دکتر احمد کشاورز

 رئیس پژوهشکده فناوری اطلاعات و ارتباطات دانشگاه خلیج فارس

اینترنت اشیا (IoT)مفهومی جدید است که درزمانی اندک شرکت­های بزرگ دنیا روی توسعه و هر چه کاربردی­ترکردن تکنولوژی­های متعدد  موجود در این حوزه، سرمایه گذاری­های کلانی انجام داده و به رشد آن سرعتی بی­سابقه بخشیده­اند.  مفهوم اینترنت اشیا، اتصال دستگاه­های مختلف به یکدیگراست.

 امروزه IoT در حوزه های مختلفی ازصنعت وارد شــده و باعث افزایش بازدهی این صنایع شــده است. به تازگی IoTموردتوجه حوزه­های مختلف صنایع نفت وگاز نیز قرارگرفته اســت. ازمهمترین کاربردهای آن دراین صنایع، مانیتورینگ بخش­های مختلف و ردیابی تجهیزات اســت. برای مثال مانیتورینگ دکل­های فراســاحل و ارســال کمیت­هایی مانند: دما، فشار، سرعت جریان آب و غیره می تواند یکی ازکاربردهای موردتوجه در حوزهای اینترنت اشیا باشد.

با توجه به اینکه امکان پوشش دهی اغلب این دکل ها توســط شــبکه های مخابراتی موجود و برای مثال شبکه های موبایل و ارتباطات ســیار وجود ندارد و ازطرفی اســتفاده از ارتباطات کابلی یا شــبکه های ماهواره­ای بسیار هزینه بر است. شبکه­های اینترنت اشیا می­توانند گزینه مناسبی دراین حوزه باشــند. درچندســال اخیر با پیشرفت تکنولوژی درحوزه شبکه های ارتباطــیLPWAN، این شــبکه ها به عنوان انتخابی مناســب وکــم هزینه برای حوزه­های کاربردی اینترنت اشــیا موردتوجه قرارگرفته اند. این شــبکه ها قابلیت ارسال داده­های با نرخ کم و با هزینه بسیارکم و برای مسافت­های طولانی فراهم کرده­اند. یکی از پروتکل های ارتباطی این حوزه، شــبکه ارتباطی LORAWAN است. درکاربردهای مختلف اینترنت اشیا بسیارموردتوجه قرارگرفته است. این شبکه قابلیت مدیریت دریافت داده ازسنسورها و ارسال فرمان های کنترلی را برای هــزاران گــره اینترنت اشــیا و درفواصل چندکیلومتر با هزینه بســیارکمی فراهم می­کند. به دلیل مصرف توان کم این شبکه، با یک باتری، قابلیت ارسال اطلاعات به صورت بیسیم از یک سنسور برای چندین سال وجود دارد.

 نگاه تکنولوژی به خدمات سرچاهی

 یکی دیگر از بخش هایی که پتانســیل اســتفاده ازاینترنت اشیا را دارد، خدمات ســرچاهی اســت. با اســتفاده ازپروتکل­های ارتباطی بیسیم و ارسال اطلاعات سنســورهای مختلف می­توان فرایند اســتخراج را با هزینه کمتر و بازده بیشتری مدیریت کرد. یکی از شرکت های فعال در این حوزه، شرکت WellAware است.   این شرکت  علاوه برمانیتورینگ تجهیزات سرچاهی، با دریافت پیوسته اطلاعات سنسورها، اطلاعات آنها را توسط یک نرم افزار هوشمند تحلیل می­کند. این نرم افزارخدماتی مانند اینکه آیا باید موادشــیمیایی یا بخاربیشــتری به داخل چاه تزریق شــود یا چه نوع فشــارخلاء باتوجه به شرایط، مطلوب است را به شرکت ها ارائه می­کند. درواقع باید توجه کرد که استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا همراه بــا الگوریتم های هوش مصنوعی، می­تواند باعث افزایش کارایی این ســامانه­ها شود. زیرساخت ارتباطی اینترنت اشیا بستری مناسب برای جمع آوری داده های سنسورهای مختلف و ارسال فرمان های کنترلی فراهم می­کند. اما درصورتی که داده­های حاصل از این ساختار در الگوریتم های هوش مصنوعی استفاده شود، میتواند باعث بهبود عملکرد سامانه وافزایش کارایی آن شود. اگرچه درصنایع  نفت وگاز با توجه به حساسیت زیاد این صنایع از منظر ایمنی تجهیزات، درحال حاضر عمده اســتفاده ازتکنولوژی IoTبرای مانیتورینگ ســامانه ها اســت، اما درآینده نزدیک، باجمع آوری داده­های مختلف دراین حوزه، شــاهد استفاده از مباحث مختلف هوشمند سازی فرایندها، مبتنی برتکنولوژیIoT خواهیم بود.

اینترنت اشیا راه گشای مانیتورینگ لوله های انتقال نفت و گاز

یکــی دیگــر ازحوزه هایی که قابلیت بســیاری بــرای اســتفاده ازتکنولوژی­های ارتباطی اینترنت اشــیا دارد، مانیتورینگ لوله­های انتقال نفت وگاز اســت. برای مثال می­توان با قراردادن سنسورهای مختلف لرزشی یا اکوستیک در بخش های مختلف  مســیر انتقال لوله و ارسال اطلاعات توسط شبکهLORAWAN ، نظارت خوبــی بــه صورت آنلاین از این خطوط داشــت. با توجه به این که مســیرلوله های انتقال در بیرون ازشهر و مناطق خلوت است، با ایجاد دکل های ارتباطی برای این پروتــکل در هرچند ده کیلومتر و با هزینه بســیارکم می­تــوان نظارت برلوله ها را انجام داد. بانظارت مستمر برلوله­ها می­توان مشکلات احتمالی را با سرعت بسیار بیشتری تشخیص داده و هزینه تعمیر و نگهداری را در بلند مدت کاهش داد.  

بکارگیری اینترنت اشیا در پالایشگاه برای افزایش ظرفیت

یکــی دیگــر از حوزه­هایی که اخیرا درآن به بهره بــرداری ازتکنولوژی های اینترنت اشــیا توجه شــده است، مانیتورینگ پالایشگاه­ها اســت. البته باید توجه داشت که پروتکل هــای بیســیم LPWAN به دلیل برخط نبودن واینکــه قابلیت100 درصد دریافت اطلاعات  توسط آنها ضمانت نمی شود، قابل استفاده دربرخی از بخش های پالایشــگاه نیســت و عمدتا برای مواردی که نظارت یا کنترل برخط ضروری نیســت قابل اســتفاده اند. ازطرفی با نصب کردن سنسورهای بیسیم درمکان­های مختلف و افزایــش تعــداد آنها، می­توان میزان عدم اطمینــان  دربرخی تصمیم گیری ها را کاهش داد وکمک کرد تا پالایشگاه با ظرفیت بیشتری فعالیت داشته باشد. اینترنت اشیا در خدمت برنامه ریزی تعمیرات یکــی دیگــر ازکاربردهای مهم اینترنت اشــیا درصنایع نفــت وگاز، پیش بینی تعمیــرات ضروری اســت. درواقــع می­توان با دریافت اطلاعات ازسنســورهای مختلف دما، فشــار، لرزش، جریان و.... وتحلیل اطلاعات جمع آوری شــده از تمام  سنســورها، یک سامانه هوشمند برای تشــخیص ناهنجاری ها و پیشبینی تعمیرات ارائه کرد.  برای مثال شرکت Group Hauser+Endress با ارائه یک نرم افــزاردرایــن زمینــه، بــه نگهداری بهتــرتجهیــزات و افزایش امنیــت عملکرد بخش های مختلف کمک می­کند  .با توجه به  پتانسیل بسیار زیاد پروتکل های ارتباطی اینترنت اشیا برای تسهیل فرایند مانیتورینــگ وقابلیــت تحلیــل اطلاعـات حجیــم حاصل ازاین شــبکه ها توســط الگوریتم هــای هــوش مصنوعــی، شــرکت های مختلف حــوزه فنــاوری اطلاعات و ارتباطات، تمرکز ویژه­ای براین حوزه­ها دارند. ازطرفی با توجه به آورده بسیارمطلوب استفاده از این شبکه ها درصنایع مختلف نفت وگاز، اغلب شرکت­های فعال در این حوزه، به دنبال افزایش بازدهی با اســتفاده از شــبکه­های نظارتی مبتنی براینترنت اشــیا وتحلیل هوشــمند اطلاعات حاصل از این شبکه ها است. بنابراین پیشبینی می شــود درآینده نزدیک، در عمده بخش­های صنایع مختلف نفت وگاز اســتفاده از تکنولوژی های مختلف اینترنت اشیا فراگیر شده و مورد استفاده قرارگیرد.

چاپ شده در ماهنامه تخصصی چشم انداز نفت، شماره 45