Fundamental Requirements of Digital Twins forProduction System in Oil and Gas Industry

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Belo, Ricardo dos Casaes
• Orientador(a): Pimenta, Marcelo Soares
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Gêmeo Digital; Indústria de petróleo e gás; Sistema de produção; Revisão : Literatura
• Palavras-chave em Inglês: Production System
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/289210

Gêmeo Digital ou Digital Twin(DT) tornou-se um objeto principal de estudo nos últimos anos, com muitas aplicações. Ele traz resultados promissores para os diversos campos em que pode ser aplicado, especialmente em grandes aplicações industriais como Cidades Inteligentes, Saúde, Indústria 4.0 e a indústria de Óleo e Gás (O&G). No entanto, ainda falta um entendimento fundamental sobre o que é um DT e quais são os requisitos de um DT-incluindo necessidades funcionais, comportamento externo, requisitos não funcionais, critérios de qualidade, características, propriedades e limitações -para qualquer pessoa que deseje desenvolver e construir um DT. Além de Compreensão, organizar e gerenciar estes requisitosé fundamental paraa implementaçãoum DTfuncional e bem-sucedido.Nas descrições presentes na literatura, aidentificação dos requisitos deDTs não é explícita, mas simdependenteda descrição de algumas características essenciais, tipicamente em uma dimensão orientada para a aplicação. Devido à confidencialidade, entendemos que a maioria dos conjuntos de requisitos específicos do domíniode O&G geralmente não está disponível. Embora os objetivos e definições dos Digital Twinssejam diferentes em muitas aplicações, empresas e até domínios,eles compartilham algumas características comuns. Muitos requisitos do DT são genéricos e comuns a muitos outros domínios. Em contraste, outros requisitos do DT são específicos para um contexto particular, dependendo do domínio, do objetivo ou do tipo de objeto físico(asset)relacionado. Sendo assim, a investigação sobreos requisitos apresentados em muitos projetos de DT apresentados na literatura é uma excelente maneira de melhorar a compreensão dos requisitos de DT. A discussão, organização e gerenciamentodos requisitos do DT para o domínio específico de Processosede Produção de Óleo e Gás (O&G) são abordados nesta dissertação. Primeiramente, este trabalho apresenta uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) para identificar, avaliar e sintetizar os resultados da pesquisa relacionados aos Requisitos de Gêmeos Digitais para o Sistema de Produção de Petróleo e Gás. Esta RSL está interessada nas capacidades e características que um DT precisa ter para alcançar os objetivos do processo de produção, em vez das tecnologias e ferramentas utilizadas. Na segunda parte do trabalho, é apresentada uma ferramenta desenvolvida para o gerenciamento de requisitos para DTs (também com foco em O&G), visando dar suporte às atividades típicas relacionadas no decorrer do processo de Engenharia de Requisitos. É descrito o contexto no qual essa ferramenta foi desenvolvida, o seu embasamento teórico, a sua evolução de uma simples prova de conceito para um software completo e suas features principais, sendo o público-alvo gerentes empresariais, engenheiros de software, líderes de equipes de desenvolvimento, entre outros. Como resultadoda RSL, foi identificado alguns requisitos considerados muito importantes, especificamente no domínio de O&G. Algumas questões relacionadas aos requisitos dos DTs no domínio de O&G foram analisadas, destacando quais são os requisitos de um DT geralmente especificados ou descritos (mesmo informalmente). Este trabalho permitiu identificar estudos primários tanto em DT para O&G quanto nos campos de Engenharia de Requisitos. Espera-se oferecer uma compreensão clara dos requisitos de DT do estado da arte para muitos domínios de maneira genérica, mas principalmente para o domínio de O&G, e também identificar algumas lacunas e desafios que precisam ser considerados para a adoção de DTs pela indústria de O&G.