數(shù)字技術(shù)的進步，數(shù)字化成本的下降，以及設(shè)備連接范圍的拓寬，為能夠充分利用數(shù)字化變革的上游油氣企業(yè)提供了一個真正的競爭的機會。長期低迷的經(jīng)營環(huán)境和不溫不火的經(jīng)營收益使公司將這種機會變成一種需求，數(shù)字化變革能夠為油企節(jié)省數(shù)百萬美元成本，最重要的是，使企業(yè)上億美元的資產(chǎn)利用和配置更加智能和高效。
是什么在阻礙公司實現(xiàn)數(shù)字化呢？除了技術(shù)性因素之外，經(jīng)常是混雜的數(shù)字阻礙了公司的走向成熟的變革。公司可以從戰(zhàn)略定位出發(fā)，來評估每一項業(yè)務(wù)的數(shù)字化程度，并確定實現(xiàn)特定業(yè)務(wù)目標(biāo)的數(shù)字化步伐。更為重要的是，它可以推動實現(xiàn)一個長期將核心資產(chǎn)數(shù)字化的目標(biāo)，并且最終形成一種新的運營模式（從字節(jié)到桶油的進程）。
在一系列的石油天然氣行業(yè)的數(shù)字化變革中，本文首先展示德勤的數(shù)字運營轉(zhuǎn)型（DOT）模型—它以網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)字文化為核心，解釋了10個不同階段的數(shù)字化變革歷程，并且用它來確認物探開發(fā)、鉆井和油氣開采的前景價值。
在數(shù)據(jù)驅(qū)動分析上，雖然有些業(yè)務(wù)板塊較為領(lǐng)先，比如地震勘探在分析和可視化信息中遙遙領(lǐng)先開發(fā)鉆井，而油氣生產(chǎn)板塊仍然在努力探測數(shù)十年之久的老井或者利用一些老的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。總體來說，我們可以從數(shù)字化領(lǐng)先的公司吸取經(jīng)驗，他們在資產(chǎn)和資產(chǎn)模型方面發(fā)生了巨大的變化。對于石油天然氣行業(yè)來說這樣做得到的回報將是相當(dāng)大的–只要資本生產(chǎn)率提高1％就可以幫助抵消累計350億美元的損失（數(shù)據(jù)來自2016年上市的上游、油田服務(wù)和綜合公司報告）
數(shù)字化大潮來襲
數(shù)字化技術(shù)幾乎正在幫助各個行業(yè)改寫其運營格局，而石油天然氣行業(yè)不能再甘于人后。數(shù)字化的潛在優(yōu)勢已經(jīng)非常明顯：生產(chǎn)率的提高，更安全并節(jié)約成本等。此外，對于正在應(yīng)對油價疲軟和收益不溫不火的的石油天然氣企業(yè)來說，采用數(shù)字化技術(shù)的一個最大優(yōu)勢就在于可以減緩并更好應(yīng)對行業(yè)衰退的傾向。
然而，數(shù)字世界的快速變化，不同技術(shù)之間相互依賴，甚至同一技術(shù)的無法統(tǒng)一名稱的情況使得行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)化變得困難。例如，從2000年至2016年期間，曾經(jīng)被列在Gartner’sHype Cycle中的200多項技術(shù)中，超過50項技術(shù)只出現(xiàn)了一年隨即消失，然而另外一些花了幾年時間才被主流所應(yīng)用。
德勤咨詢公司從排名前五的科技期刊中抽取了5000份文章并展開分析，形成了數(shù)字化大洪水模型。突出的技術(shù)如人工智能和機器學(xué)習(xí)、增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實，在優(yōu)勢方面，他們幾乎沒有區(qū)別并高度依賴于對方。但結(jié)果是：技術(shù)本身、邊緣化收益，以及沒有邊際、不能估量的數(shù)字化投資等相關(guān)因素導(dǎo)致轉(zhuǎn)化成本增加。
雖然新數(shù)字技術(shù)的快速模型（“盡早失敗，快速失敗，學(xué)習(xí)更快“）在很多領(lǐng)域是可以被接受，但是對于資本密集型的企業(yè)，如石油天然氣行業(yè)，是不能完全依靠試錯或采取多技術(shù)路線來解決一個問題�！跋M品行業(yè)和IT公司知道早起的鳥兒有蟲吃，但是石油和天然氣公司寧愿成為第二個吃螃蟹的人。這是因為，第一個采用新的創(chuàng)新技術(shù)就意味著高成本投入�！币晃簧嫌萎a(chǎn)品的高管表示。
此外，目前在石油石化行業(yè)的數(shù)字化推廣往往很窄，并且采用自下而上的技術(shù)語言。怎么樣才能幫助這個行業(yè)形成一種結(jié)構(gòu)化的，自上而下的方法，這不僅是為了應(yīng)對數(shù)字化大潮，還可以幫助石化行業(yè)高管完成一個綜合性的、公司級別的數(shù)字化轉(zhuǎn)型策略。簡單地說，這種方法應(yīng)該回答三個關(guān)于數(shù)字化的戰(zhàn)略問題：“今天你的數(shù)字化程度如何？”“你應(yīng)該怎樣數(shù)字化？”和“怎樣才能變得更加數(shù)字化？”
破解數(shù)字化大潮
考慮到不同的起點和一系列不同的選擇，石油和天然氣公司可能從一個持續(xù)統(tǒng)一的框架中受益，幫助他們實現(xiàn)近期商業(yè)目標(biāo)，階段性的衡量自身的數(shù)字化進程，更為重要的是，使他們能夠最終轉(zhuǎn)變其業(yè)務(wù)核心和真正的資產(chǎn)和商業(yè)模式。
數(shù)字化運營轉(zhuǎn)化（DOT）模型按照這樣一個路線圖，它有10個里程碑的數(shù)字化進程。在這個模型里，它將網(wǎng)絡(luò)安全和組織的數(shù)字特質(zhì)作為核心，將一個階段到另一個階段的大進展視為達成具體業(yè)務(wù)目標(biāo)。雖然對于特定的資產(chǎn)或者業(yè)務(wù)來說，這個過程理論上會在第10步結(jié)束，但是應(yīng)該將其擴展并形成一個循環(huán)，以包括更廣泛的資產(chǎn)或業(yè)務(wù)部門，最終包含整個公司的生態(tài)系統(tǒng)、供應(yīng)鏈和外部的股東。
首先第一步，行業(yè)公司將使用液壓、氣動、或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)機械化。這使得人們能夠及時預(yù)測、并為一些故障設(shè)備做好相關(guān)的準(zhǔn)備。接下來的進程就是從現(xiàn)實情況中獲取信息（物理狀態(tài)到數(shù)字領(lǐng)域），通過傳感設(shè)備以及IT網(wǎng)絡(luò)對信息數(shù)據(jù)進行傳輸。通過這樣，石油和天然氣公司可以根據(jù)現(xiàn)場的情況進行快速響應(yīng)和遠程監(jiān)控操作。
下一個突破可以在公司打破學(xué)科之間的壁壘之后完成，實現(xiàn)隱藏的生產(chǎn)收益，提高數(shù)據(jù)的可用性，并確定新的可創(chuàng)造價值的領(lǐng)域。為此，數(shù)字化轉(zhuǎn)化應(yīng)該整合不同數(shù)據(jù)（使用云解決方案、服務(wù)器、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等），利用最新的計算機和平臺（例如，大數(shù)據(jù)分析、可穿戴設(shè)備和交互式工作站）分析可視化數(shù)據(jù)來擴充決策（例如自學(xué)機）。
通常，在石油和天然氣領(lǐng)域，數(shù)字化思維和敘述方式通常在數(shù)據(jù)驅(qū)動的想法萌生時就止步了。但要成為數(shù)字化領(lǐng)袖，公司應(yīng)該考慮將其核心資產(chǎn)進行更新?lián)Q代（鉆機，設(shè)備，平臺和設(shè)施等）。換句話說，應(yīng)該通過關(guān)閉現(xiàn)實-數(shù)據(jù)-現(xiàn)實循環(huán)來完成進程中的最后三階段，來實現(xiàn)從字節(jié)到桶油的轉(zhuǎn)變。
這一階段從機器人化的設(shè)備設(shè)施開始，并逐步發(fā)展到改進新產(chǎn)品來提升設(shè)備的精確性，可靠性和設(shè)計。最終，該階段結(jié)束時，通過創(chuàng)建數(shù)字化雙線和數(shù)字線程來虛擬化整個資產(chǎn)基礎(chǔ)，這不僅延長資產(chǎn)的使用壽命，而且從長遠來講，還能開展新的業(yè)務(wù)和資產(chǎn)模型。數(shù)字化雙線、線程愿景將不可避免地引發(fā)思考，促成跨組織和跨平臺工作流程將成為必然，這也是許多數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最大瓶頸。
如前所述，一旦這個現(xiàn)實-數(shù)字-現(xiàn)實的循環(huán)覆蓋了資產(chǎn)，該循環(huán)就可以重新啟動，并擴大到包含特定業(yè)務(wù)線或地理位置的資產(chǎn)系統(tǒng)，最終是關(guān)聯(lián)整個供應(yīng)鏈和股權(quán)持有人。一個安全的、抗風(fēng)險系數(shù)高的、有彈性的綜合網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險管理計劃，和組織文化（或數(shù)字DNA）使得數(shù)字化轉(zhuǎn)化仍然是模型的核心。使用該模型，當(dāng)前上游行業(yè)的各個版塊將映射其數(shù)字化地位，確定上游企業(yè)為近期實現(xiàn)近期和遠期目標(biāo)而可能采取的數(shù)字化發(fā)展方向，并為勘探，開發(fā)和油氣生產(chǎn)的重要決策提供解決方案。
為上游作業(yè)評估數(shù)字化轉(zhuǎn)化之路
雖然數(shù)字化程度因公司而異，但總體來說，整個行業(yè)的勘探業(yè)務(wù)數(shù)字化程度先于鉆井和油氣生產(chǎn)。于此同時，積累幾十年的地球科學(xué)認識和先進的成像技術(shù)有助于勘探，而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)和遺留資產(chǎn)基礎(chǔ)分別限制了鉆井和生產(chǎn)部門的數(shù)字化進程。
但是，并不是勘探領(lǐng)域的所有部門的數(shù)字化都處于領(lǐng)先地位。同樣，鉆井和生產(chǎn)中也有少部分部門正在適應(yīng)并準(zhǔn)備好進行數(shù)字化的飛躍。接下來的內(nèi)容不會詳細介紹每個分支部門，而是討論每個部門（地震成像，開發(fā)鉆井和生產(chǎn)作業(yè)）中的主要子部分，主要是他們中最需要數(shù)字轉(zhuǎn)換或具有最高的創(chuàng)造價值的潛力部分。
1. 地震成像
地震成像 - 業(yè)界80多年來一直用來評估和成像新的復(fù)雜地下地層的方法 - 主要處于DOT框架中數(shù)據(jù)分析和可視化的高級階段。由于標(biāo)準(zhǔn)化的地質(zhì)數(shù)據(jù)和格式，公司對先進算法的投資以及向高性能計算機的發(fā)展，軟件可以在幾秒鐘內(nèi)分析數(shù)千口井的地球科學(xué)數(shù)據(jù)，從而解釋了該領(lǐng)域的分析優(yōu)勢。例如，埃克森美孚公司正在使用地震成像技術(shù)來預(yù)測致密儲層裂縫的分布情況，從而幫助其提高流量并優(yōu)化井位。
同樣，在成像領(lǐng)域，油企已經(jīng)使用三維技術(shù)建立地質(zhì)和速度模型，解釋結(jié)構(gòu)和地層情況，在分析深度圖像上取得了長足進展。實際上，部分公司已經(jīng)開始使用延時技術(shù)在四維模型上將投產(chǎn)后產(chǎn)量的變化數(shù)據(jù)納入到油氣藏分析中來。甚至更有一些公司已經(jīng)將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用到地震成像中，以提高三維物體空間成像的可視度。例如，加拿大卡爾加里大學(xué)的一個研究團隊就使用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等優(yōu)化輔助“蒸汽輔助中立泄油技術(shù)（SAGD）”，更好地模擬三維空間內(nèi)的油氣藏資源。
那應(yīng)該到此止步了嗎？近來油價的回升在當(dāng)下仍在影響著油氣企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)。除了關(guān)注前沿陣地的新興技術(shù)，企業(yè)的短期規(guī)劃已經(jīng)變?yōu)檫m度擴縮資源，其中包括次商業(yè)的、接近柘竭的部分。因為它們的經(jīng)濟效益一直在降低，并且持續(xù)消耗著企業(yè)內(nèi)部的關(guān)鍵性資產(chǎn)。美國德文能源（Devon Energy）公司的CEO戴夫·哈格（Dave Hager）在接受采訪時說道：“鑒于目前更為集中的資產(chǎn)基礎(chǔ)和略微好轉(zhuǎn)的財務(wù)狀況，我們更愿意投入至價值更高的資源中，將多余的部分投資運用到最佳項目上�！�
那么目前最緊要的是什么？僅僅在美國，就有65%的生產(chǎn)井是邊際井，每日只生產(chǎn)不到10 bbl（約等于128～142公斤）的原油。同樣，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)開發(fā)的P2儲量占到了P1儲量的一半。
油公司和油服公司在上游資源上的不匹配正是造成這種“優(yōu)質(zhì)”和“劣質(zhì)”資源之間形成差距的原因。截止2017年7月，超過1250家的上游資產(chǎn)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)被賣出，剩余100家在三年內(nèi)還沒有找到賣家。
如何減少這樣的差距或是發(fā)現(xiàn)新領(lǐng)域內(nèi)的增長點呢？企業(yè)家們應(yīng)該考慮在“圖像增強輔助技術(shù)”這一方面多做嘗試。機器在分析解釋地質(zhì)情況時會通過迭代學(xué)習(xí)，將相關(guān)的條件、影響因素、模式、關(guān)系和場景自行統(tǒng)一起來分析。例如，一家地質(zhì)資料解釋公司就將認知領(lǐng)域方面的內(nèi)容引入到日常工作流，將主成分分析法和自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聚類算法）結(jié)合起來分析地震屬性相關(guān)的烴類指標(biāo)。
當(dāng)企業(yè)在制定數(shù)字化戰(zhàn)略時，也必須考慮到“圖像增強輔助技術(shù)”能否在地震成像和“數(shù)據(jù)分析”、“專家解釋”達成平衡。地震數(shù)據(jù)資料的分析是基礎(chǔ)性工作，但它也隨著地質(zhì)科學(xué)家對視覺認知的研究而發(fā)展。在赤道幾內(nèi)亞，一家服務(wù)商就將認知工作流和色彩空間想結(jié)合，優(yōu)化視覺體驗，提高個人的認知能力。在得到更科學(xué)的解釋成果后，油公司能更加多地了解新區(qū)塊的信息，分析其前景和預(yù)期產(chǎn)量。
當(dāng)在地震建模和解釋中引入數(shù)據(jù)和儲層周期時，認知技術(shù)的優(yōu)勢會成倍顯現(xiàn)。尤其是在競爭相當(dāng)激烈的美國頁巖氣市場，地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)獲取了大量的正鉆井和生產(chǎn)井的數(shù)據(jù)資料。
2. 鉆井技術(shù)
利用數(shù)字化運營來整合鉆井的數(shù)據(jù)資料，目前還處于萌芽階段。許多已開發(fā)出的分析平臺還不能夠建立標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范并統(tǒng)計多家供應(yīng)商的數(shù)據(jù)。在鉆井施工流程中，有15項工藝步驟有其獨立的生產(chǎn)目標(biāo)，整個行業(yè)中有超過300家油服企業(yè)有上百件專利設(shè)備、工具、軟件，規(guī)范化數(shù)據(jù)模式的缺乏證明了整合的重要性，其結(jié)果也是行業(yè)內(nèi)的企業(yè)不能支持PB級別的數(shù)據(jù)。阿帕奇（Apache Corp.）公司的高級鉆井工程師邁克爾·伯南克（Michael Behounek）表示：“當(dāng)在現(xiàn)場同時有井控系統(tǒng)、生產(chǎn)信息電子化平臺、現(xiàn)場相關(guān)服務(wù)商（錄井、固井）時，如果不能整合數(shù)據(jù)，現(xiàn)場立馬就會出現(xiàn)問題�！�
對于行業(yè)而言，想要持續(xù)提高效率并降低成本，打破運行管理的數(shù)據(jù)壁壘是至關(guān)重要的。過去五年間，以平臺井為例的作業(yè)技術(shù)上的進步，幫助將鉆井平均周期從35天下降至15天。但是目前作業(yè)上的進步趨勢在放緩（主要體現(xiàn)在鉆井天數(shù)和美國頁巖氣每部鉆機新井作業(yè)情況上）。如果想取得更大的進展，就需要數(shù)字化技術(shù)的介入。
在當(dāng)前低盈利還要持續(xù)的行業(yè)大氣候下，上游的油公司和油服公司都在致力于作業(yè)技術(shù)上的進步以獲取更多利潤，同時也需要考慮在數(shù)字化技術(shù)上的共同投入。雙方需要在數(shù)字化技術(shù)解決方案上找到投資回報的贏利點，相互配合形成一體的工作流，防止黑客利用分散的工作流進行破壞，一旦如此，利潤也會隨之減少。整個行業(yè)的創(chuàng)新步伐也會因此受挫。斯倫貝謝公司副總裁賈斯汀·洛恩斯（Justin Rounce）直言：“企業(yè)很難持續(xù)向不能獲得價值回報的技術(shù)投資”。
要想獲得贏利，企業(yè)自身也需要制定出適用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。但是，也需要考慮到其復(fù)雜性和整體的時間周期。標(biāo)準(zhǔn)制定協(xié)會就花了近四年來完成PPDM（專業(yè)石油數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）的試點計劃和WITSML（單井信息轉(zhuǎn)化成文檔結(jié)構(gòu)的代碼）。上游公司想要實施數(shù)字化戰(zhàn)略，必須和第三方合作以整合鉆井工程數(shù)據(jù)，搭建框架，并確保能夠安全運行。阿帕奇公司就在美國21個鉆井現(xiàn)場搭建了數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)，從井控系統(tǒng)、錄井系統(tǒng)、固井設(shè)備處實時監(jiān)控和分析數(shù)據(jù)。
一旦突破這個瓶頸，數(shù)字化戰(zhàn)略就會取得較大突破。對油公司而言，僅單井投資就可減少3億美元的支出。而對油服公司來說，可創(chuàng)收上億的利潤，尤其是在以下幾個方面：井眼軌跡優(yōu)化、提高鉆時、降低磨阻、改善設(shè)備運行、鉆柱振動等方面。傳統(tǒng)公司一般會擇優(yōu)選幾個項目做試點計劃，然而在數(shù)字化戰(zhàn)略中則會從公司層面進行一體整合實現(xiàn)價值最大化。
BHGE公司就嘗試開發(fā)在海上鉆井平臺上運行的高級數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，以節(jié)約20%的成本。該公司計劃利用數(shù)據(jù)分析優(yōu)化鉆井過程，包括建立新的績效指標(biāo)、分析驅(qū)動系統(tǒng)的高頻特點，評估關(guān)鍵設(shè)備的使用強度。在鉆井現(xiàn)場獲得的數(shù)據(jù)會傳輸?shù)疥懮系难邪l(fā)中心，研究人員會通過預(yù)測算法發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生的振動問題、溫度問題等。這會比傳統(tǒng)的自動運行系統(tǒng)早好幾周提前發(fā)現(xiàn)問題。
盡管在鉆井作業(yè)中引入“圖像增強輔助技術(shù)”和發(fā)展線性和非線性方案（例如自動調(diào)整鉆壓）還存在一定爭議，但企業(yè)應(yīng)該思考從一體化層面解決問題。明確問題并解決問題，才能在未來真正實現(xiàn)自動化鉆井方案。斯倫貝謝的“未來鉆井計劃”就正在使用第三方公司提供的開源架構(gòu)整合多個系統(tǒng)。
對于工程情況復(fù)雜的、現(xiàn)場運行時間長的，需要多個相關(guān)方配合協(xié)調(diào)的項目而言，推動使用一體化鉆井分析應(yīng)用平臺能夠降低成本和時間。將鉆井工程設(shè)計和工藝技術(shù)引入主傳感系統(tǒng)內(nèi)，傳感器可以處理復(fù)雜數(shù)據(jù)。
3. 油氣生產(chǎn)
與勘探、鉆井有所不同，在油氣生產(chǎn)板塊，油企現(xiàn)有的大部分為“棕地”（被廢棄閑置的，未得到充分利用的工商業(yè)設(shè)施）油氣井站、設(shè)備、控制系統(tǒng)等。全球大約有40%的石油和天然氣資源已被開發(fā)并使用超過25年。事實上，約有175個區(qū)塊已經(jīng)被開采超過100年以上�？紤]到油氣產(chǎn)量開采的可持續(xù)性和最關(guān)鍵的現(xiàn)金流問題，從業(yè)者發(fā)現(xiàn)他們始終在砸錢改造、升級、維護的無限循環(huán)中。簡而言之，石油行業(yè)的一系列重資產(chǎn)都是傳感設(shè)置配備少、數(shù)字化程度低、極易受到網(wǎng)絡(luò)襲擊的。
在許多由聯(lián)合股份制企業(yè)投資的區(qū)塊內(nèi)，由于單井的開發(fā)周期和改造升級所消耗的成本都使得這部分重資產(chǎn)的“現(xiàn)代化”步伐相當(dāng)遲緩�！皩崿F(xiàn)對產(chǎn)量數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測對于建設(shè)方來說并不是新理念，但事實上只有大型和超大型的企業(yè)能夠負擔(dān)這一開支，甚至也只能監(jiān)控到60%到70%的油氣井站�！币患覍ｉT提供油氣行業(yè)數(shù)據(jù)分析的公司高管這樣說道。
解決這個問題在當(dāng)下刻不容緩。對于許多企業(yè)來說，投資新項目可能造成的現(xiàn)金流不暢和成本上浮的問題，已迫使他們改變了經(jīng)營目標(biāo)，由企圖開發(fā)新區(qū)塊來獲得贏利，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)化已開發(fā)的區(qū)塊，且控制總投入�？捣乒镜腃EO萊恩·蘭斯就總結(jié)道：“目前油企行業(yè)的首席財務(wù)官應(yīng)該將‘低資本投入’視為工作的第一宗旨�！�
但數(shù)字化戰(zhàn)略應(yīng)該如何在油公司的現(xiàn)有板塊內(nèi)實施呢？是選擇一個大而泛包含所有的投資計劃，還是有所甄別，僅投入在部分生產(chǎn)井呢？兩者皆不是。畢竟前者無法貼合實際情況，而后者利潤微薄，可操作的商業(yè)計劃應(yīng)是專門針對某區(qū)塊進行方案設(shè)計，對于該區(qū)塊下單井普遍適用，相對優(yōu)化的策略（在油價低迷時期，油企就通過收購相鄰區(qū)塊的方案來平衡整體產(chǎn)能開發(fā)）。
具體來說，預(yù)期投產(chǎn)產(chǎn)量高的區(qū)塊，可以配備高級傳感器和智能設(shè)備來監(jiān)控和地面及地下情況。預(yù)期產(chǎn)量中等的區(qū)塊，可以在泵、閘閥、相關(guān)設(shè)備上配備兼容性強、普適度高的傳感器（監(jiān)控溫度、振動、循環(huán)等），建立一個貼合現(xiàn)場運行維護情況的適配系統(tǒng)。產(chǎn)量低的區(qū)塊，就只需要標(biāo)準(zhǔn)化的自動運行系統(tǒng)和監(jiān)控方案來保持穩(wěn)定即可。這樣有所區(qū)分之后的數(shù)字化戰(zhàn)略能夠最終包含到所有資源，節(jié)省成本，總體優(yōu)化。
一旦這種傳感器梯級分布的方案得以實施，數(shù)字化戰(zhàn)略就能成功一大步，也能在現(xiàn)場生產(chǎn)和設(shè)備優(yōu)化層面創(chuàng)造出價值。比較顯著的現(xiàn)場技術(shù)問題，例如氣體干擾、抽水過量引起的抽油泵液面撞擊、設(shè)備故障停機、都能通過云分析平臺里的自動化運行協(xié)議提交報送至后臺。盡管因為區(qū)塊不同，優(yōu)勢特點也有所不同，但是根據(jù)測算，拋開設(shè)備故障和維修的成本規(guī)避部分，優(yōu)化方案在每100口井一個區(qū)塊的項目內(nèi)就能每年節(jié)約2000萬美金（全行業(yè)大約共計200億美金）。
當(dāng)數(shù)字化分析能夠提升到油氣藏層面時，其價值會得到更大幅提升。例如，在哈薩克斯坦的一家油公司，正面臨著泵壓不足和幾個成熟凝析氣井生產(chǎn)延期的情況。除了安裝新的電潛泵（ESP），操作員通過使用實時分析，提前調(diào)整ESP參數(shù)，改良電機放大器來更好地適應(yīng)每口單井不斷變化的儲層情況。這個儲層信息分析減少了一個額外27%的停機時間，全得益于新的 ESP的使用。
中東一家運營商正在將這種預(yù)測方法應(yīng)用于其一個包含1000多口單井的項目中，而無需投資于新的建模許可和工程分析，并預(yù)計將在技術(shù)和時間成本上節(jié)省數(shù)百萬美元。
公司的長期目標(biāo)
目前市場上的大多數(shù)數(shù)字解決方案都是為了降低該行業(yè)的運營成本，（石油行業(yè)）2016年的運營成本約為2.3萬億美元。不可否認的是，數(shù)字化已經(jīng)并將繼續(xù)降低該行業(yè)的運營成本，但在凈財產(chǎn)、工廠、設(shè)備或生產(chǎn)資本方面(幾乎未涉及現(xiàn)有的數(shù)字解決方案)還有3.4萬億美元的市場。需要注意的是，在這個已經(jīng)相當(dāng)可觀的數(shù)字中，每年還會增加約5000億美元的資本支出。
從這個數(shù)字來看，通過智能機器人減少未來機會成本，同時也確保資產(chǎn)和人的安全，通過按需快速3D打印降低生產(chǎn)資產(chǎn)的購買成本，或通過定期監(jiān)測海上平臺的結(jié)構(gòu)完整性來延長海上資產(chǎn)的經(jīng)濟效益，資本生產(chǎn)率的提高高達一個百分點，這可能意味著節(jié)省約400億美元。(把這一節(jié)約考慮在內(nèi)，在全球范圍內(nèi)上市的上游、整合和油田服務(wù)公司報告稱，2016年累計凈虧損約350億美元。)當(dāng)數(shù)字化努力開始優(yōu)化運營成本和資本成本時，石油天然氣公司可以扭轉(zhuǎn)其資本回報率(ROCE)的下降趨勢，在較低的石油價格環(huán)境中更是如此。
石油天然氣公司可以優(yōu)化它的實體作業(yè)環(huán)境，并在三個階段采用新的資本類型——增加領(lǐng)域內(nèi)機器人的使用，甚至超越它們典型的監(jiān)視和檢查的作用；制造進入市場周期時間較長的特定部件，并可以自定義設(shè)計；創(chuàng)建物理資產(chǎn)的狀態(tài)模型，或虛擬克隆(技術(shù)上稱為“數(shù)字雙線”)，結(jié)合物理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動的來進行分析。
雖然一些案例已經(jīng)開始應(yīng)用，可以說只是剛剛進入這個行業(yè)，卻使其有形資產(chǎn)發(fā)生了巨大的變化。表1突出展示了一些有前景的行業(yè)的數(shù)字化應(yīng)用案例，在三個方面應(yīng)用其數(shù)字化解決方案。對于有關(guān)具體領(lǐng)域或運營的細節(jié)，我們預(yù)計會有重大的資本效率潛力。
這些運營案例僅僅是一個變革的開始。在一個公司層面上，該行業(yè)如何能夠快速地從試點的驗證到對數(shù)字化解決方案的應(yīng)用，特別是當(dāng)它擁有大量遺留的基礎(chǔ)資產(chǎn)時，它的運營要依賴于多供應(yīng)商的控制系統(tǒng)?行業(yè)內(nèi)可以研究數(shù)字化領(lǐng)先的資本密集型產(chǎn)業(yè)，并從他們的進展和突破中吸取教訓(xùn)，而不是局限于尋找內(nèi)部解決方案。
可再生能源，尤其是風(fēng)能，為數(shù)字化解決方案提供了一個借鑒。從一個典型的基于資產(chǎn)的方法建立后，不斷優(yōu)化和完善形成近于完美的渦輪機。通用電氣為每個渦輪機在風(fēng)中的獨特需求建立一個預(yù)測模擬(即數(shù)字雙線)，確保每臺風(fēng)力機在農(nóng)場經(jīng)營的達到峰值性能水平。
包括汽車在內(nèi)的制造業(yè)，有許多簡單而又生動的例子，比如將智能技術(shù)引入舊的但仍可運行的機械資產(chǎn)之中。例如，在2010年，哈雷戴維森(Harley Davidson)改裝了數(shù)百臺裝有傳感器的工作機器，利用無線通信收集數(shù)據(jù)，并部署了一個軟件系統(tǒng)，以期望成功地尋找機械故障的早期跡象。與其他獨立解決方案相反，由于傳感器成本的下降，完全的工廠化生產(chǎn)已經(jīng)十分可行。然而，關(guān)鍵在于決定使用哪種傳感器，以及為什么。
航空航天和國防繼續(xù)在集成人員、過程、工具、材料、環(huán)境和數(shù)據(jù)與“數(shù)字雙線”方面開展領(lǐng)先的實踐。洛克希德•馬丁公司(Lockheed Martin)將數(shù)字連接產(chǎn)品、制造流程和信息的概念與“數(shù)字雙線”的概念相結(jié)合。通過使用新一代技術(shù)支持，該公司正在通過四個生態(tài)環(huán)節(jié)的集成——制造、測試、檢驗以及后續(xù)保障，并通過通用的數(shù)據(jù)語言和開放的系統(tǒng)架構(gòu)，來創(chuàng)建每個產(chǎn)品的“數(shù)字雙線”。(下圖提供了關(guān)鍵的數(shù)字解決方案，可以幫助一家以海上業(yè)務(wù)為主的公司轉(zhuǎn)變其核心業(yè)務(wù)。)
緊跟數(shù)字化腳步
一旦數(shù)字化運營轉(zhuǎn)變（DOT）的第一輪循環(huán)在資產(chǎn)或運營層面完成，公司就應(yīng)該考慮機械化和增加更多的棕色地帶資產(chǎn)，并擴大公司中數(shù)字化覆蓋范圍，最終形成在一個生態(tài)系統(tǒng)的層面上。每一個完整的循環(huán)都可以為公司打開新的運營、資本和商業(yè)模式。
是什么讓這個數(shù)字化車輪在以正確的速度和正確的方向移動呢?僅僅采用數(shù)字技術(shù)是不夠的。對于數(shù)字化化趨勢以及引領(lǐng)數(shù)字化潮流，上游公司也應(yīng)該考慮展示和緊跟以下數(shù)字化行為:
促進學(xué)科交叉，跨公司合作趨勢：通過投資于安全的集成平臺以及改變數(shù)據(jù)科學(xué)家的新團隊結(jié)構(gòu)，使整個組織的信息民主化。
支持標(biāo)準(zhǔn)化，同時保持競爭優(yōu)勢：將供應(yīng)商、合作伙伴和技術(shù)提供者聚集在一起，在具有高價值創(chuàng)造潛力和最低競爭優(yōu)勢的領(lǐng)域開發(fā)開放的平臺解決方案。
在工作中實施系統(tǒng)性的變革，培養(yǎng)數(shù)字文化：通過在吸引數(shù)字人才方面給予獎勵，并在企業(yè)和領(lǐng)導(dǎo)思維中帶來根本性轉(zhuǎn)變，以推動具有前瞻性的數(shù)字文化，重新塑造行業(yè)文化。
保持?jǐn)?shù)字化和資產(chǎn)積累之間的速度：避免對數(shù)字投資進行次優(yōu)化，而不堅持或推遲遺留資產(chǎn)、結(jié)構(gòu)和決策的現(xiàn)代化。
從實驗中獲得動力以推動規(guī)模：研究數(shù)字化先進的行業(yè)，學(xué)習(xí)他們?nèi)绾谓鉀Q方案，集成系統(tǒng)，并轉(zhuǎn)變商業(yè)模式的方法。
從長遠的角度看數(shù)字化戰(zhàn)略：確保董事會的長期決定，理解數(shù)字化的長期愿景和好處，其并不局限于減少運營成本。大約30%的數(shù)字化成熟公司的規(guī)劃期是五年或更長時間。
（本文轉(zhuǎn)自石油圈）
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