随着新一轮科技革命和产业变革的深入发展,数字化转型成为推进新型工业化的重要举措。工业互联网作为新一代信息通信技术与工业经济深度融合的产物,通过全面连接人、机、物、系统等要素,构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系,已发展成为行业数字化转型的重要载体。工业互联网通过驱动变革生产方式、商业模式和组织方式,可以大幅提高生产效率、优化资源配置、降低生产成本,推动形成新的要素组合和价值创造方式,加速工业体系向高端化、智能化、绿色化迈进,为新型工业化发展提供强大的技术支持和动力。
油气行业作为国家能源支柱产业,经过长期发展,目前面临开采难度增大、生产效率有待提升、安全环保要求趋严等挑战。传统的油气生产运营模式严重依赖大量人力、物力,各环节信息流通不畅,导致资源浪费、决策效率低等现象时有发生。工业互联网凭借网络化的资源配置、数字化的平台支持、智能化的运行辅助,实现对生产数据的实时采集、存储、分析和应用,不仅能够优化生产流程、提高生产效率、降低运营成本,还能提前预警安全隐患。
本文聚焦油气工业互联网,以中国海油的建设进展、应用成效和未来发展思路为例进行深入剖析,旨在分析如何充分发挥工业互联网优势赋能新型工业化,打造油气生产新业态,保障国家能源安全。
一、深刻认识工业互联网助力实现新型工业化的重要作用
习近平总书记指出,“持续提升工业互联网创新能力,推动工业化与信息化在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合发展”。党的二十届三中全会提出,“加快新一代信息技术全方位全链条普及应用,发展工业互联网,打造具有国际竞争力的数字产业集群”。
工业互联网融合了工业生产、通信网络、软件开发、数据科学等诸多领域的关键技术,通过人、机、物的全面互联,实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接,正在全球范围内不断颠覆传统制造模式、生产组织方式和产业形态,驱动工业数字化、网络化、智能化变革,为新型工业化发展提供强劲动力。
加快发展工业互联网,是党和国家深刻把握发展新形势新变化,顺应新时代新要求,站在战略全局高度做出的重要决策,对于推进新型工业化具有重大战略意义。
二、努力把握工业互联网在油气行业新发展阶段中的历史机遇
随着全球能源结构的深刻变革及数字化技术的迅猛发展,工业互联网的应用为油气行业带来前所未有的变革机遇,新一代信息通信技术与油气生产的深度融合,为油气行业数字化转型智能化发展提供了关键基础设施,促进发展战略、运营管理、业务流程等方面深度变革与持续优化,引领油气行业迈向新型工业化的更高阶段。
(一)工业互联网为油气行业数字化转型提供关键基础设施
工业互联网技术的不断进步与发展,使其逐步成为油气行业数字化转型不可或缺的关键基础设施。通过统筹网络、数据、平台和安全等关键要素建设,为油气行业提供了一套系统性的数字化解决方案,基于海量生产装置、设备、仪器的全面连接,构建从数据采集传输、处理分析、决策反馈到现场控制的优化闭环,形成一种数据驱动的复合型优化范式,促进数据价值的全面释放,支撑油气行业迈向更智能、高效、绿色的新时代 ,为油气企业数字化转型提供坚实的技术支撑和强大的创新引擎。中国石油推出梦想云 4.0 工业互联网平台,构建了统一数据湖、统一技术平台,汇聚超过 10PB 数据,沉淀 200 余个公共组件和 1500 多项共享服务,成为支撑勘探开发业务建设和应用的通用平台。中国石化基于“石化智云”工业互联网平台,形成了大数据、物联网等 11 大类技术服务,连接工业设备 200 余万台(套),兼容适配工业协议 100 余种,沉淀业务流程模型 1200 余个、行业机理模型 2800 余个,成为中国石化数字化转型的关键基础设施 。
(二)工业互联网促进油气行业实现新型应用模式
工业互联网整合人工智能、大数据、数字孪生等前沿数字技术,为油气行业构建新型应用模式。大模型技术的引入 ,有助于发现油气专业海量数据中的隐藏价值,为降低勘探成本、提高设备可靠性、优化生产流程提供智能化决策,引领油气行业迈向智能化发展新阶段。数字孪生技术与油气行业的结合,能够构建从地下到地上、从陆地到海上的全局虚拟映射,实现全系统、全流程的精准映射与实时管理,有力推动无人平台、“黑灯工厂”等创新模式的实现。中国石油将打造由设备设施、边缘平台、IT 设施、数据湖、基础底台、服务中台、业务应用、用户入口以及贯穿这8个层面的网络与工控安全体系、标准与规范体系构成的工业互联网解决方案 。中国石化智能工厂 3.0 将建设“数据 + 平台 + 应用”模式,使总部与下属企业实现云边端协同。其中,可扩展、先进的边缘云平台是未来石化智能工厂技术架构的核心,关键能力包括物联感知和边缘计算能力、工厂数字孪生建模能力、企业级数据资源管控能力、企业应用的集成与管控能力、工业知识运行与管控能力 。
(三)工业互联网赋能油气行业构建全新工业生态
工业互联网的兴起为油气行业注入了新的活力,通过强大的连接与协同能力,推动油气企业内外部资源的整合与优化,实现设计、工程、生产、运营等环节的全面连接和高效协同,显著提升生产效率,有效降低运营成本。工业互联网的应用,正助力油气行业迈向一个更加高效、协同、绿色、可持续发展的全新工业生态。中国石化胜利油田建设油气生产指挥系统,建成生产监控、报警预警、生产动态、调度运行、生产管理、应急处置 6 大功能模块。支撑管理层级纵向贯通,业务协同横向联动,形成了生产现场全面感知、问题处置精准超前、远程管控便捷高效、流程再造模式创新 4 大能力,全面推进生产信息化,实现油田生产运营方式变革。
三、中国海油积极构建油气工业互联网推动油气产业转型升级
中国海油深入贯彻习近平总书记关于网络强国的重要思想,积极响应工业互联网创新发展战略,围绕建设中国特色国际一流能源公司的战略目标,坚持顶层设计统筹、以核心业务为载体、以价值为导向,持续开展工业互联网的建设与应用,目前已在“智能油田”“智能工程”“智能工厂”等多个领域取得了显著示范成果。
(一)坚持统筹推进工业互联网顶层设计
中国海油系统性提出了以数据为核心、以平台为中枢、以网络、安全、运营为保障的“1+1+3”工业互联网建设蓝图,赋能以“智能油田”“智能工厂”“智能工程”为核心的 N类生产领域业务场景。遵循“统筹管理、协同共建、急用先行、示范推动”的实施策略,坚持“一张蓝图绘到底”,稳步推进工业互联网能力建设。2025 年前主要“抓数据、优平台”,聚焦构建集团级工业互联网平台,统一生产领域数字化转型技术路线,促进生产数据的集成共享和价值挖掘,实现专业知识的沉淀、迭代和复用,推动数字化转型示范场景的规模化复制;2030 年前重在“强能力、稳发展”,聚焦工业互联网能力的迭代优化与持续升级,积极拓展覆盖全产业链的数字化、智能化应用场景,支撑主要业务场景实现自动感知、预测预警、分析优化、自学习等闭环认知决策功能;2035年前实现“联生态、拓边界”,聚焦对外生态合作与业务模式创新,构建基于工业互联网的产业生态,形成全集团数字化运营能力,全面支撑中国海油的数字化转型和智能化发展。
(二)工业互联网引领海上油气生产迈入少人化、无人化新阶段
通过工业互联网的深入应用,中国海油已成功实施了秦皇岛 32-6 油田、恩平油田、白云气田等多个智能油田示范项目,现有无人生产平台达 50 座,在减人、降本、提效方面初显成效。秦皇岛 32-6 油田基于从海上到陆地“端、边、云”协同的工业互联网平台架构,对开发生产全过程进行实时监测、预警诊断、主动优化、远程操控、协同运营和辅助决策,创建了“智能、安全、高效”的新型海上油气开采运营模式,生产效率提升 30%、操作成本降低 10%、人员减少 20%,建成国内首个海上智能油田。恩平油田通过对海上设施远程控制改造、海陆通信网络冗余和陆地操控中心建设,迈出海上控制向陆地远程控制的第一步,实现油田群“台风模式”常态化运行,已累计实现台风模式生产近 300 小时,挽回产量损失约 23 万余桶,折合人民币约 1.4 亿元。
(三)工业互联网赋能海洋油气装备开启智能制造新篇章
天津智能制造基地按照工业互联网架构,大量应用 5G、大数据、人工智能等先进技术,分析和总结公司多年来在大型工程结构物方面项目计划、生产组织、车间执行等技术和经验,实现从项目管控、车间建造到厂区管理的全流程智能化,建成国内首个海洋工程装备数字化智能制造基地,填补了我国海洋油气装备多项技术空白,推动传统装备制造产业转型升级。天津智能制造基地投用以来,累计完成 10 余个海洋油气装备单体制造,全场产线工效提升25%、综合施工工效提升 12%、总装效率提升约30%,成本控制和质量安全管理水平大幅提升,场地运营效率显著提升。
(四)工业互联网驱动炼油化工领域数智能力新升级
惠州石化建成我国首个“双频 5G+ 工业互联网”智能炼厂,全面实现了 5G 石化专网在500 万平方米的炼化厂区稳定覆盖,有效解决了无线网络在石化厂区内普遍存在的覆盖面积大、信号盲区多、防爆要求高、信号衰减快等问题,环保管控效率提升 15%、环保数据整理效率提升 300%、降低蒸汽损耗率> 5%,年累计效益超过 5000 万元,极大提升了石化现场安全环保管理效能。大峪口化工依托石化行业工业互联网标识解析二级节点,建成化肥农产品电子防伪追溯应用,为每一袋化肥赋予唯一标识,实现生产、质检、销售、物流、农化服务等环节“一码贯穿、一码协同”,解决了储运排期优化、化肥防伪验真、渠道窜货监测等难题,实现化肥企业、经销商、消费者、监管部门信息共享和协作。
四、中国海油将持续深化工业互联网建设筑牢新型工业化能源保障
能源安全关系国家命运,在碳达峰碳中和的时代背景下,能源“兜底保供”事关重大。当前,海上油气生产已经成为我国重要的能源增长极,我国油气供应格局逐步实现从“以陆地为主”向“陆海统筹、海陆并重”转变。展望未来,中国海油将牢记嘱托、主动作为,更加系统、全面地推进工业互联网建设与应用,重点关注安全防护、网络环境、数据治理、平台建设与人才体系建设等方面,加速企业数字化转型与智能化发展,助力“能源饭碗”端得牢。
(一)强化安全防护体系
工业互联网建设与应用必须以安全为前提,中国海油将综合考虑设备、网络、控制、应用和数据等各个层面的安全防护措施,全面提升工业互联网的安全风险感知能力,构建多层次、立体化的安全防护体系,加强企业内外的安全监测与应急响应机制。
(二)升级基础网络环境
网络是工业互联网实现人机物互联的重要保障,中国海油将综合应用 5G、北斗、海缆、散射 / 微波、高通量卫星等技术,建立海陆干线高速公路,构建海、陆、天融合通信一张网,形成多场景通信解决方案,突破海上通信带宽瓶颈,提升海上通信带宽和稳定性,同时加快陆地生产厂区生产网络建设,打造大带宽、高可靠、广连接现场通信网络。
(三)提升数据治理水平
数据作为数字化转型的核心生产要素,必须经过有效的治理才能支撑行业的数字化转型和智能化发展。中国海油将继续坚持从战略高度系统谋划数据治理工作,将数据转化为有价值的资产,推动数据驱动的业务创新和决策优化。
(四)深化平台能力建设
工业互联网平台是对数据、资源、能力进行汇聚分析与优化配置的中枢,中国海油将持续加强工业化互联网平台能力建设,逐步构建云边端协同、产业链贯通的能力中心,促进业务知识与技术组件的积累和复用,为企业转型提供高效、稳定、可扩展的数字化能力支撑。
(五)加强组织及人才保障
完善的组织体系和专业的人才队伍是工业互联网发展的重要保障,中国海油将逐步建立健全的人才培养与激励机制,打破业务领域间的数字隔阂,培育全员数字文化。同时,将进一步加强与高校、研究机构、专业企业等合作,共同培养具备创新能力和实践经验的工业互联网专业人才队伍。
五、总结
油气工业互联网将先进数字技术与油气业务深度融合,不仅提高了油气生产的效率和安全性,还优化了资源配置和降低了运营成本,极大地提升了油气生产的智能化水平,将成为推动油气新型工业化、保障国家能源安全、迈向高质量发展的关键力量,对于推动油气行业的可持续发展具有重要意义。