在霍尔木兹海峡相关的能源市场动荡中,寻求韧性的首席执行官们正在质疑传统而僵化的运营模式。
基于物理的人工智能有助于在工业场所实现更灵活的运营条件——即所谓的“竹子”模式。
引入此类动态完整性运行窗口,使产业能够在能源冲击期间以更高产能安全运行,并减少代价高昂的停工。
8月5日,通过霍尔木兹海峡的船只为8艘,而平时为130艘。在供应链普遍受到干扰、石油和化肥价格波动的背景下,消费者和企业都切身感受到了中东地区持续地缘政治不稳定的影响。鉴于这些岌岌可危的局势,在全球最大的能源会议CERAWeek以及世界经济论坛新领军者年会上,韧性成为核心议题,这并不令人意外。每位企业领袖心中都有一个问题:我们是为此而建的吗?如果不是,我们该怎么办?
在这两场全球性会议的现场交流中,高管们探讨了这一新的多重冲击世界格局转变,以及它对其业务意味着什么。面对未来的抉择,有一种简单的框架:您希望您的能源资产更像橡树还是竹子那样运行?
在上个世纪的大部分时间里,全球的炼油厂、石化工厂和重工业资产都被设计成橡树。它们规模庞大、根基深厚,专为完美完成单一任务而设计。在我们新的多极世界中,橡树的问题在于它无法弯曲。当风向改变、原油供应转移、咽喉要道关闭或制裁制度改写版图时,橡树无法适应,它要么折断,要么停摆。
竹子以其强度和韧性而闻名。但让炼油厂“弯曲”并非现实选项。工厂的钢材是针对特定温度、压力和化学条件而设计的。若在不了解这些限制的情况下超出其范围,事故就会发生。这就是为什么大多数运营方在面临原料变化或意外运行条件时,都会默认采取橡树的姿态。但如果有一种方式能兼得二者之长呢?
具备神经系统的竹子
如今,每座能源工厂都在所谓的完整性运行窗口(IOW)内运行。这是可靠性工程师为每台设备划定的安全区域:将此容器保持在特定温度之间,将压力控制在设定范围内,不让污染物超过规定水平,等等。只要保持在窗口内,设备便能安全地撑到下一次计划检修,而检修时间在四到六年之后。问题在于,设定窗口的工程师无法看到金属内部发生的情况。因此,他们会划定一个过于保守的窗口,并预留必要的安全系数——这也会产生一层额外且不必要的缓冲。
世界经济论坛全球灯塔网络今年将其认定为“结构完整性人工智能”的基于物理的人工智能改变了这一切。它让运营方实时了解钢材在实际条件下的真实状态,并将静态的IOW转变为随工厂运行而移动的动态完整性运行窗口(DIOW)。当条件允许时,窗口便会打开,工厂可以更加高负荷运行;当条件变得更为严峻时,窗口则收紧,这正是DIOW提升安全性的所在。设备相同,安全终点提升,但在两者之间拥有真正的灵活性。这项创新为竹子赋予了神经系统,帮助运营方在我们多重冲击的工作中建立韧性。
灵活性的重要性
由于缺乏完善的数据,工程师会预留不必要的缓冲。这是坚固橡树的做法,在正常时期这是审慎的。但在多重冲击的世界中,这对更广泛的经济而言代价高昂。如果您是少数仍以满负荷运行的炼油厂之一,而市场正争相寻找替代桶原油,那么您无需在完整性运行窗口之间以100%的负荷运行;您需要以110%的负荷运行,同时仍符合标准规定。
掌握钢材的实时健康状况,使运营方能够安全地摒弃那些基于数据缺失、而非风险存在的保守做法。检修周期可以进一步延长,压力可以运行得更高,运行包络线也可以拓宽。
经济影响在实践中已显而易见。停工一天便会造成数百万美元的收入损失,而资本支出和运营支出保持不变。持续数周或数月的大规模停工,则会造成数亿美元的利润损失。对于一座日产20万桶的炼油厂而言,仅加速一周的开工便价值超过1亿美元。
从冲击中恢复
当炼油厂经历紧急停工时(正如今年中东各地所发生的那样),实体资产会经历极端的热力和压力瞬变。传统的应对方式是对所有设施进行全面检查,因为没有人确切知道疲劳发生在哪里。使用结构完整性人工智能的工程师知道应首先检查哪里,这使他们能够专注于真正的问题。设备可以通过基于物理、基于状态且符合标准的重启情景进行模拟,工厂也可以安全地重新启动。
在动荡的中东,这些演练可能需要更频繁地开展,并借助真正提升安全性的工具。借助结构完整性人工智能,数字数据能够捕捉事件中精确的应力分布。模型可以精准定位哪些焊缝、法兰和容器超出了其极限,哪些没有。原本耗时数月的全面检查,将变为三周的针对性修复。
同样的方法也可以应对事件发生很久之后才显现的隐性损伤,例如重质烃类在从未被设计用于静置状态下容纳它们的管道中凝固,或保温层下的腐蚀开始形成。持续更新的模型可在数小时内完成适用性评估,而非数周。在一个受干扰的地区,第一座能够令人信服地证明自己已准备好运行的炼油厂,将成为该国最重要的战略资产。韧性变成了地缘政治。
多重冲击的十年
霍尔木兹海峡是迄今最尖锐的警示,但它不会是最后一次。每个依赖少数大型僵化资产的经济体,都与同样的加油站排长队、同样的紧急状态宣布,以及一年后同样的化肥短缺通过食品价格逐步蔓延,只有一次冲击之遥。
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钢材本身并未改变。改变的是我们理解它的能力,即达到在安全地使其接近极限运行所需的细致程度。正是这种能力,使橡树在不砍倒任何树木的情况下变成竹子。能源转型不会通过替换来赢得,而会通过重塑来赢得,并且它将依赖于更多的竹子。

