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

Система зарегистрирована в Реестре российского программного обеспечения и бюро авторского права США .

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 . В 2013-м создали первый прототип для газовой турбины .

В 2015 году стартовал пилотный проект на Пермской ТЭЦ-9, где был предотвращён первый инцидент . 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 .

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

В 2017 году Министерство связи и массовых коммуникаций включило «ПРАНУ» в единый Реестр российского программного обеспечения . Систему предиктивной аналитики стали использовать « Мосэнерго » и «Т Плюс» .

В этом же году «РОТЕК» заключил договор с « Татэнерго » о подключении Казанской ТЭЦ-1 к «ПРАНЕ» . Система начала работу на объекте в 2019 году .

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 . Внедрены мониторинг и анализ состояния силовых трансформаторов большой мощности .

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

На 2019 год система была установлена на 22 ПГУ и ГТУ-энергоблоках с общей мощностью более 3,2 ГВт (2 % российской тепловой энергетики) .

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

По данным на 2020 год, с помощью системы удалось предотвратить более 300 инцидентов . 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 . В 2021 году «ПРАНА» перешла на систему управления базами данных «Яндекс ClickHouse» .

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

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 . Комплекс работает с оборудованием Siemens , GE , Alstom , , ЛМЗ , УТЗ , ОДК , РЭП Холдинг .

«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 . При выявлении изменений технического состояния, система сигнализирует об этом в журнале событий. Эти данные хранятся в течение всего жизненного цикла объекта . За секунду система анализирует 30 тысяч параметров , а архив обработанных «ПРАНА» данных превышает 50 ТБ .

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 .

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

Функции системы

В функции системы входят :

• 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