エッジコンピューティングを導入して中流の石油・ガス業界におけるデジタル変革を加速

石油とガスのホワイトペーパーでは、エッジコンピューティングプラットフォームと、オペレーショナルエクセレンスを推進するためのその応用について説明しています。エッジコンピューティングにより、オペレーターはリアルタイムデータを効果的に取得してパフォーマンスを監視し、リアルタイムの洞察を得ることができます。

このホワイトペーパーを読んで、以下の内容を学んでください。

• 最新のエッジコンピューティングプラットフォーム
• エッジコンピューティングがオペレーショナルエクセレンスを推進するアプリケーションを実現する方法

今こそチャンス：オペレーショナル・エッジのデータで中流事業を変革

中流事業者にとって、オペレーショナル・エクセレンスはオペレーショナル・エッジから始まります。つまり、主に遠隔地に分散した資産とインフラストラクチャ（パイプラインとターミナル）、およびこれらの場所にある関連機器（ポンプ、コンプレッサ、その他のデバイス）を特徴とするトランザクションとデータ取得のポイントです。このような資産や設備も、限られたリソースと人員でリアルタイムで管理する必要があります。

最近のガートナーのレポートによると、新しいデータの大部分はこれらのリモート資産で生成されます。その価値と有用性を引き出すためには、中流事業者は新しいコンピューティングアーキテクチャを導入する必要があります。これにより、レガシーインフラストラクチャと標準コンピューティングリソースが原因で運用エッジに現在存在する規模と容量の制約が解消されます。

最新のエッジコンピューティングプラットフォームにより、中流事業者は産業エッジでリアルタイムデータを効果的に取得してパフォーマンスを監視し、リアルタイムの洞察を得ることができます。したがって、このデータを活用することは、安全性、規制遵守、オペレーショナルエクセレンス、サステナビリティ、顧客満足度に関する中流事業者の包括的な目標の基礎となります。具体的には、エッジコンピューティングプラットフォームは、中流企業がロジスティクスをリアルタイムで可視化し、資産のパフォーマンスを実現し、高度なモニタリングを提供してパフォーマンスを視覚化し、リアルタイムの意思決定支援を提供し、フェンス外の資産や設備に対して高度な分析を行うために追求しなければならない新しい機会を生み出します。

このホワイトペーパーでは、最新のエッジコンピューティングプラットフォーム、オペレーショナルエクセレンスの推進におけるその応用、ミッドストリームのデジタル課題を解決するユースケース、および産業エッジでの展開による高度なインダストリー4.0機能への道筋について説明します。

テクノロジーによる中流の長年の課題の克服

最近の調査によると、デジタルテクノロジーの活用は、2025年までに石油・ガス会社、その顧客、そして社会全体に最大1.6兆ドルの価値をもたらす可能性があります。¹ これらの新しいデジタルテクノロジー、特に高度なインダストリー4.0機能の価値を得るには、中流事業者は、地理的に分散した、そして多くの場合遠隔地の資産にソリューションを適用するという独特の課題を克服する必要があります。ミッドストリームのデジタルトランスフォーメーションを複雑にする要因には次のものがあります。

• 重要な資産は遠隔地にあり、人員も限られていることが多い。オペレーターは、リモート機器からリアルタイムデータを直接収集し、それを実用的な情報に変換する機能を必要としています。多くの場合、これらの資産には不十分なコンピューティングインフラストラクチャが存在します。従来のデータセンターは中流環境には適していません。パイプラインには、個々のサイトでコンピューティングを行わなくても、1,000マイルのパイプラインに1台のサーバーがある場合があります。さらに、ミッドストリームアセットの分散性により、データレイテンシの問題が発生し、効果的なパフォーマンスとトランザクションの監視が妨げられます。
• レガシー IT インフラストラクチャはメンテナンスの負担になります。 石油・ガス業界ではよく使われている従来のITインフラやシステムには柔軟性がなく、インダストリー4.0テクノロジーと統合することができません。ITチームは、将来を見据えた自動運用のためにITフットプリントを変革する付加価値活動に集中するのではなく、可用性を実現するための代用として、定期的な「パッチとアップデート」サイクルに巻き込まれる可能性があります。チームは、リモートで管理できるメンテナンスやヘルスチェックの作業に半年を費やすことがあります。同様に、市販のPC上で一元化されたアプリケーションを実行すると、IT管理がさらに効率的になります。
• ミッションクリティカルなアプリケーションは、信頼性を提供できない標準コンピューティングで実行されている。石油・ガス業界のインダストリー4.0では、機器の可用性と、逆に計画外のダウンタイムの最小化が投資対象であり、重点分野でもあります。管制室のエンジニアは、パイプラインのインフラを効果的かつ安全に運用し続けるために、パイプライン運用の最前線で日々課題に直面しています。重要なシステムの可用性を確保することは、石油・ガスパイプラインの性能と安全にとって必要条件です。
• 限られたリソースでの OT と IT の融合。 ITリソースが限られているため、重要なインフラストラクチャを管理する責任は事業運営側の責任に委ねられる可能性があります。SCADA、DCS、PLCを管理する運用技術（OT）の専門家は、新しいアプリケーションやITアーキテクチャを自分で導入する責任を負う場合があります。彼らには、ITサポートなしでITシステムをプロビジョニングする能力が必要です。
• セキュリティはリモート資産にとって重要な要素です。 パフォーマンス分析用にIIoTセンサーを有効にしようとする機械や機器が増えているため、セキュリティとサイバー攻撃防止はリモート資産にとって特に懸念事項です。事業者は、パイプラインセクションの監視やポンプステーションの性能の監視など、サプライチェーン全体で機器を保護する分散コンピューティングプラットフォームを必要としています。

エッジコンピューティング

エッジコンピューティングは、石油・ガス業界におけるデジタルトランスフォーメーションの取り組みを成功させるための完璧な基盤です。エッジコンピューティングは、アップタイムを最大化し、ミッションクリティカルなデータへのリアルタイムアクセスを提供することで、上流および中流の企業が環境、労働者と資産の安全、および最終的な利益への影響を最大化するのに役立ちます。

中流企業は、その資産と業務の性質上、デジタルトランスフォーメーションを促進するための新しいITアーキテクチャを必要としています。ミッションクリティカルなアプリケーションを資産の近くで実行できる必要があります。そのためには、コンピューティングリソースを必要な場所、つまり産業の最先端に移動する必要があります。

中流企業は、新しいエッジコンピューティングプラットフォームを通じて、ミッションクリティカルなソフトウェアアプリケーションを業務の端まで拡張してリアルタイムのデータ収集、高度な監視と制御、および資産管理を実現する分散コンピューティングアーキテクチャを導入する機会を得ています。これは、中流石油ガスにおけるインダストリー4.0を加速させる正味の機会でもあります。ここ数十年に見られるように、デジタルテクノロジーへの投資は、業務の効率化、競争上の優位性、および業界のショックに対する回復力をもたらしてきました。

エッジコンピューティングプラットフォーム:中流事業の変革の基盤

エッジコンピューティングにより、中流事業者は分散型情報アーキテクチャを使用してデータ管理戦略を再構築し、コンピュータネットワークの最も遠い地点、つまり「エッジ」でデータを収集して処理することができます。この分散モデルでは、データの安全な収集と処理はローカル（ポンプ、パイプライン、またはリモートデータクローゼットなど）で行われ、一元化されたクラウドまたはリモートデータセンターへの接続は制限されているか、まったく接続されません。収集されたデータは、分析と管理のためにオンプレミスの中央制御室またはクラウドに送信できます。機器に近接しているため、レガシーハードウェアの規模と容量を制約する2つの要因である遅延が減少し、帯域幅利用のバランスが取れます。

産業用エッジコンピューティングプラットフォームには、アプリケーションの可用性を最大化し、フォールトトレランスを提供し、単一障害点による中断を最小限に抑えるための冗長アーキテクチャが組み込まれています。また、ミッドストリーム環境に最適で、IT部門との連携が不要な、堅牢なフォームファクターでサーバーパフォーマンスを実現します。この工業グレードの設計により、ターミナルやパイプラインのコンプレッサ、ポンプ、その他の機器の横に、エッジに直接設置できます。インダストリアルエッジ専用に構築されたエッジコンピューティングプラットフォームは、すぐにITおよびセキュリティ標準を満たしているため、IT要件を満たすが導入にITリソースを必要としない迅速な実装が可能になります。

最後に、最新のエッジコンピューティングプラットフォームは、仮想化によって非常に効率的な運用を実現し、複数のアプリケーションを単一ノードで実行できるようにします。これらのソリューションはITの設置面積とメンテナンスを削減し、総所有コストを削減します。

柔軟性、高可用性、フォールトトレランス、分散アーキテクチャを備えたエッジコンピューティングは、ミッションクリティカルな業務におけるデータ収集とデータフローの基盤となり、予測分析、デジタルツイン、その他のインダストリー4.0ソリューションなどの高度な機能の前提条件となります。

オペレーショナルエクセレンスを実現するエッジコンピューティングの導入

オペレーショナル・エクセレンスは中流企業にとって最優先事項です。企業はエッジコンピューティングを活用して、顧客満足度の向上につながった他の業界で達成されているようなオペレーショナル・エクセレンスを推進することができます。オペレーショナルエクセレンスを実現するために、事業者がエッジコンピューティングプラットフォームを導入する3つの方法：

• 製品の動きとロジスティクスの可視性。ミッドストリーム事業に欠かせないのは、顧客や規制当局への報告のために気体や液体の動きを正確に追跡して説明できることです。中流企業は、トランザクションアカウンティングを保護し、データ管理サービスにデータフローを提供するために、エッジコンピューティングプラットフォームに目を向けています。エッジコンピューティングをターミナルステーションに移行することで、業務の可視化とリアルタイムの洞察が得られ、意思決定を支援し、顧客満足度を高めることができます。
• 設備稼働時間のための資産パフォーマンス管理。近年、石油・ガス業界では、重要資産の分析と状態に基づくモニタリングによる予知保全を可能にする資産パフォーマンス管理ソリューションに大きな関心と投資が寄せられています。どのようなプロセスオペレーションでもそうであるように、中流では機器の可用性が求められます。計画外のダウンタイムはコストがかかり、容認できません。エッジコンピューティングは、機器の設置場所で資産パフォーマンスデータを取得することにより、停電、パイプラインの完全性の障害、機器の故障、その他の重大な問題など、現場で発生している状況をリアルタイムで可視化します。
• 設備とユーティリティを最適化するための高度な監視と制御。エッジコンピューティングは、多くの場合、プロセスの監視と制御を行うためにコンプレッサやポンプステーションに導入され、SCADAおよびDCSソフトウェアを実行するためにコントロールセンターに配置されたフォールトトレラントエッジサーバが制御センターに配置されます。さらに、エッジコンピューティングでは、データヒストリアンを実行して時間ベースのデータセットを収集し、予想されるパラメータとの比較と分析を行うことができます。このようなアプリケーションは、中流企業にエネルギー管理のためのユーティリティ消費を最適化する手段を提供します。

エッジコンピューティングプラットフォームは、仮想化によって単一の高可用性ノード上で複数のアプリケーションを実行できるため、大幅なコスト削減とアプリケーションの迅速な導入が可能になります。1つのハードウェアで、専用の高度な分析および最適化アプリケーションに加えて、AVEVA、インダクティブオートメーション、ロックウェル、シュナイダーエレクトリック、シーメンスなどの大規模な産業用ソフトウェアベンダーのSCADAやヒストリアンソフトウェアなどの複数のワークロードを実行できます。

エッジコンピューティングは高度なインダストリー4.0機能を解き放ちます

効果的なエッジコンピューティング戦略により、中流事業者は高度な分析アプリケーションを把握できるようになります。特に、追加のリアルタイムデータをキャプチャできる現在のコンピューティングインフラストラクチャが不足しているため、未開拓の潜在的な機器データを最終的に大量に収集する立場にあります。

エッジコンピューティングプラットフォームをさらに活用して洞察を得ることで、企業は次のような高度なインダストリー4.0機能を追求するための基盤を築きます。

• インダストリアルIoT (IIoT): 技術の進歩によりIIoTデバイスのコストが削減され、以前は利用できなかった機械や装置にセンサーを設置できるようになりました。これにより、上流および中流の生産者は有意義なデータをリアルタイムで収集、処理、分析して、より多くの価値を生み出し、コスト削減の機会を増やすことができます。IIoTは、増え続けるデータをより有効に活用し、そのデータから得られた新しい洞察に基づいて行動するためのはるかに優れた機能を提供するようになりました。
• 予知保全: 現在、強力な予知保全ソフトウェアでは、機械、パイプライン、さらにはタンカーなどからのセンサーデータを分析して、さまざまな異常（疲労、亀裂、腐食など）を検出し、それを使用して予防的なメンテナンスを実行することもできます。たとえば、中流企業では、物流における予知保全を活用して、事故の防止や輸送や物流の安全性の向上に役立てています。
• デジタルツイン: 石油・ガス業界では、デジタルツインは仮想世界と物理世界を組み合わせた仮想モデルです。デジタルツインは、設計と運用の改善、ダウンタイムの防止、メンテナンスコストの削減、石油・ガス資産のライフサイクル全体にわたる付加価値につながる新しいデータの提供など、データ分析とシステム監視を改善します。
• 自律運用: 今日、自律掘削技術は石油・ガス探査を変革しています。ロボット工学、センサー、電子機器の進歩により、潜在的に危険な手作業が不要になり、安全で信頼性が高く、高精度な方法で掘削やその他の作業を実行できるようになりました。
• 人工知能 (AI) と機械学習 (ML): 石油・ガス業界は長い間、データ分析に目を向けてきました。特に、技術的およびビジネス上の意思決定に非常に大量のデータを使用する場合はそうです。オペレーショナル・エッジからのリアルタイム・データの流れを保護することで、ミッドストリーム・カンパニーは、オーナー/オペレーターが垣間見ている場合と同じレベルの分析が可能になります。次の段階は、データや情報の可用性を前提に、意思決定支援や資産パフォーマンスの分野でAI を採用することです。

業界のリーダーが必要とするもの:シンプルで保護された自律型プラットフォーム

エッジコンピューティングプラットフォームは、IT管理を簡素化し、ITフットプリントを削減し、ゼロタッチ運用を実現しながら、強力でミッションクリティカルなアプリケーションをオペレーショナルエッジまで拡張する機能を提供します。運用およびテクノロジーの専門家が検討すべき主な特徴は次のとおりです。

シンプル。技術者以外のスタッフでも、価値創出までの時間を短縮し、管理を簡素化するには、エッジコンピューティングプラットフォームは、アプリケーションやインフラストラクチャ全体で簡単にインストール、展開、管理できる必要があります。また、システムを仮想化して、アプリケーションの迅速なプロビジョニング、柔軟性の提供、コンピューティングリソースの最大化、所有コストの削減を実現する必要があります。パイプラインアプリケーションでは、リモートでデプロイできるコミッションが容易なアップデートを選択することで、管理がさらに簡素化されます。

保護されています。セキュリティは中流事業にとって重要な要素です。エッジコンピューティングプラットフォームは、「常時稼働」の可用性を確保し、サイバー脅威やデータ損失からデータを保護することにより、運用、財務、評判のリスクを確保する必要があります。企業は、より多くのデバイスやシステムが接続されるようになるにつれて、セキュリティに自信が持てるソリューションを選択する必要があります。

自律型。エッジコンピューティングの核となる可能性は、海洋ターミナルや生産工場などのエッジロケーションで確実に運用できることです。プラットフォームはどのような環境でも動作し、人間による監視、保守、修理、またはサポートを必要とするゼロタッチコンピューティングを提供する必要があります。「オートコール」機能と24時間365日のサポートを提供するエッジコンピューティングプラットフォームは、機器やアプリケーションの予期しないダウンタイムの可能性をさらに最小限に抑えます。

エッジコンピューティングで競争上の優位性を獲得

中流事業者は、従来の課題を克服し、新たな機会を活用するために、幅広いデジタルツールを評価して選択する必要があります。デジタルトランスフォーメーションの取り組みが成功すれば、ビジネスのあらゆる面を改善する上で大きなアドバンテージとなります。

エッジコンピューティングは、中流事業者がデジタル変革を加速し、原点からデータを取得することで機器の信頼性、アプリケーションの可用性、新しい運用上の洞察を実現するための理想的な基盤です。そうすることで、中流企業は、従業員の安全性の向上、意思決定と可視性の向上、オペレーショナルエクセレンス、二酸化炭素排出量の削減、顧客満足度の向上など、最も重要な結果を達成して収益性を高めることができます。

「エッジコンピューティングプラットフォームは、IT管理を簡素化し、ITフットプリントを削減し、ゼロタッチ運用を実現しながら、強力でミッションクリティカルなアプリケーションをオペレーショナルエッジまで拡張する機能を提供します。」

Stratus について

Stratus、リスクを最小限に抑えながら予測可能なピークパフォーマンスを実現するために業務をデジタル変革するリーダー向けに、導入と保守が簡単で、中断や脅威から保護され、自律性のあるゼロタッチエッジコンピューティングプラットフォームを提供することで、ビジネスクリティカルなアプリケーションの継続的な可用性を確保します。40年にわたり、信頼性が高く冗長性のあるゼロタッチコンピューティングを提供してきました。これにより、フォーチュン500のグローバル企業や中小企業が、エッジ、クラウド、データセンターでデータを安全かつリモートで実用的なインテリジェンスに変換し、稼働時間と効率を高めてきました。詳細については、stratus.com をご覧ください。