導讀：隨著全球經濟下行和石油價格不斷降低，數位化轉型成為油氣企業應對低油價挑戰、實現高質量發展的重要手段。當前，油氣行業主要圍繞作業現場智能化、生產運營一體化、貿易銷售平臺化、研究設計協同化4個方向，推動數位技術與生產經營管理深度融合，在數位化轉型中具有3方面主要特徵：一是數位化轉型已上升到公司發展戰略高度；二是數據資產化管理是轉型的前提和基礎；三是跨界合作成為快速提升數位化能力的重要手段。近年來中國海油在油氣勘探開發、天然氣與管道、煉油化工、專業服務、經營管理領域進行了數位化轉型實踐，也面臨著挑戰。針對國內油氣行業數位化轉型，提出了開展數位化轉型頂層設計、建立數據資產管理體系、積極穩妥開展數位化試點工作、加快數位化專業人才培養、高度重視網絡安全和工控安全問題等方面的建議。
近期，國際原油價格大幅下跌，低油價不僅使油氣上遊業務面臨巨大壓力，專業技術服務公司的業務量和服務價格受到明顯影響，中下遊、貿易、金融等業務也將不同程度地受到衝擊。數位化轉型正逐步成為國內外石油企業應對能源行業轉型變革、促進自身業務發展的重要手段之一。根據挪威船級社2020年油氣行業展望報告和埃森哲油氣行業投資趨勢分析報告，全球各大石油公司計劃在2020年增加數位化投資，投資重點從當前的大數據、物聯網、移動應用、雲計算延伸到機器人、無人機、人工智慧、智能穿戴設備等領域。
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油氣行業數位化轉型方向
從當前國內外領先石油公司的實踐看，油氣行業數位化轉型主要圍繞作業現場智能化、生產運營一體化、貿易銷售平臺化、研究設計協同化4個方向，推動數位技術與生產經營管理深度融合。
1.1 作業現場智能化
在油氣生產作業現場，利用物聯網、無人機、人工智慧等技術，全方位實時感知和遠程操控，轉變生產運營方式，降低作業成本和風險。
挪威國家石油公司開展無人平臺建設，2018年10月投產無人平臺OSEBERG-H，採用全無人化設計，建造成本下降20%，每年僅需1~2次維護。殼牌公司開發環形水下掃描儀，實現自動海管檢查、智能分析識別流量限制原因，節約海管維修成本數千萬美元。道達爾公司利用飛艇和無人機向複雜勘探區域快速投放傳感器，實現高效可靠地震資料採集；基於大數據平臺開發井下故障的AI預測算法，精確定位故障發生點，單井每次節約500萬~700萬美元維修成本。
1.2 生產運營一體化
運用大數據、數字孿生、人工智慧等技術，建立智能高效生產計劃執行體系，搭建可視化調度指揮平臺，實現全局效益最優的計劃調度和一體化協同管理。
殼牌搭建了全球生產經營平臺，實現17家煉廠生產計劃的協同制定、生產經營方案的動態分析調整及產供銷一體化。中國石油化工集團有限公司（簡稱中國石化）通過工業物聯網，對超過25萬臺工業設備的數據實時採集；基於ProMACE工業網際網路平臺，建立了頁巖氣藏開發生產預警預測等幾十類智能化應用。
1.3 貿易銷售平臺化
油氣貿易、市場銷售等業務以數位化平臺為基礎，整合內外部信息數據，支撐油氣資源配置、貿易風險防控；加強線上線下多渠道銷售創新，做優貿易資源，做大客戶群體，擴展商業模式。
殼牌利用區塊鏈技術建立新型交易平臺，實現數位化和自動化的文件驗證，降低被篡改的風險，完成全球首筆石油衍生品的交易。道達爾利用ANAC潤滑油分析和診斷系統，對汽車、工業應用設備及部件進行全方位診斷，為全球100多個國家的1萬多家客戶提供服務，為公司帶來新的業務增長點。中國石化打造石化e貿、易派客、易捷電商平臺，為全球70多個國家的客戶提供服務，培育商業新業態。
1.4 研究設計協同化
利用虛擬/ 增強現實、認知計算等數位技術手段，集成專業軟體建立協同研究環境，實現跨專業、跨部門高效協同，提升科研成果的產出效率和效益。
斯倫貝謝打造勘探開發協同研究環境，支持全球4億組勘探生產數據上雲共享，實現各領域專家全球協同研究。殼牌利用AR/VR技術，連接管道檢查和海底機器人水下勘查的作業畫面，通過遠程協助的方式，更加快速地獲得解決方案。澳大利亞伍德賽德公司（Woodside）利用IBM Waston, 從近30年的工程數據中提取知識圖譜，建立工程認知分析系統，通過自然語言交互的方式為員工提供專家協同支持。
02
油氣行業數位化轉型主要特徵
從全球領先石油公司的實踐來看，油氣行業的數位化轉型主要呈現3方面特徵。
2.1 數位化轉型已上升到公司發展戰略高度
殼牌將數位化創新列為集團戰略重點之一，2018年在中國成立了「殼牌中國數位化創新實驗室」。道達爾計劃2020年在總部建立數位化工廠，匯集各業務和IT部門的數位化人才，為公司提供統一的數位化解決方案，實現業務數位化高效運營。挪威國家石油公司2017年宣布啟動數位化中心建設，制定了包括油藏鑽井數據分析、下一代井口交付、未來油田、數據驅動操作和商業化等7個數位化方案。
2.2 數據資產化管理是轉型的前提和基礎
數位化轉型的核心是利用新興數位技術改造業務流程和管理模式，而數據則是數位技術應用的基礎。沒有高質量的數據，就沒有成功的數位化轉型。康菲石油公司2014年通過實施IDW項目， 建成一個包含生產、運營、油藏工程及地球科學等方面的綜合數據中心。在此之前，康菲的數據分析工作需將80%~90%的時間和精力花費在數據收集和整理上，只有10%~20%的時間和精力用於分析；實施IDW項目之後，康菲可將80%~90%的時間和精力用於真正的分析。
2.3 跨界合作是快速提升數位化能力的重要手段
近幾年，各傳統石油公司紛紛牽手網際網路、數位技術等高科技公司，藉助外部技術優勢重塑傳統業務，提升公司核心競爭力。2018年4月，道達爾與谷歌籤署戰略協議，聯合研究勘探開發全新智能解決方案。2019年9月，雪佛龍與斯倫貝謝、微軟宣布開展合作，構建基於Windows Azure雲的勘探生產認知計算系統。2019年11月，貝克休斯和微軟公司宣布合作，將人工智慧解決方案引入能源行業。
03
中國海油的數位化轉型實踐
中國海洋石油集團有限公司（簡稱中國海油）堅持「業務驅動、IT引領」的工作方針和「統一規劃、統一標準、統一建設、統一管理」的工作原則，搭建「集成統一共享」的信息技術平臺，積極開展數位化轉型探索與實踐，取得了一系列成果，也面臨著一些困難和挑戰。
3.1 油氣勘探開發領域
積極推動海上平臺少人化、無人化，通過數位技術推動生產運營方式轉變，減少現場人員，提高勞動效率和作業安全水平，單個平臺節省建設投資25%左右，節約年度操作費用近20% ；隨鑽實時決策系統通過衛星、微波等多種技術手段，將鑽井現場的鑽井、測井、錄井數據，實時傳輸至陸上基地，有效節省了鑽井時間，提高了目的層鑽遇率，累計經濟效益超過16億元；鑽完井專家輔助決策和培訓系統提高了作業風險防範能力，促進了鑽井作業管理方式轉變，鑽井作業中心平均提效約10%，事故處理時間減少30%~40%，累計創經濟效益5.4億元；透平發電機組遠程診斷及專家支持系統將透平發電機日常運行管理經驗形成預警模型，輔助監督人員對分公司透平機組進行狀態監測，每年可節約設備維護成本約9% ；生產作業協同（應急）指揮平臺接入22個專業信息系統與外部公共信息服務系統，為領導層決策、管理層運營、專業層執行提供數據和技術支撐，系統投用以來，公司物資庫存年降幅超過15%，關鍵設備穩定性提高了14.2%。
3.2 天然氣與管道領域
搭建生產運營物聯網平臺，建設數位化工廠，試點LNG自助提氣，提升裝車效率，每年節約人力成本150萬元；利用物聯網、北鬥雙向通信等數位化技術，建立「易用氣」LNG多式聯運系統，開創LNG服務新模式；搭建「海氣通」「海友寶」創新應用平臺，創新能源服務模式，實現終端板塊轉型升級；以無人機智能巡檢搭配人工巡檢，形成低本高效、安全智能的「天地一體」管理新模式，管道巡檢效率較傳統方式提升6~7倍。
3.3 煉油化工領域
煉油化工領域開展工業網際網路試點應用，提升生產監控、決策支持及風險預警能力；完善推廣先進控制系統（APC），實現工藝流程智能優化，提高裝置運行穩定性；開展生產工藝實時優化（RTO）系統試點建設，有效提高芳烴收率，降低裝置能耗，年均創收近2000萬元；藉助網際網路技術，建立化肥產品質量追溯平臺，實現化肥來源可追溯、流向可查詢、風險可防範、責任可追究。
3.4 專業服務領域
建立了國內首個海洋工程數位化技術中心，藉助數字仿真技術，實現海上吊裝、海上浮託、水下生產設施安裝的仿真預演；完成數位化工程建造管理系統PCMS建設，成功應用於蓬萊19-3、曹妃甸、企鵝、陵水17-2等工程項目，創造直接經濟效益800餘萬元；集成地球物理、鑽完井、採油工程專業相關應用，建立行業首個井筒一體化系統，有效提升井筒綜合數據處理分析能力。
3.5 經營管理領域
持續推進資金、審計、財務數據共享、智能文傳等一體化經營管理系統建設，提升集團管控和業務協同能力，統建管理系統覆蓋了90%以上的核心管理流程；開展RPA流程機器人試點應用，提升工作效率近10倍；在「借船出海」電商成功應用的基礎上，完成「造船出海」自建電商平臺建設，推動公司營銷模式轉變，截至2019年底，訂單金額達314.6億元，較2018年增長4倍；持續深化加油加氣零售管理系統應用，拓展網際網路+ 營銷模式，構建零售會員營銷體系，吸納會員53.3萬人，帶動銷售超過7000萬元。
3.6 轉型的困難與挑戰
中國海油的數位化轉型實踐已取得一系列成果，然而作為傳統能源企業，在數位化轉型過程中也遇到了諸多困難和挑戰：一是集團各板塊、各單位、各部門對數位化轉型工作的認識和重視程度參差不齊，不同作業現場的自動化、智能化程度差距較大，數位化發展水平不均衡；二是數位技術與業務融合程度不夠，海上平臺無人化率的國際平均水平是23%，而中國海油目前僅有11%，與國際領先水平存在較大差距；三是信息系統數量眾多，數據標準不統一，系統集成難度大，共享應用不充分；四是網絡安全形勢日益嚴峻，數位化轉型突破了工控系統和企業內網的傳統邊界，網絡安全的風險已經覆蓋企業整個生產經營過程；五是現有信息化管理體系和組織隊伍還未能適應數位化轉型發展的高要求，大平臺、大系統的集中建設對公司信息化隊伍的能力和水平提出了更高要求。
04
對我國油氣行業數位化轉型的幾點思考
數位化轉型任重而道遠，是一個長期複雜的系統性過程，需要對公司的組織、流程、業務模式進行認真梳理和研究。當前的問題已不是思考要不要轉型，而是要思考如何加快推動實現高質量轉型的問題。結合國內外油氣行業數位化轉型的實踐，筆者認為，我國油氣行業推進數位化轉型應把握好以下幾點。
4.1 開展數位化轉型的頂層設計
企業應持續加強對標，學習借鑑行業數位化轉型的先進經驗，結合油氣行業的產品結構和業務特點，建議油氣企業數位化轉型選擇「快速跟隨者」的定位。在此基礎上開展頂層設計，制定公司數位化發展戰略，規劃數位化轉型路線圖，系統謀劃公司數位化轉型的目標、路徑及保障措施，明確新技術應用方向和推動計劃，循序漸進推進戰略實施。
4.2 建立數據資產管理體系
目前，國內石油企業不同單位、不同部門、不同供應商之間存在多個管理界面，內部「信息孤島」、管理不暢等現象大量存在。要加大數據治理工作力度，建立數據資產化管理體系，明確數據採集和管理職責，制定統一數據標準，搭建集成統一數據管理平臺，實現數據資產化、集中化、平臺化管理，確保數據的及時性、準確性和完整性，提高數據集成共享能力，充分挖掘數據資產價值，夯實數位化轉型基礎。
4.3 積極穩妥開展數位化試點工作
考慮到各油氣企業整體資源有限，企業數位化轉型應堅持價值導向，圍繞核心業務，科學合理配置資源，提高數位化轉型的實效性。建議企業從設備預防性維護、資產完整性管理、線上線下一體化營銷生態等迫切需要解決的瓶頸問題入手，取得初步成效後，再根據技術應用中出現的管理問題，進一步優化組織架構，推動管理變革，為今後更大規模的數位化轉型打下組織基礎。與此同時，企業應持續保持對物聯網、大數據、區塊鏈、移動互聯、人工智慧等前沿技術的關注，適時與網際網路公司合作開展應用試點，在技術成熟度和商業性得到驗證的情況下，擇機推廣應用，加快對傳統業務的數位化改造。
4.4 加快數位化專業人才的培養
企業數位化轉型必須充分調動各方面人才的積極性、主動性和創造性，積極主動地投身並引領這場變革。在2018年劍橋能源周上，陶氏化學董事會主席認為，自動化、AI和數位化預計會替代公司14%的員工。挪威國家石油公司則預測，自動化技術將使鑽井平臺員工減少一半，將工作效率提高25%。對油氣企業來說，必須加快數位化轉型技術人才隊伍建設，特別要重視兼具生產業務能力與數位化技術的複合型人才的引進和培養，制定吸引人才、培養人才、留住人才、凝聚人才的辦法，同時，還需重視和抓好員工的數位化技術和能力的再培訓工作。
4.5 高度重視網絡安全和工控安全問題
信息網絡的快速發展和融合創新，使各種新技術、新業務、新終端層出不窮，各種網絡安全問題相互交織、相互影響，病毒傳播、網絡攻擊等非傳統安全威脅防不勝防。近年來，油氣行業網絡安全事件頻發，企業網絡安全和工控安全面臨著越來越嚴峻的挑戰。例如，2017年勒索病毒爆發，給中國石油和中國石化許多加油站帶來嚴重的衝擊和影響。中國海油2019年累計遭受71萬餘次外網攻擊，部分單位還遭受境外「海蓮花」組織的木馬病毒攻擊。持續提高對網絡安全和工控安全重要性的認識並採取有針對性的防控措施，也應是我國油氣行業推進數位化轉型的重要內容。
刊登期號：《石油科技論壇》2020年第1期，29-33頁。
文獻格式：
王同良. 油氣行業數位化轉型實踐與思考[J]. 石油科技論壇, 2020, 39(1): 29-33.
Wang Tongliang. Practice and Thinking of Oil and Gas Industrial Digitalization Transformation[J].Petroleum Science and Technology Forum, 2020, 39(1):29-33.