新常态下生产数据管理模式的探索

吴权萍　张亚顺　陈子豪　周继伟

摘要：生产系统在大多数情况下是一个内向型的组织，相对比较封闭，无论是连续型生产模式还是离散型生产模式，都可以用类似的分析方法和思路。由于今年国家经济增速放缓，石油企业加大开发力度，全力保障国家用能安全，“提质降耗、节能增效”成了新的工作主旋律，在石油行业未来重点发展的业务板块中，对数据管理提出了更高的要求，因此为了迎接新挑战，生产数据管理要实现科学、现代化的管理手段祛除既有弊病，精细化精准化管理，以实现未来石油企业的多元化、市场化生产要求。

关键词：油田生产数据；管理系统；数据管理；自助式数据分析；智能化

一、前言

当前，随着我国社会发展进步，油田生产领域发展规模也在不断扩大，现阶段国内的油田生产数据采集模式创新已经进入到一个新的阶段，数字化油田在行业内部的影响力越来越大。对于数字化油田来说，其应用了先进的数字化信息技术体系，使得油田管理工作在实际开展过程中实现了网络化、智能化，其综合可视程度更高，这与我国油田领域现代化发展理念教育符合。基于此，本文尝试对油田生产数据管理系统及生产数据管理方法进行了分析，希望可以为今后油田设备的安全稳定运行提供一定经验基础。

二、大数据分析驱动业务增长的现实困境

（一）统计业务的瓶颈

业务部门对于数据分析具有极大的需求，但却苦于没有数据以及工具的有效支持，依赖于企管规划部的报表制作，报表需求得不到及时响应。固定报表缺乏灵活性，这就会导致业务部门缺乏对业务现状的精确把握，对业务背后逻辑的洞察，以及对业务未来的可见与预测，这样的决策还流于拍脑袋。

（二）数据管理的瓶颈

石油企业对数据进行高度集中的管控，来自企业各职能部门的数据处理以及报表就会全部由企管规划部人员来输出，一旦业务部门需求集中扎堆，就会造成响应不足，业务部门怨声载道。信息中心自身成员熬夜加班多，却成就感低。放权下的数据管理混乱：有的企业信息中心为释放压力，放权给业务部门使用数据，一旦口子打开，数据缺口就会像洪水一样泛滥，就又会走向另外一个极端，导致放权下的数据管理混乱，数据口径不统一，部门之间的数据壁垒等等问题就会出现。

（三）大数据应用的瓶颈

对于企业大数据的应用，大部分企业普遍存在这样的心态：不利用时觉得心慌，现在大数据如火如荼，感觉落后一步就要跌入深渊。想要上马利用时却又觉得迷茫：如何真正从企业治理的全局出发，基于行业需求，整体架构以及应用角色和场景，让数据发挥出最大价值？

现实的情况是大数据倒逼企业不断地去升级硬件，扩展底层架构，但存储的数据越来越多，如何真正让数据发挥价值，很多企业都倒在大数据应用的最后一公里。也就是说让数据能够结合企业运营的核心指标，以可视化的方式展现出来。通过响应型分析——诊断型分析——战略型分析——预测型分析，让数据真正对企业的运营决策起到辅助和参考的作用。这就要考虑数据应用和展现层，怎么借助有效工具让数据发挥作用，指引业务。走好这大数据应用的最后一公里。

因此，以上三个瓶颈是一串连锁反应，问题的根源是缺乏有效的工具支撑。工欲善其事，必先利其器。实现数据驱动业务增长的理想蓝图，企业需要强有力的统计方法和数据管理工具支撑。

三、技术路线及实现步骤

（一）关键技术

油田生产数据大致分为两个大类：业务型数据和时序型数据。其中：

业务型数据以ERP/MES为主，包含生产作业数据、外协派工数据、集输调度数据、设备管理数据、指令操作记录以及一线现场业务数据。

时序型数据以GE Proficy Historian为主，包含DCS数据、SCADA数据、现场PLC控制数据、集输计量数据、辅助工艺生产数据。

根据数据管理业务提升的要求，将数据分主题类别抽取到生产数据中心，再利用数据切片技术解决查询效率问题，减少数据源的压力，达到快速检索快速定制，以更高效地支持经营决策。与此同时，在检索过程不可避免会有少量数据更新同步的延时。

（二）技术路线

采用高性能服务器，做分布式的数据集群。基于每个已分好的主题类别做好轻量建模的细节数据，数据被分布式存储在每个节点上，同时又做好了备份。数据按照时间存储的规则，被高效压缩，打好标签，存储在磁盘中。当需要计算时，采用内存计算来进行数据计算，并且每台机器节点会同时计算，最终会将结果送往展示层做展现。

（1）投入一定时间对现有数据进行异构处理，定义数据库字段描述细节，增强数据库信息的检索速度。

（2）分析业务部门对数据访问的需求，对已有数据进行清洗，再制定规则，形成统一规范的数据访问接口。

（3）引入“即插即用”的轻量级平台，根据生产管理、信息管理业务需求，快速订阅数据报表。

四、对业务数据进行自助探索式管理已成趋势

越来越多的企业开始以业务用户为中心的自服务式数据分析。传统的以 IT 为主导的，高度集中化的工具正面临替换。市场已经从“IT 主导的报表模式”往“业务主导的自服务分析模式”转折。自助式数据分析让人和数据的潜能都得到释放，无须建模，让数据分析更易得。

结合计算机技术对现有资源进行全面开发整合，在生产管理的各个环节实现数据的获取、处理、存储、利用和管理，形成具备生产指挥、过程控制、质量评估、设备监控和保障、异常预警和探测、追溯分析、绩效评价和决策判断等综合能力的统一的生产管理平台，逐步实现生产过程的数字化、智能化改造，逐步实现生产从被动指挥到实时调度转变，质量从事后抽检到在线控制的转变，资源从被动供应到主动供应的转变，成本从事后核算到过程控制的转变，提高生产效率，保障生产质量，降低生产成本，增强企业竞争力，支持业务管理的提升：

1.实现管理定位的转变：由“满足生产运行业务的需求”向“提升生产业务绩效”进行转变，实现对生产经营层面流程、岗位全面覆盖；

2.实现管理方式的转变：生产运行业务由“每个部门划定职责分别管理”向“多个管理领域、多个单位共同促进生产运行业务”进行转变；

3.实现管理能力的转变：由“被动接收业务信息”向“随时随地主动挖掘生产业务的数据价值，提高管理水平，降低安全风险，资产利用最大化”进行转变。

五、建设智能化数据管理平台及其应用的预期社会经济效益

智能化数据管理平台（Smart APP）的研究与开发项目，具有广泛的、长远的效益，为企业业务数据资源的整合利用创造条件，提升业务管理水平，降低业务管理风险，并促进业务监管等增值应用的逐步发展，具有潜在的经济效益。建设智能化数据管理平台及其应用的预期社会经济效益如下：

（一）生产可视化

1. 实时获取现场设备状态，在线查询生产状况。

2. 减少手工收集和创建报表的人力。

3. 提高用于管理决策数据的准确性。

4. 无纸化趋势，方便数据记录，存储，管理和查询。

（二）流程规范化

1.结合客户实际生产工艺和管理流程，量身定做。

2.梳理流程，减少重复，无附加值的管理活动。

3.确保生产标准的贯彻执行，操作一致性。

（三）辅助生产管理，优化工厂实绩

1.实时记录设备停机原因，有利于提高设备利用率。

2.实时记录，分析用能消耗，有利于有效控制能源成本。

3.实时记录生产中影响生产的关键控制点，动态响应生产过程出现的报警问题，改善生产管理效率。

4.实时记录油田生产设施的工艺参数下发指令，精准调控、精准集输。

六、油田生产数据管理系统设计及主要功能分析

随着现阶段我国数字化油田在油田开发领域的落实应用越来越广泛，使得油田开发生产现场所部署的数字化设备越来越多，分布范围也越来越广，这也在无形中提高了设备运转过程中故障率出现的可能性，因此，要注意对油田生产数据管理系统进行不断优化，确定更具针对性的生产数据管理方法。对于本次油田生产数据管理系统研究来说，主要是对当前油田现场所应用的终端设备进行动态化信息管理，并且秉持着全周期、全方位管理的基本原则。具体来说，对油田生产数据管理系统的管理主要包括工作电压、电流等方面，通过参数对比的方式来确定现场设备在参与生产工作时的运转状态，从而确定其是否正常运行[1]。

（一）系统设计

1.设计目标。首先，实现实时数据库的可扩展性。由于系统中可能会应用到不同公司生产的实时数据库产品，因此在进行系统设计时，不能只是使用某一种特定产品。同时，由于更换不同的实时数据库之后，具体的数据读取方式也会发生明显变化，而通过对历史数据接口的进一步扩充，可以读取任意数据库的数据信息。因此，今后在进行系统设计时，应该将实现实时数据库的可扩展性作为重要设计目标之一。

其次，优化数据安全程度。系统在运转的过程中会涉及到一个用户属于几种角色或某个IP范围的现象，这样可以有效提高系统数据的安全性。应用这样的设计方式之后，可以使不同工区只能查看到各自工区的数据情况，并且报表审核与数据修改也只能在特定的某几个用户计算机上进行操作，这样可以增加数据信息的整体安全性[2]。而对于外部用户来说，则可以通过账号+密码的形式来查看相关数据，这也使得系统中数据查看利用的灵活性及安全性得到了保证。

2.系统结构。Web发布系统、Oracle数据库共同组成了新系统，其中，上机位会通过控制数字化终端设备的方式来实现对油田生产现场多种数据信息的实时获取，并且对这些信息进行入库处理。对于Web发布系统来说，其主要负责实时读取油田生长过程中所产生的数据，这也实现了对当前油田生产现场设备运转现状的实时监控。与发布系统的功能进行具体分析，其主要功能模块包括以下几个方面，即动态信息模块、工况分析模块、故障诊断模块、用户反馈模块，通过对这一发布系统的应用，实现了对油田现场生产全过程中设备全生命周期的有效管理，也使得数据信息收集更为及时、全面，有利于获悉现场多种突发情况，及时判断设备的运行电压及电流是否正常，这也使得设备检测及维修工作的开展更为及时。数据库是整个系统最为核心的组成部分，因此可以将系统结构设计看作是系统数据库设计[3]。随着现阶段数字化油田理念，在我国油田领域广泛推行，这也使得油田数据监控管理工作在实际开展过程中所获得的信息数据体量、种类不断增加，应用数据库来储存远程终端设备数据采集过程中所得到的多种数据信息，可以实现永久保存，同时也使得数据信息的查看及调用更为方便。

具体来说，系统的框架分为：数据库——Web发布系统——动态信息——故障诊断——文化分析——用户反馈。通过这一系统的引入与应用，可以使数据库中所储存的油田现场设备生产数据体系更为完善，这就需要应用统一的数据接口，从而使数据存储与利用更为方便。

（二）主要功能

1.数据管理功能。对于数据库管理方面来说，其会按照三级安全备份的制度实施管理，从而使得数据管理工作开展更具针对性。即建立队、基层单位、厂三级安全备份方案，要先由小队数据库在队内的指定微机进行备份，然后再将其上传给单位服务器，由基层单位服务器进行备份，应该注意指定单击备份的方式为主。最后将数据信息上传给厂服务器，再由厂服务器对数据进行备份。通过上述三级安全备份制的落实应用，可以使数据管理功能更为完善，也使得数据信息的整体安全系数得以提升[4]。

2.报表审核功能。对于报表审核功能来说，其主要是指对计算机汇总服务后所产生的日报数据进行在线审核，一般来说，其包括的审核方面主要有采气井、集气站等，处理中心可以快速响应，进而保证报表审核工作顺利开展。在报表审核过程中，可以对当前系统的套压、管压及井压等情况进行确定，会详细显示其升降范围，便于对某一阶段所产生的生产数据进行查看[5]。当前来看，报表系统是用户应用最为频繁的功能之一，其还提供了多种生产报表浏览功能，可以根据其实际用途分为生产日报浏览与历史数据浏览两个部分，这两个功能的实现，使得生产数据管理工作开展获得了坚实基础。

3.生产管理功能。当前系统中的生产管理功能主要包括生产曲线绘制、预警、通讯统计等几个方面。其中的曲线绘制应用至于广泛，可以应用这种曲线绘制方式灵活绘制工区内及集气站多种生产数据曲线的走向，从而使当前具体生产情况的展示更为直观。同时，生产管理功能模块也应用了实时数据显示技术，可以准确而实时的显示集气站、处理中心的生产数据情况，从而使得相关工作人员可以及时掌握，进而了解各生产环节实际运转情况。

七、油田生产数据管理方法优化

（一）实行数据质量考核制度

想要实现对当前油田生产数据管理方法的有效优化，实行数据质量考核制度是重要切入点，基层单位方面应该结合当前油田生产工作开展的实际需求确定相应的资料数据录入管理制度，应该由小队掌握第一手资料，并且将其录入到微机设备中，在这一过程中，需要相关录入人员严把质量关，保证录入数据信息的可靠性。同时，技术人员应该对数据进行严格审核，以此作为后续检查、考核、质量追踪工作的重要依据[6]。质量考核制度实行时，应该注意将当前的生产日报、月报与季度报融为一体，实现对历史数据差错率的有效控制，一旦发现任意一项出现差错，应该重新复查，将其记录到当月或当季的考核中。另一方面，还应该充分调动数据资料，录入人员自身工作积极性，这就需要进一步完善现有奖励机制，其在工作过程中始终保持较高热情，进而保障数据录入整体真实性、准确性[7]。

（二）实行数据定时上传制度

为了方便油田生产管理工作，要保证信息输送及时，这就要对每日数据上传时间进行严格规定，应该根据油田生产现场实际运转情况，要求在每晚9点之前将本日所产生的数据信息上传到基层单位。而基层单位方面必须在10点之前将其上传到厂级。当这一数据上传制度确定之后，应该注意对其严格执行，保证数据可以在规定时间内上传到指定部门，如果在制度执行过程中发现有某一环节或人员存在违规操作情况，应该对其进行严厉处罚。要以警告与罚款相结合的方式来起到震慑作用，可以视情节轻重程度，设定每次罚款数额为50～100元，从而保证数据信息及时上传到位。

（三）实行上传数据专人审核制度

数据上传审核工作非常重要，其是进一步保证上传数据信息综合质量的关键，因此，油田开发生产企业方面应该严格实行数据上传专人审核制度，并且对这一制度进行不断优化，使其规定更为详尽。具体来说，要规定所有上传数据必须经由各组主任、技术员审核之后，才能上传，如果违反这一操作流程，应该追究相关责任人责任[8]。在确立数据上传专人审核制度时，还应该保证其审核方向与当前油田企业运转发展实际需求相符合，使得所上传的数据可以真实具体的反映油田日常生产工作开展情况。由于当前的数据库体系不断扩展，相关资料管理人员上机操作的频次也越来越高，其工作内容逐渐趋向于复杂化，这也势必会导致其在实际操作过程中经常出现一些问题，当出现紧急问题时，要及时将问题特性上报基层单位，基层单位的机房人员应该及时到现场对特定问题进行处理，保证不会影响其他环节工作开展。同时，为了保证生产管理工作开展效率更高，还应该不定期召开小组资料员会议，通过会议来实现问题解答，从而使得信息反馈速度更快，这也有利于高效解决生产管理中的多种现实问题[9]。由此可以看出，数据上传专人审核制度于资料员例会制度的确定，可以使数据上传的真实性及准确性得到保证，有利于进一步优化油田生产数据管理体系。

八、结语

总而言之，随着当前我国油田企业发展规模不断扩大，网络数据管理模式也在不断更新，以往的生产数据管理系统及管理方法也进入到了重要转折阶段。当前来看，我国油田企业在日常生产工作开始向多元化开发方向迈进，将生产过程中所产生的信息数据全面融入网络数据库中，可以使生产数据管理更为集中，这也是一项持续性工作，需要企业方面始终将生产数据管理系统优化创新当做重要切入点。在进行企业数据库建设时，要正视当前油田企业实际发展需求，并且将数据库建设当作油田系统建设中必须经历的重要阶段，只有实现对当前油田生产数据管理系统及方法的不断优化，才能使油田企业实现真正意义上的数字化运行与发展。因此，今后油田企业方面应该不断调整自身生产管理理念，秉持着与时俱进的基本原则，借助当前先进互联网信息技术，逐渐形成资源共享及可持续利用的生产管理模式，这样可以使数据资源的共享优势得以发挥，使得数据信息的具体价值得以充分发挥。今后还应该有意识的提高企业生产数据管理人员自身业务素质，从而促使油田企业数据管理向专业化、规范化方向不断迈进，以更为高质高效的生产数据收集及管理方式服务于油田日常生产工作，这也是提升当前我国油田企业开发生产综合水平的关键路径。H

参考文献

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[3]赵经纬.浅谈油田基层生产数据管理方法的改进[J].中国化工贸易，2015，20（30）：26-26.

[4]初宇，何晓东.大数据助力石油企业建设数字油田[C].//2017年第五届数字油田国际学术会议（DOFIAC2017）论文集.2017：26-29.

[5]张宪东.海洋油田开发项目中关键设备采购挣值管理研究——以曹妃甸油田开发项目为例[D].南开大学，2018.

[6]曹旭东，曹卫东，朱小宇等.基于B/S架构的油田生产数据管理系统应用研究[J].计算机测量与控制，2018，26（8）：142-146.

[7]毕钰珺.基于无线终端的TDT生产数据管理系统研究与开发[D].南京理工大学，2015.

[8]崔晓飞，张群峰，林国成，等.基于三层分布式框架的电力生产数据管理系统[J].自动化技术与应用，2021，40（6）：154-156.

[9]孙丽丽.油气水井生产数据管理系统的维护与管理[C].//2015年石油石化企业信息技术交流会论文集.2015：17-24.