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抓关键树标杆,工业互联网从数据中探索未知

作者:人工智能    来源:未知    发布时间:2020-04-09 01:13    浏览量:

物联网、大数据、人工智能,这些信息前沿技术如何应用在传统的油气领域?智慧工程作业、智慧注采生产……寄云科技这些看得见、摸得着的智慧油气案例给出了响亮的答复。作为中国领先的工业互联网平台提供商,寄云科技在2019振威石油展上一经亮相就吸引了众多追寻油气数字化升级方案的行业人士目光。展会期间,中国能源网等行业媒体有幸采访到了寄云科技总裁时培昕博士,其“抓关键、迎挑战、树标杆,持续做深、做专智慧油气应用”的观点,给当前火热却又让人无从下手的智慧油气指明了方向。

近日,产业界顶级会议2018工业互联网峰会在北京隆重召开,峰会由工业和信息化部指导,中国信息通信研究院、工业互联网产业联盟联合主办。寄云科技创始人CEO时培昕博士在峰会首日工业互联网平台分论坛中发表了题为“连接、洞察、优化”的演讲,指出工业互联网是从数据中探索未知的必备基础,同时工业互联网实现洞察也离不开数据和机理的结合,并分享了寄云NeuSeer工业互联网平台在工业领域的应用。

抓关键落地智慧油气需重视行业知识

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从整体来看,我国工业互联网在油气领域的应用还处于初期阶段,但在国内以寄云科技为代表的专业服务公司已经展露头角。时培昕博士认为工业互联网技术同具体的行业知识相结合是落地智慧油气应用的关键。他分享道“会展现场有人提出今年是智慧油气的元年,但我可以自豪的说,在这场油气行业数字化‘大赛’发令枪响以前,寄云已经‘跑了好几圈了’,因为两年多来寄云已经进行了多个智慧油气实际项目工作。

工业互联网从数据中探索未知

同时,寄云在数年前的早期就开始进行充分的基础IT技术积累,构建了寄云NeuSeer工业互联网平台,覆盖云计算、工业物联网、工业大数据等能力。目前石油这个专业分支领域的IT、大数据支撑能力对我们来说也已经不是什么问题。比如,能不能处理海量数据,像寄云在一个能源集团项目上处理的数据点,大概是每秒钟300万到400万点。这个量这么大,我们也根本不担心处理不了,我们已经做好了扎实的IT技术积累。

时培昕博士指出,虽然目前管理、流程、工艺已经精益化,但工业企业还是有太多未知问题,集中在效率、质量、成本、安全等几大方面。以质量分析为例,维度多、实时性强、数据量大、时间跨度大是最大特征,传统手段面对这些问题已经力不从心。以工业互联网平台为基础,构建智能分析决策体系,能够从企业经营管理、企业运营管理和生产作业管理等数据中探索未知,为现有业务系统提供辅助决策。

但是做油气工业互联网应用,最关键是怎么结合工业的知识解决工业问题。寄云的做法是,一方面不断加大油气行业专家在人才队伍中的占比,二方面是在实际项目中协同客户一起用工业互联网的思维和方法解决各种问题。”工业互联网技术在油气领域具有丰富的应用场景,涵盖上中下游。目前寄云科技在油田服务领域已有多个成功的实践。

时培昕博士认为,工业互联网的精髓可以浓缩成六个字“连接、洞察、优化”。同时,时培昕博士还指出,工业领域当前普遍存在协议众多、数据量大、数据质量恶劣等问题,给工业企业带来数据采集、数据处理和存储、数据分析和建模、工业应用开发等多方面的挑战。工业互联网正是对这些问题“对症下药”。

寄云NeuSeer平台专注智慧油气

寄云NeuSeer平台的“连接·洞察·优化”

据了解,工业互联网是物联网、大数据和人工智能等信息化技术与工业深度融合所形成的新兴业态和应用模式,它基于实时物联网和工业生产数据,通过大数据分析和人工智能等先进技术实现对资产工作状态的分析、诊断和预测,实现性能的提升,进而提高生产的稳定性、降低生产异常概率、提高运营效率,进而提升企业的经营能力。

寄云NeuSeer平台是国内首个进行公开测试的工业互联网平台,已经进入工信部首期工业互联网平台考察之列。此前,寄云科技作为中国工业互联网产业联盟成员,还参与工信部信通院《工业互联网平台白皮书》的编写。这一切都离不开寄云科技矢志不渝的在自己的平台、产品和服务中,践行工业互联网“连接·洞察·优化”的真谛。

寄云NeuSeer工业互联网平台专注智慧油气的落地与应用,平台提供快速构建针对勘探、开发、生产、管输等不同环节的各种工业互联网应用的能力,并通过实时的数据采集、存储、分析、建模,实现智能的工程作业和智慧安全的油气生产,提高设备可靠性和生产的效率,降低生产风险。平台在以下几个方面为油气行业带来革命性创新:

1、“连接”可以很简单-物联网关实现工业互联

寄云NeuSeerEdge工业物联网平台为工程作业现场(钻井、修井、录井、测井等)、生产井现场高效、就地、实时监控优化处理、“物-物、物-平台、物-人”随时互联交互创造了条件。

寄云NeuSeer工业互联网平台是寄云科技的核心,由寄云NeuSeer Edge工业物联网网关、寄云NeuSeer Stack开发和分析平台、寄云NeuSeer Apps工业应用组成。寄云NeuSeer Edge工业物联网网关赋予了工业现场设备和系统的互联网能力,通过屏蔽底层工业协议的复杂性解决了工业领域“连接”的问题。

寄云NeuSeerstack工业互联网应用开发平台提供的云计算、微服务等技术与理念,为建设针对不同工程场景的统一的工业互联网应用开发规范、可全员参与快速迭代开发、可随时随地按需服务的工业互联网平台建设创造了条件。

2、“洞察”不只是大数据-数据和机理的结合

寄云NeuSeerStack平台还提供数据湖、工业大数据分析平台等,不仅可以实时处理、分析、优化海量且具有复杂关联的动静态工程数据,为设备运行(钻井设备、修井设备、注采设备、地面集输处理设备)、工程技术作业、井生产等场景提供全生命周期、全流程、全系统高效实时动态管理,并通过DaaS实现跨专业的共享和安全访问。

寄云NeuSeer Stack开发和分析平台的基础数据平台简化了复杂数据流的处理,尤其时序数据库解决了海量、实时、时序工业数据的存储和查询难题。在提到寄云NeuSeer工业大数据分析平台时,时培昕博士着重指出其最大特色也是其设计原则就是数据和机理的结合,这也是“洞察”的关键。单纯的机理驱动无法实现对未知的判断,而单纯的数据驱动工作量极大,可能无法实现。

基于平台开发的工程分析上的人工智能等寄云NeuSeerapps应用,可在现有工程理论的基础上,实现知识经验的准确沉淀和优化,更能对设备运行状态、工程技术作业过程、油气生产关键性能等指标进行预测,真正实现智慧油气田。

为了实现数据和机理的结合,寄云科技在二者的人才队伍的建设上也是并驾齐驱,既有经验丰富的飞机发动机等高端工业领域分析博士、技术主管,也有大数据、云计算等行业领军企业资深人士加入。对于工业企业选择工业互联网服务商方面,时培昕博士建议一定要考察团队在行业和信息化人才的配置。

迎挑战智慧油气打通数据利生态

3、“优化”要有的放矢-多领域的场景化应用

时培昕博士也明确指出了工业互联网在油气领域应用过程中面临的挑战,他直言“目前很多智慧油气项目落地的过程并不一帆风顺,主要原因是很多‘功课’大家都没有做到位。比如,国外的装备厂商在设计阶段时就有延续性的设计理念,有非常清晰的FMEA(失效模式与影响分析)表格,它会告诉你设备会出现什么类型的故障,出现这一类故障有可能是什么原因导致的。我们如果有这种表格,放到现在的监测系统里,就可以和真正采到的油温、震动信号结合起来做全面诊断。但现在的实际情况是很多设备商压根没有这种理念,也给不出这个表格,更多是给一些故障记录,甚至连故障记录都给不了。

目前,寄云NeuSeer工业互联网平台服务方案重点应用在轨道交通、电力能源、智能制造等领域,覆盖数字化产线、质量优化、运营效率优化和设备健康管理等场景。“隔行如隔山”用在工业领域毫不为过,这也是寄云科技丰富的多行业、多场景的落地应用的最大心得之一。同时,这也是寄云科技重视数据和机理结合的原因之一。时培昕博士现场通过玻璃盖板智能生产线、盾构机故障分析和地质装备远程维护等案例,为大家直观的阐述了多领域场景化落地的巨大差异。

这种不足对智慧油气的落地带来了很多的障碍。比如做RUL预测的前提是要求你能够知道这个设备的设计寿命是多少,比如泵上的活塞钢圈,其实厂商应该给一个通过科学方式获取的产品生命时间,但很多厂商提供的设备生命数值并不可靠,甚至不能提供产品寿命值。有些时候,我们只能从这些设备和配件的繁杂维修记录中去提取数据并进行统计估算其设计寿命。同时,为了能够持续对这些设备进行监测,我们可能还需要帮助客户增加各种不同的传感器,用这种方式来弥补设备本身的缺憾。

对于工业互联网公司,或者对于寄云科技来说,有了一个强大的工业互联网平台并不是成功的顶点,而是走向成功的起点。一个接一个的成功应用案例,是寄云NeuSeer平台在工业互联网领域不断成功、突破的有力证据。未来,寄云NeuSeer工业互联网平台在越来越多的成功项目,以及上下游产业链合作伙伴的共同努力之下,为中国的工业互联网、智能制造事业做出更多贡献。

这种方式也有一定的局限性,而且设备用户也需要投入更多,最重要的是这种方式对设备商来说是联系松散的,设备使用者得到的数据无法反馈到设备商的产品设计环节,本来这些数据能够给设计端一个足够强的说服力指导产品的优化与迭代。”

时培昕博士对行业的未来发展也提出了建议,“无论是设计、生产、制造、服务,这几个环节都得把相应的数据打通,这样油气行业业主才能从智慧油气方案中获得更精准的数据与决策建议。在工业互联网时代,装备制造商更要有全流程、全产业链、体系化的发展和产品设计理念,如此才能与上下游的合作伙伴、客户紧密联系在一起,不断提升产品竞争力,并逐步的将自己的产品融入到工业互联网时代中去。”

寄云科技已经在帮助一些石油机械装备制造商进行类似的解决方案落地。比如,在给某钻机厂商提供配套时,寄云不光是要解决物联网数据上云之后怎么去展示、存储、建模,还要解决一些常规的诸如泵、电机等设备的故障诊断问题,同时,一些高难度的故障溯源、预测也在深入的应用过程中。这些设备数据,在经过方案升级之后,就可以与设备设计等环节打通,对未来的产品设计、制造和服务提供决策依据。

树标杆智慧油气专业方案频落地

尽管面临各种挑战,但寄云科技依然凭借扎实的IT技术实力和不断积累增强的智慧油气行业经验,为多个石油机械装备、油田等提供了成功的解决方案。比如,寄云科技利用工业互联网技术帮助某油田用户解决原油乳化问题便是一个经典案例。

据了解,在某油田石油开发生产过程中,原油乳化现象日趋严重,容易造成黏度升高,严重影响油井产量、原油质量、采收设备的性能与运行寿命,增加采油和集输成本。增加破乳剂,实施破乳降黏措施,使油水两相分离,改善其流动性,是传统解决办法。这种办法存在乳化的监控、预测和预防难度较大的挑战。

寄云科技采用工业互联网思维和技术给出了完整的解决方案。首先,通过工业物联网对产量指标、ESP实时指标(电流、扬程、振动、温度等)、破乳剂相关指标以及操作调整相关指标(频率、油嘴、套嘴等)数据进行采集,然后构建变点检测模型,检测到了人工观察都容易忽略的细微的趋势变化,通过实时计算能准确反映乳化严重程度的自定义特征,使用相关数据对模型的结果进行验证,确认模型的准确性,最后对采取添加破乳剂等措施的井的破乳效果进行评价并给出相应建议。

寄云科技做深智慧油气应用

虽然工业互联网技术在油气领域已有典型成功应用,但整个行业在认知方面确实还有一些不到位的情况。在谈到油气领域主动寻求智慧油气方案的情况时,时培昕博士坦言:“智慧油气的热度是有目共睹的,寄云本身也接待了不少的寻求相关解决方案的客户,但更多的行业人士依然持观望态度,毕竟大多数人不想‘做第一个吃螃蟹的人’,他们希望看到足够多的案例来印证这个事情。但石油石化本身案例就会非常散。比如,乳化分析解决问题的方法不见得在脱水的环节就能照搬照用。但相比其他刚刚起步的服务商,我们是有拿得出来的实际项目案例的,所以至少目前来看有类似需求的客户与我们合作的意愿是比较强烈的。”总体来看,工业互联网技术在油气领域的发展前景是巨大的,虽然目前行业发展挑战重重,但这也恰恰说明了行业未来的发展潜力。

千里之行,始于足下。未来随着工业互联网技术的进一步发展,寄云科技“帮助工业行业客户利用先进的IT技术提高生产效率,改进产品设计,降低运营成本,迈向‘中国制造2025’”的初心也一定会实现。我们也期待寄云科技通过工业互联网技术在油气领域全产业链的应用,提高行业效率,转化新的动能,为我国油气勘探开发利用做出更多贡献。

寄云科技简介:

寄云科技目前在北京、西安均设有研发中心,拥有雄厚的智力资源。目前已有百余名员工,高级技术人员比例高于70%:

由众多博士和博士后组成的专业的数据分析团队,提供基于机理、统计和人工智能的精细化的数据分析,实现设备的智能诊断、钻采生产优化的分析。

多位来自Schlumberger、Landmark、中石油、GE、西门子和PTC的资深技术主管,丰富的自动化开发和实施经验。

多位核心成员来自天睿、甲骨文、阿里巴巴,有非常丰富的海量数据处理、分析建模的经验。

多位来自IBM、HP、华为的产品总监、架构师。

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