油田工业大脑的研究与实践(下)

时间:2020-12-15 17:06 来源:杂志 作者:刘 骏 中石化胜利

胜利油田通过工业大脑的研究与实践,利用高效的数据流和算力支撑,通过物联技术对油田工业控制系统设备设施进行动态调控,实现了预定指标,取得良好效果。胜利油田在生产信息化建设的同时,不断探索基于生产实时数据的工业大脑实现技术,目前,工业大脑技术正式进入应用阶段。
 
工业大脑技术支撑了生产信息化系统高效运行;实现了实时数据的海量存储及高效计算分析;实现了实时数据治理、数据API即服务;工业大脑技术实现了工控设备的联控联调;实现了基于业务的报警、预警建模,自动告警及智能处置;形成告警处置模型库,调控处置指导数据库;自动化、半自动化工业控制的执行及反馈。  
 
成果展示
 
技术成果。研发了边缘计算中台,对实时数据进行管理和治理,实现了实时数据可视化工具,分析工具等,并提供了数据API即服务的集成模式,通过边缘计算中台可以进行报警、预警业务建模及自动执行,实现了连续报警、未处理的短期间隔报警合并,减少误报漏报,通过可视化工具和分析工具帮助业务人员进行数据挖掘,实时数据长期在线,全方位支持生产应用进行第三方融合。
 
实时库管理,管理实时库的表、度量、指标元数据。实时数据集成,打通与实时库的数据链路,包括数据传输、模型信息下达,任务执行控制,计算结果解释等,是服务层和数据层之间的桥梁。设置及监视,监视实时库服务器工况,负责空值、超限值等数据治理上的任务定制及结果接收。业务建模及计算,实现计算算法与业务建模工具。报警预警及处置,报警预警的合并及处置(人工、半自动、自动)。工控策略优选,帮助半自动和自动处置时确定优选的控制策略。数据可视化,数据地图、指标曲线,对比曲线实现可视化。数据治理,数据治理模型的定义,人工治理窗口,自动治理算法。分析工具,自定义看板,多指标集成展示,拟合趋势线等。接口注册、接口鉴权、数据API即服务,构成数据API资源的定义、权限控制及访问方法。
应用效果
 
设备数据上中台 。胜利油田边缘计算中台截至目前已接入设备采集点数5.8万点,逐步实现全油田41万设备的数据接入,通过边缘计算中台的应用,实现数据存储与分析计算,数据治理与服务、建模及运行、报警预警及处置、参数优选及控制等方面的功能。运行中以数据流为导向、生产业务为主线、实现生产运行数字孪生为为重点,保障系统稳定可靠,生产数据齐全、准确及时,安全高效。
 
边缘计算中台助力工业大脑研究与实践 。在基于生产实时数据的工业大脑研究与实践过程中,报警预警是前提,报警预警的不间断计算过程是工业大脑不断思考的过程,通过报警预警事件触发优选控制参数是思考的结果,下发控制指令是思考之后的执行;边缘计算中台作为基础设施具备了工业大脑思考执行的全流程支持能力,缩短了1-2个报警周期延时,从无到有实现了控制参数优选及自动执行,将人工处置时大量积压的可自动处置的任务处置时间从1小时缩短到5分钟内,在夜间自动处置则具备更大的优势,处置效率得到明显提升。
 
效益分析
 
经济效益。降低工业控制系统硬件需求及能耗30%以上,减少报警延迟1-2个采集周期,预计提升预报警准确率2%以上。由于计算下沉到工控网,大大减少了跨网闸通信,预计提升网络通信效率5%以上。通过应用集成,大大缩减应用在网闸安全策略配置工作,预计达40%以上。如果在管理区层面完成后可向上延伸到厂级预计节省网闸投资60%以上。
 
管理效益与社会效益。提升了自控管理水平、应用水平,减轻了现场人员劳动强度。促进油田信息化向统一标准,统一服务,统一运维,统一管理的方向转变。逐步将零散的数据,零散的服务,零散的系统向高度融合的架构方式转变。推动油田信息化架构升级,逐步形成油田信息化建设的新标准、新规范。提升了油田生产信息化建设技术水平,为油田新型采油管理区建设提供了有效支撑。
 
经过近年油气生产物联网技术的发展,和国内外油气生产企业物联网技术应用表明,油气生产物联技术正在颠覆油气生产企业传统的生产管理模式,开展基于胜利油田生产实时数据的工业大脑的研究及实践是胜利油田积极探索油气生产物联网技术的重要举措,通过不断打造信息化环境下的新型能力,可以为建设实时感知、全面协同、主动管理、整体优化的智能油田提供技术支撑,为油气生产企业提高生产效率和保障企业绿色安全生产提供有力技术手段,为油气生产企业高质量发展奠定坚实基础。
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