ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ И КОНЦЕПЦИИ ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ОБЪЕКТАХ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ

Карина Наилевна Абдрахманова, Арт ём Васильевич Федосов, Карина Робертовна Идрисова, Илида Рустамовна Даниева, Регина Рустэмовна Валеева

Аннотация


Количество и масштаб аварий в виду усложнения технологических процессов возрастает, что негативно влияет на людей, окружающую среду и не выгодно с экономической точки зрения для предприятия. В связи с этим возникает необходимость в качественном применении уже имеющихся методов управления рисками на предприятии и модернизации организации безопасной работы с учетом реального состояния опасного производственного объекта. Одним из способов снижения уровня опасности предприятия является анализ имеющихся рисков, который состоит из идентификации рисков, оценки величины последствий и создания превентивных мероприятий, мероприятий по снижению имеющегося уровня риска. Разработка всевозможных сценариев протекания аварии, установление последствий и вероятностей реализации негативных происшествий являются базой для управления опасностями.В данной работе проанализировано применение метода анализа опасностей «Дерево последствий». Метод широко применяется для объектов нефтегазовой промышленности, оказывая влияние на уменьшение аварийных ситуаций и позволяя обнаружить явления, приводящие к серьезным последствиям. В процессе построения дерева используется система количественных и качественных способов определения опасностей для обнаружения вероятностных результатов начального действия. В статье представлен обзор некоторых программных комплексов, позволяющих визуализировать этапы вычисления рисков и минимизировать процесс расчетов на основе 3D моделирования. В нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности для симулирования в наземных условиях наиболее известных сценариев воспламенения и токсического выброса используется программный инструмент FLACS. Произвести оценку влияния опасных или вредных веществ на производственный объект можно благодаря отечественному программному комплексу «TOXI+Risk». Для имитации последствий аварий с возможностью моделирования угроз, позволяющих изучить всю последовательность событий от самой аварии до ущерба, применяется Phast Lite. Кроме того, в статье дано определение цифрового двойника. Цифровой двойник является интегрированной моделью реального объекта наблюдения, обеспечивающей постоянное взаимодействие и обмен данными с реальным объектом для моделирования поведения объекта, прогнозирования и выбора наиболее адекватного и эффективного сценария проведения технологического процесса. Технология является перспективной для управления производством и продления безопасного эксплуатационного ресурса.

Ключевые слова


анализ риска;аварии на опасном производственном объекте;дерево событий;моделирование аварийных последствий;цифровой двойники;FLACS;TOXI+Risk;risk analysis;accidents at the hazardous location;event tree;modeling of emergency consequences;digital twin;FLACS;TOXI+Risk;

Полный текст:

PDF

Литература


Федосов А.В., Идрисова К.Р., Абдрахманов Н.Х., Ефимова А.В., Градобоева К.В., Расулов С.Р. Теоретические основы промышленной безопасности. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2018. 129 с.

Абдрахманов Н.Х. Научно-методические основы обеспечения безопасной эксплуатации опасных производственных объектов нефтегазового комплекса на основе управления системными рисками: дис. ... д-ра техн. наук. Уфа, 2014. 266 с.

Karasan A., Ilbahar E., Cebi S., Kahraman C. A New Risk Assessment Approach: Safety and Critical Effect Analysis (SCEA) and Its Extension with Pythagorean Fuzzy Sets // Safety Science. 2018. Vol. 108. P. 173-187. DOI: 10.1016/j.ssci.2018.04.031.

Федосов А.В., Бадртдинова И.И., Абдрахманова К.Н., Валекжанин Д.Ю. Количественная оценка неопределенности результатов анализа риска техногенных аварий // Сетевое издание «Нефтегазовое дело». 2019. № 3. С. 46-66. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/ issues/3_2019/ogbus_3_2019_p46-66.pdf (дата обращения: 19.04.2020). DOI: 10.17122/ogbus-2019-3-46-66.

Абдрахманов Н.Х., Шутов Н.В., Абдрахманова К.Н., Ворохобко В.В., Шайбаков Р.А. Исследование и анализ нестационарности возникновения и развития потенциально опасных ситуаций при эксплуатации опасных производственных объектов // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2015. № 1. С. 292–306. URL: http://ogbus.ru/ files/ogbus/issues/1_2015/ogbus_1_2015_p292-306_AbdrakhmanovNKH_ru.pdf (дата обращения: 19.04.2020).

Павлова Ю.А., Проскура В.С., Федосов А.В. Анализ риска и методические аспекты оценки ущерба при авариях на предприятиях нефтеперерабатывающего комплекса // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2017. Вып. 2 (108). С. 138-146.

Гаскарова Г.Ф., Шарафутдинова Г.М. Проблемы оценки профессиональных рисков // Актуальные проблемы науки и техники – 2017: матер. X Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых: В 2 т. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2017. Т. 2. С. 133-135.

Гарипов Р.Ф., Шарафутдинова Г.М., Барахнина В.Б. Анализ рисков на основе результатов оценки культуры безопасности // Безопасность труда в промышленности. 2019. № 9. С. 82-88. DOI: 10.24000/0409-2961-2019-9-82-88.

Grieves M. Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication // Apriso. URL: http://www.apriso.com/library/video/ dr_grieves_digital_twin_webcast_en.php (дата обращения: 20.04.2020).

Glaessgen E.H., Stargel D.S. The Digital Twin Paradigm for Future NASA and U.S. Air Force Vehicles // Structures, Structural Dynamics and Materials: Proceeding of 53rd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Conference. Honolulu, Hawaii, USA. 2012. P. 1-14. DOI: 10.2514/6.2012-1818.

Rajkumar R.R., Lee I., Sha L., Stankovic J. Cyber-Physical Systems: the Next Computing Revolution // Proceeding of the 47th Design Automation Conference. Anaheim, California, USA. 2010. P. 731-736. DOI: 10.1145/1837274.1837461.

Grieves M. Product Lifecycle Management: the New Paradigm for Enterprises // International Journal of Product Development. 2005. Vol. 2. No. 1-2. P. 71-84. DOI: 10.1504/IJPD.2005.006669.

Боровков А.И., Рябов Ю.А., Марусева В.М. Новая парадигма цифрового проектирования и моделирования глобально конкурентоспособной продукции нового поколения // Центр компьютерного инжиниринга СПбПУ. 08.04.2018. URL: http://fea.ru/news/6721(12.06.2018. (дата обращения: 21.04.2020).

Абдрахманова К.Н. Применение цифрового двойника в целях обеспечения промышленной безопасности в нефтегазовой отрасли // Актуальные проблемы и тенденции развития техносферной безопасности в нефтегазовой отрасли: матер. II Междунар. науч.-практ. конф. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2019. С. 152-153.

Соловьев С. Цифровые двойники в промышленности: сегодня и завтра // ИнформКурьер-Связь (ИКС). 2019. № 2. С. 81-83. URL: http://www.iksmedia.ru/articles/5585041-Czifrovye-dvojniki-v-promyshlennost. html#ixzz65XrvkZi1 (дата обращения: 21.04.2020).

Банников В.В., Савицкая Т.В. Моделирование последствий аварий на опасных производственных объектах с использованием программного комплекса FLACS // Успехи в химии и химической технологии. 2016. № 4. С. 24-26.

Марухленко А.Л., Агапов А.А. Учебные курсы по 3D-моделированию последствий аварий c использованием программного комплекса FLACS // Безопасность труда в промышленности. 2014. № 2. С. 78-79.

Success Factors for Computational Fluid Dynamics (CFD) based Fire and Explosion Studies // Bell Energy. URL: https://bell-energy.com/business-analytics/cfd-success-factor (дата обращения: 22.04.2020).

Официальный сайт ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности. URL: https://www.safety.ru/org-zao (дата обращения: 22.04.2020).

Программные средства по промышленной безопасности Toxi+: Официальный сайт. URL: https://toxi.ru (дата обращения: 22.04.2020).

Consequence Analysis Software – Phast Lite // Det Norske Veritas (DNV). URL: https://www.dnvgl.com/services/consequence-analysis-software-phast-lite-1695 (дата обращения: 23.04.2020).

Gul M., Guven B., Guneri A.F. A New Fine-Kinney-Based Risk Assessment Framework Using FAHP-FVIKOR Incorporation // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2018. Vol. 53. P. 3-16. DOI: 10.1016/j.jlp.2017.08.014.

Oilfield Technology: Официальный сайт. URL: https://www.oilfieldtechnology.com (дата обращения: 24.04.2020).




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2020-3-71-91

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


УФА, УГНТУ, 2020