目前,能源化工行业数字化转型如火如荼,企业正在利用新一代ICT技术赋能各业务环节,提高能源化工企业的生产效率、安全性、可持续性,构筑更高效、更清洁、更经济的现代能源体系。全球各大石油公司纷纷加大数字化技术投入,利用人工智能、物联网、数字孪生等新一代信息技术在油气勘探开发、炼油化工、销售服务等多个领域,进行全产业链业务转型,主动应对数字革命挑战,对全产业链各环节进行优化升级,催生商业新业态,提升整体竞争力。
石化盈科作为能源化工行业专业信息技术服务提供商,一直以“助推两化深度融合,全面提升客户价值”为使命,深耕行业、紧跟前沿,专注推进数字技术在行业内的应用,助力企业提升价值,推进业务转型,为能源化工企业赋值、赋智、赋能。石化盈科持续研究,探索创新,依托先进实践,洞察未来发展趋势,围绕企业痛点,为企业提供数字化解决方案。我们认为,人工智能、物联网、数字孪生、5G、区块链等技术已经在能源化工行业的实践中初见成效,必将成为能源化工行业数字化转型的重要技术引擎,支撑能源化工企业业务转型发展,应引起企业的重点关注。
人工智能
人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,人工智能与石化行业的融合已成为促进行业数字化转型、智能化发展的新引擎。埃森哲在《埃森哲技术展望2020》报告中指出,人工智能将改变石化行业未来,推动企业加速创新,已经从执行简单任务的自动化操作升级成为与人类互动的强大协作工具,领先企业已不再将人工智能视为简单的技术工具,而是成为整个组织的变革引擎。人工智能可应用于经营管理、勘探开发、炼化生产、营销售后、工程建设及科技研发等环节,为全业务链提供业务优化、预测预警、自动化作业、决策支持等应用,提升行业效率和效益,并催生新业态和新模式。人工智能已成为全球领先油气企业转型发展的重要战略举措,各国油气企业积极开展人工智能应用,中国石化面向油田高危岗位应用人工智能技术,实现机器人场站巡视、检测,人工智能分析诊断,及时发现安全隐患并主动预警,避免安全事故,同时协助现场工作人员完成大量重复性、危险性、高频度、高强度的巡检工作;壳牌利用人工智能技术预测设备的保养周期,减小作业停工时间;埃克森美孚通过人工智能改善上游生产活动,从油井中收集数据,利用人工智能优化油井性能;BP利用人工智能提高决策过程自动化水平。可以预见,人工智能与油气行业的深度融合将成为行业数字化转型,智能化发展的新引擎。
物联网
物联网作为新一代信息通信技术的典型代表,与其它ICT技术以及制造、新能源、新材料等技术加速融合,在诸多领域快速渗透,为服务、创新等理念赋予全新内涵。物联网在油气行业的典型应用场景有作业监测、设备标签化管理、工况预警、远程指挥等。以物联网为核心手段,可实现作业现场与后方专家实时互通,运用实时数据与静态数据,建立并优化钻井和地质模型;实时跟踪施工工况,优化作业方案,提高钻探效率,实现各级管理者、技术专家对生产作业过程的决策支持由“事后分析”到“事中控制”和“事前预测”的转变[3]。物联网在能源化工行业的应用空间十分广阔,无论是油井监测、异常情况警报,还是石化产品生产过程监控、储运状况动态跟踪,物联网技术所起到作用都值得重视。
数字孪生
数字孪生指的是充分利用物理模型、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念,可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。在石油化工行业,数字孪生技术研究及应用主要集中在生产全流程和设备维护上,即油气勘探开发、钻井过程、石油工程装备全生命周期等。早在2017年,BP公司就运用其油田生产模拟与监控系统APEX对北海地区部分油田生产进行模拟优化,提高生产效率,预测潜在问题, 并在当年全球投资组合中为BP每天增加三万桶油气产量。
5G
2021年,我国5G网络建设和产业规模将进一步增长,且增幅将超过2020年度。四大运营商仍将继续布局5G规模组网,并联合企业广泛探索5G融合应用。5G融合应用将使C/B/G多端用户和市场受益,其中工业互联网领域的5G专网建设将率先发力。5G技术将为能源化工行业可穿戴设备、机器人、无人机等移动应用发展提供基础,例如上游勘探开发领域偏远油井或者难采集数据的油井通过5G链接完成数据实时传输,实现油井实时监控,并通过智能分析保证数据合理安全使用。在炼油化工生产领域,5G将为安全、环保、应急、物流以及综合安保等提供网络基础,同时5G也将为下游销售服务提供更便捷的客户服务网络。
区块链
区块链技术是分布式的网络数据管理技术,利用密码学技术和分布式共识协议保证网络传输与访问安全,具有数据多方维护、交叉验证、全网一致、不易篡改等特点。区块链技术已在全球石油和天然气公司广泛应用,主要集中在能源交易、监管及合规性、跨组织资产优化利用、全球化供应网络四个领域。在碳轨迹(从原材料采购、废弃到回收利用二氧化碳的全过程)追踪方面,通过将碳足迹令牌化,可以帮助企业用分布式方式核算排放量,测量整个供应链的碳排放量。在碳交易方面,长期存在着能源交易多样性和参与者日益集中造成的核查信息真实性难度大、数据共享安全性低、交易成本高、协同能力低等问题,利用区块链的技术特性、智能的合约属性和构建起各利益个体之间的信任关系,可实现各种能源系统之间的信息共享,提升供给侧和消费侧之间交易的透明度,解决双方交易时信息不对称的情况,提升交易安全性,打破生产商和大宗商品交易商长久以来的“纸质”交易模式,向更透明、更便捷、更便宜的“电子”模式加速转化。值得一提的是,虽然美、英、德等国是较早将区块链引入能源领域的国家,但业内普遍认为,从2020年开始,亚太地区将成为全球在这一趋势上的新主导。Navigant Research(美国市场研究机构)预计,到2027年,亚太地区能源区块链应用规模将增长83.3%。
融合创新 布局未来
人工智能、物联网、数字孪生、5G、区块链等数字技术已经在能源化工行业成功应用,为业务转型升级提供技术动力,对能源化工企业的影响越来越深入。小盈咨询认为,数字技术的发展并不是孤立的,而是在融合中不断发展的,不同技术在企业的业务应用中互补互促,比如大数据为人工智能提供机器学习基础,虚拟现实技术为数字孪生提供可视化方案,5G应用为工业互联网提供大带宽、高可靠、低时延、海量连接的能力,技术之间的边界在应用层面越来越模糊。未来,能源化工企业要抓住机遇,加大对数字技术的部署,加强融合,加大合作,创新应用,挖掘数字潜力,加速布局数字化转型。