بررسی نقش، پیامدها و برایند بکارگیری سیستم های اطلاعاتی و فناوری اطلاعات در صنعت، نوآوری و زیرساخت

امروزه شرکت های فعال در صنعت نفت و گاز با جستجوی راه هایی برای افزایش بهره وری و کاهش اثرات زیست محیطی تاسیسات خود، سهمشان در توسعه پایدار را با بکارگیری فناوری های نوین بهبود داده اند. لذا، هدف از انجام این تحقیق، بررسی نقش، پیامدها و برایند بکارگیری سیستم های اطلاعاتی و فناوری اطلاعات در صنعت، نوآوری و زیرساخت(مطالعه موردی: صنعت نفت و گاز) است. یافته های پژوهش نشان داد در حوزه ی صنعت، نوآوری و زیرساخت در صنعت نفت و گاز، فناوری های حفاری هوشمند، تصویربرداری و چاپ سه بعدی، یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، نانوتکنولوژی، چاه های دوقلوی دیجیتال، و اینترنت اشیا به عنوان پرکاربردترین فناوری ها در جهت بهبود هزینه های اقتصادی و عملیاتی نفت و گاز، و پایداری فرآیندهای حفاری، استخراج و فروش فرآوده های نفتی در این صنعت بکار گرفته می شوند. بنابراین، با توجه به اینکه صنعت نفت و گاز دائما در حال تحول بوده، فناوری های مدرن نقش عمده ای در این تحول را ایفا می کنند. این فناوری های جدید همواره برای بهبود کارایی، رشد اقتصادی، توسعه عدالت اجتماعی و عملکرد زیست محیطی موثر هستند.

امروزه توسعه پایدار نشان دهنده فرصتی برای حفظ محیط زیست، بهبود رشد اقتصادی و پیشرفت فناوری و توسعه اجتماعی بوده، بدون اینکه خللی به منابع در دسترس نسل فعلی و آیند وارد کند. با این حال، روند تحقیقات نشان دهنده کاهش رفاه اقتصادی و افزایش نابرابری های اجتماعی در جوامع توسعه نیافته و کمتر توسعه یافته است؛ بطوری که از هر سه نفر در سراسر جهان، یک نفر به آب آشامیدنی سالم و قابل شرب دسترسی ندارد؛ همچنین، بر اساس پیش بینی های سازمان جهانی بهداشت، پنج میلیارد نفر تا سال 2030 از خدمات بهداشتی مناسب محروم خواهند بود، که این وضعیت به ویژه در کشورهای توسعه نیافته و در حال توسعه بسیار خطرناک تر است. از همین رو، رهبران جهان برای مقابله با کاهش نابرابری های اجتماعی و بهبود وضعیت اقتصادی در دستور کار 2030 هدف نهم یعنی صنعت، نوآوری و زیرساخت(ایجاد زیرساخت های انعطاف پذیر، ترویج صنعتی شدن پایدار و تقویت نوآوری) را در سال 2015 به تصویب رساندند.. دو هدف ویژه ی صنعت، نوآوری و زیرساخت به مسئله ی بهبود و گسترش صنعتی شدن فراگیر و پایدار و افزایش چشمگیر سهم صنعت از اشتغال و تولید ناخالص داخلی همسو با شرایط ملی، و دو برابر شدن سهم آن در کشورهای کمتر توسعه یافته، و از طرفی، ارتقای زیرساخت و مقاوم سازی صنایع برای پایدارسازی آن ها با افزایش بهره وری استفاده از منابع و به کارگیری بیشتر فناوری ها و فرآیندهای صنعتی پاک و سازگار با محیط زیست می پردازد..

از میان صنایع مختلف، صنعت نفت و گاز نقش قابل توجهی در کشورهای در حال توسعه و کمتر توسعه یافته به منظور بهینه سازی منابع ارزی و درآمدی حالص از فروش این منابع، و ایجاد اشتغال و بهبود سطح کلی تولید ناخالص داخلی ملی را دارد. از همین رو، بخش نفت و گاز یک زیرساخت انرژی حیاتی برای رفاه عمومی مردم یک کشور است. با این حال، صنعت نفت و گاز دارای زیرساخت های قدیمی بوده که به تدریج چالش های متعددی را برای همگامی با تقاضای رو به رشد انرژی، افزایش هزینه های عملیاتی و نگرانی های زیست محیطی نشان می دهد. در واقع، یک زیرساخت قوی در صنعت نفت و گاز که بدون ریسک، قابل اعتماد، پایدار و انعطاف پذیر و مقاوم در برابر تهدیدات مورد انتظار یا غیرمنتظره باشد، می تواند عرضه بدون وقفه منابع انرژی با قیمت های رقابتی مطلوب برای ذینفعان و بهبود شرایط زیست محیطی بهتر منجر شود.

از طرفی، با توجه به پیچیدگی زیرساخت های صنعت نفت و گاز، برای دستیابی به هدف نهایی توسعه پایدار در بلندمدت، ضروری است که شیوه های توسعه پایدار در هر بعدی از زیرساخت های موجود در این صنعت با فناوری و اطلاعات نوین روز دنیا بهبود یابد. از اولین فرآیندهای پالایش گرفته تا سکوهای مدرن نفتی، صنعت نفت و گاز همراه با توسعه فناوری و اطلاعات است. با این حال، نحوه یافتن، استخراج، پردازش و حمل و نقل منابع در طول زمان با پیشرفت های سیستم های اطلاعاتی و فناوری های نوین تغییر کرده و اکنون صنعت نفت و گاز در حال گذر به یک تحول جدید می باشد. در وضعیت کنونی، ابزارهای جدید فناوری و اطلاعات از جمله هوش مصنوعی و اینترنت اشیا به عنوان فناوری پایه و تکنیک های نوآورانه، فرآیندهای صنعت نفت و گاز را بهبود داده و اثرات زیست محیطی سوخت های فسیلی را کاهش داده و جوامع را ایمن تر و پایدارتر می کنند.

بطور مثال، شرکت های فعال در صنعت نفت و گاز با استفاده از الگوریتم های مبتنی بر هوش مصنوعی از داده های مربوط به مکان میدان های گاز، اتصالات خط لوله و شبکه های توزیع برای تعیین مسیرهای بهینه برای حمل و نقل و ایجاد زیرساخت های ایمن و پایدار می توانند به پایداری اقتصادی و زیست محیطی دست یابند.همچنین، شرکت های نفت و گاز می توانند با شناسایی بهترین زمان های حفاری، کارآمدترین روش های حفاری و مناطقی که بیشترین منابع را دارند، از داده های در دسترس برای بهبود عملیات حفاری و صنعتی شدن پایدار استفاده کنند. در نهایت، استفاده فناوری و اطلاعات می تواند تقاضای آتی برای محصولات کم مصرف را پیش بینی کند تا شرکت ها بتوانند از قبل برای رعایت مقررات زیست محیطی برنامه ریزی کنند. از سوی دیگر، صنعت نفت و گاز در حال حاضر با چالش های زیادی مانند پیامدهای ژئوپلیتیکی، قیمت های ناپایدار منابع تجدیدناپذیر و اثرات مخرب زیست محیطی در سطح جهانی مواجه است. با این حال، این چالش ها غیر قابل حل نبوده و با بهبود و بکارگیری سطح آخرین فناوری ها در این صنعت می توان به میزان قابل توجهی به انعطاف پذیری و پایداری ایجاد نمود.

بنابراین، پیشرفت های تکنولوژیکی و فناوری و اطلاعات، صنعت نفت و گاز را قادر می سازد تا عملیات خود را با موفقیت ادامه دهد.

تقریبا نزدیک به یک قرن بوده که صنعت نفت و گاز، انرژی مقرون به صرفه و مطلوبی را در اختیار جهانیان در جهت رشد اقتصاد جهانی، توسعه فناوری و بهبود سلامت و شیوه زندگی بشر قرار داده است. با افزایش آگاهی در مورد نیاز به استراتژی ها، زیرساخت های انعطاف پذیر و شیوه های تولید پایدار در صنعت نفت و گاز، لازم است که اطمینان حاصل شود که در این صنعت رویکرد فناورانه تر و پایدارتری نسبت قبل اتخاذ شود. در واقع، مفهوم پایداری در صنعت نفت و گاز به منظور به حداقل رساندن آسیب های زیست محیطی، بازیابی و بهبود محیط طبیعی، بهبود رشد اقتصادی و عدالت اجتماعی ازنظر سهم انرژی را در اولویت قرار می دهد. با این حال، صنعت نفت و گاز دارای زیرساخت های قدیمی بوده که به تدریج چالش های متعددی را برای همگامی با تقاضای رو به رشد انرژی، افزایش هزینه های عملیاتی و نگرانی های زیست محیطی نشان می دهد. از همین رو، حمایت از نوآوری و پذیرش فناوری های نوین از طریق سرمایه گذاری مستمر و استخدام کارشناسان واجد شرایط نیز از اهمیت حیاتی در ایجاد زیرساخت های پایدار و نحوه مدیریت شبکه های انرژی در صنعت نفت و گاز است.

یافته های پژوهش نشان داد فناوری های حفاری هوشمند، تصویربرداری و چاپ سه بعدی، یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، نانوتکنولوژی، چاه های دوقلوی دیجیتال، و اینترنت اشیا به عنوان پرکاربردترین فناوری ها در جهت بهبود هزینه های اقتصادی و عملیاتی نفت و گاز، و پایداری فرآیندهای حفاری، استخراج و فروش فرآوده های نفتی در این صنعت بکار گرفته می شوند. بطور مثال، فناوری حفاری هوشمند با الگوریتم های پیشرفته هوش مصنوعی، ادغام با اینترنت اشیا، و تجزیه و تحلیل کلان داده منجر به تمرکز بر پایداری محیط زیست می شود.فناوری های حفاری هوشمند با بهره گیری از قدرت هوش مصنوعی، تصمیم گیری فعال، ایمنی بهبودیافته، افزایش کارایی و شیوه های پایدار، اتوماسیون و بهینه سازی را در طول چرخه عمر حفاری چاه های نفت و گاز را ممکن می سازد. بنابراین، بکارگیری فناوری حفاری هوشمند با صرفه جویی حاصل از کاهش هزینه های عملیاتی در حفاری موجب بهبود کارایی و توسعه اقتصادی شده و اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از طولانی شدن فرآیندهای حفاری را کاهش می دهد. از طرفی، فناوری تصویربرداری و چاپ سه بعدی از روشی سریع و اقتصادی برای تببین و تکرار طرح های پیچیده با حداقل ایرادات و ضایعات کمی در صنعت نفت و گاز را فراهم می کند؛ که این موضوع به کاهش هزینه های عملیاتی در میادین نفت و گاز و بهبود وضعیت اقتصادی پالایشگاه ها و شرکت ها و در نهایت جامعه می شود. ادغام مجموعه داده های حاصل از تصویربرداری و چاپ سه بعدی با ژئومورفولوژی های چاپ شده سه بعدی از ارتباطات برای اهداف توسعه اجتماعی و توسعه فنی بهره می برد. بنابراین، شرکت های فعال در صنعت نفت و گاز، با بهره گیری از فناوری تصویربرداری و چاپ سه بعدی مقدمه توسعه اقتصادی، فنی و اجتماعی را فراهم می نمیاند.

همچنین، با استفاده فناوری یادگیری ماشین و هوش مصنوعی در دستگاه های کنترل جریان یا شیرهای کنترل ورودی و همچنین سیستم های حسگر پایین چاه نفت به عنوان ساده ترین راه حل برای صرفه جویی در بهره وری و کارایی، به حداکثر رساندن استخراج تجمعی از طریق فناوری های موثر و هوشمند می توان به زیرساخت های پایدار و انعطاف پذیر در این صنعت دست یافت. الگوریتم های مبتنی بر هوش مصنوعی و اینترنت اشیا با تجزیه و تحلیل مجموعه داده های گسترده برای شناسایی الگوها و پیش بینی خرابی تجهیزات، تعمیر و نگهداری در صنعت نفت و گاز و ایجاد زیرساخت های حیاتی و پایدار را امکان پذیر می کنند. بنابراین، هوش مصنوعی کاربرد وسیعی در ایجاد زیرسخات های پایدار و انعطاف پذیر در صنعت نفت و گاز داشته و فرآیندهای پیچیده تصمیم گیری و بهبود کارایی اقتصادی در عملیات های نفت و گاز را رقم می زند. در نهایت، بکارگیری فناروی های نانوتکنولوژی، چاه های دوقلوی دیجیتال، و اینترنت اشیا دارای چندین کاربرد بالقوه مهم در اکتشاف تاسیسات، عملیات حفاری و تولید، نگهداری و کنترل کلی تاسیسات داشته و موجب بهبود وضعیت پایداری زیست محیطی و رشد توسعه اقتصادی در صنعت نفت و گاز می شود.

بنابراین، با توجه به اینکه صنعت نفت و گاز دائما در حال تحول بوده، فناوری های مدرنی مانند فناوری حفاری هوشمند، تصویربرداری و چاپ سه بعدی، یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، نانوتکنولوژی، چاه های دوقلوی دیجیتال، و اینترنت اشیا نقش عمده ای در این تحول را ایفا می کنند. این فناوری های جدید همواره برای بهبود کارایی، رشد اقتصادی، توسعه عدالت اجتماعی و عملکرد زیست محیطی موثر هستند.