предиктивной аналитики, которая более 5 лет находится в коммерческой эксплуатации. Система установлена на 22 ПГУ и ГТУ-энергоблоках с общей мощностью более 3,2 ГВт (2 % российской тепловой энергетики)[1].

В 2019 году начались поставки системы за рубеж. Её внедрила казахстанская компания «Павлодарэнерго»[28]. За 2020 год благодаря системе компании удалось предотвратить минимум три инцидента[29].

По данным на 2020 год, с помощью системы удалось предотвратить более 300 инцидентов[30]. По данным «РОТЕК», за 2020 год благодаря «ПРАНЕ» одно из генерирующих предприятий России снизило количество аварий более чем в 16,8 раза, сократило убытки более чем в 13,6 раза. Ещё одна из генерирующих компаний за несколько лет обеспечила снижение убытков: в 2017 году оно понесло убытков на $ 10,1 млн (без системы прогностики), в 2019 году с комплексом «ПРАНА» эти затраты сократились до $ 1,8 млн[31]. В 2021 году «ПРАНА» перешла на систему управления базами данных «Яндекс ClickHouse»[32][33].

На 2021 год система отслеживала более 130 единиц сложного промышленного оборудования, стоимостью около $5 млрд[32].

Механизм работы

Общий принцип

Система осуществляет непрерывную диагностику, оценку ресурса узлов и деталей, анализ и прогнозирование изменения технического состояния объекта. Им может быть любой промышленный агрегат или его детали[34][4]. Комплекс работает с оборудованием Siemens, GE, Alstom, Ansaldo, ЛМЗ, УТЗ, ОДК, РЭП Холдинг[35].

«ПРАНА» имеет двухуровневую структуру. На нижний уровень поступают данные из АСУ ТП объекта или других средств объективного контроля. Далее по защищенному каналу связи данные передаются на верхний уровень в удаленный ЦОД (центр обработки данных) Ситуационного центра, где происходит их накопление и математическая обработка[36]. При выявлении изменений технического состояния, система сигнализирует об этом в журнале событий. Эти данные хранятся в течение всего жизненного цикла объекта[34]. За секунду система анализирует 30 тысяч параметров[32], а архив обработанных «ПРАНА» данных превышает 50 ТБ[37].

В основе математического аппарата комплекса лежат методы моделирования на основе подобия. Система создаёт эталонный цифровой образ — набор математических моделей объекта, которой описывает идеальное поведение оборудования в различных режимах эксплуатации. Для его построения используется идеология контрольных T2-карт Хотеллинга. С помощью матрицы состояний и с использованием оператора подобия для каждого измеренного значения рассчитываются его модельное значение. По разнице между эталонным и фактически измеренным значением для каждого параметра вычисляется невязка и среднеквадратическое отклонение. Невязки нормализуются и по совокупности рассчитывается интегральный критерий технического состояния T2. Благодаря анализу T2-критерия прогнозируются изменения в техническом состоянии оборудования и отслеживаются все возможные зависимости параметров[36].

«ПРАНА» выявляет и ранжирует вклад каждого технологического параметра, составляя прогноз выхода параметров за свои технологические пределы[36]. После накопления и анализа комплексом статистики появляется возможность создать правила для автоматического определения проблемных узлов и деталей[11][4][10].

Функции системы

В функции «ПРАНЫ» входят[11]:

  • Построение эталонных математических моделей различных режимов работы оборудования с учётом его индивидуальных особенностей.
  • Автоматическая индикация и оповещение (sms, email) об изменении отслеживаемых параметров по сравнению с эталонными.
  • Автоматизированная аналитика причин изменений.
  • Прогнозирование вероятного срока безотказной работы оборудования.
  • Сравнительный анализ различных режимов работы оборудования для однотипных объектов.
  • Выделение опасных режимов работы оборудования.
  • Прогноз ресурса узлов.
  • Резервное хранение архивных данных.
  • Безопасный удалённый доступ к данным о работе оборудования в реальном времени.

Примечания

  1. ↑ 1 2 «РОТЕК» внедрит систему предиктивной аналитики на объектах «Россети». www.eprussia.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  2. ↑ Михаил Лифшиц // Коммерсантъ.
  3. ↑ Промышленный интернет для черного ящика. stimul.online. Дата обращения: 29 июля 2021.
  4. ↑ 1 2 3 4 Система прогностики «Прана» включена в Реестр отечественного ПО. CNews.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  5. ↑ Катастрофы в Норильске можно было избежать. Ведомости. Дата обращения: 9 июля 2021.
  6. ↑ Система прогностики «Прана» включена в Реестр отечественного ПО. CNews.ru. Дата обращения: 29 июля 2021.
  7. ↑ Единственная в России Система предиктивной аналитики ПРАНА успешно внедряется на энергообъектах. www.eprussia.ru. Дата обращения: 29 июля 2021.
  8. ↑ Цифровизация: от концепции – к практическим решениям. www.eprussia.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  9. ↑ Четвертая промышленная революция уже в России. Ведомости. Дата обращения: 9 июля 2021.
  10. ↑ 1 2 3 4 5 Единственная в России Система предиктивной аналитики ПРАНА успешно внедряется на энергообъектах. www.eprussia.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  11. ↑ 1 2 3 Нефть газ Экспозиция.
  12. ↑ Аварии и внеплановые остановы турбин останутся в прошлом - Оборудование, услуги, материалы - Neftegaz.RU. neftegaz.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  13. ↑ Система предиктивной аналитики ПРАНА — Мониторинг работы оборудования. Система прогностики и удаленного мониторинга ПРАНА. Дата обращения: 9 июля 2021.
  14. ↑ Яндекс.Патенты — поиск по патентным документам. yandex.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  15. ↑ Промышленный интернет и прогностика спасут энергетику от аварий. www.eprussia.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  16. ↑ На ТЭЦ-27 «Мосэнерго» будет развернута система прогностики «ПРАНА». mosenergo.gazprom.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  17. ↑ Т Плюс и РОТЕК заключили контракт в области предиктивной аналитики - Новости ТЭК на Neftegaz.RU. neftegaz.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  18. ↑ «Т Плюс» переходит на мониторинговую систему компании «Ротек». Портал об энергетике в России и в мире (2 октября 2017). Дата обращения: 9 июля 2021.
  19. ↑ На Международном экономическом форуме в Петербурге «Татэнерго» и «РОТЕК» подписали договор о подключении Казанской ТЭЦ-1 к системе «ПРАНА». energybase.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  20. ↑ Система прогностики ПРАНА обеспечит надежность новых энергоблоков Казанской ТЭЦ-1. prana-system.com (6 января 2017). Дата обращения: 9 июля 2021.
  21. ↑ Турбины УТЗ и система прогностики «ПРАНА» обеспечат надёжную работу новых цифровых энергоблоков Казанской ТЭЦ-1. Elec.ru (30 августа 2018). Дата обращения: 9 июля 2021.
  22. ↑ Турбины УТЗ и система прогностики ПРАНА обеспечат надёжную работу цифровых энергоблоков Казанской ТЭЦ-1 armtorg.ru. www.armtorg.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  23. ↑ Татэнерго.
  24. ↑ Power generation in Russia: IoT predictive analytics saves lives not just profits | IoT Now News & Reports (амер. англ.). IoT Now News - How to run an IoT enabled business (23 декабря 2019). Дата обращения: 29 июля 2021.
  25. ↑ «АльфаСтрахование» и «РОТЕК» спрогнозируют технологические риски. www.asn-news.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  26. ↑ «АльфаСтрахование» и «РОТЕК» начали сотрудничество в области прогнозирования технологических рисков. wiki-ins.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  27. ↑ "РОТЕК" поможет "АльфаСтрахование" спрогнозировать риски. Уралинформбюро. Дата обращения: 9 июля 2021.
  28. ↑ Российскую систему прогностики «ПРАНА» начали использовать в Казахстане. Elec.ru (9 декабря 2019). Дата обращения: 9 июля 2021.
  29. ↑ На что тратятся деньги потребителей, рассказали в АО «Павлодарэнерго». Павлодар-онлайн. Дата обращения: 9 июля 2021.
  30. ↑ Облачные решения как ответ на вызовы коронавируса - Новости ТЭК на Neftegaz.RU. neftegaz.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  31. ↑ Новая реальность диктует новые правила. www.eprussia.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  32. ↑ 1 2 3 Система предиктивной аналитики «ПРАНА» переходит на СУБД «Яндекс ClickHouse». CNews.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  33. ↑ Крупнейшая система предиктивной аналитики ПРАНА переходит на Яндекс ClickHouse. Хайтек+. Дата обращения: 9 июля 2021.
  34. ↑ 1 2 Нефть газ. Экспозиция.
  35. ↑ Газовые турбины трёх основных производителей подключены к системе прогностики ПРАНА - Новости ТЭК на Neftegaz.RU. neftegaz.ru. Дата обращения: 9 июля 2021.
  36. ↑ 1 2 3 Перспективы использования системы предиктивной диагностики в цементной промышленности. JCement.ru. Дата обращения: 29 июля 2021.
  37. ↑ Система предиктивной аналитики «ПРАНА» переходит на СУБД «Яндекс ClickHouse». CNews.ru. Дата обращения: 29 июля 2021.
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=ПРАНА_(система)&oldid=120081363