هذا النص ترجمة آلية من Русский. أُعدّت بواسطة الذكاء الاصطناعي وقد تحتوي على أخطاء.
اقرأ النص الأصلي →من Honeywell وYokogawa إلى أنظمة التحكم المحلية: إحلال الواردات في أنظمة التحكم الآلي للعمليات التكنولوجية
كيف تنتقل مصافي النفط والمصانع البتروكيماوية الروسية من أنظمة التحكم الغربية إلى الأنظمة المحلية. حالات واقعية لإحلال الواردات في أنظمة التحكم الآلي للعمليات التكنولوجية في مجمع Tomسkneftekhim ومصفاة Omsk: التحديات التقنية والحلول والأثر الاقتصادي الذي يصل إلى أكثر من 100 مليون روبل.
شهدت السنوات القليلة الماضية تحولات جذرية في قطاع الأتمتة الصناعية الروسية. فقد انسحب الموردون الغربيون، الذين ظلت أنظمة التحكم الخاصة بهم لعقود معياراً فعلياً في مصافي النفط ومصانع البتروكيماويات، من السوق الروسية. وخلفوا وراءهم آلاف وحدات التحكم والمجمعات البرمجية وبروتوكولات تبادل البيانات، التي لا يتعين الحفاظ عليها في حالة تشغيلية فحسب، بل واستبدالها تدريجياً بحلول محلية. غير أن استبدال المعدات ليس سوى جزء يسير من المشكلة. تكمن الصعوبة الرئيسية في نقل المنطق الخوارزمي المتراكم عبر سنوات من الضبط الدقيق، من المنصات الغربية إلى المنصات الروسية. مع ضرورة عدم السماح بتراجع كفاءة الإنتاج، بل والأفضل من ذلك تحسين المؤشرات.
يبدو الوضع الراهن متناقضاً. فمن جهة، لدينا منتجات برمجية ووحدات تحكم محلية ناضجة قادرة على تلبية معظم احتياجات الأتمتة. ومن جهة أخرى، تغيب المنهجيات النموذجية للترحيل والمعايير القطاعية لنقل البيانات، والأهم من ذلك، الخبرة العملية في المنشآت الإنتاجية المستمرة المعقدة. من خلال تجربة العمل الفعلية في مصفاة Omsk لتكرير النفط، وسابقاً في شركة SIBUR في Tomskneftekhim، يمكن تحليل كيفية سير هذه العملية، وأين تظهر التحديات الرئيسية، وما هي الحلول التي أثبتت فعاليتها.
حجم التحدي: ما الذي فقدناه وما الذي يجب أن نكتسبه
على مدى سنوات عمل المنشآت الروسية للنفط والغاز والكيماويات باستخدام المعدات الغربية، تراكمت قاعدة ضخمة من خوارزميات التحكم المتقدم. تشمل هذه القاعدة عشرات الآلاف من إعدادات منظمات PID، والمخططات المتتالية، والنماذج التنبؤية، وأدوات التحسين الفورية. أصبحت أنظمة Honeywell وYokogawa وSiemens وEmerson مألوفة لأجيال عديدة من المهندسين. فقد تم إتقان واجهاتها ولغات البرمجة الخاصة بها وطرق تخزين البيانات وبروتوكولات التبادل بشكل تام. لم يعنِ الانسحاب المفاجئ للموردين من السوق الروسية حظر توريد المعدات الجديدة فحسب، بل أيضاً وقف الدعم الفني والتحديثات، والأهم من ذلك، استحالة تجديد التراخيص بشكل قانوني للبرمجيات الاحتكارية.
وفقاً لتقديرات خبراء القطاع، كانت نحو 70 بالمائة من المنشآت الصناعية الكبرى في روسيا تعتمد بدرجة أو بأخرى على أنظمة الأتمتة الغربية. وفي قطاع تكرير النفط والبتروكيماويات، تكون هذه النسبة أعلى من ذلك. لا تقتصر عملية الإحلال على وحدات التحكم فقط، بل تشمل أيضاً أنظمة SCADA ومستويات MES، والأهم من ذلك، أنظمة التحكم المتقدم في العمليات التكنولوجية (СУУТП)، التي تتضمن APC وRTO. إن أنظمة СУУТП هي التي تحقق أثراً اقتصادياً يتراوح بين 2 إلى 10 بالمائة من تحميل المنشآت وتتيح التحكم في جودة المنتجات بأقل قدر من التدخل البشري.
لا يكفي مجرد شراء وحدة تحكم روسية وإعادة كتابة البرنامج. فقد تم صقل الأنظمة الغربية على مدى عقود لتناسب أنواعاً محددة من الأعمدة والمفاعلات والأفران. عند نقل الخوارزميات إلى منصة جديدة، تظهر حتماً اختلافات في دقة الحسابات وسرعة تنفيذ الدورات والسلوك في الحالات غير الاعتيادية. لذلك، فإن إحلال الواردات في أنظمة СУУТП ليس حملة إدارية، بل مهمة هندسية بالغة التعقيد تتطلب فهماً عميقاً للبنية القديمة والجديدة على حد سواء.
كيف يحدث ذلك عملياً: تجربة Tomskneftekhim ومصفاة Omsk
سرعان ما ينتقل الحديث عن إحلال الواردات من العموميات إلى مستوى المشاريع المحددة والمنشآت المحددة والأرقام المحددة. يتضح ذلك بشكل أفضل من خلال مثال منشأتين عمل فيهما كاتب هذه السطور مباشرة. هما Tomskneftekhim التابعة لشركة SIBUR، ومصفاة Omsk لتكرير النفط التابعة لشركة Gazprom neft. كلا المنشأتين رائدتان في التحول الرقمي في قطاعيهما، لكنهما تتعاملان مع مهمة إحلال الواردات بطرق مختلفة، وإن كان بهدف موحد: استبدال أنظمة التحكم الغربية بأخرى محلية، مع الحفاظ على فعاليتها وزيادتها قدر الإمكان.
توم سك نفتيخيم. أول مشروع في العالم يجمع بين RTO+APC في إنتاج البولي إيثيلين
تُعتبر منشأة SIBUR في توم سك بحق واحدة من رواد التحول الرقمي في قطاع البتروكيماويات الروسي. في عام 2024، اكتمل هنا ما كان يبدو قبل بضع سنوات ضرباً من الخيال الهندسي: أول مشروع في العالم لتطبيق نظام التحسين الآني عبر الإنترنت في إنتاج البولي إيثيلين، متكامل مع نظام التحكم المتقدم في العمليات الإنتاجية.
يتعلق الأمر بدمج تقنيتين. APC، أو التحكم المتقدم في العمليات، يعمل على استقرار تشغيل المنشأة من خلال الحفاظ على المعايير الرئيسية ضمن نطاقات ضيقة محددة. أما RTO، أو محسّن الوقت الفعلي، فيعمل فوق نظام APC ويعيد حساب نقاط الضبط المثلى باستمرار مع مراعاة التكلفة الحالية للمواد الخام والطاقة ومؤشرات جودة المنتج المستهدفة. معاً، يتيحان تشغيل المنشأة ليس بشكل مستقر فحسب، بل بأقصى كفاءة اقتصادية في كل لحظة.
نُفذ المشروع على وحدة إنتاج البولي إيثيلين ذات المفاعل الأنبوبي. وجاءت النتائج لتفوق التوقعات. وفقاً لما ذكره بوابة القطاع Polymer Branch، أدى تطبيق نظامي RTO+APC إلى انخفاض التدخلات اليدوية للمشغلين في العملية الإنتاجية بمقدار خمسة أضعاف. وهذا يعني أن المشغل لم يعد منشغلاً باستمرار بتعديل الأوضاع، بل تحول إلى مراقب لا يتدخل إلا في الحالات غير الاعتيادية. وارتفعت إنتاجية المنشأة بمقدار 5 أطنان يومياً، ما يمنح الشركة 156 مليون روبل إضافية على أساس سنوي. ويُقدر الأثر الاقتصادي المحتمل من استخدام النموذج الرياضي RTO لتوليد الإجراءات الإدارية في عامي 2025-2026 بأكثر من 100 مليون روبل.
لا تكمن أهمية هذا المشروع في أرقام الوفورات فقط. فقد أثبت أن المهندسين الروس قادرون ليس فقط على نسخ الحلول الغربية، بل على ابتكار حلولهم الفريدة التي تتفوق في بعض الجوانب على نظيراتها العالمية. علاوة على ذلك، أصبحت الخبرة المكتسبة من إنشاء نظام هجين يجمع بين عناصر من البرمجيات الغربية والخوارزميات المحلية المطورة، أساساً لا يُقدر بثمن للمشاريع اللاحقة، بما في ذلك أتمتة إنتاج البولي بروبيلين، حيث طبّق كاتب هذه السطور وحدة تحكم حققت أثراً اقتصادياً قدره 18 مليون روبل سنوياً.
مصفاة أومسك. إحلال الواردات في مصنع عالي التقنية
مصفاة أومسك لتكرير النفط التابعة لشركة Gazprom neft قصة مختلفة تماماً. إذا كان التركيز في توم سك نفتيخيم منصباً على إنشاء بنية فوقية فريدة فوق أنظمة الأتمتة القائمة، فإن المهمة هنا أكثر جوهرية. تُعد مصفاة أومسك اليوم واحدة من أكثر مصافي تكرير النفط تقدماً وتعقيداً في البلاد. ويهدف برنامج تحديثها، المقرر حتى عام 2026، إلى الوصول بعمق التكرير إلى 100 بالمائة. إنه هدف طموح لا يمكن تحقيقه دون نظام إدارة حديث قادر على تحليل آلاف المعايير في الوقت الفعلي والتحكم بمرونة في الإنتاج.
يشمل العمل في مكتب المشاريع لإنشاء التوائم الرقمية ومحسّن الوقت الفعلي عدة اتجاهات رئيسية: تطوير ومتابعة مجمع البرمجيات СУУТП في منتجات Yokogawa وHoneywell وSiemens وT Soft. وإحلال الواردات في أنظمة الأتمتة، حيث يتم استبدال وحدات التحكم الحيوية بنظيراتها المحلية. وضبط منطق التكامل بين АСУ ТП وСУУТП، لضمان عمل الأنظمة المختلفة، أحياناً من مصنّعين مختلفين، ككيان موحد.
بالتزامن مع ذلك، تعمل شركة غازبروم نفط على تطوير بنية تحتية خاصة بها للتوائم الرقمية. ففي يناير 2026، تم تسجيل براءة اختراع لنظام إدارة البيانات الهندسية SUPRID. يقوم هذا النظام بإنشاء نماذج إلكترونية للمنشآت الإنتاجية، تشمل كامل الوثائق الهندسية والتقنية ونماذج ثلاثية الأبعاد للمرافق. وبحسب البيانات المتاحة في مطلع عام 2026، يغطي نظام SUPRID بالفعل مصفاتي موسكو وأومسك التابعين للشركة.
وفي مايو 2026، أُعلن عن الخطوة التالية. حيث بدأ مصفى أومسك في إنشاء توأم رقمي للمنشأة من أجل التحسين الديناميكي للإنتاج. وتتضمن المرحلة الأولى تغطية خمس وحدات لتكرير النفط. يجري إنشاء نماذج هندسية افتراضية لها تعكس عمل جميع المعدات التي تؤثر على كمية ونوعية المنتجات المصنّعة. وهذا طريق مباشر نحو بناء نظام متكامل للتحكم المتقدم، قادر ليس فقط على محاكاة العملية، بل على إيجاد أنماط التشغيل المثلى في الوقت الفعلي.
ما يحدث في مصفى أومسك اليوم هو الإحلال المحلي في أعقد تجلياته. نحن لا نستبدل وحدة تحكم قديمة بأخرى جديدة فحسب. بل نبني نظام تحكم المستقبل، موجّهاً منذ البداية نحو المعايير التكنولوجية الروسية، لكنه يستوعب أفضل الممارسات المتراكمة عبر عقود من العمل على المعدات الغربية.
التحديات الفعلية عند نقل الخوارزميات من المنصات الغربية إلى الروسية
الآن، وبعد خبرة مشروعين كبيرين، يمكننا الانتقال إلى الأهم. إلى تلك المشكلات الهندسية التي تنشأ عند النقل الفعلي للخوارزميات من أنظمة Honeywell أو Yokogawa أو Siemens إلى وحدات التحكم والمجمعات البرمجية المحلية. في المقالات والمؤتمرات، عادة ما يُتحدث عن المستوى العالي من جاهزية البرمجيات الروسية، وعن الإحلال المحلي بنسبة مئة بالمئة، وعن أن كل شيء يعمل ليس بشكل أسوأ، بل أفضل. أما الممارسة فتُظهر أن الطريق من التصريحات إلى التشغيل المستقر في منشأة عاملة مرصوف بتفاصيل دقيقة لا تُذكر في النشرات الترويجية.
الوهم الأساسي يكمن في الاعتقاد بأنه يكفي إعادة كتابة الكود من لغة إلى أخرى، وسيعمل النظام بالطريقة نفسها. في الواقع، تعالج المنصات المختلفة العمليات الحسابية ذات الفاصلة العائمة بطرق مختلفة، ولها دورات تنفيذ مختلفة، وتتفاعل بشكل مختلف مع الإشارات المشوشة من أجهزة الاستشعار. في الأنظمة الغربية، تم ضبط هذه الخصائص على مدى عقود وأُدمجت بعمق في البرمجيات الثابتة. عند النقل إلى منصة جديدة، يبدأ برنامج التحكم الذي يبدو متطابقاً في التصرف بشكل مختلف. قد تفوّت وحدة التحكم ذروة ضغط قصيرة الأمد، أو على العكس، تصدر إنذاراً كاذباً بسبب تراكم خطأ التقريب.
التحدي الأول هو التباين في البيئة الحسابية. تستخدم أنظمة APC وRTO بكثافة نماذج رياضية لأعمدة التقطير والمفاعلات والأفران. تتعامل هذه النماذج مع آلاف المتغيرات وتتطلب دقة عالية في الحسابات. عند النقل إلى منصة أخرى، حتى الاختلافات الطفيفة في خوارزميات حل المعادلات التفاضلية يمكن أن تؤدي إلى أن يبدأ المحلل الافتراضي للجودة في إعطاء قراءات خاطئة بأجزاء من المئة. وبالنسبة للتحكم في عملية البلمرة أو التكرير العميق للنفط، تتحول هذه الأجزاء من المئة إلى منتجات معيبة أو هدر في المواد الخام.
التحدي الثاني هو منطق التكامل. في المصنع الفعلي، لا يوجد نظام التحكم المتقدم بمعزل عن غيره. فهو يتبادل البيانات مع نظام التحكم الآلي بالعمليات التكنولوجية، ومع نظام MES، ومع نظام LIMS، ومع أنظمة المراقبة بالفيديو وحساب الطاقة الكهربائية. تختلف بروتوكولات التبادل وصيغ البيانات وتوقيتات الطلبات بين مختلف المصنّعين. عند استبدال أحد الحلقات بمنتج محلي، قد ينهار هذا البناء الهش بأكمله. تتوقف العلامات عن القراءة، وتصل البيانات متأخرة، وتُفقد إشارات التحكم. غالباً ما يتعين استعادة التكامل يدوياً، وكتابة بوابات وسيطة، وتعديل نوافذ الاستعلام الزمنية.
أما التحدي الثالث فيتمثل في السلوك خلال المواقف غير الاعتيادية. فقد أمضت الأنظمة الغربية عقوداً في بناء مكتبات معالجة الأخطاء. فإذا تجاوز المستشعر حدوده أو انقطع الاتصال، كان المتحكم يعرف كيف ينتقل بأمان إلى الوضع الاحتياطي. أما الحلول الروسية، وخاصة الحديثة منها، فتفتقر إلى هذا العمق في المعالجة. ويضطر المهندس إلى كتابة منطق السلوك الاحتياطي بالكامل بنفسه، ما يضاعف وقت الضبط أضعافاً مضاعفة. وهنا تلعب الخبرة دوراً محورياً. فبدونها يسهل الوقوع في خطأ قد يؤدي أثناء التشغيل الفعلي إلى توقف المنشأة بشكل طارئ.
ما العمل؟ حلول منهجية بدلاً من الاستبدال النقطي
من هذه التحديات يتبلور استنتاج بسيط، وإن لم يكن مريحاً دائماً. فالإحلال محل الواردات في مجال أنظمة التحكم الآلي للعمليات التكنولوجية وأنظمة إدارة المرافق لا يمكن إجراؤه وفق مبدأ "اقتلع واستبدل". المطلوب ليس مجرد استبدال متحكم معين أو نظام SCADA، بل إعادة التفكير في بنية التحكم بالمنشأة بأكملها، وعلى المدى البعيد بالمصنع كله. بالاستناد إلى المنصات الروسية، مع الحفاظ على أفضل ما تم تطويره عبر عقود من تشغيل المعدات الغربية.
اليوم باتت الحاجة ملحة لوضع منهجيات نموذجية للانتقال. فلكل نوع من المعدات - عمود التقطير، المفاعل، الفرن، الضاغط - يجب تطوير دليل تفصيلي خطوة بخطوة لنقل الخوارزميات. مع قائمة بالعقد الحرجة التي يجب اختبارها أولاً، ومنهجيات لمقارنة سلوك النظام القديم والجديد على بيانات إدخال متطابقة. ويمكن للمعاهد القطاعية أن تضع هذه المنهجيات بالتعاون مع المؤسسات الرائدة. فقد راكمت SIBUR وGazprom neft خبرة كافية تجعلهما جديرتين بالثقة في هذا المجال.
المسار الثاني المهم هو تطوير أدوات التصحيح. فيجب على المطورين الروس لبرمجيات الأتمتة أن يوفروا للمهندسين وسائل للمقارنة بايت ببايت لعمل الخوارزميات على المنصة القديمة والجديدة. فبدون ذلك تتحول عملية التصحيح إلى بحث أعمى عن إبرة في كومة قش. تمتلك الأنظمة الغربية محاكيات قوية ووسائل تسجيل متقدمة. وعلى شركاتنا ألا تكتفي باللحاق بالركب، بل أن تبتكر أدوات تتيح للمهندس رؤية ما يحدث داخل المتحكم في كل لحظة.
المسار الثالث هو إعداد الكوادر. فاليوم لا يكاد يوجد في السوق متخصصون يجمعون بين المعرفة العميقة بالأنظمة الغربية والروسية معاً. وتنشئة مثل هؤلاء من الصفر في عام واحد أمر مستحيل. نحتاج إلى برامج مكثفة لإعادة التأهيل، حيث يتقن المهندسون المخضرمون الذين عملوا عقوداً مع Honeywell أو Yokogawa النظراء المحلية في غضون أشهر قليلة. وهنا يمكن للجامعات المؤسسية في SIBUR وGazprom neft أن تلعب دوراً محورياً. فقد أُطلقت مثل هذه البرامج بالفعل في Tomskneftekhim وONPZ، لكن يجب مضاعفة نطاقها أضعافاً.
دور التطويرات الذاتية وبراءات الاختراع
يجدر القول بشكل منفصل إن الإحلال محل الواردات لا يقتصر على الاستبدال فحسب، بل يشمل أيضاً ابتكار الجديد. للأسف، ترسخ في القطاع نهج يقول: طالما غادر المورّد، فلنأخذ منتجه نفسه لكن بكود مفتوح، أو لننسخ نسخة قديمة. هذا النهج يقود إلى طريق مسدود. فعاجلاً أم آجلاً ستطفو المخاطر القانونية على السطح، كما أن النسخة ستتخلف دائماً عن الأصل من الناحية التقنية.
تتحقق السيادة التكنولوجية الحقيقية عندما نبدأ في تطوير خوارزمياتنا الخاصة التي لا تقل عن نظيراتها الغربية، بل تتفوق عليها في بعض الجوانب. ومن الأمثلة على ذلك براءة الاختراع المسجلة لـ"المنشأة الهيدروليكية العالمية". بالطبع، هذا الجهاز ليس بمستوى وحدة التحكم الصناعية، لكن المبدأ نفسه هو المهم. الانطلاق من المهمة العملية نحو براءة الاختراع، وليس انتظار استيراد حل جاهز من الخارج.
في المشاريع التي شارك فيها كاتب هذه السطور شخصياً، تكررت حالات لم تكن فيها الحلول القياسية كافية. ففي شركة Tomskneftekhim، اضطررنا لتطوير وحدة تحكم SUUTP خاصة بنا لدرجات البولي إيثيلين الممتازة، لأن الخوارزميات الموجودة لم تضمن النقاء المطلوب للمنتج. وبلغ الأثر الاقتصادي لهذا التطوير 12 مليون روبل سنوياً. أما نظام التحكم الآلي في عملية بلمرة البولي بروبيلين، الذي كُتب من الصفر، فقد حقق وفورات سنوية بلغت 18 مليون روبل. هذا ليس استبدالاً للمستورد بالمحلي، بل خلق لشيء جديد لا يمكن بطبيعته أن يكون مستورداً.
الأمر ذاته يحدث الآن في مصفاة ONPZ. فالتوائم الرقمية للمنشآت التي يتم إنشاؤها في مكتب المشاريع ليست نسخاً من النماذج الغربية، بل هي منشآت هندسية مصممة مع مراعاة الخصوصية الروسية للمواد الخام والمناخ ومتطلبات التشغيل. وعندما تصبح مثل هذه المشاريع نموذجية خلال عامين أو ثلاثة، سيختفي سؤال "إحلال الواردات أم لا" من تلقاء نفسه. ستكون هناك ببساطة صناعة روسية تستخدم أفضل التقنيات المتاحة، بغض النظر عن مصدرها.
الخطأ الأكبر اليوم هو اعتبار إحلال الواردات إجراءً مؤقتاً أو حملة قسرية. كلا، إنها فرصة لإعادة بناء نظام إدارة الصناعة من جديد، وجعله أكثر مرونة وأماناً وقابلية للتكيف مع واقعنا. ولدينا كل ما يلزم لذلك: الأفكار والكفاءات والاستعداد للعمل. لم يتبقَ سوى التوقف عن التطلع إلى ما كان، والبدء في بناء ما سيكون.
الخلاصة
المقاربة الأولى لموضوع إحلال الواردات في أنظمة التحكم الآلي بالعمليات التكنولوجية وأنظمة التحكم في العمليات التكنولوجية من خلال أمثلة واقعية تُظهر أن المهمة معقدة لكنها قابلة للحل. لدينا مؤسسات رائدة مرت بالفعل بعملية الانتقال من المنصات الغربية إلى الروسية. ولدينا مهندسون قادرون ليس فقط على النسخ، بل على ابتكار خوارزميات جديدة وتسجيل براءات اختراع. ولدينا، وإن كانت غير مكتملة بعد، قاعدة تنظيمية ودعم حكومي.
الاستنتاج الرئيسي الذي يمكن استخلاصه في هذه المرحلة هو أن إحلال الواردات يجب ألا يقتصر على تغيير العلامات التجارية. إنها فرصة للانتقال إلى بنية إدارة جديدة، حيث تتوحد الأنظمة المختلفة - التحكم الآلي بالعمليات التكنولوجية، والتحكم في العمليات التكنولوجية، وأنظمة MES وLIMS ومنصة البيانات الصناعية - في كيان واحد قائم على البرمجيات الروسية. وهذه فرصة لا ينبغي تفويتها.