流程自动化机器人（RPA）技术的应用研究

穆广峰

[摘 要]多年来，油田企业分级建设了大量的业务应用系统，促进了油田开发管理效率的大幅提升。但在系统的应用、运行与共享等方面还有一些矛盾和瓶颈亟待解决，例如，系统操作步骤烦琐，产生机械性重复操作等，增加了基层员工重复录入和数据维护的工作负担，在线协同的整体运行效率也会受到较大影响。为此，将流程自动化技术引入油田内应用，可在不改变原有系统运行方式、不新增原有系统授权模式、不对系统进行代码级对接的条件下，花费较少的开发成本，对工作量大、操作复杂、机械性高的任务实现自动化处理，大幅提升操作精准度，降低人工劳动强度和系统运维难度。该技术已在大规模视频会议参会情况自动统计、企业门户内容迁移自动化运维等任务中发挥突出作用。随着应用的不断深入，其还可在系统整合应用，数据收集爬取等安全管控等方面发挥巨大作用，应用前景广泛。文章阐述了系统建设与应用面临的难点问题和流程自动化机器人的应用优势，分析了RPA在油田内的应用实例，以供参考。

[关键词]RPA;流程自动化;机器人

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2021.04.054

[中图分类号]F270.7;TP315[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2021）04-0-02

1     当前系统建设与应用面临的难点问题

1.1   应用系统多操作烦琐，用户承担大量机械性重复工作

基层采油队作为采油厂生产数据的源头，每天会产生大量的油水井站库生产运行、地面维修保障、仪器仪表状态等数据，都需要基层队资料员在各种应用系统中操作，最终将数据上传到系统，经过自动计算汇总后，为上级各部门的决策管理提供准确依据。

在种类繁多的应用系统中，由于技术屏障或架构约束又或是流程制度限定等因素，部分功能操作存在过于繁杂的问题，甚至有时为了录入一条记录操作步骤会超过10次。尤其是有大量数据需要集中维护时，这种机械性点击和录入操作的总量将以指数的形式增长，给基层员工的工作带来了困扰。

1.2   系统融合与数据共享存在主客观屏障

1.2.1   主观屏障方面

多数的应用系统建设都有完备且严格的授权控制，不同层级在系统中可查看和操作的权限不同，这些措施是确保数据准确、系统稳定运行的必要措施和手段。所以，往往下级部门向上级部门或横向兄弟单位提出系统对接时，出于数据安全和系统安全等方面的保护，无法开放接口或数据共享，对信息化的统建共用产生了影响。

1.2.2   客观屏障方面

由于應用系统建设具有持续性和连续性的特点，很多在用的应用系统并不是采用统一的编程语言和技术架构开发的，这就造成了各个系统间天然的客观屏障。这些屏障可以归纳为三大类。

（1）管理层级不同产生的屏障。上级统建应用系统的技术架构与下级应用单位自建应用系统的技术架构不符，无法建立对应的接口，使程序间无法通信。

（2）业务标准不同产生的屏障。不同的业务领域对相同问题的处理方式不同，必然会导致处理方式和执行标准的不同，使得跨业务系统间的协同难度增大，对接时底层开发不易实现。

（3）技术架构不同产生的屏障。开发技术在不断的发展变革，10年前主流技术架构是以服务器-客户机（Client-Server，C/S）

为主，比较有代表性的是Delphi、Visual Basic、Foxpro等。近年来浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构的Web程序开发已经全面取代了原有架构。那么，不同架构间的程序融合实施难度会非常大，通常在跨架构级的系统整合上，也只能做到数据库层级的数据共享，如果数据库层级由于权限受限无法实现，那么两个不同架构的应用就只能各自独立运行了。

上述情况都有可能增加基层重复录入、维护数据的可能性，这是与信息化建设的大方向不一致的。

2     RPA流程自动化技术优势

2.1   RPA介绍

RPA是Robotic Process Automation的缩写，指一种新型的人工智能虚拟流程自动化机器人。RPA的核心是通过自动化、智能化技术来“替代人”进行重复性、低价值、无须人工决策等固定性流程化操作，从而有效提升工作效率，减少错误。

RPA最显著的优势是直接的降本增效。首先，RPA可以代替人或者辅助人进行种类繁多的流程自动化任务处理，它可以为企业减少大量成本。其次，RPA相当于一个或者任意多个“虚拟员工”，它可以快速继承人在各个业务领域所积累的经验，在指令下达后，可快速进入工作状态，不知疲倦，效率更高，且错误率接近“0”。

2.2   RPA技术的发展

当前，工业机器人已经广泛应用于各大行业，大到机械制造、汽车生产、核电设施维护，小到螺母螺帽生产、口罩生产以及糖果产业。那么，RPA就是办公领域的机器人技术，早在2000年现代RPA技术便被引入中国。经过多年的发展与换代，从RPA 1.0到RPA 4.0历经多个时代的进化，RPA已经广泛应用于各个领域。①PRA 1.0：解放双手，结构化数据应用间的自由迁移;②RPA 2.0：替代双手，数据类型全覆盖后的智能建模分析;③RPA 3.0：增强人脑，迎来机器推理与业务自动管理新时代;④RPA 4.0：社会互联，开放式的互联导向，促进产业升级。

2.3   RPA技术在油田应用的优势

RPA以外挂在原有系统的上层运行，本质是利用代码模拟人工操作，达到自动化的目的。

2.3.1   RPA的非侵入特性

（1）不改变原有系统的运行方式。RPA的运行会严格遵循原有系统的设计要求，不增加原有系统的运行风险，不会扰乱原有系统的运行秩序。

（2）不新增原有系统的授权模式。RPA的运行不会绕过原有系统的授权管控，不需要原有系统开放特殊权限，不会造成原有系统的信息安全风险。

（3）不需要原有系统开放接口。RPA采用独立的第三方运行方式，不需要原有系统进行代码级改造，不会对原有系统的架构产生影响，不需要定制开放式的接口程序。

以上特性是針对传统程序间整合、集成应用所做的优势分析，正是RPA拥有了非侵入特性，其在油田企业内复杂应用环境中更易发挥作用，避开诸多限制，实现灵活应用。

2.3.1   RPA的低成本特性

（1）易开发。丰富的可视化编程框架，允许采用拖拽、点击选取以及中文编写等直观的方式，大幅缩减RPA编写的技术门槛。

（2）周期短。相比传统方式下的代码级功能改造、数据爬取以及系统融合应用，采用RPA方式实现同样效果，开发周期可缩短到1/20。

（3）低成本。部分外部协作的应用系统功能如需再次升级改造，还将产生二次开发费用，从几万元到几十万元不等，而RPA可自主开发，零费用。

采用机器人自动运行的方式可满足绝大部分的改造需求，符合当前战严冬、转观念、勇担当、上台阶的活动宗旨。

3     RPA技术平台选型分析

3.1   主流RPA技术框架对比分析

业界目前的主流技术框架以Pathon通用框架和Uibot、

Uipath商业框架为主，通过对这三种RPA框架的分析，充分考虑易用性、使用难度、可扩展性及版权归属等重要因素，经过综合优选后，Uibot技术框架在功能完整性、操作便利性、可扩展性等方面比其他两类更适合在油田内应用。本文也将重点围绕Uibot实现RPA流程自动化应用展开探讨。

3.2   RPA在油田的应用场景分析

一是广泛应用于具有规律的重复性工作，解放双手。例如，大批量数据录入系统、根据已有Excel数据校对维护系统中的数据等。

二是对应用系统或页面中的数据进行爬取，丰富途径。可通过RPA从程序界面直接获取到所需数据，不需要数据库级的对接与授权。

三是辅助新老应用系统实现集成化应用，促进整合。在针对不同时期、不同基础架构的新老应用系统集成化整合应用方面，利用RPA自动化模拟运行，可以绕开诸多限制，比如架构上、技术上以及接口上的限制，直接使用RPA在不同应用系统间自动完成所需工作。

4     RPA在油田内的应用实例分析

4.1   大规模视频会议参会情况自动统计机器人

目前，大规模会议多采用线上视频会议形式举办，参会代表应到人数、已到人数的统计对于大会的顺利召开至关重要。如何快速准确地对几百位参会代表进行快速、高效的分类汇总成为亟待解决的难题。

视频会议系统以华为公司的Welink云应用产品为例，该系统并没有符合统计需求的功能，而且华为公司也不会为此重新修改并发布新产品，此时RPA的作用就显得尤为突出。为此，选用RPA技术编写一个自动化机器人，完成上述所有环节的操作，无须人工干预即可在5分钟内自动完成全部统计任务，效率提升48倍。

4.2   企业门户内容迁移自动化运维机器人

门户网站是基于统一技术架构进行建设管理的，基层管理员无法直接以数据库的方式获取到门户网站中的数据，在进行内容调整时，需要经历较为烦琐的操作过程，这些问题都是传统应用程序开发所无法解决的。

以门户主页中新闻内容的迁移工作为例，该栏目中包含了1 275个视频新闻，由于操作限制，并不能直接通过数据库后端对内容实施迁移，也无法获取到门户网站的对应接口从而开发专用的程序功能进行批量化处理。

经统计，完成一条新闻的迁移需要进行19个步骤，包括登录、信息收集、多级目录、功能选择、信息修改、保存页面、发布新闻及校准核对等重要环节。如果此项工作全部由人工手动操作，至少需要操作近25 000个步骤。一个人每小时按10条新闻运维速度估算，全部完成需要半个月以上的时间。

该场景是RPA比较典型的一种应用场景，传统开发技术受阻时，RPA的优势互补作用凸显。利用RPA数据爬取功能实现无监督式的自动化任务处理。完成此项任务仅需4小时，综合效率提升32倍，自动化程度达到100%，仅此一项便可节约近万元的人工成本。

5     应用效果与前景展望

RPA技术作为传统平台开发方式的一个补充，在特定的应用场景和需求上具有较强优势。其低成本、定制化、独立化运行的特点，可充分发挥自主研发优势。目前，RPA在大庆油田第一采油厂的应用处于起步期，在降低重复劳动强度、提升运行效率等方面取得了良好效果。随着应用的逐步深入，该项技术还可在系统整合应用、数据爬取处理、等级保护建设、信息安全管控等更广泛的领域发挥更加重要的作用，实现与传统开发技术的互补配合，应用前景广阔。