★北京亞控科技發(fā)展有限公司鄭炳權，李延樹(shù)，李澤浩

本文以中國最大油氣田——長(cháng)慶油田基于亞控工業(yè)云操作系統WellinOS的生產(chǎn)管控平臺項目，圍繞油田生產(chǎn)業(yè)務(wù)核心，開(kāi)發(fā)和建立公司級生產(chǎn)管控平臺，融合公司級、廠(chǎng)級等三級生產(chǎn)業(yè)務(wù)平臺，通過(guò)業(yè)務(wù)整合、管理變革、技術(shù)賦能，實(shí)現技術(shù)層的協(xié)同研究、精準預測，管理層的決策指揮、優(yōu)化運行，融合信息技術(shù)、崗位責任與油田生產(chǎn)業(yè)務(wù)為一體，實(shí)現生產(chǎn)業(yè)務(wù)閉環(huán)。解決了數據共享周期長(cháng)、手工抄錄和填報數據耗時(shí)長(cháng)、工作量大、成本矛盾大和管理難度高等問(wèn)題。

1　項目背景

隨著(zhù)企業(yè)數字化轉型的推進(jìn)，油氣田生產(chǎn)運行、科技創(chuàng )新、安全環(huán)保、業(yè)務(wù)管控等各個(gè)方面對數字化技術(shù)的需求日益迫切。迫切需求能夠構建一個(gè)統一的生產(chǎn)管控平臺，實(shí)現對油氣采收生產(chǎn)全過(guò)程的各類(lèi)數據的集中管理和分析，集成各類(lèi)業(yè)務(wù)系統和應用，促成業(yè)務(wù)管理的關(guān)聯(lián)統一、已建系統平臺的關(guān)聯(lián)統一、制度職責的關(guān)聯(lián)統一，實(shí)現信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，為管理層提供準確、及時(shí)、全面的決策依據，確保各項工作的協(xié)調一致，提高整體運營(yíng)效率。因此，建設公司級生產(chǎn)管控平臺是順應數字化轉型趨勢，提升企業(yè)整體運營(yíng)效率的必然選擇。

通過(guò)信息技術(shù)與油田業(yè)務(wù)的深度融合，生產(chǎn)管控平臺不僅可以推動(dòng)油田業(yè)務(wù)精益化管理，還可以提升安全管控水平。平臺集成基于工業(yè)時(shí)序數據的報警優(yōu)化系統，完善報警參數調整規范、研究高頻報警分析方法、構建生產(chǎn)工藝報警優(yōu)化算法知識庫、標準化報警管理流程、實(shí)現報警優(yōu)化全閉環(huán)管控，進(jìn)一步提高生產(chǎn)現場(chǎng)工藝及業(yè)務(wù)精準報警。一旦發(fā)生異常情況，平臺迅速響應，結合數據分析手段，自動(dòng)發(fā)起隱患風(fēng)險措施處置或推送業(yè)務(wù)部分，及時(shí)采取有效處置措施，降低事故風(fēng)險，保障企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的“安、穩、長(cháng)、滿(mǎn)、優(yōu)”。

2　項目建設應用

依托生產(chǎn)管控平臺，開(kāi)發(fā)基于閉環(huán)管控的大模型、知識庫、智能化以及流程自動(dòng)化過(guò)程管理體系，實(shí)現通過(guò)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數據和知識庫進(jìn)行智能決策、優(yōu)化生產(chǎn)作業(yè)管理以及自動(dòng)執行生產(chǎn)作業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程管理。

2.1　技術(shù)方案架構設計

本項目在現有業(yè)務(wù)梳理與分析基礎上，根據系統功能與技術(shù)方案，實(shí)現基于云組態(tài)的“大監控”模式生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程全閉環(huán)管控設計，為業(yè)務(wù)管理提供有效的支撐平臺。方案架構圖如圖1所示。

圖1 方案架構圖

2.2　油田生產(chǎn)管理大模型設計

（1）數據采集與整合

·多元化數據采集：利用傳感器、儀表、無(wú)人機等技術(shù)手段，實(shí)時(shí)采集油田生產(chǎn)現場(chǎng)的各類(lèi)數據，包括油井產(chǎn)量、設備狀態(tài)、環(huán)境參數等。

·數據清洗與預處理：對采集到的原始數據進(jìn)行清洗、去噪、歸一化等預處理操作，以提高數據質(zhì)量和可用性。

·數據整合與存儲：將處理后的數據整合到統一的數據平臺中，實(shí)現數據的集中存儲和管理，便于后續的數據分析和模型構建。

（2）模型構建與優(yōu)化

·生產(chǎn)預測模型：基于歷史數據和機器學(xué)習算法，構建油田生產(chǎn)預測模型，用于預測油井產(chǎn)量、設備故障等關(guān)鍵指標，為生產(chǎn)決策提供數據支持。

·優(yōu)化決策模型：結合油田生產(chǎn)實(shí)際情況和約束條件，利用優(yōu)化算法構建油田生產(chǎn)優(yōu)化決策模型，實(shí)現生產(chǎn)計劃的智能排程和資源的合理配置。

·模型迭代與更新：定期對模型進(jìn)行評估和驗證，根據實(shí)際效果進(jìn)行模型的迭代和更新，以確保模型的準確性和有效性。同時(shí)，隨著(zhù)油田生產(chǎn)環(huán)境和需求的變化，及時(shí)調整模型參數和結構，以適應新的生產(chǎn)場(chǎng)景。

2.3　知識庫建立與應用

（1）知識庫架構設計

·數據分層架構：設計包括元數據層、數據模型層、數據實(shí)例層等在內的多層次架構，以支持知識的靈活組織和高效檢索。

·知識關(guān)聯(lián)與圖譜構建：通過(guò)實(shí)體識別、關(guān)系抽取等技術(shù)，建立知識之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成知識圖譜，提升知識的系統性和可用性。

·權限管理與安全保障：設計嚴密的權限管理機制，確保知識的安全可控，同時(shí)支持不同角色用戶(hù)的知識需求。

（2）知識填充與更新策略

·初始知識采集與整理：通過(guò)文獻調研、專(zhuān)家訪(fǎng)談、現場(chǎng)觀(guān)察等方式，收集油田行業(yè)的基礎知識和經(jīng)驗，進(jìn)行整理和標準化后錄入知識庫。

·用戶(hù)反饋與知識優(yōu)化：鼓勵用戶(hù)在使用知識庫的過(guò)程中提供反饋意見(jiàn)，根據用戶(hù)需求和反饋進(jìn)行知識的調整和優(yōu)化，提升知識庫的質(zhì)量和用戶(hù)體驗。

·動(dòng)態(tài)知識更新機制：建立定期的知識更新流程，結合油田行業(yè)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和技術(shù)進(jìn)步，不斷補充新知識、淘汰過(guò)時(shí)知識，保持知識庫的時(shí)效性和先進(jìn)性。

·知識驗證與審核流程：設立專(zhuān)門(mén)的知識驗證和審核環(huán)節，確保新錄入或更新的知識的準確性和可靠性，避免因知識錯誤而帶來(lái)的風(fēng)險。

2.4　智能化開(kāi)發(fā)與實(shí)踐

（1）智能化技術(shù)選型與分析

·關(guān)鍵技術(shù)分析：針對油田行業(yè)的特定需求，選用適合的智能化技術(shù)，如自然語(yǔ)言處理、機器學(xué)習、深度學(xué)習等，確保技術(shù)的成熟度和穩定性。

·技術(shù)兼容性評估：評估所選技術(shù)與現有系統的兼容性，確保智能化能夠無(wú)縫集成到生產(chǎn)管理流程中，降低實(shí)施風(fēng)險。

·技術(shù)發(fā)展趨勢預測：關(guān)注智能化技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，預測未來(lái)技術(shù)趨勢，確保所選技術(shù)具有較長(cháng)的生命周期和可擴展性。

（2）決策優(yōu)化與生產(chǎn)指導

·自主決策能力：設計智能化具備自主決策能力，能夠在遇到問(wèn)題時(shí)根據預設規則和算法進(jìn)行自主判斷，減輕人工干預的負擔。

·數據分析與處理能力：強化智能化的數據分析和處理能力，使其能夠高效處理海量數據，提取有價(jià)值的信息，為生產(chǎn)管理提供數據支持。

·交互與協(xié)作能力：構建智能化與其他系統或人員之間的交互與協(xié)作機制，實(shí)現信息的實(shí)時(shí)共享和協(xié)同工作，提升生產(chǎn)效率。

·安全與可靠性保障：在功能設計中充分考慮安全和可靠性因素，確保智能化在運行過(guò)程中能夠抵御各種潛在威脅，保障生產(chǎn)管理的穩定進(jìn)行。

2.5　作業(yè)流程自動(dòng)執行與管理

（1）作業(yè)流程管理與優(yōu)化建議

·梳理現有業(yè)務(wù)流程：對油田公司作業(yè)區現有的生產(chǎn)管理流程進(jìn)行全面梳理，包括勘探、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節，明確各流程涉及的業(yè)務(wù)部門(mén)、崗位職責、關(guān)鍵節點(diǎn)等。

·分析流程瓶頸：針對現有流程中的瓶頸環(huán)節進(jìn)行深入分析，找出影響流程效率的關(guān)鍵因素，如數據傳遞不暢、審批周期過(guò)長(cháng)、資源調配不合理等。

·提出優(yōu)化建議：根據分析結果，結合油田公司的實(shí)際情況，提出切實(shí)可行的流程優(yōu)化建議，如簡(jiǎn)化審批程序、優(yōu)化數據共享機制、提高資源利用效率等。

（2）作業(yè)督辦與閉環(huán)管控

·明確自動(dòng)化需求：根據業(yè)務(wù)流程梳理結果，明確需要進(jìn)行自動(dòng)化的環(huán)節和具體需求，如數據自動(dòng)采集、報表自動(dòng)生成、任務(wù)自動(dòng)提醒等。

·選擇自動(dòng)化工具：針對油田公司各采油廠(chǎng)的特點(diǎn)和自動(dòng)化需求，選擇適合的自動(dòng)化工作流，確保這些工作流能夠滿(mǎn)足實(shí)際需求并具備可擴展性。

·配置自動(dòng)化流程：根據選定的工作流，結合業(yè)務(wù)流程梳理結果，進(jìn)行詳細的配置工作，包括設定自動(dòng)化規則、配置數據交互接口、定義任務(wù)觸發(fā)條件等，確保自動(dòng)化流程能夠準確、高效地運行。

3　項目創(chuàng )新性、重難點(diǎn)分析

（1）創(chuàng )新性

以“井站線(xiàn)、業(yè)務(wù)流、人機法”為研究對象、以一體化生產(chǎn)管控、多平臺有機融合、多部門(mén)業(yè)務(wù)集成為目標導向，研究開(kāi)發(fā)長(cháng)慶油田公司級生產(chǎn)管控平臺，實(shí)現大監控模式下采油工藝系統“業(yè)務(wù)管控一體化、監督?jīng)Q策一體化、風(fēng)險管控一體化、體系紀律規范化、過(guò)程管控可視化、流程制度標準化、數據業(yè)務(wù)智能化”的運行效果，確保工藝系統高可用、好運維、易擴展，實(shí)現將先進(jìn)的信息化技術(shù)與業(yè)務(wù)深度融合，優(yōu)化管理流程、突出專(zhuān)業(yè)技術(shù)，提高綜合收益，達到“自動(dòng)化、可視化、智能化、一體化”的建設目標，為建設油田公司下各采油廠(chǎng)高質(zhì)量的數智化發(fā)展提供平臺保障。

（2）重難點(diǎn)

長(cháng)慶油田在推進(jìn)數字化轉型過(guò)程中，為適應業(yè)務(wù)管理需求，部署了各類(lèi)信息系統，多系統并行甚至冗余，數據共享周期長(cháng)、難互通，且存在手工抄錄、填報數據耗時(shí)長(cháng)、工作量大等問(wèn)題；再加上現場(chǎng)業(yè)務(wù)體系龐雜、制度標準繁瑣、崗位職責模糊，導致員工工作負擔重、成本矛盾大、管理難度高等管理問(wèn)題，使崗位責任制落實(shí)起來(lái)大打折扣。

（3）安全性

亞控工業(yè)云操作系統WellinOS的安全審計機制展現出了高度的專(zhuān)業(yè)性和先進(jìn)性。該系統嚴格遵循國內信息安全設計的主流方法論，同時(shí)融入了最新等保2.0的等保三級及部分四級要求，以確保其信息安全防護的全面性和有效性，為系統的安全穩定運行提供了有力保障。

4　項目效益

（1）本系統平臺的建設與運維，支持全配置式組態(tài)進(jìn)行業(yè)務(wù)快速實(shí)現，提供App開(kāi)發(fā)、可配置、運維一站式服務(wù)，較傳統系統開(kāi)發(fā)與運維，建設周期從年為單位降為數月、數周，大大縮短業(yè)務(wù)系統建設周期。

（2）系統平臺對油田公司業(yè)務(wù)和廠(chǎng)級生產(chǎn)業(yè)務(wù)進(jìn)行了數據的貫通與融合，為后續廠(chǎng)級大集控平臺中數據下沉到作業(yè)區提供了重要的參考價(jià)值，更實(shí)現了“一體化生產(chǎn)管控、多平臺有機融合、多部門(mén)業(yè)務(wù)集成”的大監控運行模式。

（3）一方面是多維數據的全融合，另一方面是對已建業(yè)務(wù)系統全面融合集成，避免重復建設投入。且基于WellinOS平臺的開(kāi)發(fā)組件全量提供，基本無(wú)需其他第三方工具產(chǎn)品集成，平臺支撐后續業(yè)務(wù)的高拓展性。

（4）面向工程師用戶(hù)，低代碼，隨需而變自主運維。系統的硬件資源隨時(shí)可擴充，單端云化部署任意切換。實(shí)現多級節點(diǎn)統一管理，自主運維。

（5）平臺全面實(shí)現工業(yè)級安全保障，分級多域、自主可控的信息安全防護，支持各個(gè)層級的深度防御安全，實(shí)現高安全高可靠。

（6）在公司級管控平臺下開(kāi)發(fā)的功能可以根據崗位權限直接下發(fā)至廠(chǎng)級管控平臺，同時(shí)滿(mǎn)足在廠(chǎng)級平臺開(kāi)發(fā)的定制化功能同步至公司級平臺，實(shí)現定制化業(yè)務(wù)需求低成本快速推廣。

5　項目意義

長(cháng)慶油田公司級生產(chǎn)管控平臺項目的成功實(shí)施，不僅為長(cháng)慶油田提供了高質(zhì)量的數智化發(fā)展平臺保障，還具有重要的推廣價(jià)值。

（1）可復制性

該項目的實(shí)施經(jīng)驗和解決方案具有較高的可復制性。對于其他油田企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以借鑒長(cháng)慶油田的經(jīng)驗，結合自身的實(shí)際情況和需求，快速構建類(lèi)似的生產(chǎn)管控平臺。這不僅可以提高生產(chǎn)效率和管理水平，還可以降低建設成本和時(shí)間成本。

（2）模塊化與可擴展性

該項目的模塊化實(shí)施和可擴展性設計使得平臺可以隨著(zhù)企業(yè)的發(fā)展和業(yè)務(wù)拓展進(jìn)行靈活調整和優(yōu)化。企業(yè)可以根據實(shí)際需求增加或減少功能模塊，實(shí)現平臺的快速擴展和升級。這為企業(yè)提供了更加靈活和高效的生產(chǎn)管控解決方案。

（3）推動(dòng)數字化轉型

該項目的成功實(shí)施還具有重要的示范意義。它推動(dòng)了長(cháng)慶油田的數字化轉型進(jìn)程，為其他企業(yè)提供了可借鑒的經(jīng)驗和案例。通過(guò)構建統一的生產(chǎn)管控平臺，企業(yè)可以實(shí)現對生產(chǎn)全過(guò)程的集中管理和分析，提高整體運營(yíng)效率和管理水平。

綜上所述，長(cháng)慶油田公司級生產(chǎn)管控平臺項目不僅具有豐富的典型經(jīng)驗，還具有重要的推廣價(jià)值。通過(guò)借鑒和推廣該項目的經(jīng)驗和解決方案，可以為其他油田企業(yè)提供更加高效、靈活和智能的生產(chǎn)管控解決方案，推動(dòng)企業(yè)的數字化轉型和高質(zhì)量發(fā)展。

作者簡(jiǎn)介：

鄭炳權（1973-），男，廣東人，碩士，現任北京亞控科技發(fā)展有限公司總經(jīng)理，主要從事自動(dòng)化軟件、MES軟件和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺相關(guān)的研究工作。

李延樹(shù)（1985-），男，山東德州人，碩士，現就職于北京亞控科技發(fā)展有限公司，主要從事工業(yè)軟件、智能制造、智慧城市等方面的研究。

李澤浩（1999-），男，黑龍江大慶人，學(xué)士，現就職于北京亞控科技發(fā)展有限公司，主要從事工業(yè)軟件、智能制造等方面的研究。

摘自《自動(dòng)化博覽》2024年12月刊