基于ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建企業(yè)智能運(yùn)營中心的應(yīng)用實(shí)踐

劉玉龍

（石化盈科信息技術(shù)有限責(zé)任公司，北京100007）

關(guān)鍵字：ProMACE 智能運(yùn)營中心 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺 數(shù)據(jù)治理

中國能源化工行業(yè)正處在產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵時刻，行業(yè)發(fā)展面臨供需矛盾突出、清潔生產(chǎn)壓力加大、安全生產(chǎn)要求嚴(yán)格、生產(chǎn)經(jīng)營成本上升等問題。國企、地方煉廠、合資企業(yè)、民營企業(yè)的多樣化市場格局正在形成，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與數(shù)字化技術(shù)蓬勃發(fā)展的機(jī)遇相融合，為能源化工企業(yè)應(yīng)對外部挑戰(zhàn)提供了新的動力。隨著能源化工企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，企業(yè)的生產(chǎn)日益復(fù)雜多樣，管理壓力陡升。如何實(shí)時獲取企業(yè)運(yùn)行情況、優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)聯(lián)動成為眾多企業(yè)面臨的難題，而智能運(yùn)營中心的建設(shè)為企業(yè)解決管理難題提供了有效途徑?；谛乱淮鷶?shù)字技術(shù)的智能運(yùn)營中心不僅能夠?qū)崿F(xiàn)基于經(jīng)營數(shù)據(jù)的效益分析預(yù)測，更能深入生產(chǎn)一線，聯(lián)通每一個設(shè)備、每一次操作，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的監(jiān)測和優(yōu)化，助力企業(yè)智能化卓越運(yùn)營。

石化盈科信息技術(shù)有限公司（簡稱“石化盈科”）深耕能源化工行業(yè)信息化領(lǐng)域近20年，形成了面向能源行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺ProMACE。以業(yè)務(wù)中臺、數(shù)據(jù)中臺、技術(shù)中臺三大中臺為支撐基礎(chǔ)，以工業(yè)數(shù)字化、工業(yè)物聯(lián)、工業(yè)大數(shù)據(jù)和AI、工業(yè)實(shí)時優(yōu)化四大工業(yè)引擎為驅(qū)動，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，將工業(yè)應(yīng)用、工業(yè)知識與工業(yè)數(shù)據(jù)彼此解耦，從而使工業(yè)知識和工業(yè)數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)共享與流通，再利用平臺在全局層面進(jìn)行貫通，最終實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)＋平臺＋應(yīng)用”的融合與統(tǒng)一。通過數(shù)據(jù)治理，梳理數(shù)據(jù)資產(chǎn)，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、資產(chǎn)化，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺打通數(shù)據(jù)鏈路，沉淀數(shù)據(jù)資產(chǎn)，形成企業(yè)數(shù)據(jù)資源中心。以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，縱向貫通經(jīng)營管理、生產(chǎn)管控、過程控制、邊緣感知不同層級，支撐智能運(yùn)營中心。

1 企業(yè)智能運(yùn)營中心的主要業(yè)務(wù)特點(diǎn)和建設(shè)難點(diǎn)

1.1 打破信息孤島，消除業(yè)務(wù)孤島，實(shí)現(xiàn)流程再造

企業(yè)智能運(yùn)營中心涉及企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的全過程，是企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型和流程再造的重要技術(shù)支撐。構(gòu)建企業(yè)智能運(yùn)營中心的核心目的是消除業(yè)務(wù)孤島。而消除業(yè)務(wù)孤島在信息化層面的關(guān)鍵課題是打破信息孤島，構(gòu)建信息通路，實(shí)現(xiàn)各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的全面感知。

1.2 信息實(shí)時化，決策智能化

企業(yè)智能運(yùn)營中心是能源化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全、本質(zhì)環(huán)保、降本增效的重要抓手。一方面，其對信息加工和傳遞的實(shí)時性提出了非常高的要求；另一方面，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的成熟，如何將其應(yīng)用于企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動進(jìn)而提高決策水平，也成為了重要的課題。

1.3 持續(xù)集成，持續(xù)交付

企業(yè)智能運(yùn)營中心需能根據(jù)企業(yè)當(dāng)前的生產(chǎn)經(jīng)營重點(diǎn)和關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)更新。這意味著要在架構(gòu)層面將界面、業(yè)務(wù)邏輯及數(shù)據(jù)徹底解耦，以適應(yīng)更高的魯棒性和可擴(kuò)展性。

2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的主要應(yīng)用方向

2.1 支撐多場景多業(yè)務(wù)多系統(tǒng)的異構(gòu)數(shù)據(jù)融合

企業(yè)智能運(yùn)營中心能否達(dá)成效果的關(guān)鍵在于企業(yè)的數(shù)據(jù)融合與共享。首先要盤點(diǎn)企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)，梳理企業(yè)級元數(shù)據(jù)，構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄，進(jìn)而依托數(shù)據(jù)模型通過異構(gòu)數(shù)據(jù)融合能力對業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽提。一般情況下，企業(yè)擁有兩大類數(shù)據(jù)源，一是企業(yè)已建的各種應(yīng)用系統(tǒng)，二是現(xiàn)場的儀表及傳感器。對于企業(yè)中各類系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，通過ETL、數(shù)據(jù)API等方式將數(shù)據(jù)接入平臺；對于儀表和傳感器中的物聯(lián)數(shù)據(jù)，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的物聯(lián)感知能力實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)的接入，沉淀企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中集成及全生命周期的管控。通過數(shù)據(jù)即服務(wù)能力，將數(shù)據(jù)服務(wù)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間非侵入式的數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)可視化、大數(shù)據(jù)分析和人工智能。最終實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)模塊之間的數(shù)據(jù)交互復(fù)雜、數(shù)據(jù)融合，支撐企業(yè)智能運(yùn)營中心。

2.2 支撐多維度多目標(biāo)的業(yè)務(wù)過程建模

企業(yè)智能運(yùn)營中心貫通各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的前提是要構(gòu)建一套標(biāo)準(zhǔn)化的企業(yè)模型。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺通過其數(shù)字化建模能力，將企業(yè)生產(chǎn)活動中涉及到的裝置、設(shè)備等實(shí)物本體以及運(yùn)營組織機(jī)構(gòu)對象化、模型化。并基于知識管理工具，將工業(yè)各領(lǐng)域的流程、方法、案例、規(guī)律、經(jīng)驗(yàn)等工業(yè)知識模型化、顯現(xiàn)化，對各類算法、業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行統(tǒng)一管理，構(gòu)建企業(yè)知識庫，實(shí)現(xiàn)知識的復(fù)用與服務(wù)化，進(jìn)而通過知識庫中進(jìn)行各類業(yè)務(wù)活動的信息加工，構(gòu)建“企業(yè)大腦”。

2.3 支撐“千人千面”的數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)

智能運(yùn)營中心涉及大屏、領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙、PC端應(yīng)用和移動端應(yīng)用多種應(yīng)用模式，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將數(shù)據(jù)進(jìn)行模塊化展示，最大程度提高復(fù)用性和獨(dú)立性，降低需求變更帶來的風(fēng)險和工作量，以更便捷、高效的方式構(gòu)建數(shù)據(jù)應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)展現(xiàn)，按照應(yīng)用場景快速組態(tài)成為大屏、領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙和崗位工作臺。同時，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺通過權(quán)限集成、單點(diǎn)登錄方式形成統(tǒng)一的權(quán)限管理體系，通過模塊化實(shí)現(xiàn)應(yīng)用集成、界面集成，增強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)間的協(xié)作能力，提供以崗位為中心的一站式服務(wù)，形成企業(yè)級應(yīng)用商店。實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)功能碎片化，支撐“千人千面”的數(shù)據(jù)化展現(xiàn)。

2.4 支撐業(yè)務(wù)需求變化的快速響應(yīng)

依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將界面、業(yè)務(wù)服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)模塊化、組件化。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的運(yùn)維管理機(jī)制和持續(xù)交付的能力，縮短從需求到交付、端到端流程的周期；通過持續(xù)集成、持續(xù)部署、持續(xù)測試等能力快速響應(yīng)需求變化。

3 ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實(shí)踐案例

某能源化工集團(tuán)通過智能運(yùn)營中心的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了效益動態(tài)測算和優(yōu)化，促進(jìn)了整體效益最大化。通過模型，實(shí)現(xiàn)了效益測算、盈利能力分析以及對營業(yè)收入、利潤總額、資產(chǎn)負(fù)債率等主要財務(wù)指標(biāo)的動態(tài)在線分析，促進(jìn)了全產(chǎn)業(yè)鏈的資源、配置優(yōu)化和公司整體效益最大化。智能運(yùn)營中心可以實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)業(yè)務(wù)運(yùn)行動態(tài)監(jiān)測，提升全業(yè)務(wù)鏈異常監(jiān)測和預(yù)警能力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行的動態(tài)監(jiān)測及預(yù)警，以及對重大安全風(fēng)險、安全隱患、高后果區(qū)、重大危險源風(fēng)險的實(shí)時監(jiān)測預(yù)警。通過將生產(chǎn)調(diào)度與應(yīng)急指揮相融合，以應(yīng)急地圖、應(yīng)急資源、應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急會商、異常信息處置等功能為支撐，進(jìn)一步提升了生產(chǎn)應(yīng)急一體化協(xié)同指揮能力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度日常監(jiān)控分析工作與應(yīng)急的有效協(xié)調(diào)。在宣傳展示方面，運(yùn)用人工智能、大數(shù)據(jù)、智能語音等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對外宣傳展示的智能化講解、交互式語音應(yīng)答，提升了典型場景的智能化展示能力和用戶體驗(yàn)。

按照“總體規(guī)劃、急用先行”的原則，結(jié)合資產(chǎn)劃轉(zhuǎn)情況、信息系統(tǒng)遷移或建設(shè)情況、數(shù)據(jù)的劃轉(zhuǎn)及產(chǎn)生情況，可定制化設(shè)置崗位工作臺，實(shí)現(xiàn)“人手兩張圖”（運(yùn)行監(jiān)控、崗位工作臺）。運(yùn)行監(jiān)控按主題業(yè)務(wù)場景，分步分批、動態(tài)打造，支持公司各級領(lǐng)導(dǎo)的業(yè)務(wù)監(jiān)控及決策需要。崗位工作臺可為領(lǐng)導(dǎo)提供便利的辦公“一站式服務(wù)”。

利用ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)治理工具，集成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)應(yīng)用于一體，滿足標(biāo)準(zhǔn)體系和安全體系等相關(guān)要求，實(shí)現(xiàn)企業(yè)高效、智能生產(chǎn)運(yùn)營的綜合解決方案。將設(shè)備感知數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、文件、音頻視頻等采集得到的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲至關(guān)系型數(shù)據(jù)庫以及非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與存儲集中管控?；诓杉臄?shù)據(jù)構(gòu)建業(yè)務(wù)模型，利用數(shù)據(jù)支撐的應(yīng)用構(gòu)建信息模型，將業(yè)務(wù)模型數(shù)據(jù)通過分析、處理、轉(zhuǎn)換存儲形成信息模型，基于信息模型提供數(shù)據(jù)即服務(wù)能力，結(jié)合可視化工具支撐智能大屏、崗位應(yīng)用、智能應(yīng)用、移動應(yīng)用等應(yīng)用實(shí)踐。智能運(yùn)營中心的建設(shè)過程分為數(shù)據(jù)建模與實(shí)例化、數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換、構(gòu)建數(shù)據(jù)服務(wù)、模塊化構(gòu)建數(shù)據(jù)應(yīng)用及應(yīng)用集成、交付執(zhí)行六步。

3.1 數(shù)據(jù)建模與實(shí)例化

通過構(gòu)建信息模型（基于數(shù)據(jù)展示、交互構(gòu)建的元數(shù)據(jù)）和業(yè)務(wù)模型（基于業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)建的元數(shù)據(jù)），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)展示與業(yè)務(wù)邏輯之間的解耦；構(gòu)建生產(chǎn)經(jīng)營管理、資產(chǎn)完整性、人力資源管理、財務(wù)經(jīng)營管理、發(fā)展戰(zhàn)略管理等8個模塊數(shù)據(jù)模型共537個。對每個數(shù)據(jù)模型選取合適的數(shù)據(jù)庫，按照信息模型和業(yè)務(wù)模型的元數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)例化形成不同的數(shù)據(jù)池，為數(shù)據(jù)集成奠定基礎(chǔ)（見圖1）。

圖1 數(shù)據(jù)建模和實(shí)例化流程

3.2 數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換

通過ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)治理工具，利用ETL、數(shù)據(jù)接口調(diào)用、物聯(lián)采集等技術(shù)手段，將源數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)存儲在不同介質(zhì)類型的數(shù)據(jù)池中為數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及應(yīng)用做支撐。

對已入湖的數(shù)據(jù)按照具體的業(yè)務(wù)需求及業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行分析、處理、轉(zhuǎn)換并將數(shù)據(jù)存儲至基于信息模型構(gòu)建的數(shù)據(jù)池中，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（見圖2）。

圖2 數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換流程

3.3 構(gòu)建數(shù)據(jù)服務(wù)

基于信息模型數(shù)據(jù)池，根據(jù)數(shù)據(jù)交互需求自定義組態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)支撐智能運(yùn)營中心崗位工作臺，為其提供數(shù)據(jù)即服務(wù)的能力，支撐各應(yīng)用模塊間數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，讓數(shù)據(jù)持續(xù)產(chǎn)生價值（見圖3）。

圖3 構(gòu)建數(shù)據(jù)服務(wù)流程

3.4 模塊化構(gòu)建數(shù)據(jù)應(yīng)用

智能運(yùn)營中心的數(shù)據(jù)應(yīng)用從客戶端類型的角度一般可分為大屏應(yīng)用、PC端應(yīng)用和移動端應(yīng)用。利用模塊化的方式將智能運(yùn)營中心各界面中的數(shù)、圖、表組件化，最大程度提高復(fù)用性和獨(dú)立性，降低需求變更帶來的風(fēng)險和工作量，以更快捷、高效的方式快速構(gòu)建數(shù)據(jù)應(yīng)用（見圖4）。

圖4 模塊化構(gòu)建數(shù)據(jù)應(yīng)用

3.5 應(yīng)用集成

通過ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺承載工業(yè)應(yīng)用，構(gòu)建智能運(yùn)營中心崗位工作臺，可實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一權(quán)限、統(tǒng)一審計以及各類應(yīng)用之間的單點(diǎn)登錄及統(tǒng)一身份認(rèn)證；集中管理業(yè)務(wù)模塊的界面資源，統(tǒng)一應(yīng)用授權(quán)；集中審計配置、標(biāo)準(zhǔn)化日志格式、多維度統(tǒng)計分析等（見圖5）。

圖5 應(yīng)用集成

3.6 持續(xù)交付

通過ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的持續(xù)交付能力，利用企業(yè)數(shù)據(jù)湖、知識庫和數(shù)據(jù)可視化的能力，精準(zhǔn)定位需求變更點(diǎn)，可以在不影響其他部分的同時，在最短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)無感知變更。

智能運(yùn)營中心因其業(yè)務(wù)特點(diǎn)，需要經(jīng)常根據(jù)企業(yè)整體的運(yùn)營要求發(fā)生變換，有可能是關(guān)注的數(shù)據(jù)或分析維度、分析算法、展現(xiàn)形式發(fā)生了變化。該企業(yè)的智能運(yùn)營中心因?yàn)闃I(yè)務(wù)關(guān)注點(diǎn)的變化常需更新在不下線且不影響其他模塊的情況下，通過持續(xù)交付，月均變更達(dá)到百余次。

3 結(jié)語

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺已成為新一代信息通信技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的基礎(chǔ)設(shè)施。利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建企業(yè)智能運(yùn)營中心，可以幫助企業(yè)打通從研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理到營銷服務(wù)的各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，提升企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平。

ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺致力于成為面向石油和化工行業(yè)全產(chǎn)鏈自主可控的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，成為新一代信息通信技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的基礎(chǔ)設(shè)施。ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為企業(yè)構(gòu)建智能工廠、智能油氣田、智能物流、智能服務(wù)站等行業(yè)應(yīng)用提供支持，滿足行業(yè)內(nèi)不同類型企業(yè)的需求，且能夠支撐流程行業(yè)研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、營銷服務(wù)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，是信息物理系統(tǒng)（CPS）在石油和化工行業(yè)的具體實(shí)現(xiàn)，是流程制造數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的關(guān)鍵引擎。

在高速發(fā)展的信息化時代，新一輪工業(yè)革命已經(jīng)到來，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的工業(yè)“新底座”，將助力數(shù)字工業(yè)進(jìn)入快車道?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的快速融合和共享，實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)化、服務(wù)化、業(yè)務(wù)化，讓數(shù)據(jù)持續(xù)產(chǎn)生價值，推動企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。