当代信息技术在石油石化行业的应用

石油石化企业自动化控制系统建设起步较早，近年来通过开展信息化与自动化集成，逐步实现了生产现场生产数据自动采集、远程传输和生产运行监控，创新生产作业方式，压缩管理层级，优化员工布局，提高劳动生产率。如中石油集团公司勘探与生产技术数据管理系统能够提供勘探开发一体化数据服务与应用；油气水井生产数据管理系统实现井、站、库一体化生产数据管理；勘探与生产调度指挥系统有效支持远程监控和指挥调度。

石油石化行业信息化趋势

石油石化企业规模庞大、点多线长面广。为了增强集团企业的管控能力，三大石油石化企业均开展ERP系统的建设和推广，并将其作为企业一项重要的战略性基础工作和管理提升的重要手段。ERP系统将财务管理与采购、生产、销售、库存、设备等业务综合集成，促进了以业务流程为导向的跨部门协同工作和信息共享。中石油集团ERP系统作为核心的经营管理系统，采用统一软件平台，按各专业领域集中部署，形成既具有业务特点又紧密集成的适度集中式技术架构。每个专业领域的ERP系统使用统一的业务流程，集中在一套服务器上运行。集团公司统一的公共数据编码平台，保证了各专业领域之间ERP系统的集成和共享。中石化集团以ERP系统为基础的一体化数据仓库系统，为总部快速掌握企业经营情况、及时进行综合分析提供了手段，ERP系统已经成为总部加强管控的有力工具。ERP系统的应用已由资源计划、经营管理逐渐向经营分析、决策支持纵深方向延伸。

云计算技术应用是石油石化企业“十二五”期间重点关注的领域。从业务内容来看，在石油石化企业的勘探开发过程中，需要大量的数据信息存储和高性能计算应用；从业务模式来看，作为集团型巨型企业，ERP系统的大量应用同样需要极强的数据存储和分析能力。这两者，都对服务器资源的利用和信息化部门的运维能力提出了更高的要求。云计算技术，特别是IaaS技术，可以应用于石油石化企业自身的IT开发环境，为开发人员提供快速可部署、可迁移、可恢复的开发系统。而充分利用服务器的资源也是云计算技术的主要功能之一。通过应用动态负载均衡，实现虚拟化分区间动态地调配资源，将多个应用特性互补的应用放在一起，既可以减少系统数量，也可以在单个时间段使某个应用充分利用系统的大部分资源。同时，出于降低总体拥有成本的考虑，采用云计算技术对服务器进行整合也是石油石化类企业使用其的主要目的之一。此外，通过虚拟化平台，还可以提高管理效率，实现资源的快速部署，有效监控IT设备的运行状况，实现IT管理的自动化，避免人为的失误，保证IT服务质量。

随着信息化应用的不断深入，石油石化企业对信息系统的安全性、稳定性和可靠性的要求也越来越高，信息系统运行严重故障或瘫痪将给企业经济发展带来难以估量的损失。目前，石油石化企业普遍通过安装防火墙和杀毒软件，提高信息系统的安全性。同时，通过设立安全组织、进行风险评估和运行监控等措施，加强信息系统的安全性。在未来几年里，石油石化企业将完善网络与信息安全预警、通报、监控和应急处置平台，形成有效的安全技术防护体系，保证网络安全、系统安全、数据安全。石油石化企业通过制定完善的信息安全管理制度，健全包括安全评估、安全规划、运行管理等方面的信息安全管理手段，建立信息安全培训体系，对信息系统开发、维护、管理、应用人员进行信息安全培训，逐步实现持证上岗，建立有效的信息安全管理机制。

石油石化行业信息化架构

基于新一代信息技术的石油石化行业信息化架构总体上可以分为四横两纵，四横自上而下分别是展示层、应用层、信息集成层、基础设施层，两纵分别是IT管控体系和信息安全体系。

展示层采集专业应用系统信息，实现生产、分析信息、决策指挥信息一体化展示，提供生产指挥决策数据服务平台，扩大信息应用范围。

生产调控、应急指挥等信息不仅可以在指挥大厅看到，领导和工作人员在办公室或者户外也可以实时掌握生产情况。通过界面集成企业各业务环节的相关生产信息，实现能源输送物流链的上下游一体化展现，为生产运行决策服务。

以可视化技术、移动互联网为代表的新一代信息技术在展示层的应用具有广阔的前景。可视化技术能够把企业运行的数据，包括生产获得的数值、图像或是计算中涉及、产生的数字信息变为直观的、以图形图像信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量呈现在决策者面前。移动互联网技术的发展，使得使用移动设备远程登录企业信息展示平台成为可能，提高了管理效率。

石油石化企业信息化应用层，覆盖了企业决策支持、经营管控、协同办公与综合管理以及各板块专业的应用。应用层目标是面向企业各业务应用领域，全面实现整个企业的信息高效传递和智能响应，企业的日常运行和管理效率大幅提高，形成智慧型、科技型、知识型石油石化企业。

移动作业将掌上电脑与自动识别技术，全球卫星定位系统等多种技术手段相结合，完成移动中的设备定位和数据采集。近年，开始逐步采用红外技术、无线通信或有线通信等手段将后台企业信息发布到掌上电脑，与现场工作人员分享企业经验。在石油石化行业业务应用方面，移动作业技术实现管网巡检作业标准化，提升风险事件预警与及时干预能力，提高巡检工作效率；对于高风险作业环境，移动作业技术更是能为现场工作人员提供顺畅沟通渠道，降低作业风险。

在信息保障方面，移动终端的接入要求后台信息服务环境具有可靠的信息安全保障能力，避免非授权终端的入侵，通信数据的窃取和篡改。

集成平台建设共分为1个体系、1套规范与3个层次的集成应用，分别为：统一编码体系、集成标准规范和界面集成、数据集成、业务集成。

信息集成层的核心在于业务协同，是以云计算、SOA架构、Web2.0和社会化协作的思想融合企业协作资源，转接人、信息与流程，为用户提供更智能、更方便的业务协作服务。业务协同是在SOA架构的基础上，搭建整套协作环境，并将这些资源和服务共享给用户。业务协同支持地域分散的一个群体借助于云计算及网络技术，共同协调与协作来完成一项工作任务，帮助企业迅速提高工作效率，使员工办公变得简单、高效、易于管理，进而降低企业管理成本，提升创新能力，提高运营效益。

基于新一代信息技术的石油石化行业信息化体系的基础设施层是采集、传输、存储和展示数据的基础环境，其规划的合理性和建设的安全性直接关系到平台的可用性、可靠性和延展性。基础设施层主要包括IT基础设施、软件系统、通信信息网络和终端数据采集设施等部分。

随着第二代互联网、第三代无线通信技术的发展，现代通信技术在短程、中程、远程各传输距离均获得了突破，对石油石化行业发展影响深远。丰富的网络地址资源促进基于IP的SCADA和高级表计体系的广泛应用，为设备状态检修创造了数据条件；智能耗油设备的网络接入及其本地通信能力帮助石油石化公司与用户建立起全新的客户关系，推动营销的应用创新；高速的可融合的通信基础设施促进三网融合乃至多网融合，石油石化企业的集团化产业化由此具备了深入介入传媒行业的技术条件。

云计算通过网络以按需、易扩展的方式向用户交付所需的资源，包括基础设施、应用平台、软件功能等服务。云计算呈现深化发展趋势，从虚拟化、网格计算等向软件服务化（SaaS）、平台服务化（PaaS）、基础设施服务化（IaaS）等方向发展。用户通过服务方式访问整合的基础设施、应用平台和软件功能，从而降低信息资产总拥有成本、简化IT环境、增加信息平台的整体可用性、提高信息化运营效率，对信息平台的集约化建设和保障有着广阔的应用价值。

特别地，对于跨地域多组织实体的大型石油石化企业，云计算为海量数据处理、数据中心的集中化管理、人力资源集约化配置创造了技术条件。

物联网通过射频识别（RFID）、红外感应器、激光扫描器等传感器材，使物品间相互通讯。其无线的、面向物品普遍适用的、随需连接的特性促使其行业应用蓬勃发展，熟知的包括不停车缴费、包裹定位与跟踪、农产品溯源等。在石油石化行业业务应用中，大型石油设备资产内部结构复杂，应用物联网技术可以近距离感知大型设备资产内部二次设备、附属设备的位置、获得基本台帐信息，进而指导检修与替换策略，大幅度提升运维检修的工作绩效。应用还可推广到通信管路、综合布线、基础设施等信息化维护领域。物联网对石油石化行业的影响远不止此，物联网技术支持智能表计、石油天然气管网节点的传感器、控制器等以约定的协议连为一体，为管理智能化创造物质基础。

石油石化行业的典型应用

“数字油田”是在在信息化整体架构之上，以井、站、管线等生产基本单元的生产过程监控为主，完成数据的采集、过程监控、动态分析、发现问题、解决问题维持正常生产；并与多个应用系统进行数据对接，实现数据共享。

国内多个油田已经开始或正在进行”数字油田”的建设，包括，克拉玛依油田、大庆油田、胜利油田、华北油田等。

建设内容主要有：”数字油田”的总体技术框架、地理信息系统（GIS）在油田的应用、多学科地质模型研究、勘探开发业务与信息一体化模式、信息基础设施体系、企业信息门户（Portal）、海量数据存储方案、虚拟现实技术的应用、数据与应用系统的标准体系、企业的数字化概要模型、信息流、业务流、物流、知识管理、协同环境、决策支持等业务模型、人力资源的数字化、“数字油田”的发展战略等。

1. 数字油藏。数字油藏是油藏的一种虚拟表示，使得人们可以探测汇集有关油藏的自然和人文信息，并与之互动。数字油藏应用场景具备以下特征：油藏建模及可视化；强调动态性和实时性；共享综合研究成果、井筒数据、油气水生产数据；多学科协同，共同决策。达到科学决策、优化采油工艺、提高采收率的目的。

2. 油田的虚拟开采。油田的虚拟开采是根据某一区块地质构造、油藏储量与分布的特点，在实际开采前，运用三维仿真和虚拟现实的手段，对各种开发方案进行可视化的虚拟实现，如井位的布置，工艺流程等，从而可以比较各种开发方案的效果，为实际开发方案选定提供辅助决策。

3. 可视化动态监测。油水井的可视化动态监测与诊断是一种在线对油水状况的实时描述，根据油水井的动态监测数据和测试信息，运用三维可视化技术，可以实现对任一油水井在地下的状况进行模拟，并根据智能化的故障诊断手段，实时地对油水井故障情况作出判断。

4. 虚拟化油田。虚拟化油田是”数字油田”发展的高级阶段，它可以全面展示油田的人文、地理、地质等真实环境，实现油田全业务流程的模拟与虚拟控制。利用其三维虚拟现实场景，可以在其中进行探查、研究，并实现与真实油田的互动，真正消除人、过程与应用之间的距离。

5. 协同工作环境。协同工作环境是指为油田各业务间能够协同一致，高效完成业务活动而提供的统一软件平台。该平台提供了根据业务流程及业务逻辑组织的相关专业和部门的技术人员、管理人员在跨地域的网络环境上进行协同工作的能力。协同工作环境应具备以下特征：信息透明，决策后移；共享资源，共享知识（特别是专家知识）；协同研究，协同决策；突破专业、部门、地域、系统等方面的限制。达到高效工作、优化流程、科学决策、提高效益的目的。

6. 公司运营模拟。在公司数字模型的基础上，可以由计算机系统模拟公司在不同的经济环境、社会环境中的运行情况，使决策者在决策之前对决策实施后的效果有较为准确的估计。公司数字模型还可以提供准确的业务流程情况，找出问题所在，提出改造建议。它还可以监视公司运行的各项指标，在危险时给出警告。

（本文摘自《新一代信息技术在两化深度融合中的应用》一书，由电子工业出版社出版）

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