油气行业数字化转型实践与思考

2020-06-12 0
分类: 电商动态

随着全球经济下行和石油价格不断降低,数字化转型成为油气企业应对低油价挑战、实现高质量发展的重要手段。当前,油气行业主要围绕作业现场智能化、生产运营一体化、贸易销售平台化、研究设计协同化4个方向,推动数字技术与生产经营管理深度融合

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随着全球经济下行和石油价格不断降低,数字化转型成为油气企业应对低油价挑战、实现高质量发展的重要手段。当前,油气行业主要围绕作业现场智能化、生产运营一体化、贸易销售平台化、研究设计协同化4个方向,推动数字技术与生产经营管理深度融合,在数字化转型中具有3方面主要特征:

一是数字化转型已上升到公司发展战略高度;

二是数据资产化管理是转型的前提和基础;

三是跨界合作成为快速提升数字化能力的重要手段。

近年来中国海油在油气勘探开发、天然气与管道、炼油化工、专业服务、经营管理领域进行了数字化转型实践,也面临着挑战。针对国内油气行业数字化转型,提出了开展数字化转型顶层设计、建立数据资产管理体系、积极稳妥开展数字化试点工作、加快数字化专业人才培养、高度重视网络安全和工控安全问题等方面的建议。

近期,国际原油价格大幅下跌,低油价不仅使油气上游业务面临巨大压力,专业技术服务公司的业务量和服务价格受到明显影响,中下游、贸易、金融等业务也将不同程度地受到冲击。数字化转型正逐步成为国内外石油企业应对能源行业转型变革、促进自身业务发展的重要手段之一。根据挪威船级社2020年油气行业展望报告和埃森哲油气行业投资趋势分析报告,全球各大石油公司计划在2020年增加数字化投资,投资重点从当前的大数据、物联网、移动应用、云计算延伸到机器人、无人机、人工智能、智能穿戴设备等领域。

1 油气行业数字化转型方向

从当前国内外领先石油公司的实践看,油气行业数字化转型主要围绕作业现场智能化、生产运营一体化、贸易销售平台化、研究设计协同化4个方向,推动数字技术与生产经营管理深度融合。

1.1 作业现场智能化

在油气生产作业现场,利用物联网、无人机、人工智能等技术,全方位实时感知和远程操控,转变生产运营方式,降低作业成本和风险。

挪威国家石油公司开展无人平台建设,2018年10月投产无人平台OSEBERG-H,采用全无人化设计,建造成本下降20%,每年仅需1~2次维护。壳牌公司开发环形水下扫描仪,实现自动海管检查、智能分析识别流量限制原因,节约海管维修成本数千万美元。道达尔公司利用飞艇和无人机向复杂勘探区域快速投放传感器,实现高效可靠地震资料采集;基于大数据平台开发井下故障的AI预测算法,精确定位故障发生点,单井每次节约500万~700万美元维修成本。

1.2 生产运营一体化

运用大数据、数字孪生、人工智能等技术,建立智能高效生产计划执行体系,搭建可视化调度指挥平台,实现全局效益最优的计划调度和一体化协同管理。

壳牌搭建了全球生产经营平台,实现17家炼厂生产计划的协同制定、生产经营方案的动态分析调整及产供销一体化。中国石油化工集团有限公司(简称中国石化)通过工业物联网,对超过25万台工业设备的数据实时采集;基于ProMACE工业互联网平台,建立了页岩气藏开发生产预警预测等几十类智能化应用。

1.3 贸易销售平台化

油气贸易、市场销售等业务以数字化平台为基础,整合内外部信息数据,支撑油气资源配置、贸易风险防控;加强线上线下多渠道销售创新,做优贸易资源,做大客户群体,扩展商业模式。

壳牌利用区块链技术建立新型交易平台,实现数字化和自动化的文件验证,降低被篡改的风险,完成全球首笔石油衍生品的交易。道达尔利用ANAC润滑油分析和诊断系统,对汽车、工业应用设备及部件进行全方位诊断,为全球100多个国家的1万多家客户提供服务,为公司带来新的业务增长点。中国石化打造石化e贸、易派客、易捷电商平台,为全球70多个国家的客户提供服务,培育商业新业态。

1.4 研究设计协同化

利用虚拟/ 增强现实、认知计算等数字技术手段,集成专业软件建立协同研究环境,实现跨专业、跨部门高效协同,提升科研成果的产出效率和效益。

斯伦贝谢打造勘探开发协同研究环境,支持全球4亿组勘探生产数据上云共享,实现各领域专家全球协同研究。壳牌利用AR/VR技术,连接管道检查和海底机器人水下勘查的作业画面,通过远程协助的方式,更加快速地获得解决方案。澳大利亚伍德赛德公司(Woodside)利用IBM Waston, 从近30年的工程数据中提取知识图谱,建立工程认知分析系统,通过自然语言交互的方式为员工提供专家协同支持。

2 油气行业数字化转型主要特征

从全球领先石油公司的实践来看,油气行业的数字化转型主要呈现3方面特征。

2.1 数字化转型已上升到公司发展战略高度

壳牌将数字化创新列为集团战略重点之一,2018年在中国成立了“壳牌中国数字化创新实验室”。道达尔计划2020年在总部建立数字化工厂,汇集各业务和IT部门的数字化人才,为公司提供统一的数字化解决方案,实现业务数字化高效运营。挪威国家石油公司2017年宣布启动数字化中心建设,制定了包括油藏钻井数据分析、下一代井口交付、未来油田、数据驱动操作和商业化等7个数字化方案。

2.2 数据资产化管理是转型的前提和基础

数字化转型的核心是利用新兴数字技术改造业务流程和管理模式,而数据则是数字技术应用的基础。没有高质量的数据,就没有成功的数字化转型。康菲石油公司2014年通过实施IDW项目, 建成一个包含生产、运营、油藏工程及地球科学等方面的综合数据中心。在此之前,康菲的数据分析工作需将80%~90%的时间和精力花费在数据收集和整理上,只有10%~20%的时间和精力用于分析;实施IDW项目之后,康菲可将80%~90%的时间和精力用于真正的分析。

2.3 跨界合作是快速提升数字化能力的重要手段

近几年,各传统石油公司纷纷牵手互联网、数字技术等高科技公司,借助外部技术优势重塑传统业务,提升公司核心竞争力。2018年4月,道达尔与谷歌签署战略协议,联合研究勘探开发全新智能解决方案。2019年9月,雪佛龙与斯伦贝谢、微软宣布开展合作,构建基于Windows Azure云的勘探生产认知计算系统。2019年11月,贝克休斯和微软公司宣布合作,将人工智能解决方案引入能源行业。

3 中国海油的数字化转型实践

中国海洋石油集团有限公司(简称中国海油)坚持“业务驱动、IT引领”的工作方针和“统一规划、统一标准、统一建设、统一管理”的工作原则,搭建“集成统一共享”的信息技术平台,积极开展数字化转型探索与实践,取得了一系列成果,也面临着一些困难和挑战。

3.1 油气勘探开发领域

积极推动海上平台少人化、无人化,通过数字技术推动生产运营方式转变,减少现场人员,提高劳动效率和作业安全水平,单个平台节省建设投资25%左右,节约年度操作费用近20% ;随钻实时决策系统通过卫星、微波等多种技术手段,将钻井现场的钻井、测井、录井数据,实时传输至陆上基地,有效节省了钻井时间,提高了目的层钻遇率,累计经济效益超过16亿元;钻完井专家辅助决策和培训系统提高了作业风险防范能力,促进了钻井作业管理方式转变,钻井作业中心平均提效约10%,事故处理时间减少30%~40%,累计创经济效益5.4亿元;透平发电机组远程诊断及专家支持系统将透平发电机日常运行管理经验形成预警模型,辅助监督人员对分公司透平机组进行状态监测,每年可节约设备维护成本约9% ;生产作业协同(应急)指挥平台接入22个专业信息系统与外部公共信息服务系统,为领导层决策、管理层运营、专业层执行提供数据和技术支撑,系统投用以来,公司物资库存年降幅超过15%,关键设备稳定性提高了14.2%。

3.2 天然气与管道领域

搭建生产运营物联网平台,建设数字化工厂,试点LNG自助提气,提升装车效率,每年节约人力成本150万元;利用物联网、北斗双向通信等数字化技术,建立“易用气”LNG多式联运系统,开创LNG服务新模式;搭建“海气通”“海友宝”创新应用平台,创新能源服务模式,实现终端板块转型升级;以无人机智能巡检搭配人工巡检,形成低本高效、安全智能的“天地一体”管理新模式,管道巡检效率较传统方式提升6~7倍。

3.3 炼油化工领域

炼油化工领域开展工业互联网试点应用,提升生产监控、决策支持及风险预警能力;完善推广先进控制系统(APC),实现工艺流程智能优化,提高装置运行稳定性;开展生产工艺实时优化(RTO)系统试点建设,有效提高芳烃收率,降低装置能耗,年均创收近2000万元;借助互联网技术,建立化肥产品质量追溯平台,实现化肥来源可追溯、流向可查询、风险可防范、责任可追究。

3.4 专业服务领域

建立了国内首个海洋工程数字化技术中心,借助数字仿真技术,实现海上吊装、海上浮托、水下生产设施安装的仿真预演;完成数字化工程建造管理系统PCMS建设,成功应用于蓬莱19-3、曹妃甸、企鹅、陵水17-2等工程项目,创造直接经济效益800余万元;集成地球物理、钻完井、采油工程专业相关应用,建立行业首个井筒一体化系统,有效提升井筒综合数据处理分析能力。

3.5 经营管理领域

持续推进资金、审计、财务数据共享、智能文传等一体化经营管理系统建设,提升集团管控和业务协同能力,统建管理系统覆盖了90%以上的核心管理流程;开展RPA流程机器人试点应用,提升工作效率近10倍;在“借船出海”电商成功应用的基础上,完成“造船出海”自建电商平台建设,推动公司营销模式转变,截至2019年底,订单金额达314.6亿元,较2018年增长4倍;持续深化加油加气零售管理系统应用,拓展互联网+ 营销模式,构建零售会员营销体系,吸纳会员53.3万人,带动销售超过7000万元。

3.6 转型的困难与挑战

中国海油的数字化转型实践已取得一系列成果,然而作为传统能源企业,在数字化转型过程中也遇到了诸多困难和挑战:

一是集团各板块、各单位、各部门对数字化转型工作的认识和重视程度参差不齐,不同作业现场的自动化、智能化程度差距较大,数字化发展水平不均衡;

二是数字技术与业务融合程度不够,海上平台无人化率的国际平均水平是23%,而中国海油目前仅有11%,与国际领先水平存在较大差距;

三是信息系统数量众多,数据标准不统一,系统集成难度大,共享应用不充分;

四是网络安全形势日益严峻,数字化转型突破了工控系统和企业内网的传统边界,网络安全的风险已经覆盖企业整个生产经营过程;

五是现有信息化管理体系和组织队伍还未能适应数字化转型发展的高要求,大平台、大系统的集中建设对公司信息化队伍的能力和水平提出了更高要求。

4 对我国油气行业数字化转型的几点思考

数字化转型任重而道远,是一个长期复杂的系统性过程,需要对公司的组织、流程、业务模式进行认真梳理和研究。当前的问题已不是思考要不要转型,而是要思考如何加快推动实现高质量转型的问题。结合国内外油气行业数字化转型的实践,笔者认为,我国油气行业推进数字化转型应把握好以下几点。

4.1 开展数字化转型的顶层设计

企业应持续加强对标,学习借鉴行业数字化转型的先进经验,结合油气行业的产品结构和业务特点,建议油气企业数字化转型选择“快速跟随者”的定位。在此基础上开展顶层设计,制定公司数字化发展战略,规划数字化转型路线图,系统谋划公司数字化转型的目标、路径及保障措施,明确新技术应用方向和推动计划,循序渐进推进战略实施。

4.2 建立数据资产管理体系

目前,国内石油企业不同单位、不同部门、不同供应商之间存在多个管理界面,内部“信息孤岛”、管理不畅等现象大量存在。要加大数据治理工作力度,建立数据资产化管理体系,明确数据采集和管理职责,制定统一数据标准,搭建集成统一数据管理平台,实现数据资产化、集中化、平台化管理,确保数据的及时性、准确性和完整性,提高数据集成共享能力,充分挖掘数据资产价值,夯实数字化转型基础。

4.3 积极稳妥开展数字化试点工作

考虑到各油气企业整体资源有限,企业数字化转型应坚持价值导向,围绕核心业务,科学合理配置资源,提高数字化转型的实效性。建议企业从设备预防性维护、资产完整性管理、线上线下一体化营销生态等迫切需要解决的瓶颈问题入手,取得初步成效后,再根据技术应用中出现的管理问题,进一步优化组织架构,推动管理变革,为今后更大规模的数字化转型打下组织基础。与此同时,企业应持续保持对物联网、大数据、区块链、移动互联、人工智能等前沿技术的关注,适时与互联网公司合作开展应用试点,在技术成熟度和商业性得到验证的情况下,择机推广应用,加快对传统业务的数字化改造。

4.4 加快数字化专业人才的培养

企业数字化转型必须充分调动各方面人才的积极性、主动性和创造性,积极主动地投身并引领这场变革。在2018年剑桥能源周上,陶氏化学董事会主席认为,自动化、AI和数字化预计会替代公司14%的员工。挪威国家石油公司则预测,自动化技术将使钻井平台员工减少一半,将工作效率提高25%。对油气企业来说,必须加快数字化转型技术人才队伍建设,特别要重视兼具生产业务能力与数字化技术的复合型人才的引进和培养,制定吸引人才、培养人才、留住人才、凝聚人才的办法,同时,还需重视和抓好员工的数字化技术和能力的再培训工作。

4.5 高度重视网络安全和工控安全问题

信息网络的快速发展和融合创新,使各种新技术、新业务、新终端层出不穷,各种网络安全问题相互交织、相互影响,病毒传播、网络攻击等非传统安全威胁防不胜防。近年来,油气行业网络安全事件频发,企业网络安全和工控安全面临着越来越严峻的挑战。

例如,2017年勒索病毒爆发,给中国石油和中国石化许多加油站带来严重的冲击和影响。中国海油2019年累计遭受71万余次外网攻击,部分单位还遭受境外“海莲花”组织的木马病毒攻击。持续提高对网络安全和工控安全重要性的认识并采取有针对性的防控措施,也应是我国油气行业推进数字化转型的重要内容。

 

文章来源:石油科技论坛杂志;

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