油田工業(yè)大腦的研究與實踐(下)
時間:2020-12-15 17:07
來源:
作者:劉 駿 中石化勝利
勝利油田通過工業(yè)大腦的研究與實踐,利用高效的數(shù)據(jù)流和算力支撐,通過物聯(lián)技術(shù)對油田工業(yè)控制系統(tǒng)設備設施進行動態(tài)調(diào)控,實現(xiàn)了預定指標,取得良好效果。勝利油田在生產(chǎn)信息化建設的同時,不斷探索基于生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的工業(yè)大腦實現(xiàn)技術(shù),目前,工業(yè)大腦技術(shù)正式進入應用階段。
工業(yè)大腦技術(shù)支撐了生產(chǎn)信息化系統(tǒng)高效運行;實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)的海量存儲及高效計算分析;實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)API即服務;工業(yè)大腦技術(shù)實現(xiàn)了工控設備的聯(lián)控聯(lián)調(diào);實現(xiàn)了基于業(yè)務的報警、預警建模,自動告警及智能處置;形成告警處置模型庫,調(diào)控處置指導數(shù)據(jù)庫;自動化、半自動化工業(yè)控制的執(zhí)行及反饋。
成果展示
技術(shù)成果。研發(fā)了邊緣計算中臺,對實時數(shù)據(jù)進行管理和治理,實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)可視化工具,分析工具等,并提供了數(shù)據(jù)API即服務的集成模式,通過邊緣計算中臺可以進行報警、預警業(yè)務建模及自動執(zhí)行,實現(xiàn)了連續(xù)報警、未處理的短期間隔報警合并,減少誤報漏報,通過可視化工具和分析工具幫助業(yè)務人員進行數(shù)據(jù)挖掘,實時數(shù)據(jù)長期在線,全方位支持生產(chǎn)應用進行第三方融合。
實時庫管理,管理實時庫的表、度量、指標元數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)集成,打通與實時庫的數(shù)據(jù)鏈路,包括數(shù)據(jù)傳輸、模型信息下達,任務執(zhí)行控制,計算結(jié)果解釋等,是服務層和數(shù)據(jù)層之間的橋梁。設置及監(jiān)視,監(jiān)視實時庫服務器工況,負責空值、超限值等數(shù)據(jù)治理上的任務定制及結(jié)果接收。業(yè)務建模及計算,實現(xiàn)計算算法與業(yè)務建模工具。報警預警及處置,報警預警的合并及處置(人工、半自動、自動)。工控策略優(yōu)選,幫助半自動和自動處置時確定優(yōu)選的控制策略。數(shù)據(jù)可視化,數(shù)據(jù)地圖、指標曲線,對比曲線實現(xiàn)可視化。數(shù)據(jù)治理,數(shù)據(jù)治理模型的定義,人工治理窗口,自動治理算法。分析工具,自定義看板,多指標集成展示,擬合趨勢線等。接口注冊、接口鑒權(quán)、數(shù)據(jù)API即服務,構(gòu)成數(shù)據(jù)API資源的定義、權(quán)限控制及訪問方法。
應用效果
設備數(shù)據(jù)上中臺 。勝利油田邊緣計算中臺截至目前已接入設備采集點數(shù)5.8萬點,逐步實現(xiàn)全油田41萬設備的數(shù)據(jù)接入,通過邊緣計算中臺的應用,實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲與分析計算,數(shù)據(jù)治理與服務、建模及運行、報警預警及處置、參數(shù)優(yōu)選及控制等方面的功能。運行中以數(shù)據(jù)流為導向、生產(chǎn)業(yè)務為主線、實現(xiàn)生產(chǎn)運行數(shù)字孿生為為重點,保障系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,生產(chǎn)數(shù)據(jù)齊全、準確及時,安全高效。
邊緣計算中臺助力工業(yè)大腦研究與實踐 。在基于生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的工業(yè)大腦研究與實踐過程中,報警預警是前提,報警預警的不間斷計算過程是工業(yè)大腦不斷思考的過程,通過報警預警事件觸發(fā)優(yōu)選控制參數(shù)是思考的結(jié)果,下發(fā)控制指令是思考之后的執(zhí)行;邊緣計算中臺作為基礎設施具備了工業(yè)大腦思考執(zhí)行的全流程支持能力,縮短了1-2個報警周期延時,從無到有實現(xiàn)了控制參數(shù)優(yōu)選及自動執(zhí)行,將人工處置時大量積壓的可自動處置的任務處置時間從1小時縮短到5分鐘內(nèi),在夜間自動處置則具備更大的優(yōu)勢,處置效率得到明顯提升。
效益分析
經(jīng)濟效益。降低工業(yè)控制系統(tǒng)硬件需求及能耗30%以上,減少報警延遲1-2個采集周期,預計提升預報警準確率2%以上。由于計算下沉到工控網(wǎng),大大減少了跨網(wǎng)閘通信,預計提升網(wǎng)絡通信效率5%以上。通過應用集成,大大縮減應用在網(wǎng)閘安全策略配置工作,預計達40%以上。如果在管理區(qū)層面完成后可向上延伸到廠級預計節(jié)省網(wǎng)閘投資60%以上。
管理效益與社會效益。提升了自控管理水平、應用水平,減輕了現(xiàn)場人員勞動強度。促進油田信息化向統(tǒng)一標準,統(tǒng)一服務,統(tǒng)一運維,統(tǒng)一管理的方向轉(zhuǎn)變。逐步將零散的數(shù)據(jù),零散的服務,零散的系統(tǒng)向高度融合的架構(gòu)方式轉(zhuǎn)變。推動油田信息化架構(gòu)升級,逐步形成油田信息化建設的新標準、新規(guī)范。提升了油田生產(chǎn)信息化建設技術(shù)水平,為油田新型采油管理區(qū)建設提供了有效支撐。
經(jīng)過近年油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,和國內(nèi)外油氣生產(chǎn)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用表明,油氣生產(chǎn)物聯(lián)技術(shù)正在顛覆油氣生產(chǎn)企業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式,開展基于勝利油田生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的工業(yè)大腦的研究及實踐是勝利油田積極探索油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要舉措,通過不斷打造信息化環(huán)境下的新型能力,可以為建設實時感知、全面協(xié)同、主動管理、整體優(yōu)化的智能油田提供技術(shù)支撐,為油氣生產(chǎn)企業(yè)提高生產(chǎn)效率和保障企業(yè)綠色安全生產(chǎn)提供有力技術(shù)手段,為油氣生產(chǎn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展奠定堅實基礎。