編者按:能源的信息化與工業化融合是國家新型工業化的必經之路,同時也是一把雙刃劍,既有大好的發展機遇,也面臨著諸多嚴峻的挑戰。那么,如何能夠更好地實現兩者融合,為社會能源經濟發展提速?在剛剛結束的中國能源戰略論壇石油石化產業發展高峰會上,國內相關領域專家就此展開討論。
毫無疑問,在當前和今后一段時期內,國內經濟增長還會依賴資源、能源的高投入,而且未來資源環境消耗的程度還將保持在一個比較高的水平。
在全球資源能級供偏偏緊和環境約束強化的背景下,保持快速發展將面臨挑戰。能源短缺、能源依賴是我國未來可能遇到的最大風險之一。面對日益突出的能源供需矛盾和國際能源變化,我們必須立足當前、著眼長遠,以信息化手段支撐能源安全保障的精準管控和科學決策,從而促進經濟發展方式的轉變、降低資源和能源消耗。
能源信息化工程已被納入國家規劃
能源領域一直是信息化建設的重要內容,能源安全保障信息化工作也是國家即將建設的一項重要工程。
黨的十八大以來,黨和政府一直在考慮的系列重大問題中,有兩個問題和能源有關:一是以資源和能源高消耗為前提的高速發展如何實現可持續;二是如何消除環境高污染的惡性后果。
在國務院批復的“十二五”國家政務信息工程建設規劃里就包括了建設能源安全保障信息化工程,其基本思路強調的是建設效果。而第一個轉變就是,要注重業務流程的電子化、提高辦公效率,使支撐部門履行職能從各自為政、相互封閉的建設方式轉向跨部門、跨區域的協同共享和資源共享,從粗放式、離散化、碎片化的建設模式轉向集約化、整體化的可持續發展模式。
今年2月27日,中央網絡安全和信息化領導小組宣告成立。這是繼三中全會以來,繼中央成立全面深化改革領導小組、中央國家安全委員會后,中央在現有架構外新設立的第三個超級機構,為中國網絡安全和信息化國家戰略邁出了重要一步。也正是在這個會上,習近平總書記明確提出,“沒有網絡安全就沒有國家安全,沒有信息化就沒有現代化”。
可以說,今年兩會為我國經濟社會信息化發展定下了基本的基調,也為建設能源安全保障的信息化工程抒寫了非常宏偉的背景。
保障能源安全要穩步推進
保障能源安全的主要目標就是要實現穩定、可靠、經濟和清潔的能源供給,重點是要解決好資源問題、配置問題、效率問題和環保問題。
隨著信息技術的發展,在涉及能源領域信息資源的開發利用方面,能源安全保障有望得到信息支撐的前景將十分廣闊。構建安全可靠的能源保障體系,離不開信息化和大數據的支持。從發展趨勢上看,基于物聯網、大數據和云計算,以大數據開發利用為核心,信息化將可以為構建能源安全保障體系做出貢獻。
以信息化手段來支撐能源的安全保障,就是要通過信息共享和業務協同提高對油氣電煤等能源供需價格走勢、國際市場發展變化以及重點企業財務狀況的監測預測和預警能力,以此為提高國家能源安全保障能力重要的提供信息支持。
能源安全保障信息化工程啟動
今年,國家能源局的十大任務中涵括了建設能源安全保障信息化工程,也明確提出了要推動能源創新與可持續發展、打造中國能源的升級版。而這就要求我們要實施好能源安全保障信息化工程、加強能源統計監測和預警、加強能源行業統計能力建設、完善能源統計監測預警機制、加快推進全國能源統一監測信息系統的建設、啟動實施國家能源安全保障信息化工程。
能源安全保障信息化工程主要建設內容包括兩個子系統:一是能源監測預警與監督管理系統,要覆蓋能源資源生產、運輸、儲備、庫存、價格、進出口、消費各個環節,并提高對油氣電能源供需和價格走向、國際市場變化以及重點能源企業財務狀況的監測和預警;二是能源宏觀決策系統,要重點建設支持國內能源生產結構調整和合理布局、確定能源定價策略、制定重大能源戰略和規劃的宏觀決策信息系統。
除這兩個大系統之外,我們還要建立一個能源領域的共享信息庫,支撐對能源供需、價格走勢、國際市場和重點企業財務狀況的監測、預警和決策能力,支持現代能源產業體系安全穩定發展,支持整個經濟社會可持續發展。
工程由國家能源局承擔建設。需要的信息來源除來自有關能源生產企業,還要經過統一的電子政務網絡,依托宏觀經濟管理業務系統共享查詢分析平臺,與國土資源部、商務部、安監總局、工信部、國家統計局等部門統籌建設有關能源信息的共享系統。而以上這些部門則需要結合自身的職能,圍繞上述任務提出目標和建設任務。
工程建設以后,將在以下幾個方面發揮重要作用:一是提升對能源產業體系的整體監測水平,更加及時地掌握國家、區域和重點行業企業能源供需主要環節的狀態;二是支持建立能源安全保障跨部門協同的工作機制特別是信息機制,強調跨部門的信息共享和業務協同;三是強化對業務能源政策實施情況的有效跟蹤和評估;四是加強消費側的信息管理,實現對能源消費強度和消費總量的有效監測,支持控制能源消費總量;五是動態跟蹤分析能源生產和消費對資源環境帶來的影響和壓力,支持資源環境保護和霧霾治理;六是完善能源局的電子政務功能。目前,該工程的需求分析已經通過了專家評審,開始進行正式招標。
對于一家大型企業來說,如何利用信息技術使企業管理水平和管理能力不斷提升,確實是一個非常重要的課題,尤其是在新技術不斷涌現的當下。
信息技術在諸多方面,都促使企業取得了非常好的效益。比如,云計算推動了計算資源的集中優化和低成本高效利用;物聯網技術的應用使得沃爾瑪這樣的零售企業固有成本大幅下降;智能化也使許多國際大型石油公司在優化供應鏈環節,做到了節能降耗、提高產能。由此可見,大數據被稱為“新的財富源泉”,并非毫無根據。
中石化從1983年成立至今,已經31個年頭。一路走來,經歷集團化、集約化、規范化、精細化、國際化后,如今它正在為實現全球化而繼續努力。而這個過程中,信息化將貫穿始終。
2000年以前,中石化所有企業信息化是自主選擇軟件、自主選擇供應商、自主實施。2000年重組以后,中石化信息化進入了一個全新的階段。在國資委經過的幾次信息化審評中,中石化信息化都在A級企業中名列前茅,有些示范工程甚至還在央企中進行推廣。
目前,中石化全部統一的3D平臺已基本形成,一個以ERP為核心的經營管理平臺從股份公司到集團公司被廣泛應用;以生產執行系統為核心的生產經營應用平臺已建成使用,并在煉化企業全部運行;同時信息基礎設施運營平臺也已建成,并建立健全了信息化推進體系。不僅如此,中石化還形成了良好的信息化氛圍,從上到下都認為這件事非常重要、非做不可,且非做好不可。
在信息化整體框架圖中,ERP系統是主體系統,但同時,中石化也圍繞ERP系統進行了一些其他輔助系統的開發。
比如物資采購系統,現在已被國資委列為央企典型管理應用系統。中石化上千億采購中,有90%是集中采購的,比如煤炭、鋼材、工程建設材料等。集中采購的優勢是把各個下屬企業準備分散采購的物資集中到總部統一與供應商談價。一百噸的采購和幾十萬噸的采購甚至上千萬噸采購的價格一定是有差別的。而借助這點,中石化節省的物資采購費用就已相當可觀。
再比如資金集中管理系統,是把旗下所有企業每天形成的現金全部統一匯入中石化總部資金池。需要使用資金時,由集團公司財務部和股份公司財務部領導得到企業資金申請后,在資金池統一下撥。而每年,僅這一項便可為中石化節省財務費用幾十億元。
還有重點業務監控系統,其主要針對的是采購、銷售和工程。這個系統的意義在于總部能夠看到每一筆合同簽訂的詳情及具體金額,如果發現同一個物資價格差異較大,就會對企業進行查詢。
還有就是化工物流系統。化工銷售是ERP系統進入第六年后進行的集中銷售管理。以前,化工產品銷售都是在各個企業,ERP系統建成后,則改為進行集中銷售。現在,所有僅承擔物流的供應商都被納入中石化總部統一管理,利用GPS跟蹤所有車輛的運轉情況,同時將中石化鐵路上運行的所有車輛與鐵道部實現聯網,使所有運輸資源得到了優化利用。
據悉,ERP下一步的工作是把企業十幾年運行當中好的做法、有特點的做法進行全面梳理,按照板塊進行流程的再梳理和再優化。只有企業在高效狀態下運轉,其管控水平才能有所提升。
“兩化”融合就是用信息技術解決生產企業經營管理和發展中的一系列現實問題。如果信息化不能解決企業的現實問題,信息化的價值將無法體現。
實際上,很多管理因素都隱含在企業日常管理運行中,如果借助信息化手段把這些問題一一解決,企業管理能力和競爭水平也一定能夠有所提升。如此以來,“走出去”競爭才會有更多機會。
如果想將企業建成信息化的“智能工廠”,企業就要具備5個特征,即自動化、數字化、可視化、模型化、集成化。
這就要求企業要更強能力的自動化,因為自動化是生產企業必須追求的指標,沒有自動化,絕對不會有智能化;要全面的數字化,不僅生產過程的數字化,還要經營管理過程的數字化;要更大范圍的可視化,既包括生產過程,也包括管理過程;要更高水平的模型化;要更高程度的集成化。
一家企業數字化很難,智能化更加難,但是信息化方向的路應該是通的,關鍵是要思考如何將其組織和推進。
全球70%石油石化行業的領導都認為,IT是非常重要的領域,大數據分析更是石油石化行業關注的熱點。IDC(互聯網數據中心)報告分析提出,2012年油氣上游行業生產領域IT投資量為376億美金,而這一數字到2016年,將接近500億美金。
如何利用大數據分析提升生產力已經成為全球大型石油石化公司追逐的焦點。
在油氣生產上游行業,大數據的3個特征是數量、多樣性和速度。從多樣性來看,目前,80%的大數據都是非結構化數據,比如油井記錄數據、油層模型、地震解釋和分析模型,同時也包括路井數據和鉆探報告。
目前,IBM正在與俄羅斯一家天然氣生產公司合作,嘗試利用大數據技術把不同類型的數據整合到一起。如果這么做能使凈價值提升5個點、采收率指標提升5個點,這就能算作是一個成功的項目。
從IBM和康菲石油合作的大數據分析案例來看,過去完成對500口井的監測需要約30分鐘。而大數據的使用和建模分析則可以減少非作業時間、提高生產率,達到現在平均每口井監測時間縮短至0.5秒水平的目的。僅憑這一點,康菲石油公司每天便可產生1100萬美金的效益。
相關技術的發展促成越來越多用戶開始使用移動設備,在石油石化領域也是如此。隨著移動設備使用的不斷增加,安全問題也成為了不得不考慮的因素。因為和傳統方式相比,其安全風險提高了8倍。
在云計算的新環境下,如果使用自己的設備進行訪問,訪問時應如何制定比較好的安全策略、如何貫徹或搭建安全體系架構(包括進行安全管理),也正在逐漸成為全球石油石化行業著力解決的問題。
大數據市場趨勢體現在數據量的不斷增大上,從原來的結構化數據,到半結構化、非結構化數據,呈現出了逐漸積累的狀態。如今,傳統數據庫中的數據在數據管理、數據分析等方面,大多已經不能滿足業務需求。而這就需要大數據技術的支持。
大數據有4個特征,即海量、多種類,運算速度及價值。其中,最關鍵的是通過大數據的挖掘獲得企業的經濟效益。如果缺少這一點,大數據將沒有任何意義。
在石油石化行業,僅僅前端勘探、開發、生產、運輸和銷售就會產生大量數據。如何擴大數據采集規模,把不同系統的數據整合在一起,然后進行相應的數據挖掘和分析使其產生價值,是最關鍵的。
大數據分析要實現3項功能。第一,從結果反推出產生的原因,然后得到最終判斷,以此對現有數據事實進行解釋。第二,預測新開采技術對整個能源行業的影響,或者全球能源市場的波動會造成怎樣的業務影響。第三,通過預測制定企業戰略,比如預警機制、市場價格體系。
在能源行業,大數據的應用主要是在以下幾個層面。第一,通過對設備采集的數據進行安排,提高生產效率。現在一些國際化能源公司已經在設備上安裝了幾十萬個傳感器。第二,利用預測模型控制生產流程成本、生產量及供需關系,并根據市場需要來進行反映,同時在生產流通中,基于歷史數據保證產品質量的穩定。第三,對產品的成本管理進行優化。第四,利用員工工作環境避免危險工作條件并消除環境風險,比如海油公司可能要對氣候數據進行分析,對惡劣條件及時進行處理。
能源行業的系統基本是混合與分布式架構,有總部系統,有分支系統,有遠程生產系統,還有自身的企業服務系統。能源行業的混合與分布架構相比于其他行業的更為復雜,會產生更多種類的數據。如何把遠程系統整合在統一平臺之下進行統一管理和處理,將成為核心。
過去,石油石化行業的業務數據主要存儲在自有機房數據信息平臺層面。也許未來,會有一個更大的云平臺來整合這些單元數據信息或第三方數據信息,然后通過第三方數據來源對業務系統進行分析。這就迫切需要我們考慮如何實現數據整合和管理,把不同系統的數據整合在一個數據平面上,然后進行數據挖掘和分析。比如,把云平臺數據遷移到自有數據平臺,另外也可以將不同數據源通過企業服務總線整合在一起,生成統一的數據平面,然后進行處理和分析,或者也可以整合云端數據。
大數據處理的解決方案可以和工業控制結合在一起。通過對系統得到的傳感數據或歷史數據進行分析,得到預測模型,利用預測模型進行反推,以控制生產流程的優化,并提高效率、降低成本、確定關鍵流程和原材料的狀態,從而保證高質量交付。
監控流程是在生產階段處理的,而不是等到批次完成之后最后得到結果。在前一個工序發生條件改變時,下一個工序同時會隨之發生改變,因此要注意保證最終質量標準的一致性,根據歷史或者已有狀態進行預測模型的設計。
此外,面向能源行業的大數據處理解決方案還包括需求預測解決方案、排放減排解決方案、過程優化解決方案、風險管理解決方案。戴爾的分析套件還可以實現可視化的展示和處理。
油氣行業信息化程度非常高。從最初的油氣采集到煉化,再到傳輸以及企業內控,IT系統所發揮的作用正在逐年遞增。因此,數據中心也就從一間間小機房慢慢擴展成全國性、區域性油田區域總部的數據中心、分部數據中心。
數據中心的不斷擴張,推動了相關業務的發展,但也帶來了相應的問題。首先,隨著業務的發展和新業務的上線,相關設施不斷增多、存儲需求日益旺盛便與服務器CPU利用率相對較低形成了一對顯著的矛盾。第二,資源利用率低和場所建設過程中位置分散也導致了物理上的管控問題。
2000年以后,技術人員通過云計算方式,把資源層拉長水平,將原來的縱向規劃變成現在的水平式規劃,相應出現了集約規劃、統一規劃以及設備統一和設備異構兼容等問題,目前都還處于待解狀態。資源池建好后,如何把對應的IT資源交付給最需要使用這些資源的機構、單位,以便做更必要的業務處理問題尚待解。云計算簡化了資源交付方面的問題,但它是一種更為復雜的IT架構,如何把這種復雜的IT架構簡單化、簡單的問題流程化,以解放人的生產力的問題也同樣待解。
在這一系列待解問題下,我們可能更需要一個開放靈活的服務型數據中心。這個數據中心應該可以提供相對自由的產品,比如業務如果需要IT資源,可以通過彈性交付,快速把資源交付;同時根據業務的發展,對資源的使用也要是彈性的,數據中心的狀態數據應根據業務需求提供不同狀態、自由回饋,資源不夠時,還應該可以無縫擴展,并具備必要的物理間隔。
IT需要在任何時間、任何地點進行彈性交付。云計算架構的有效使用是解決資源彈性和敏捷交付的必要手段,繼而可以實現企業充分的信息共享和信息的高度分享。
怎么能到這一步?有序的演進不是一蹴而就的,需要通過若干階段:第一,大整合階段,就像場地整合、基礎設施整合;第二,IT資源整合階段,通過統一的硬件資源池、標準化的數據庫中間件,把IAAS、PAAS層盡量歸一化;第三,應用整合階段,通過應用整合,提供統一的框架和以總線為擴展模型的IT架構,用標準化、流程化盡量解決IT的差異化;第四,爭取靠近共享數據中心的階段,以數據為中心的業務來驅動數據中心,由于未來數據中心都是虛擬的,從服務角度來講,要盡量靠一線,實現前后呼應的IT架構。
IT創新如何能夠助力油氣行業的發展?答案就是,要進一步實現云管協同,利用云計算這種基礎技術架構解決資源的集約、分布、管理問題,通過高效、高速的大帶寬網絡實現各個節點之間的互通,創造未來油氣行業共享的數據模式。