海上油气建设项目工程物资数据分析平台的建设及应用研究

文｜倪学莉

工程信息化系统的建设是企业数字化转型过程中的重要组成部分，其中工程材料、设备的费用评估是项目管理的重要组成部分，其在保证工期计划、质量安全、投资效益等方面起到了举足轻重的作用。建立一个工程物资数据分析信息系统，实现工程物资数据的及时、准确，数据管理的规范、高效，可以实现工程物资数据智能化分析。它满足了企业快速查询、对比、分析工程物资价格的需求，为工程设计方案评估和降本增效提供支持，实现企业数字化转型和智能化改造。本文分析了基于海上油气建设项目特点的工程物资数据分析平台的建设及应用研究。

一、引言

在大数据时代，人工智能技术的发展和多源数据的获取为项目工程费用评估分析带来新的解决方案。海上油气工程在项目建设与管理实施中，积累了大量工程物资数据，数据量庞杂，技术参数完整度不高，而且这些数据一直处于分散自存储状态。如何将这些数据进行统一规范管理，在项目费用评估分析过程中提供新型数据服务基础，实现快速对标和专业信息共享，是企业亟需解决的问题。

本文在梳理分析海上油气建设项目工程物资数据和项目费用评估工作需求等基础上，使用“数据采集-数据处理-数据存储-数据分析”四层架构，采用大数据技术、人工智能技术，建设海上油气工程物资数据管理与智能分析平台。该平台的建设，有助于对企业线上或线下的高价值数据进行统一规范存储和管理。并集成多种统计分析方法和深度学习算法，能够在数据到分析的服务链条上使用工程物资结构化和规范化数据，实现项目采办费用评估的流程化和智能化，提高项目费用管理的工作效率和评估精度。

二、工程物资数据分析平台设计思路

开发一套适用于项目费用评估管理的“工程物资数据分析平台”，提供全方位、多角度、深层次的工程物资数据分析，利用大数据技术，提升数据分析的速度。

建立工程物资数据采集途径与数据清洗规范，通过设计、构建符合海上油气项目特点的工程物质数据应用分析模型，梳理、优化、完善物资数据间关系，对物资数据进行统一存储和管理，实现工程物资数据规范化管理。

采用多种统计分析方法和算法，分析项目费用评估影响因素，实现工程物资的价格指标计算和趋势等各类分析，满足费用评估精度。

三、系统平台整体架构

工程物资数据分析平台遵循SOA架构，B/S结构,在平台内部，采用模块化、组件化的思想对系统的业务逻辑和流程进行组织和管理，交互通过消息总线和服务总线，建立起符合大数据架构的、开放的、可扩展、统一的平台框架。

采用“数据采集-数据处理-数据存储-数据分析平台”四层架构的工程物资数据综合分析设计方案，实现与相关平台的连接和数据抓取，共同构成海油工程物资大数据架构基础，并且底层数据可通过接口实现交互。

系统平台具备完善的访问控制策略，具备优秀的网络架构，能够保证数据的即时性、唯一性。

四、主要功能与关键技术

系统遵循SOA架构，B/S结构,采用SpringCloudAlibaba技术栈进行开发编写和基于SpringCloud的Web微服务框架，前后端分离技术应用，数据存储使用Mysql、Redis等数据库混合存储框架，页面交互采用可组件化的Vue进行展示，以Restful接口的方式提供基础服务。

工程物资数据分析平台包括数据检索、数据分析（包括当前数据分析、数据权重分析、数据趋势分析、数据对比分析等）、数据管理等3个主要的功能模块。

（一）数据检索功能

基于分布式、可扩展、高实时的Web搜索与数据分析引擎，支撑检索结果展示及数据分析。

（二）数据管理功能

以工程物资名称、物资编码、技术属性为基础，建立工程物资数据标准模板，对各专业工程物资数据进行采集、清洗、转换、存储，对采集的工程物资数据进行规范化管理，实现了工程物资信息的及时、准确，数据管理的规范、高效，提供统一的工程物资数据应用服务。

（三）数据分析

实现当前工程物资数据的对比分析、趋势分析、权重分析、预测分析等多种形式分析服务。不同的分析服务采用的分析计算模型不同，对应的数据资源类型也有所不同。实现分析维度的前端页面发布和展示，并支持对工程物资进行专业、技术属性等分析维度的筛选。

为实现上述功能，本平台采用了以下几种分析算法模型。

1.工程物资数据分析算法模型

平台嵌入了多种算法模型，包括工程物资数据预测分析模型、对比分析模型、权重分析模型等。通过数据、算法和计算推动工程物资数据智能计算和分析，从而实现“数据分析驱动的工程物资数据管理”。

2.工程物资数据权重分析模型

工程物资数据权重分析采用层次分析法，是将与数据分析相关的因素进行分解，建立层次结构模型，形成目标、准则等层次，在此基础上进行定性和定量计算分析的一种方法。

在对项目费用进行评估时，影响工程物资价格的因素很多，比如各关键技术参数对工程物资价格的影响，其权重也不同。根据工程物资价格影响因素，通过物资各关键技术参数对影响物资价格的因素进行分析，并采用层次分析法计算物资数据权重并进行评价，对各关键技术参数的相对重要性进行估测（即权数），即工程物资各关键技术参数的重要程度。

3.工程物资数据预测分析模型

回归分析法，用于工程物资价格预测方法。其任务是设定影响因子，如材料、采购数量、项目规模等，通过对影响因子和物资的历史数据进行统计分析，确定工程物资价格和影响因子之间的函数关系，分析其发展趋势，从而预测出可能的发展结果。

4.工程物资数据对比分析模型

通过对工程物资关键技术参数的各期价格数据，对基期价格数据的变化趋势的分析，对工程物资价格进行预测，可以展示工程物资价格的变化情况，为工程物资数据对比分析提供重要参考依据。

基于趋势分析的结果，可以预测物资未来价格的变化趋势，并对同一工程物资不同时期、不同关键技术参数数据进行对比分析展示。

五、工程物资数据分析平台项目实施效果

工程物资数据分析平台结合“数据整合、应用集成”等技术，集接口、存储、管理驾驶舱、灵活分析、预测分析等功能为一体，使系统具有高度灵活性和可扩展性，提升了企业的工程物资数据管理能力。

平台建立了工程物资数据标准，汇集和规范了各专业工程物资数据，实现了工程物资数据的标准化采集，提供了统一规范的工程物资数据应用服务。

平台还建立了一个工程物资数据智能分析系统，提供了全方位、多角度、深层次的数据分析能力，实现了工程物资的权重分析、统计回归分析、趋势分析等数据分析服务，有力支撑了在项目设计阶段、工程投标阶段的工程项目费用评估。

六、结语

工程物资数据分析平台是海油工程规范化工程物资数据管理和智能化数据分析的工具，具有自主知识产权，有效解决了项目费用评估工作阶段各项数据服务需求，并提供了新路径与新方法。工程物资数据分析平台将多来源、多类型的物资数据集成进来，为深度挖掘物资数据价值提供抓手。平台通过对物资采办历史上积累的大量数据进行采集和规范管理，嵌入多种数据分析方法和深度学习算法，提供了多样化、多维、多层次工程物资数据分析服务，实现了项目费用评估的流程化和智能化，最终帮助企业更好更快速地完成项目费用评估工作，体现了企业的核心竞争优势。