石油石化行业数字化转型
来源：IDC，石化盈科，石油石化行业数字化转型白皮书，2021年10月
优化能源结构布局绿色发展
国家提倡大力发展绿色经济，作为碳排放主要行业之一，石油石化行业在实现节能环保、清洁生产方面有着义不容辞的责任，企业应高度重视绿色经济下的双碳目标，探索突围之道。
企业层面：通过现状评估、目标制定与减排举措，企业可实现更为高远的绿色和减排目标。借助数字技术，企业可实时监测及管控碳排放，优化生产环节，实现能效提升、模式升级。通过绘制减排成本曲线，企业可选择最优的减排路径，赋能组织加快绿色转型。
IT层面：技术升级是驱动产业升级的重要手段。在双碳目标下，企业需积极利用云计算、人工智能、大数据、物联网、数字孪生等技术直接或者间接降低能耗，节约资源。通过搭建工业互联网平台，发挥云边端协作能力，优化生产流程，促进数据、业务、技术的能力复用，加快传统信息系统的改造和上云；通过科学控制高污染、高危险的业务环节，企业可降低能耗强度和资源利用效率，实现业务绿色可持续发展。
石油石化行业数字化转型势在必行
在国内外宏观环境之下，石油石化行业面临着安全、绿色、可持续发展等方面的严峻挑战，数字化转型的急迫性日益增强。中国石油石化企业在科技革命和产业变革交汇前夕，加强数字化转型的顶层设计，大力应用和实施工业互联网平台，提升技术装备数字化水平，在关键领域实施自主创新，是应对全球性竞争、捍卫市场地位的必经之路。
石油石化企业必须抓住全球新一轮科技革命与产业变革的机遇，实施创新驱动发展战略，增强企业的科技创新能力，打造技术先导型公司，加速石油石化企业数字技术升级，提高企业韧性，实现敏捷、高效运营。
同时，新冠疫情的爆发、极端天气等倒逼石油石化企业加速数字化转型，提高对于多变的市场环境的响应能力和适应能力。通过数字技术，增强企业弹性运营的能力，可以帮助石油石化企业更好地应对油价和全球供应链的波动，在复苏的市场中抢占先机。
未来的石油石化企业
实现未来石油石化企业绿色、敏捷、高效、可持续的目标，可分别从业务的数字化和管理的数字化入手。
关键业务数字化
资源开发
后疫情时代世界能源需求复苏，油气作为传统能源品消费量稳步回升。虽然长期能源结构将向清洁能源过渡，但在快速发展的中期，油气勘探开采在保障能源供应方面仍将发挥不可或缺的作用。
当前，勘探生产主要集中在资源富集地块。而未来，随着地下条件更加复杂，勘探难度逐渐增大，油气藏信息的地震反演难度加大。由于油气地震勘探各环节数据孤立、单体价值低、共享程度低、资源开发企业无法充分挖掘和利用数据价值、实现规模与集群效应，这对提升油气数据分析精准度和产能目标至关重要。面对高速的技术迭代及日趋激烈的市场竞争压力，油气田开发面临准确而敏捷地测算储量信息、确认地质甜点分布、选择开采方式以及量化环境影响等问题。企业必须降低勘探时间与成本，精细化勘探数据管理，提高勘探准确性，从而高效高质量进行资源开采，数字化开采将是整个行业关注的重点。另外，对于勘探开发的钻机等重型机械，设备维修周期长，停机成本高昂，企业需要加强预测性检修和资产设备管理，提高设备性能和降低维护成本。
管道储运
油气管网是保障油气供应的重要基础设施，是实现能源消费转型革命的重要支撑。近年来，我国油气管网基础设施建设稳步推进，截至2020年底，油气管道总里程累计超过14万千米。但相较于欧美发达国家，我国的油气管网铺设普及率仍然较低，负荷率高，参与主体较少。为支撑高速的能源需求增长，未来的10-15年将是油气管网建设的高峰期，其中天然气管道的铺设将成为发展重点，助力我国能源低碳化发展。随着油气管道规模的扩大、主干线并网运行、基础设施第三方开放、油气托运商机制建立、市场化进程的推进，数据共享将成为搭建“全国一张网”的基础。管网运营企业需要搭建安全的数据共享网络，智能监控管道负荷压力等运行状态，确保全天候机器人智能巡检，保障油气管道及站点的安全性，提高运输效率。
除管道运输外，油气物料的运输还可包括水运、陆运等物流环节。其中，海运船舶主要涉及大型原油运输船和液化天然气LNG船等，海运已成为我国大宗原油和天然气进口的主要方式。受制于地理条件以及人为因素干扰，海运途中不确定性多，同时涉及水污染和大气污染排放的问题，如若发生泄漏事故或不良作业，开展救援难度较大，考虑到可能造成的对海洋生态的不可逆破坏，救援行动分秒必争。另外，随着近年来船舶数量的增加和规模货运量的增加，运输网络不断扩大。海事组织对于油气船运的安全和排污标准要求越发严格，而监管范围和难度也不断加大。油气水路运输需要借助数字化手段尽快实时监测船上设备状态、追踪污染排放、消除安全隐患、保障船只人员安全、减小对海洋生态的影响。
另外，陆运也是油气产品在国内分销的主要方式之一，例如液化石油气LPG,液化天然气LNG等产品的槽车、罐箱、铁路运输等。多样化的灵活物流形式帮助了企业开发终端用户，但同时，随着运输车队规模的增加和运输网络的扩张，物流规划、安全监测、事故应急救援和全流程污染排放监控等难度也在加大。面对跨区域长距离的运输，油气陆运需统筹生产及终端用户管理，消除资源错配和盲区，智能分析运力，提高物流运输效率。同时，企业需要加强数据收集、集成处理及共享能力，实时监控路途车辆状态，保障运输安全，在发生车辆侧翻、油品泄漏或爆炸等事故时及时响应并派出抢修队伍，提高救援效率。企业还需要实时监控和管理运输途中的污染排放，以满足越来越严格的排放标准。
炼油化工
炼油化工是石油石化企业增加价值、增长利润的中心环节，是提高石油石化企业竞争力的重要领域。炼化企业核心竞争力与高效流程化管控息息相关。炼化装置工艺技术复杂、因果关系变量不稳定影响生产装置稳定运行，各环节对连续性生产的高要求决定着工厂需要实时掌握原料性质和变化。企业需要借助数字技术，重构炼化一体化模型，合理规划企业生产计划，迭代优化生产过程，实时掌控和调节各环节物料投放和再利用。
同时，炼化项目的建设涉及规划、设计、开发、实施和交付。炼化项目的建设方需增强一体化EPC建设的理念，在追求高质量高效的项目交付的同时，同步建设数字化底座，为工厂数据一体化管理打基础。通过建立企业级大数据分析平台，炼化企业可全局规划生产，同时将应急管理由事后处置升级为事前预测预警。
炼厂的设备维护同样面临着技术迭代，产能升级，新旧设备更新换代的挑战。企业需要增强资产设备绩效管理，降低设备运维成本，提高设备运行周期。通过数字技术，企业可以对设备进行全生命周期智能管理、诊断与优化运行状态，延长设备寿命、提高装置自动化控制率、数据采集率、监控报警点覆盖率等。
安全作为炼化生产的重点，贯穿在工厂的每个环节，其中物料储存和管理是安全监控的重点。企业需要加强自动化管理和监控浓酸和强碱等危化品，帮助企业在安全环保的前提下实现效益最大化。
产品销售
我国石油石化行业品种丰富，产业链长，参与主体多元化，用户需求呈多样化特征。目前，石油石化用户端（包括最终客户和产业链上其他参与主体）信息庞杂、互通性差，现有的碎片化消费端信息难以支持企业管理层进行全面的战略数据洞察，区域化零散数据资产难以实现价值倍增。
石油石化企业在产品销售领域存在企业级和个人消费两种不同的业务形态，针对企业级市场，应运用数字技术提高产销协作水平和衔接效率，采用“一户一策”等营销措施，满足客户个性化需求，并促进C2M反向定制和生产销售运营一体化；针对个人用户，由于终端消费者对油品零售场景日益挑剔，油品销售企业正在积极推进以灵活部署的模式推进新零售。随着油气改革，市场逐步开放，准入制度完善，如何高效智能地进行数据管理及洞察将成为企业销售环节成功与否的关键。油品销售企业应加强大数据分析，构建全渠道融合的新零售模式，创新营销方式，推进平台经济，打造全渠道融合的“人·车·生活”生态圈，为客户提供灵活性更高、经济性更好的综合服务。
运营管理数字化
生产管控
对于资源勘探企业，其开采区块分布广泛，所处自然环境多样，提高生产效率对于各环节数据收集分析的实时性和可控性提出挑战。随着成熟区块产量触顶逐渐下降，新老油田都面临着生产成本升高与效益降低。油气开发难度日益增加，勘探开发逐渐走向内陆腹地和大洋深处。井下作业、海上钻进平台作业对数据传输的实时性要求越来越严格。同时，地震信息解析的难度和数据量的增加，井下生产数据采集的时效性和可视化也面临挑战。
对于炼油企业，目前行业面临着整体加工能力过剩、资源对外依存度高、增长受限、企业利润空间承压等结构性挑战。在炼油产品结构上，劣质原油加工能力不足，中低加工中小型高耗能企业多，而大型集约化节能型企业逐渐起步，炼油行业整体向低碳化转型的难度较大。化工企业同时面临产业结构问题，目前我国化工生产主要集中在低端层次，通用产品市场布局饱和利润空间受限，而高新材料、装备及技术高度依赖国外进口，自主技术研发进展较慢，化工后端高附加值产品布局不足。
具体到炼化生产流程，如何高效保障生产安全，绿色低碳，优化炼化流程、降低生产成本将决定企业效益。而对于整体产业链结构性问题，炼化企业还面临着企业优化、区域优化、产业链优化等问题，如何最大化各区域及产业链环节的协同作用，加强创新能力，在行业转型的进程中优化产业布局，提升效益将决定企业未来的发展。
安全环保
随着石油石化行业逐步迈向高质量发展，既要重“量”更要重“质”，企业对生产安全性、可持续性要求越来越高，企业所承担的环保及社会责任也越来越大。对于能源生产，随着增产保供压力的增加，增产扩能工程加速，钻井机组、录井修井队伍和承包单位面临着连续性作业、超强度运转的压力。同时，风险勘探开发进入地质条件更为复杂的探区和地层、深度和压力增加，特别是在海洋深水领域，事故风险不可避免地增加。
对于炼化业务，由于城镇化进程中炼化工厂的分布缺少严格的规划管控，部分炼化企业分布在人员密集的沿江、沿海以及沿公路地区。考虑到周边人民群众生命财产安全，炼化企业面临着越来越严格的运行标准和排污防控要求，尤其是在近年炼化工厂水污染排放、沙漠排污、输油管道溢油、油品储罐爆炸着火等事件发生后。
因此，实时监控设备运转情况、安全的远程监控高危作业区域、实时地监控污染排放情况、规范作业人员操作是降低生产储存过程中的事故风险的关键。随着环境、社会和企业治理理念的深入，石油石化企业需要在生产经营过程中，根据各类产品工艺流程，进行碳排放统计分析、检测盘查和趋势预测等，促进企业优化产品结构，需要更加严格的监测和控制生产运输过程中污染物的排放，降低碳排放。
业财融合
除了运营数据外，石油石化企业的内部财务核算也往往伴随着大量的数据的产生。不统一的核算标准及指数增长的数据量给企业财务会计数据处理带来极大挑战。企业成本管控压力要求财务人员增强分析能力，从记账转变为与业务部门合作，更好地理解和分析财务数据，对比和分析各炼化环节运营成本信息，识别降本机会，更好地辅助生产运营。
同时，为实现从核算财务向经营财务转型的目标，石油石化企业需要打造高效集成的财务处理系统，搭建可视化的企业资金图谱，解析资金流向，运用数据分析支持经营生产决策，扩充财务职能，加强资金风险智能化防范、资金流向动态监控方面的能力。
人力资源
能源生产各环节涉及到人力配置需要实时监控和及时的资源调配，以提高生产效率和调整生产计划。石油石化企业的人力资源管理涉及多个生产及支持部门，统筹管理难度较大。油气生产作业地通常远离城市中心，炼化过程中常涉及高危化学品，保障人员安全是第一要素。企业需要识别高危但附加值低的环节，运用机器人替代人力，降低人员危害并提高劳动效率。另外，油气市场劳动力的转变也为企业管理带来多维度的挑战。随着劳动力由中年龄段向年轻化过渡，对于工作年限较长，技术熟练的老员工来说，其知识经验缺乏模型化沉淀和复用。企业需要提升老员工对数字技术的理解和运用，帮助人才提升技能，并将知识体系化地传递给新一代的工程师。而对于年轻一代，随着其承担起更多的管理责任，企业也需要转变薪酬模式、激励机制体系，采用更为现代化的管理方法。
随着自动化程度的提高，在能源生产各环节部署数字化需要以人为本，促进人机协作和远程分布式操作。企业急需寻找高效增加员工的数字化知识储备的方法，使其熟悉人机交互操作环境，在实操过程中持续发掘可优化环节，确保人员能够安全文明、健康高质量地工作。
重塑数字化架构创新发展模式
石油石化行业关系到国民经济命脉，在数字时代企业需要重塑组织架构、业务流程和技术基座，广泛连接内外部资源，抓住数字经济时代石油石化行业数字化转型的关键战略入口，培养可持续竞争力。
面向技术的企业数字化基础架构
数字化基础架构是支撑未来石油石化企业业务的基石，是面向多云架构、承载新兴技术应用的平台。未来基础设施将以数据为核心，充分利用云计算等技术帮助企业最大化释放技术价值，充分赋能业务。数字化转型在各行业不断加速，这无疑将重构企业未来的数字化基础架构，石油石化企业也不例外。过去，企业对于数字化基础架构的诉求更多是支撑底层业务，而未来数字化基础架构将更多与企业的前沿业务互动，其价值从IT层面进一步渗透到业务层面，在提供更高可靠性的同时，帮助企业真正地提高生产和管理效率。集成的信息管理中心可提高客户体验，节约成本，并为各业务部门的创新型应用保驾护航。
未来石油石化企业为保证业务的可持续、稳定发展，必须在基础架构层面，有效投资于以云计算为基础，实现无处不在的部署和智能化运营的数字化基础架构，在此架构的基础上，不断的进行技术升级，将云原生技术融入基础架构的建设和行业应用开发的全流程中，以实现企业层面一致的弹性与安全管理，并且源源不断地增强和改进，实现IT资源的优化与充分利用。具体体现在：
将智能油田、智能工厂概念运用在构建智能勘探、炼化流程之中⸺利用数字孪生、云计算等技术，将企业关键数据和应用程序迁移到云端，聚合企业通用技术能力，建立数据技术中台，从而支撑业务数字化。
打造虚拟协作工作空间，帮助石油石化企业提高运营效率，增强业务韧性，保证业务的连续性。
利用人工智能/机器学习驱动的分析，充分采集和利用生产运营过程中产生的数据，为创新数据平台奠定基础，促进敏捷开发，消除业务瓶颈，形成数据驱动的决策框架。
面向业务的数据全周期管理
随着能源领域的加速变革，石油石化企业数字化方向包含：积极制定和实施大数据战略，建立数据资源中心，挖掘海量能源数据资源价值，健全数据资产管理体系，用数据驱动管理变革和转型升级。企业转型重点包括：如何充分运用平台获取的海量能源数据资产，运用数据挖掘技术，唤醒沉睡的数据，对数据进行解构、重组、再造。
石油石化企业需要系统性梳理数据的储存、数据量、数据的现有利用方式和未来需求。以数据为要素进行生产和管理的数字化、智能化升级，实现业务数据化到数据资产化的转变，优化与创新发展模式。目前，大数据分析、人工智能等新兴技术正在加速石油石化行业的数字化转型，挖掘数据价值是加速石油石化行业数字化转型的重要驱动力。
面向组织的智能化弹性决策
随着石油石化行业数字化建设深入发展，企业内外部网状立体的连接纵横交错，海量多维的数据每天都在产生，既有来自于勘探开发、炼化生产过程中的数据，也有安全合规等日常管理的数据，只有通过高效协同和精细化运营，搭建灵活高效的IT基础架构，石油石化企业才能激活发展新动能。未来，基于数据的运营管理创新、产品服务创新和商业模式创新将会越来越普遍。
未来石油石化企业将统筹协同产业链各环节，优化能耗及工艺，搭建智慧运营体系。从勘探开发到生产和输出，企业需要对工艺流程和生产过程精细化运营，对各类能源系统分散数据有效采集，集中调度管理，保障能源供需平衡。聚焦效益最大化和资源利用最大化，采用人工智能、大数据、增强现实、机器人等新技术，在企业原有生产营运指挥系统功能基础上建设企业智能运营中心，提升智能化运营分析、协同优化、监测预警、调度指挥、科学决策等方面的支撑能力，推进组织变革、优化创效，提升实时化、可视化、协同化、精益化管理水平，打造实时监测、智能分析、智能运营的生产运营指挥新模式。
未来运营将步入弹性运营阶段。石油石化企业将通过数据分析，云端调控，做出直达业务流程和资产的快速决策，指导生产调控实现弹性运营。石油石化企业运营面临着专业度高、工艺流程复杂、产业链长、设备资产总量大、应用场景复杂等行业特点，这意味着综合全面的石油石化企业需要针对产业链各环节制定不同标准，对设计规划、工程建设、工厂运营、产品销售进行积极的数字化改造。
运营的智能化也将是石油石化行业转型的方向。以人工智能应用为例，随着人工智能在石油石化行业应用的加速落地，大量的新应用场景已经由过去实验性采用阶段转变成行业的“标准配置”，除了人机交互、图像识别等跨行业通用场景之外，石油石化企业也在开发符合自身需求具有行业属性的应用场景。
同时，随着管理者观念的改变，石油石化行业的投资决策也将更加注重对云计算运营数据管理的投入，旨在帮助企业更好地认识和利用运营数据。