工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在石油行業(yè)應(yīng)用淺析

摘 要：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)鏈接工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈，對(duì)繁榮經(jīng)濟(jì)、強(qiáng)國(guó)建設(shè)和保障安全至關(guān)重要，將成為推動(dòng)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的重要抓手。當(dāng)前石油行業(yè)面臨著原油價(jià)格波動(dòng)劇烈、新型能源涌現(xiàn)、國(guó)際形勢(shì)變幻莫測(cè)等形勢(shì)，迫切需要構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，解決行業(yè)當(dāng)前面臨的各種問題，提升企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力，確保國(guó)家能源戰(zhàn)略安全。本文以石油行業(yè)為背景，簡(jiǎn)要介紹工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在石油行業(yè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái);工業(yè)PaaS;工業(yè)APP;邊緣計(jì)算;微服務(wù)

1、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)述

國(guó)際金融危機(jī)爆發(fā)使得歐美各國(guó)經(jīng)濟(jì)遭受重創(chuàng)，虛擬經(jīng)濟(jì)的脆弱性被暴露的一覽無遺。為了解決產(chǎn)業(yè)“空心化”和失業(yè)率攀升的問題，歐美國(guó)家相繼開始加速“再工業(yè)化”，推動(dòng)制造業(yè)重新“回歸”，全球新一輪產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起，制造業(yè)重新成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展焦點(diǎn)。世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家采取了一系列重大舉措推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，德國(guó)依托雄厚的自動(dòng)化基礎(chǔ)，推進(jìn)工業(yè)4.0戰(zhàn)略。美國(guó)在實(shí)施先進(jìn)制造戰(zhàn)略的同時(shí)，大力發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。法、日、韓、瑞典等國(guó)也紛紛推出制造業(yè)振興計(jì)劃，各國(guó)新型制造戰(zhàn)略的核心都是通過構(gòu)建新型生產(chǎn)方式與發(fā)展模式，推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，重塑制造強(qiáng)國(guó)新優(yōu)勢(shì)。我國(guó)高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，在“十三五”規(guī)劃、中國(guó)制造2025、“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃、“兩化”融合和國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略中都明確提出發(fā)展我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的重要支撐，對(duì)繁榮經(jīng)濟(jì)、供給側(cè)改革、強(qiáng)國(guó)建設(shè)和保障安全至關(guān)重要。目前，各國(guó)圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快戰(zhàn)略布局，競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，格局逐漸明晰。國(guó)內(nèi)外企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)正處于規(guī)?；瘮U(kuò)張的關(guān)鍵期，毋庸置疑，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)成為推動(dòng)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的重要抓手。

2、石油行業(yè)面臨現(xiàn)狀及需求

作為典型的制造業(yè)，石油行業(yè)當(dāng)前面臨著原油價(jià)格波動(dòng)劇烈、天然氣供應(yīng)緊張、新型能源涌現(xiàn)等新形勢(shì)，同時(shí)也面臨著國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇、環(huán)保監(jiān)管日益嚴(yán)格等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。搭建石油行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)既是實(shí)現(xiàn)集約化信息化建設(shè)的手段，也是解決該行業(yè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的重要解決手段。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)一體化集中管理跨企業(yè)、跨板塊的同類生產(chǎn)設(shè)備，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法保證各類設(shè)備的健康、穩(wěn)定、優(yōu)化運(yùn)行，從而保障我國(guó)能源生產(chǎn)安全，降低設(shè)備能耗與排放，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn);通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提升跨板塊業(yè)務(wù)協(xié)同能力，打造石化化工產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈，深化各板塊間業(yè)務(wù)橫向集成（業(yè)務(wù)協(xié)同），提升石化化工油氣生產(chǎn)、管道、煉化、經(jīng)營(yíng)管理全鏈條的整體效率;實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合下的價(jià)值鏈重構(gòu)，通過對(duì)設(shè)備使用數(shù)據(jù)的閉環(huán)反饋加快關(guān)鍵裝備的自主創(chuàng)新能力，加速信息、能力、知識(shí)的共享，實(shí)現(xiàn)各類周邊服務(wù)企業(yè)的效率提升，帶動(dòng)石化化工行業(yè)整體發(fā)展。

3、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

以中國(guó)石油為例，按照當(dāng)前石油行業(yè)發(fā)展需要，中石油正在著手創(chuàng)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，旨在建立面向石油石化行業(yè)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、集成、分析、管理的開發(fā)環(huán)境，推進(jìn)工業(yè)技術(shù)原理、行業(yè)知識(shí)、專家經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)工藝的模型化、標(biāo)準(zhǔn)化，打造一批設(shè)計(jì)仿真、工藝優(yōu)化、設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化等業(yè)務(wù)領(lǐng)域的工業(yè)應(yīng)用。

（1）通過設(shè)備運(yùn)行健康管理、預(yù)測(cè)性維修降低安全風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)石油生產(chǎn)運(yùn)行安全保障能力;

（2）通過裝備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，為裝備制造企業(yè)提供設(shè)計(jì)與分析數(shù)據(jù)依據(jù)，提高裝備企業(yè)設(shè)備供給安全;

（3）對(duì)專家經(jīng)驗(yàn)、行業(yè)知識(shí)、數(shù)學(xué)與機(jī)理模型進(jìn)行沉淀，通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與能力的共享輸出。

總體架構(gòu)參照工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)白皮書架構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建，分為三個(gè)層次：接入層、平臺(tái)層、應(yīng)用層。

一是接入層。通過各類通信手段接入不同設(shè)備、系統(tǒng)，采集現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)數(shù)據(jù);依托協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的歸一化;利用邊緣計(jì)算設(shè)備實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的匯聚處理，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向云端平臺(tái)的集成。支持其他工控系統(tǒng)SCADA、DCS等數(shù)據(jù)通過MQTT、OPC、Modbus等協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接入。

二是平臺(tái)層。提供工業(yè)數(shù)據(jù)管理能力，將數(shù)據(jù)科學(xué)與工業(yè)機(jī)理結(jié)合，幫助行業(yè)構(gòu)建工業(yè)數(shù)據(jù)分析能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘;把技術(shù)、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等資源固化為可移植、可復(fù)用的工業(yè)微服務(wù)組件庫(kù)，供開發(fā)者調(diào)用;三是構(gòu)建應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，借助微服務(wù)組件和工業(yè)應(yīng)用開發(fā)工具，幫助用戶快速構(gòu)建定制化的工業(yè)APP?；谕ㄓ肞aaS平臺(tái)面向工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行深度改造，由通用PaaS、工業(yè)大數(shù)據(jù)、平臺(tái)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、測(cè)試集成開發(fā)系統(tǒng)、工業(yè)微服務(wù)組件庫(kù)、行業(yè)機(jī)理模型等部分組成，以滿足工業(yè)實(shí)時(shí)、可靠、安全需求，并在工業(yè)行業(yè)實(shí)踐當(dāng)中不斷優(yōu)化以適應(yīng)工業(yè)企業(yè)的復(fù)雜需求。

三是應(yīng)用層。提供了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一系列創(chuàng)新性業(yè)務(wù)應(yīng)用;構(gòu)建了良好的工業(yè)APP創(chuàng)新環(huán)境;開發(fā)者基于平臺(tái)數(shù)據(jù)及微服務(wù)功能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新。在應(yīng)用層根據(jù)上游、中游、下游進(jìn)行區(qū)分，提供工藝及能耗管理、流程控制優(yōu)化、智能生產(chǎn)管控、產(chǎn)品遠(yuǎn)程診斷、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、產(chǎn)品全生命周期管理等多類工業(yè)APP。

4、結(jié)束語

全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正處于起步階段，受制于商業(yè)模式、企業(yè)文化、投資收益、技術(shù)路線等多方面的挑戰(zhàn)。石油行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)部署實(shí)施并不是一件容易的事情，實(shí)際情況并不像市場(chǎng)上某些人宣傳炒作的那樣簡(jiǎn)單。需要著重強(qiáng)調(diào)的是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)不是簡(jiǎn)單的技術(shù)問題，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)必須要同時(shí)專注于商業(yè)挑戰(zhàn)、文化挑戰(zhàn)、技術(shù)挑戰(zhàn)、跨領(lǐng)域挑戰(zhàn)，以石油業(yè)務(wù)價(jià)值鏈為牽引推動(dòng)平臺(tái)服務(wù)能力建設(shè)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)自身能力不足、工業(yè)企業(yè)應(yīng)用意愿不足、平臺(tái)落地實(shí)施方法路徑缺乏等等原因，都可能導(dǎo)致工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用推廣沒有達(dá)到預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 工信部 《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)白皮書》，20107年7月;

[3] 中石油 《中石油工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)）項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》，2018年10月。

作者簡(jiǎn)介：李雪飛，男，1980年生，2002年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院、自動(dòng)化與控制工程系、通信工程專業(yè)，理工學(xué)士，主要從事油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、設(shè)備全生命周期管理、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)、工控安全防護(hù)系統(tǒng)、在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷、IPv6等技術(shù)研究及建設(shè)。