工业互联网平台在石油行业应用浅析

摘 要：工业互联网平台链接工业全系统、全产业链、全价值链，对繁荣经济、强国建设和保障安全至关重要，将成为推动制造业与互联网融合发展的重要抓手。当前石油行业面临着原油价格波动剧烈、新型能源涌现、国际形势变幻莫测等形势，迫切需要构建工业互联网平台，解决行业当前面临的各种问题，提升企业综合竞争力，确保国家能源战略安全。本文以石油行业为背景，简要介绍工业互联网平台在石油行业中的应用。

关键词：工业互联网平台;工业PaaS;工业APP;边缘计算;微服务

1、工业互联网简述

国际金融危机爆发使得欧美各国经济遭受重创，虚拟经济的脆弱性被暴露的一览无遗。为了解决产业“空心化”和失业率攀升的问题，欧美国家相继开始加速“再工业化”，推动制造业重新“回归”，全球新一轮产业变革蓬勃兴起，制造业重新成为全球经济发展焦点。世界主要发达国家采取了一系列重大举措推动制造业转型升级，德国依托雄厚的自动化基础，推进工业4.0战略。美国在实施先进制造战略的同时，大力发展工业互联网。法、日、韩、瑞典等国也纷纷推出制造业振兴计划，各国新型制造战略的核心都是通过构建新型生产方式与发展模式，推动传统制造业转型升级，重塑制造强国新优势。我国高度重视工业互联网发展，在“十三五”规划、中国制造2025、“互联网+”行动计划、“两化”融合和国家大数据战略中都明确提出发展我国工业互联网。工业互联网是传统产业智能化转型的重要支撑，对繁荣经济、供给侧改革、强国建设和保障安全至关重要。目前，各国围绕工业互联网加快战略布局，竞争日益激烈，格局逐渐明晰。国内外企业工业互联网平台正处于规模化扩张的关键期，毋庸置疑，工业互联网平台成为推动制造业与互联网融合发展的重要抓手。

2、石油行业面临现状及需求

作为典型的制造业，石油行业当前面临着原油价格波动剧烈、天然气供应紧张、新型能源涌现等新形势，同时也面临着国际市场竞争加剧、环保监管日益严格等严峻挑战。搭建石油行业的工业互联网平台既是实现集约化信息化建设的手段，也是解决该行业严峻挑战的重要解决手段。通过工业互联网平台一体化集中管理跨企业、跨板块的同类生产设备，通过数据驱动的方法保证各类设备的健康、稳定、优化运行，从而保障我国能源生产安全，降低设备能耗与排放，实现绿色生产;通过工业互联网平台提升跨板块业务协同能力，打造石化化工产业链生态圈，深化各板块间业务横向集成（业务协同），提升石化化工油气生产、管道、炼化、经营管理全链条的整体效率;实现产业链垂直整合下的价值链重构，通过对设备使用数据的闭环反馈加快关键装备的自主创新能力，加速信息、能力、知识的共享，实现各类周边服务企业的效率提升，带动石化化工行业整体发展。

3、工业互联网平台设计

以中国石油为例，按照当前石油行业发展需要，中石油正在着手创建工业互联网平台，旨在建立面向石油石化行业大数据存储、集成、分析、管理的开发环境，推进工业技术原理、行业知识、专家经验、生产工艺的模型化、标准化，打造一批设计仿真、工艺优化、设备运行优化等业务领域的工业应用。

（1）通过设备运行健康管理、预测性维修降低安全风险，增强石油生产运行安全保障能力;

（2）通过装备运行数据分析，为装备制造企业提供设计与分析数据依据，提高装备企业设备供给安全;

（3）对专家经验、行业知识、数学与机理模型进行沉淀，通过平台实现行业经验与能力的共享输出。

总体架构参照工业互联网白皮书架构进行构建，分为三个层次：接入层、平台层、应用层。

一是接入层。通过各类通信手段接入不同设备、系统，采集现场工业数据;依托协议转换技术实现多源异构数据的归一化;利用边缘计算设备实现底层数据的汇聚处理，并实现数据向云端平台的集成。支持其他工控系統SCADA、DCS等数据通过MQTT、OPC、Modbus等协议实现数据接入。

二是平台层。提供工业数据管理能力，将数据科学与工业机理结合，帮助行业构建工业数据分析能力，实现数据价值挖掘;把技术、知识、经验等资源固化为可移植、可复用的工业微服务组件库，供开发者调用;三是构建应用开发环境，借助微服务组件和工业应用开发工具，帮助用户快速构建定制化的工业APP。基于通用PaaS平台面向工业领域进行深度改造，由通用PaaS、工业大数据、平台运营系统、测试集成开发系统、工业微服务组件库、行业机理模型等部分组成，以满足工业实时、可靠、安全需求，并在工业行业实践当中不断优化以适应工业企业的复杂需求。

三是应用层。提供了设计、生产、管理、服务等一系列创新性业务应用;构建了良好的工业APP创新环境;开发者基于平台数据及微服务功能实现应用创新。在应用层根据上游、中游、下游进行区分，提供工艺及能耗管理、流程控制优化、智能生产管控、产品远程诊断、设备预测性维护、产品全生命周期管理等多类工业APP。

4、结束语

全球工业互联网正处于起步阶段，受制于商业模式、企业文化、投资收益、技术路线等多方面的挑战。石油行业工业互联网平台部署实施并不是一件容易的事情，实际情况并不像市场上某些人宣传炒作的那样简单。需要着重强调的是发展工业互联网平台不是简单的技术问题，工业互联网平台必须要同时专注于商业挑战、文化挑战、技术挑战、跨领域挑战，以石油业务价值链为牵引推动平台服务能力建设。工业互联网平台自身能力不足、工业企业应用意愿不足、平台落地实施方法路径缺乏等等原因，都可能导致工业互联网平台应用推广没有达到预期的效果。

参考文献

[1] 工信部 《工业互联网白皮书》，20107年7月;

[3] 中石油 《中石油工业互联网（设备运行实时监控管理系统）项目可行性研究报告》，2018年10月。

作者简介：李雪飞，男，1980年生，2002年毕业于大庆石油学院、自动化与控制工程系、通信工程专业，理工学士，主要从事油气生产物联网、工业互联网平台、设备全生命周期管理、网络安全防护、工控安全防护系统、在线状态监测与故障诊断、IPv6等技术研究及建设。