Forutsetninger for implementering av digital tvilling for Draugen plattform

Abstract

Vi befinner oss i en tid hvor petroleumsindustrien har kommet ut av en årelang periode med fall i oljepriser og tilhørende fokus på reduksjon i OPEX, og som nå møter stadig større fokus på miljø og klimautslipp. Av de totale petroleumsressursene på norsk kontinentalsokkel er kun halvparten produsert, solgt og levert, og det vil fortsatt være nødvendig med petroleum som en del av energimiksen i årene fremover. Men, det stiller krav til at enten den fossile andelen reduseres eller gjøres utslippsnøytral. Digitalisering kan være en viktig del av løsningen for å ta norsk petroleumsindustri inn i fremtiden ved å redusere kostnader, optimalisere produksjon og samtidig påvirke sikkerhet og miljø positivt. Dette skaper et behov for å undersøke forutsetninger for implementering av digitalisering på norsk sokkel.

Denne studien undersøker forutsetninger for vellykket implementering av digital tvilling for Draugen-plattformen i Norskehavet. Per i dag har Draugen godkjent levetid til 2035, men øyner håp om levetidsforlengelse til 2040-tallet. I et teknologisk perspektiv er 13 år, som det er til 2035, veldig lenge. Den teknologiske utviklingen som vil skje over de neste ti til tjue årene vil oppleves som eksponentiell, og vanskelig å forestille seg. Det som er sikkert er at OKEA har tilført ny optimisme og drivkraft for Draugen, og at fremtiden blir spennende.

Prosjektet er en todelt casestudie, med Nyhamna og deres digitale tvilling som én case, og Draugen som én annen case. Studien støtter seg på funn i litteraturen, bedriftsinterne dokumenter og kvalitative intervjuer av relevante fagpersoner innenfor området, som bidrar til å nå studiens målsetning. Undersøkelsen viser at digitalisering gir økonomiske og innovative fortrinn, men også nye utfordringer blant annet i form av adaptering av ny teknologi blant ansatte, endret sårbarhetsbilde for IT-sikkerhet og cyberangrep, og teknologiske barrierer som må overkommes i dynamiske omgivelser.

Fra studien identifiseres det en rekke gevinster knyttet til bruk av digital tvilling. De største gevinstene omhandler økt produksjon, reliabilitet og effektivisering av arbeidsprosesser, hvor Nyhamna opplever i stadig større grad å ta kontroll over anleggets tilgjengelighet, kontrollere deferment og predikere vedlikeholdsbehov. En viktig gevinst som ikke nødvendigvis er den mest innbringende målt i kroner, er den positive påvirkningen på helse, miljø, sikkerhet og kvalitet.

Blant forutsetninger for vellykket implementering av digital tvilling viser funnene tydelig at data og god endringsledelse er grunnleggende. Hele den digitale tvillingen er bygd på data, og vil aldri bli bedre enn sitt datagrunnlag. Endringsledelse trenger nødvendigvis ikke være en forutsetning for implementering, men for at implementeringen skal være vellykket kreves en god og tydelig endringsstyring og -ledelse som implementerer bruken av tvillingen. Også leverandørsamarbeid, fokus på IT-sikkerhet og minimering av teknologiske barrierer må prioriteres for vellykket implementering. Noe av det viktigste OKEA bør ta med seg dersom det blir aktuelt å implementere en digital tvilling, er å benytte seg av erfaringene Shell har gjort, da forskningslitteraturen om forutsetninger for implementering av digital tvilling i prosessindustrien er svært begrenset.

We are at a time when the petroleum industry has emerged from a years-long period of falling oil prices and the associated focus on reduction in OPEX, and which is now facing an increasing focus on the environment and climate emissions. Of the total petroleum resources on the Norwegian continental shelf, only half have been produced, sold and delivered, and petroleum will still be needed as part of the energy mix in the years ahead. However, it requires that either the fossil fuel content be reduced or made emission neutral. Digitalisation can be an important part of the solution for taking the Norwegian petroleum industry into the future by reducing costs, optimising production and at the same time positively affecting safety and the environment. This creates a need to examine the preconditions for implementing digitalisation on the Norwegian shelf.

This study examines the prerequisites for successful implementation of digital twins for the Draugen platform in the Norwegian Sea. As of today, Draugen has approved life expectancy until 2035, but has hopes of extending life expectancy to the 2040s. From a technological perspective, 13 years, as it is until 2035, is very long. The technological development that will take place over the next ten to twenty years will be perceived as exponential, and difficult to imagine. What is certain is that OKEA has added new optimism and drive for Draugen, and that the future will be exciting.

The project is a two-part case study, with Nyhamna and their digital twin as one case, and Draugen as another case. The study is based on findings in the literature, company-internal documents, and qualitative interviews of relevant professionals in the field, which contribute to achieving the study's objectives. The study shows that digitalisation provides economic and innovative advantages, but also new challenges in the form of adapting new technology among employees, changing the vulnerability of IT security and cyber-attacks, and technological barriers that must be overcome in dynamic environments.

The study identifies several benefits associated with the use of digital twins. The biggest gains concern increased production, reliability and streamlining of work processes, where Nyhamna is increasingly experiencing taking control of the plant's availability, controlling deferment, and predicting maintenance needs. An important benefit that is not necessarily the most profitable measured in cost-savings, is the positive impact on health, environment, safety, and quality.

Among the prerequisites for successful implementation of digital twins, the findings clearly show that data and good change management are fundamental. The digital twin is built on data and will never be better than the data its built upon. Change management does not necessarily have to be a prerequisite for implementation, but for the implementation to be successful, good, and clear change management and leadership is required that implements the use of the twin. Supplier collaboration, focus on IT security and minimisation of technological barriers must also be prioritised for successful implementation. One of the most important things OKEA should take with them if it becomes relevant to implement a digital twin is to make use of the experiences Shell has gained, as the research literature on prerequisites for implementing digital twins in the process industry is very limited.