基于ProMACE工业互联网平台构建企业智能运营中心的应用实践

刘玉龙

（石化盈科信息技术有限责任公司，北京100007）

关键字：ProMACE 智能运营中心 工业互联网平台 数据治理

中国能源化工行业正处在产业升级的关键时刻，行业发展面临供需矛盾突出、清洁生产压力加大、安全生产要求严格、生产经营成本上升等问题。国企、地方炼厂、合资企业、民营企业的多样化市场格局正在形成，产业转型升级与数字化技术蓬勃发展的机遇相融合，为能源化工企业应对外部挑战提供了新的动力。随着能源化工企业规模的不断扩张，企业的生产日益复杂多样，管理压力陡升。如何实时获取企业运行情况、优化生产结构、实现业务联动成为众多企业面临的难题，而智能运营中心的建设为企业解决管理难题提供了有效途径。基于新一代数字技术的智能运营中心不仅能够实现基于经营数据的效益分析预测，更能深入生产一线，联通每一个设备、每一次操作，实现生产的监测和优化，助力企业智能化卓越运营。

石化盈科信息技术有限公司（简称“石化盈科”）深耕能源化工行业信息化领域近20年，形成了面向能源行业的工业互联网平台ProMACE。以业务中台、数据中台、技术中台三大中台为支撑基础，以工业数字化、工业物联、工业大数据和AI、工业实时优化四大工业引擎为驱动，利用工业互联网平台，将工业应用、工业知识与工业数据彼此解耦，从而使工业知识和工业数据在企业内实现共享与流通，再利用平台在全局层面进行贯通，最终实现“数据＋平台＋应用”的融合与统一。通过数据治理，梳理数据资产，将业务数据化、资产化，通过工业互联网平台打通数据链路，沉淀数据资产，形成企业数据资源中心。以数据为基础，纵向贯通经营管理、生产管控、过程控制、边缘感知不同层级，支撑智能运营中心。

1 企业智能运营中心的主要业务特点和建设难点

1.1 打破信息孤岛，消除业务孤岛，实现流程再造

企业智能运营中心涉及企业生产经营的全过程，是企业进行数字化转型和流程再造的重要技术支撑。构建企业智能运营中心的核心目的是消除业务孤岛。而消除业务孤岛在信息化层面的关键课题是打破信息孤岛，构建信息通路，实现各个业务环节的全面感知。

1.2 信息实时化，决策智能化

企业智能运营中心是能源化工企业实现本质安全、本质环保、降本增效的重要抓手。一方面，其对信息加工和传递的实时性提出了非常高的要求；另一方面，随着大数据、人工智能技术的成熟，如何将其应用于企业的生产经营活动进而提高决策水平，也成为了重要的课题。

1.3 持续集成，持续交付

企业智能运营中心需能根据企业当前的生产经营重点和关注点进行持续更新。这意味着要在架构层面将界面、业务逻辑及数据彻底解耦，以适应更高的鲁棒性和可扩展性。

2 工业互联网平台的主要应用方向

2.1 支撑多场景多业务多系统的异构数据融合

企业智能运营中心能否达成效果的关键在于企业的数据融合与共享。首先要盘点企业数据资产，梳理企业级元数据，构建企业数据资产目录，进而依托数据模型通过异构数据融合能力对业务系统数据进行抽提。一般情况下，企业拥有两大类数据源，一是企业已建的各种应用系统，二是现场的仪表及传感器。对于企业中各类系统中的数据，通过ETL、数据API等方式将数据接入平台；对于仪表和传感器中的物联数据，通过工业互联网平台的物联感知能力实现实时数据的接入，沉淀企业数据资产，实现数据的集中集成及全生命周期的管控。通过数据即服务能力，将数据服务化，实现系统间非侵入式的数据交互、数据可视化、大数据分析和人工智能。最终实现各业务模块之间的数据交互复杂、数据融合，支撑企业智能运营中心。

2.2 支撑多维度多目标的业务过程建模

企业智能运营中心贯通各业务领域的前提是要构建一套标准化的企业模型。工业互联网平台通过其数字化建模能力，将企业生产活动中涉及到的装置、设备等实物本体以及运营组织机构对象化、模型化。并基于知识管理工具，将工业各领域的流程、方法、案例、规律、经验等工业知识模型化、显现化，对各类算法、业务逻辑进行统一管理，构建企业知识库，实现知识的复用与服务化，进而通过知识库中进行各类业务活动的信息加工，构建“企业大脑”。

2.3 支撑“千人千面”的数据可视化展现

智能运营中心涉及大屏、领导驾驶舱、PC端应用和移动端应用多种应用模式，利用工业互联网平台将数据进行模块化展示，最大程度提高复用性和独立性，降低需求变更带来的风险和工作量，以更便捷、高效的方式构建数据应用。实现数据展现，按照应用场景快速组态成为大屏、领导驾驶舱和岗位工作台。同时，工业互联网平台通过权限集成、单点登录方式形成统一的权限管理体系，通过模块化实现应用集成、界面集成，增强应用系统间的协作能力，提供以岗位为中心的一站式服务，形成企业级应用商店。实现应用系统功能碎片化，支撑“千人千面”的数据化展现。

2.4 支撑业务需求变化的快速响应

依托工业互联网平台将界面、业务服务、数据服务模块化、组件化。通过工业互联网平台的运维管理机制和持续交付的能力，缩短从需求到交付、端到端流程的周期；通过持续集成、持续部署、持续测试等能力快速响应需求变化。

3 ProMACE工业互联网平台实践案例

某能源化工集团通过智能运营中心的建设，实现了效益动态测算和优化，促进了整体效益最大化。通过模型，实现了效益测算、盈利能力分析以及对营业收入、利润总额、资产负债率等主要财务指标的动态在线分析，促进了全产业链的资源、配置优化和公司整体效益最大化。智能运营中心可以实现重点业务运行动态监测，提升全业务链异常监测和预警能力，实现生产运行的动态监测及预警，以及对重大安全风险、安全隐患、高后果区、重大危险源风险的实时监测预警。通过将生产调度与应急指挥相融合，以应急地图、应急资源、应急预案、应急会商、异常信息处置等功能为支撑，进一步提升了生产应急一体化协同指挥能力，实现生产调度日常监控分析工作与应急的有效协调。在宣传展示方面，运用人工智能、大数据、智能语音等先进技术，实现对外宣传展示的智能化讲解、交互式语音应答，提升了典型场景的智能化展示能力和用户体验。

按照“总体规划、急用先行”的原则，结合资产划转情况、信息系统迁移或建设情况、数据的划转及产生情况，可定制化设置岗位工作台，实现“人手两张图”（运行监控、岗位工作台）。运行监控按主题业务场景，分步分批、动态打造，支持公司各级领导的业务监控及决策需要。岗位工作台可为领导提供便利的办公“一站式服务”。

利用ProMACE工业互联网平台数据治理工具，集成数据采集、数据存储、数据建模、数据应用于一体，满足标准体系和安全体系等相关要求，实现企业高效、智能生产运营的综合解决方案。将设备感知数据、业务系统数据、文件、音频视频等采集得到的结构化、半结构化、非结构化数据存储至关系型数据库以及非关系型数据库，实现数据采集与存储集中管控。基于采集的数据构建业务模型，利用数据支撑的应用构建信息模型，将业务模型数据通过分析、处理、转换存储形成信息模型，基于信息模型提供数据即服务能力，结合可视化工具支撑智能大屏、岗位应用、智能应用、移动应用等应用实践。智能运营中心的建设过程分为数据建模与实例化、数据采集及转换、构建数据服务、模块化构建数据应用及应用集成、交付执行六步。

3.1 数据建模与实例化

通过构建信息模型（基于数据展示、交互构建的元数据）和业务模型（基于业务逻辑构建的元数据），实现数据展示与业务逻辑之间的解耦；构建生产经营管理、资产完整性、人力资源管理、财务经营管理、发展战略管理等8个模块数据模型共537个。对每个数据模型选取合适的数据库，按照信息模型和业务模型的元数据进行数据结构的实例化形成不同的数据池，为数据集成奠定基础（见图1）。

图1 数据建模和实例化流程

3.2 数据采集及转换

通过ProMACE工业互联网平台数据治理工具，利用ETL、数据接口调用、物联采集等技术手段，将源数据按照业务模型进行数据采集，并将数据存储在不同介质类型的数据池中为数据的转换及应用做支撑。

对已入湖的数据按照具体的业务需求及业务规则进行分析、处理、转换并将数据存储至基于信息模型构建的数据池中，完成数据转换（见图2）。

图2 数据采集和转换流程

3.3 构建数据服务

基于信息模型数据池，根据数据交互需求自定义组态数据服务支撑智能运营中心岗位工作台，为其提供数据即服务的能力，支撑各应用模块间数据交互，实现数据可视化，让数据持续产生价值（见图3）。

图3 构建数据服务流程

3.4 模块化构建数据应用

智能运营中心的数据应用从客户端类型的角度一般可分为大屏应用、PC端应用和移动端应用。利用模块化的方式将智能运营中心各界面中的数、图、表组件化，最大程度提高复用性和独立性，降低需求变更带来的风险和工作量，以更快捷、高效的方式快速构建数据应用（见图4）。

图4 模块化构建数据应用

3.5 应用集成

通过ProMACE工业互联网平台承载工业应用，构建智能运营中心岗位工作台，可实现各类应用统一认证、统一权限、统一审计以及各类应用之间的单点登录及统一身份认证；集中管理业务模块的界面资源，统一应用授权；集中审计配置、标准化日志格式、多维度统计分析等（见图5）。

图5 应用集成

3.6 持续交付

通过ProMACE工业互联网平台的持续交付能力，利用企业数据湖、知识库和数据可视化的能力，精准定位需求变更点，可以在不影响其他部分的同时，在最短的时间内实现无感知变更。

智能运营中心因其业务特点，需要经常根据企业整体的运营要求发生变换，有可能是关注的数据或分析维度、分析算法、展现形式发生了变化。该企业的智能运营中心因为业务关注点的变化常需更新在不下线且不影响其他模块的情况下，通过持续交付，月均变更达到百余次。

3 结语

工业互联网平台已成为新一代信息通信技术与实体经济深度融合的基础设施。利用工业互联网平台构建企业智能运营中心，可以帮助企业打通从研发设计、生产制造、供应链管理到营销服务的各个业务环节，提升企业数字化、网络化、智能化水平。

ProMACE工业互联网平台致力于成为面向石油和化工行业全产链自主可控的工业互联网平台，成为新一代信息通信技术与实体经济深度融合的基础设施。ProMACE工业互联网平台为企业构建智能工厂、智能油气田、智能物流、智能服务站等行业应用提供支持，满足行业内不同类型企业的需求，且能够支撑流程行业研发设计、生产制造、供应链管理、营销服务各业务环节，是信息物理系统（CPS）在石油和化工行业的具体实现，是流程制造数字化、网络化、智能化的关键引擎。

在高速发展的信息化时代，新一轮工业革命已经到来，工业互联网平台作为数字经济时代的工业“新底座”，将助力数字工业进入快车道。基于工业互联网平台实现异构数据的快速融合和共享，实现企业数据资产化、服务化、业务化，让数据持续产生价值，推动企业数字化转型。