Тепловые потери. Система детектирования тепловых аномалий. Газпромнефть

1. Система детектирования тепловых аномалий подземных тепловых сетей и зданий с применением БПЛА и термографической съемки

СИСТЕМА
ДЕТЕКТИРОВАНИЯ
ТЕПЛОВЫХ
АНОМАЛИЙ
ПОДЗЕМНЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ И
ЗДАНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ БПЛА
И ТЕРМОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ
СевГу название команды и тд

2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА

ЦЕЛЬ
Pазработать и внедрить систему детектирования тепловых аномалий в подземных тепловых сетях и зданиях с применением
БПЛА и термографической съемки для оперативного выявления аварийных участков, повышения энергоэффективности
теплоснабжения и снижения эксплуатационных и ремонтных затрат
ЗАДАЧИ
ЗАДАЧА 1
ЗАДАЧА 2
Разработка автоматизированной системы
детектирования для выявления тепловых
аномалий.
Создание геоинформационной системы учета
дефектов.
ЗАДАЧА 3
Экспериментальная апробация и
оценка эффективности системы.
ГАЗПРОМ НЕФТЬ 2

3. АКТУАЛЬНОСТЬ

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
Потери в российских теплосетях составляют до 30% от производимой энергии, что
приводит к миллиардным убыткам. Традиционные методы диагностики требуют
больших затрат времени и средств, не обеспечивая своевременного выявления
скрытых дефектов.
РЕШЕНИЕ
Предлагаемая технология позволит снизить эксплуатационные и ремонтные расходы
теплоснабжающих организаций на 10-15% за счет оперативного обнаружения утечек и
дефектов.
Автоматизация мониторинга критически важна для повышения энергоэффективности
промышленных объектов и оптимизации затрат на техническое обслуживание
теплоснабжающей инфраструктуры. Предлагаемая система может стать ключевым
инструментом повышения энергоэффективности и промышленной безопасности с
потенциалом коммерциализации для других промышленных предприятий.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
Внедрение системы обеспечит ПАО «Газпром
нефть» снижение операционных затрат на
теплоснабжение
промобъектов
и
нефтеперерабатывающих комплексов до 15 %
при окупаемости инвестиций в течение 2-3 лет.
Проект стратегически соответствует программе
цифровой трансформации компании с планом
реализации 500 цифровых инициатив и
созданному НОЦ «Искусственный интеллект в
промышленности»
МОДЕЛЬ ПРОДАЖ
B2B, B2G
ГАЗПРОМ НЕФТЬ 3

4.

РЕШЕНИЕ
НОВИЗНА И ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ
УНИКАЛЬНОСТЬ И НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Впервые предложено комплексное решение, объединяющее аэротермографическую
съемку с мультироторных БПЛА и нейросетевые алгоритмы автоматического
детектирования тепловых аномалий подземных теплосетей и зданий, что обеспечивает
принципиально новый уровень точности и оперативности диагностики по сравнению с
существующими методами контроля
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
КРИТЕРИИ УСПЕХА
Опишите основные результаты,
по которым вы поймёте, что проект
успешно реализован (которых вы
планируете достичь до конца года).
Желательно отдать предпочтение
количественным показателям с
заданной метрикой:
20%
сотрудников ДО прошли обучение
по программе до конца 2024 года
Ключевым преимуществом является возможность реализации без приобретения
дополнительного оборудования – система развертывается с использованием
существующего парка БПЛА и тепловизионного оборудования компании, минимизируя
капитальные затраты.
Автоматизированное детектирование тепловых аномалий обеспечит экономию
операционных затрат на теплоснабжение промышленных объектов и НПЗ на 5 – 10 % за
счет снижения тепловых потерь, предотвращение аварийных ситуаций и перехода к
предективному техобслуживанию с полной окупаемостью проекта в течение 2-3 лет.
на 15%
увеличился показатель сотрудников,
вовлеченных в волонтерские
мероприятия
ГАЗПРОМ НЕФТЬ 4

5. ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ МЕТОД / Методы

ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ МЕТОД / МЕТОДЫ
Аэротермографическая съемка
Применение мультироторного БПЛА с тепловизионной камерой для получения
термографических изображений подземных тепловых сетей и зданий по заранее
спланированным маршрутам полета.
+ XXX МЛН
параметр и описание
+ XX %
Автоматическое распознавание аномалий
Использование методов машинного зрения с использованием нейросетевых моделей для
автоматического анализа термограмм и классификации тепловых аномалий по типу и
степени критичности дефектов.
Геопространственный анализ
параметр и описание
+ XXX МЛН
параметр и описание
+ XX %
параметр и описание
Привязка обнаруженных тепловых аномалий к географическим координатам с
использованием GNSS-навигации и создание цифровых тепловых карт для мониторинга
состояния теплоснабжающей инфраструктуры.
ГАЗПРОМ НЕФТЬ 5

6. ВЫВОДЫ

1
Инновационное
решение
промышленных предприятий
для
2
3
Значительное
повышение
эффективности
мониторинга
теплоснабжающей инфраструктуры
Экономический эффект от внедрения
системы существенно превышает
затраты,
что
делает
проект
стратегически важным в контексте
цифровизации
производственных
процессов.
ГАЗПРОМ НЕФТЬ 6

7.

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!

8. Требования

ПРЕЗЕНТАЦИЯ ПРОЕКТА ДОЛЖНА
СОДЕРЖАТЬ ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ОФОРМЛЕНИЯ
На титульном листе: Тема доклада,
дочернее общество, функция,
подразделение
На последующих листах презентации
присутствует колонтитул с названием
дочернего общества
Презентация должна быть выполнена
в корпоративном шаблон «Газпром
нефти»
ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ОФОРМЛЕНИЯ
ПРЕЗЕНТАЦИИ
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ДОЛЖНА СОДЕРЖАТЬ
СЛЕДУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Презентация не должна превышать 10
слайдов, включая титульный слайд
Цель и задачи
Страницы презентации должны
служить иллюстрацией или
пояснением к докладу
Уникальность и новизна
Не рекомендуется использовать
анимацию слайдов при подготовке
презентации
Практическая значимость
Не рекомендуется вставлять в слайд
презентации видеофайлы и
аудиозаписи
Выводы
Актуальность
Используемый метод/методы
Экономический/альтернативный
эффект
Сохраняйте презентацию в форматах
*.pptx и *.pdf
После завершения редактирования
презентации и сохранения конечного
результата, проверьте запуск
презентации на компьютере
Далее на слайдах представлен один из примеров, какие ещё составляющие могут
дополнительно быть включены в презентацию.
ГАЗПРОМ НЕФТЬ 8

9.

РИСКИ
Матрица рисков
№ п/п
Риск
Вероятность
КПЭ
Влияние
млрд руб.
Влияние дни
1
Низкая точность детектирования аномалий (<85%)
35%
Качество
x
2
Технические сбои БПЛА и тепловизионного оборудования
25%
Сроки/NPV
30
3
Задержка разработки ПО для анализа термограмм
25%
Сроки/NPV
60
4
Неблагоприятные погодные условия для полетов
40%
Сроки
Сроки
-
5
Сложности интеграции с существующими системами ГПН
<10%
Capex
Сроки
6
Изменения законодательства по использованию БПЛА
15%
Сроки
Ключевые мероприятия для снижения рисков
Риск 1 (Низкая точность детектирования аномалий)
Риск 4 (Неблагоприятные погодные условия для полетов)
- Проведение дополнительного обучения нейросетевых моделей на - Создание гибкого графика полетов с резервными окнами
расширенной выборке данных
- Закупка БПЛА, устойчивых к неблагоприятным погодным условиям
Риск 2 (Технические сбои БПЛА и тепловизионного
Риск 5 (Сложности интеграции с существующими системами ГПН)
оборудования)
- Раннее вовлечение IT-службы ГПН в процесс планирования
- Резервирование критически важного оборудования (запасные БПЛА интеграции
и камеры)
- Разработка API для взаимодействия с корпоративными системами
- Разработка регламента технического обслуживания и предполетной - Проведение пилотной интеграции на тестовой среде
диагностики
Риск 6 (Изменения законодательства по использованию БПЛА)
Риск 3 (Задержка разработки ПО для анализа термограмм)
- Мониторинг изменений нормативной базы через юридический
- Привлечение дополнительных разработчиков при критических
департамент
задержках
- Разработка альтернативных сценариев реализации при
- Использование готовых библиотек и фреймворков для ускорения
ужесточении требований
разработки
ГАЗПРОМ НЕФТЬ 9

10.

РЕСУРСЫ
Запрос на ресурсы (в т.ч. экономика проекта)
Статья расходов
Стоимость, руб.
Разработка программного обеспечения для анализа
термограмм
1 800 000
Закупка дополнительного тепловизионного
оборудования
800 000
Модернизация существующих БПЛА (навигационные
системы)
400 000
Разработка и тестирование нейросетевых алгоритмов
800 000
Проведение экспериментальных полетов и
калибровка
300 000
Интеграция с корпоративными системами ГПН
400 000
Запрашиваемая сумма:
4 500 000
Запрос на экспертизу и кадры
Внутренняя экспертиза:
- Специалисты по теплоснабжению и энергетике
(экспертная оценка алгоритмов детектирования аномалий,
40 ч/ч)
- IT-архитекторы для интеграции с корпоративными
системами (проектирование архитектуры, 60 ч/ч)
- Эксперты по компьютерному зрению и машинному
обучению (разработка и обучение нейросетей, 120 ч/ч)
- Консультанты по беспилотной авиации и навигационным
системам (оптимизация маршрутов полетов, 60 ч/ч)
Внешняя экспертиза:
- Специалисты по геодезии и картографии (привязка к
координатам, 30 ч/ч)
- IT-архитекторы для интеграции с корпоративными
системами (проектирование архитектуры, 60 ч/ч)
- Инженеры по промышленной безопасности (валидация
процедур полетов на промобъектах, 20 ч/ч)
Специалисты
по
аэротермографической
съемке
(методология проведения измерений, 40 ч/ч)
ГАЗПРОМ НЕФТЬ 10

11. АНАЛОГИ

Компания/Проект
Описание решения
Ключевые особенности
АО "Диаконт" (Россия)
• 5 патентов РФ
Телеуправляемый
• Магнитный контроль через
диагностический комплекс для 15мм отложений
внутритрубной диагностики
• Wi-Fi передача данных
• Верифицированная технология
Отличия от нашего
проекта
Требует физического доступа
внутрь трубопровода,
инвазивный метод
диагностики
Авиационная термография
тепловых сетей с камерой
FLIR SC7600
• Пионер аэротермографии
• Обнаружение с высоты 800м
• Чувствительность 20мК
• ИИ-алгоритмы анализа
Фокус на надземном
обнаружении, ограниченные
возможности для подземных
сетей
Облачная платформа для
автоматической обработки
термограмм
• Сокращение времени отчетов в
2 раза
• Совместимость с любыми
камерами
• Веб-браузерный интерфейс
• Облачная обработка
Универсальная платформа,
не адаптирована для
специфики подземных
тепловых аномалий
ТГК-1/МОЭК (Россия)
Информационноаналитическая система
оценки эксплуатационного
ресурса тепловых сетей
• Охват 90% подземных сетей
• Комбинация методов
диагностики
• Снижение обращений на 36%
• Проверенная эффективность
MIT AirWorks (США)
Автоматизированная
• Анализ данных за <10 часов
инспекция зданий с машинным • 3D-тепловые модели
обучением и 3D• Академическая экспертиза
моделированием
• Стартап из MIT
Termisk Systemteknik
(Швеция)
Therm-A.I (Австралия)
Уникальность проекта
решение, объединяющее
+Комплексное
XXX МЛН
аэротермографическую съемку с
параметр
и описание
мультироторных
БПЛА и нейросетевые
алгоритмы автоматического
детектирования тепловых аномалий
специально для подземных тепловых
сетей и зданий, что обеспечивает
принципиально новый уровень точности и
параметр
и описание
оперативности диагностики по сравнению с
существующими методами контроля.
+ XX %
преимущества:
+Конкурентные
XXX МЛН
1. Неинвазивная диагностика подземных
параметр
и описание
сетей без физического
доступа.
2. Использование существующего парка
БПЛА ГПН без дополнительных
Стационарные системы
капвложений.
мониторинга, отсутствие
3. Специализированные алгоритмы для
мобильных БПЛА-комплексов
российских условий эксплуатации.
параметр
и описание
4. Интеграция с корпоративными
системами ГПН.
Фокус на зданиях и
+ XX %
сооружениях, не на
инфраструктурных сетях
ГАЗПРОМ НЕФТЬ 11

12. ПЛАН РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА

Поэтапная дорожная карта внедрения системы детектирования тепловых аномалий
Задача
1. Подготовительный этап и планирование
Получение разрешений на использование БПЛА на промобъектах ГПН
Техническая подготовка существующего парка БПЛА и тепловизионного оборудования
Создание технического задания и архитектуры системы
2. Разработка программного обеспечения
Сбор и разметка обучающей выборки термографических изображений
Разработка и обучение нейросетевых моделей детектирования аномалий
Создание модуля автоматического анализа термограмм
3. Геоинформационная система
Разработка ГИС для учета и картирования дефектов
Интеграция с существующими корпоративными системами ГПН
4. Экспериментальная апробация
Пилотные полеты на тестовых участках тепловых сетей
Валидация результатов детектирования и корректировка алгоритмов
5. Масштабирование и внедрение
Обучение операторов БПЛА и аналитиков системы
Промышленное внедрение на объектах ГПН
Оценка экономической эффективности и подготовка отчета
Планируемый срок релиза: 72 недели
Срок
3 недели
4 недели
2 недели
8 недель
12 недель
6 недель
10 недель
4 недели
6 недель
4 недели
3 недели
8 недель
2 недели
ГАЗПРОМ НЕФТЬ 12