Основой для создания киберфизической системы технологического объекта является интегрированный цифровой двойник, содержащий в себе исчерпывающий объем информации по объекту и технологическому процессу. Не смотря на активное развитие цифровых информационных систем на пути их реализации встречаются определенные сложности. В процессе обработки информационных моделей не редко возникают ограничения, связанные с отсутствием необходимых данных, или полученные данные не корректные, либо вовсе система не справляется с объемом информации. Для успешной работы системы необходимо чтобы все данные, которые формируются в физическом пространстве как можно скорее, и в достаточном объеме, мигрировали в киберфизическое пространство.
Выделяют следующие основные проблемы по переходу к киберфизическим системам:
1. Недостаточность данных.
Регистрация данных физического процесса осуществляется за счет первичных приборов КИПиА. В некоторых случаях, приборы регистрации, необходимые для полноценной работы математической модели, отсутствуют. К примеру, одним из важных параметров, описывающих математическую модель технологического процесса аппарата, является расход жидкости. Отсутствие регистрации значений по расходу жидкости на выходе с аппарата не позволит полноценно создать физико-математическую модель технологического процесса, происходящего в данном аппарате.
2. Недостоверность данных.
Недостоверность полученных данных может быть по разным причинам:
- неисправность датчика регистрации, либо датчик не откалиброванный;
- умышленное искажение данных (может быть по разным причинам);
- датчик регистрации подобран не корректно (рассчитан на работу в другой среде);
- не корректно выбрано место установки регистрирующего датчика.
3. Отсутствие соответствующей IT-инфраструктуры.
Помимо вышеуказанных проблем важным элементом в формировании цифровых информационных моделей является наличие соответствующей IT-инфраструктуры способной с высокой скоростью принимать и интерпретировать большое количество данных, накапливать и хранить информацию, а также выполнять соответствующие вычисления.
4. Отсутствие необходимого массива данных в цифровом формате.
На сегодняшний день большинство компаний стараются переходить на формат ведение документации в электронном виде. Но процесс перехода от бумаги к цифре достаточно сложный и длительный. Традиционно оперативную и эксплуатационную документацию продолжают вести в бумажном виде. Не редки случаи дублирования формата ведения документации, документы заполняют и в бумажном и электронном виде. Без полноценного цифрового двойника объекта, с указанием максимального количества параметров, невозможен переход к кибер-физическим системам.
5. Отсутствие цифровых моделей на технологическое оборудование.
На рынке нефтегазовой промышленности существует огромное количество нефтепромыслового оборудования, которое имеет свои особенности, индивидуальный конструктив, влияющий на технологический процесс. На примере нефтегазосепараторов, это могут быть различные внутренние устройства, перегородки, каплеотбойники и прочие элементы. Как правило производителями оборудования не создаются математические модели тех. процесса на выпускаемое ими оборудование. Интегрируя подобные устройства в технологию, без предварительного построения математической модели системы, имеются риски не достижения целевых показателей.
6. Различные виды применяемого программного обеспечения.
Для управления цифровыми информационными моделями на рынке имеется большое количество видов программного обеспечения. Каждый программный комплекс имеет свои особенности, индивидуальные требования к формированию информационных моделей и собственные форматы передачи данных. Не редки случаи возникновения сложностей при интеграции одного типа ПО в другую. Разные подходы в создании ЦИМ приводит к дополнительным трудозатратам при необходимости интеграции одной системы в другую.
7. Разрозненность информационных систем
Данные хранятся в различных информационных системах со своими структурами. Отсутствует единая терминология. Интеграция данных в таких условиях становится затруднительной.