2017年，油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化重點實驗室由科技部立項，在規(guī)劃總院啟動建設(shè)工作，并于2020年3月30日完成驗收正式掛牌運營，是油氣產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)經(jīng)營整體優(yōu)化領(lǐng)域唯一的軟科學(xué)實驗室，在模型算法研發(fā)（基礎(chǔ)研究）、應(yīng)用平臺建設(shè)（軟環(huán)境建設(shè)）、實驗室物理環(huán)境（硬環(huán)境建設(shè)）三個方面都達到了國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先水平。實驗室圍繞集團公司油氣兩條業(yè)務(wù)鏈，開展生產(chǎn)經(jīng)營計劃的整體優(yōu)化和分環(huán)節(jié)優(yōu)化研究，為集團公司生產(chǎn)經(jīng)營提供更加高效、科學(xué)的決策支持服務(wù)。
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化重點實驗室全力打造一流的技術(shù)研發(fā)團隊。目前團隊規(guī)模已達到70人，涵蓋信息工程、煉油、化工、天然氣、市場、能源戰(zhàn)略等專業(yè)，其中，集團公司高級專家4人，集團公司青年科技英才4人，青年科技立業(yè)英才1人，教授級高工11人，入站研究生8人。
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化團隊經(jīng)過數(shù)年的知識積累和技術(shù)攻關(guān)，研究成果為集團公司的原油資源優(yōu)化配置、煉化生產(chǎn)優(yōu)化、成品油物流優(yōu)化、天然氣資源優(yōu)化配置等業(yè)務(wù)發(fā)揮了重要的支持作用。在相關(guān)領(lǐng)域的研究成果多次獲得了獎勵，其中包括集團公司科技進步獎共計8項、集團公司技術(shù)創(chuàng)新獎共計2項、協(xié)會科技進步獎共計4項。團隊成員于2018年入圍國際運籌學(xué)和管理科學(xué)最高獎——弗蘭茲厄德曼獎。
搭建平臺集成協(xié)作
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化助力生產(chǎn)經(jīng)營提質(zhì)增效
規(guī)劃總院信息中心副主任楊磊
油氣市場供應(yīng)端和需求端受到雙重擠壓，成品油銷量嚴(yán)重下滑，煉化企業(yè)低負荷運行。在此背景下，集團公司亟須通過有效手段優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈運行，提升油氣產(chǎn)業(yè)鏈整體價值。中國石油規(guī)劃總院發(fā)揮專業(yè)配套齊全以及在油氣產(chǎn)業(yè)鏈擁有多年研究經(jīng)驗的優(yōu)勢，承擔(dān)了集團公司油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化重點實驗室建設(shè)及運行管理工作。
加強對市場的分析研判和把握是經(jīng)營增效等工作的重要基礎(chǔ)。實驗室基于總院在市場預(yù)測方面多年的技術(shù)積累和模型基礎(chǔ)，利用機器學(xué)習(xí)、時間序列分析、能源消費強度法和計量經(jīng)濟學(xué)模型等方法，建設(shè)了包括國際油價預(yù)測、成品油市場需求及可實現(xiàn)價格預(yù)測、化工產(chǎn)品需求及價格預(yù)測、天然氣市場需求預(yù)測等多個市場預(yù)測模型。其中國際油價預(yù)測模型預(yù)測結(jié)果月度方向正確率T+1超過75%，全國成品油月、季、年需求預(yù)測準(zhǔn)確率達到90%，可實現(xiàn)零售價格預(yù)測到位率的準(zhǔn)確性92%，預(yù)測準(zhǔn)確度位列行業(yè)領(lǐng)先。預(yù)測成果先后應(yīng)用于集團公司季度生產(chǎn)經(jīng)營市場形勢分析以及“十三五”“十四五”發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃中。
油氣產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化模型是集團公司生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化的支撐，完善的邊際效益分析與多情景對比分析相結(jié)合的方法體系，具有良好的適用性、針對性。原油業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化模型以煉銷統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、整體效益最大化為目標(biāo)開展優(yōu)化，模型變量達到十幾萬個，參數(shù)幾十萬條，是全球油氣行業(yè)規(guī)模最大、涵蓋業(yè)務(wù)范圍最全的原油產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化模型，模型運算時間15分鐘以內(nèi)，持續(xù)應(yīng)用模型開展公司年度、季度、月度生產(chǎn)經(jīng)營計劃編制，統(tǒng)籌優(yōu)化配置自產(chǎn)原油、陸上進口和海上進口的原油資源，優(yōu)化配置成品油自產(chǎn)、外采和出口，為公司破解業(yè)務(wù)矛盾提供定量依據(jù)，提升生產(chǎn)經(jīng)營快速反應(yīng)能力。天然氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化模型，基于GIS系統(tǒng)拓撲、管網(wǎng)工藝仿真校核等技術(shù)建模，覆蓋天然氣產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，組件數(shù)量約2700個，參數(shù)數(shù)量約3萬個，模型運算時間5分鐘以內(nèi)，是國內(nèi)首個天然氣業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化模型，用于支持集團公司生產(chǎn)經(jīng)營分析、生產(chǎn)經(jīng)營計劃和銷售計劃編制，通過模型開展了上百版計劃優(yōu)化和專題測算分析，其中國產(chǎn)氣增產(chǎn)效益專題分析等得到集團公司領(lǐng)導(dǎo)的肯定，在支持經(jīng)營優(yōu)化中的作用得到充分凸顯。
實驗室協(xié)同研究平臺，利用大數(shù)據(jù)、分布式計算、虛擬化和多媒體數(shù)據(jù)交互展示等多種主流技術(shù)，在石化行業(yè)內(nèi)首次建設(shè)了能承載油氣業(yè)務(wù)鏈?zhǔn)袌鲱A(yù)測、價格預(yù)測、業(yè)務(wù)鏈一體化優(yōu)化等模型的統(tǒng)一集成、共享平臺，為各類模型的協(xié)同應(yīng)用提供了一個穩(wěn)定、靈活的試驗研究環(huán)境。
今年疫情期間，油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化團隊承接了生產(chǎn)經(jīng)營管理部、煉化分公司、銷售分公司、天然氣銷售分公司等總部相關(guān)單位大量的測算分析需求，依托實驗室開展了多輪次、多情景的方案測算和專題分析工作。市場價格及需求預(yù)測方面，結(jié)合測算需求準(zhǔn)確、及時地完成原油、成品油及化工產(chǎn)品的價格及銷量預(yù)測，油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化方面完成月度及季度60多個方案的測算分析，同時完成《公司主要油種加工效益排序分析》《天然氣多種資源配比方案優(yōu)化分析》《沿海企業(yè)加工美國輕中質(zhì)油能力分析》《汽油出口保本價測算》等20余項專題分析。
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化支持工作是一項長路漫漫、沒有終點的工作，“云、大、物、智”等新一代數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展正在推動油氣產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。以油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化重點實驗室為依托，下一步重點研究利用新技術(shù)建立智能、高效的整體優(yōu)化模型應(yīng)用分析方法，形成覆蓋油氣上、下游全產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化體系，助力提質(zhì)增效，為集團公司高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。
專家點評
助力生產(chǎn)經(jīng)營提質(zhì)增效
打造油氣產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化新實踐
中國石油生產(chǎn)經(jīng)營管理部副總經(jīng)濟師鐘偉榮
隨著大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的日新月異發(fā)展，傳統(tǒng)油氣能源行業(yè)正迎來新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革。同時，世界地緣政治動蕩、國際油價劇烈波動、市場競爭日益激烈，集團公司迫切需要建立以市場為導(dǎo)向、以效益為中心的生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化決策支持機制和優(yōu)化團隊。
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化實驗室作為集團公司首個軟科學(xué)重點實驗室，始終以集團公司油氣產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化為核心，為各項研究提供集成的數(shù)據(jù)環(huán)境、統(tǒng)一的研究環(huán)境，持續(xù)開展市場需求和價格預(yù)測、生產(chǎn)經(jīng)營分析優(yōu)化研究、生產(chǎn)經(jīng)營策略動態(tài)研究等，為集團公司生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化、提質(zhì)增效提供更加高效、科學(xué)的決策支持服務(wù)。
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化實驗室成立以來，在油氣市場預(yù)測、生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化、經(jīng)營策略研究等方面進行了創(chuàng)新和優(yōu)化實踐，已取得了階段性成果。充分利用原油資源整體優(yōu)化模型，對原油產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)經(jīng)營進行整體優(yōu)化，支持集團公司年度、季度、月度生產(chǎn)計劃的優(yōu)化編制，實現(xiàn)原油成品油資源的高效配置，助力公司提質(zhì)增效。針對集團公司生產(chǎn)經(jīng)營的熱點、難點問題開展專題分析，自2016年以來已開展三十余項，如大慶原油資源優(yōu)化配置專題研究、蘭州石化與呼石化資源置換效益分析、海上進口原油優(yōu)化分析等，為集團公司破解油氣產(chǎn)業(yè)鏈矛盾提供了大量的科學(xué)依據(jù)，提升了集團公司快速決策反應(yīng)能力。油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化實驗室對生產(chǎn)經(jīng)營方案的優(yōu)化和專題研究，直接或間接地帶來了顯著的經(jīng)濟效益，如大慶等原油資源優(yōu)化配置專題研究，為公司帶來超過1億元的經(jīng)濟效益提升。
展望未來，油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化實驗室要繼續(xù)加強優(yōu)化創(chuàng)新，加大油氣產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)力度，牢牢把核心技術(shù)掌握在自己手中，實現(xiàn)完全自主可控。要繼續(xù)發(fā)揮行業(yè)優(yōu)勢，群策群力、攻堅克難，把實驗室打造成國內(nèi)一流的原油成品油、天然氣等市場預(yù)測和價格研判中心、國際先進的油氣產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化技術(shù)研發(fā)中心、集團公司油氣產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化支持中心，為集團公司提質(zhì)增效和高質(zhì)量發(fā)展做出新的貢獻。
技術(shù)應(yīng)用
軟件研發(fā)與推廣應(yīng)用情況
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化團隊自2013年開始進行優(yōu)化技術(shù)研究以及優(yōu)化軟件的研發(fā)。軟件研發(fā)方向涉及原油評價數(shù)據(jù)管理與切割計算、原油調(diào)度優(yōu)化、煉化生產(chǎn)計劃優(yōu)化、原油業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化、天然氣業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化等領(lǐng)域，目前已成功研發(fā)出多個軟件產(chǎn)品。其中，在煉化計劃優(yōu)化領(lǐng)域以及天然氣計劃優(yōu)化領(lǐng)域形成的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件產(chǎn)品已經(jīng)在集團公司成功進行了推廣應(yīng)用。
在煉化計劃優(yōu)化領(lǐng)域，項目團隊結(jié)合多年在煉化計劃排產(chǎn)領(lǐng)域研究和實施運維經(jīng)驗，于2019年成功研發(fā)凌睿煉化計劃優(yōu)化平臺（英文名稱：RefineryIntelligentPlanningOptimization，簡稱RIPO）。RIPO是基于“平臺+應(yīng)用”建設(shè)模式，采用微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)開發(fā)的在線煉化計劃優(yōu)化平臺，包括模型管理、優(yōu)化應(yīng)用、結(jié)果輸出和基礎(chǔ)管理等功能模塊，覆蓋企業(yè)從原料采購、裝置加工、產(chǎn)品調(diào)和、產(chǎn)品銷售的供應(yīng)鏈全鏈條加工過程，滿足煉化企業(yè)生產(chǎn)計劃優(yōu)化與管理的需要。RIPO系統(tǒng)從建模、運算到結(jié)果分析都簡便易用，用戶間的協(xié)同共享十分便捷、高效。這一平臺在易用性、規(guī)范性、安全性等方面都優(yōu)于國外同類軟件。平臺已成功在四川石化和華北石化推廣應(yīng)用。
在天然氣計劃優(yōu)化領(lǐng)域，項目團隊在前期天然氣計劃優(yōu)化和模型應(yīng)用的基礎(chǔ)上，于2018年自主設(shè)計和開發(fā)了天然氣價值鏈優(yōu)化軟件。軟件基于規(guī)劃總院自主研發(fā)的“凌云PaaS平臺”的技術(shù)架構(gòu)，包含可視化、計劃優(yōu)化、專題分析、方案管理、模型管理、數(shù)據(jù)管理、基礎(chǔ)功能等功能模塊，覆蓋天然氣全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)；采用B/S和C/S架構(gòu)相結(jié)合的方式，通過在地圖上拖拽油田、站場、管道、客戶等元素建立實際業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，錄入計算所需的參數(shù)和約束條件進行優(yōu)化計算，實現(xiàn)結(jié)果的可視化展示。軟件操作界面簡潔友好，可視化界面交互靈活，通過地圖、報表、圖形等多種形式輔助集團公司領(lǐng)導(dǎo)生產(chǎn)經(jīng)營決策。優(yōu)化模型拓展性強，后期可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需要進行定制化服務(wù)。天然氣價值鏈優(yōu)化軟件自2019年底已實際應(yīng)用到生產(chǎn)經(jīng)營管理部和天然氣銷售分公司的生產(chǎn)經(jīng)營計劃優(yōu)化和分析業(yè)務(wù)中，測算和優(yōu)化結(jié)果主要用于集團公司的月度和季度生產(chǎn)經(jīng)營分析會、生產(chǎn)經(jīng)營計劃和銷售計劃編制，為天然氣產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)經(jīng)營分析提供了重要的決策參考依據(jù)。
RIPO軟件以及天然氣價值鏈優(yōu)化軟件的成功研發(fā)和推廣，對實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化技術(shù)中的核心優(yōu)化引擎自主可控、提升集團核心競爭力具有重要意義。為“人人參與優(yōu)化”奠定堅實基礎(chǔ)，從而更好地支持油氣產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化，助力集團公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
亮點技術(shù)
■國際油價預(yù)測技術(shù)
利用極限學(xué)習(xí)機（ELM）等方法建立了國際油價預(yù)測模型，2015-2019年預(yù)測方向正確率75%。
■天然氣市場需求預(yù)測技術(shù)
采用支持向量機、時間序列分析等方法，建立了天然氣市場需求預(yù)測模型體系，預(yù)測結(jié)果應(yīng)用于集團公司的月度和季度生產(chǎn)計劃制定中。
■成品油市場需求預(yù)測技術(shù)
采用主成分分析、面板數(shù)據(jù)回歸技術(shù)等分別建立了全國、典型區(qū)域成品油需求預(yù)測模型，預(yù)測成果應(yīng)用于集團公司年度和季度生產(chǎn)計劃制定及發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃編制中。
■化工品市場需求預(yù)測技術(shù)
建立了線性聚乙烯、低密聚乙烯、高密聚乙烯、聚丙烯等產(chǎn)品的基于時間序列分析方法的月度價格預(yù)測模型，以及基于主成分多元回歸分析預(yù)測方法的年度需求預(yù)測模型。
■原油業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化技術(shù)
利用運籌學(xué)優(yōu)化技術(shù)，建立了涵蓋原油業(yè)務(wù)鏈“煉銷貿(mào)”環(huán)節(jié)的整體優(yōu)化模型，應(yīng)用于原油資源優(yōu)化配置、煉銷銜接優(yōu)化等方面，取得了顯著的經(jīng)濟效益。
■原油業(yè)務(wù)鏈分環(huán)節(jié)優(yōu)化技術(shù)
建立了煉化生產(chǎn)計劃優(yōu)化模型、成品油一次物流優(yōu)化模型、成品油二次物流優(yōu)化模型等，應(yīng)用于原油業(yè)務(wù)鏈分環(huán)節(jié)優(yōu)化，支持各專業(yè)公司挖潛增效；自主開發(fā)了基于微服務(wù)架構(gòu)和B/S應(yīng)用的煉化生產(chǎn)計劃優(yōu)化軟件RIPO，達到國際先進水平。
■天然氣業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化技術(shù)
自主開發(fā)了天然氣業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化軟件，整體達到國際先進水平；建立了天然氣業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化模型，涵蓋“運銷儲貿(mào)”等環(huán)節(jié)，進行天然氣資源配置優(yōu)化等應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟效益。
■天然氣業(yè)務(wù)鏈分環(huán)節(jié)優(yōu)化技術(shù)
建立了天然氣業(yè)務(wù)鏈分銷售環(huán)節(jié)、進口環(huán)節(jié)等的優(yōu)化模型，應(yīng)用于銷售資源優(yōu)化配置、進口LNG資源優(yōu)化配置等。
■原油業(yè)務(wù)鏈效益測算與價值分析技術(shù)
研發(fā)了原油業(yè)務(wù)鏈毛利測算模型、煉化財務(wù)效益測算模型等，可用于生產(chǎn)經(jīng)營計劃的效益測算和業(yè)務(wù)鏈價值分析，提升了“業(yè)財融合”。
■天然氣業(yè)務(wù)鏈效益測算與價值分析技術(shù)
研發(fā)了天然氣業(yè)務(wù)鏈效益測算模型，可進行天然氣業(yè)務(wù)鏈整體效益測算、分氣源效益測算、分省公司效益測算等，提高決策分析水平。
■大數(shù)據(jù)集成分析和融合展示技術(shù)
連接ERP、MES等多個系統(tǒng)的自動集成技術(shù)，可自動獲取各類生產(chǎn)、價格、成本等數(shù)據(jù)；基于即時可視交互操作的數(shù)據(jù)分析和展示技術(shù)，建立了多個BI分析數(shù)據(jù)模型，助力生產(chǎn)經(jīng)營決策。
創(chuàng)新感悟
業(yè)務(wù)驅(qū)動自主創(chuàng)新
提質(zhì)增效引領(lǐng)未來
原油價值鏈優(yōu)化技術(shù)研發(fā)團隊
中國石油原油業(yè)務(wù)鏈條長，各環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)與影響非常密切，公司效益的提升日益依賴整個鏈條的整體優(yōu)化來實現(xiàn)。面對日益復(fù)雜多變的國際和國內(nèi)市場，尤其是疫情期間突如其來的沖擊，我們持續(xù)應(yīng)用模型開展多情景優(yōu)化方案測算及分析，并對生產(chǎn)經(jīng)營中的熱點焦點問題進行專題研究，為公司決策提供重要支撐。
我們對原油業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化模型的功能和性能進行了大幅提升，創(chuàng)新性地建立邊際效益分析與多情景對比分析相結(jié)合的原油業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化分析方法體系，從而更全面地分析生產(chǎn)瓶頸突破后對原油業(yè)務(wù)鏈各環(huán)節(jié)的影響程度；同時應(yīng)用回歸分析、聚類分析等大數(shù)據(jù)分析手段，深入開展價格影響因素及規(guī)律研究，不斷提升價格預(yù)測的準(zhǔn)確度。我們建立模型校核機制，根據(jù)業(yè)務(wù)變化對模型進行更新，同時應(yīng)用報表工具進行模型輸出數(shù)據(jù)的匯總和展示，使決策分析過程更加直觀高效；利用數(shù)據(jù)建模技術(shù)，解決成品油銷售量價聯(lián)動等業(yè)務(wù)難題。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，技術(shù)創(chuàng)新是提高競爭力的有效手段。創(chuàng)新工作解決方案，創(chuàng)造一流優(yōu)化團隊，發(fā)揮主力軍和突擊隊作用，助力集團公司奪取疫情防控和生產(chǎn)經(jīng)營改革發(fā)展雙勝利，持續(xù)為集團公司提質(zhì)增效、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展打造新動能。
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化重點實驗室全力打造一流的技術(shù)研發(fā)團隊。目前團隊規(guī)模已達到70人，涵蓋信息工程、煉油、化工、天然氣、市場、能源戰(zhàn)略等專業(yè)，其中，集團公司高級專家4人，集團公司青年科技英才4人，青年科技立業(yè)英才1人，教授級高工11人，入站研究生8人。
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化團隊經(jīng)過數(shù)年的知識積累和技術(shù)攻關(guān)，研究成果為集團公司的原油資源優(yōu)化配置、煉化生產(chǎn)優(yōu)化、成品油物流優(yōu)化、天然氣資源優(yōu)化配置等業(yè)務(wù)發(fā)揮了重要的支持作用。在相關(guān)領(lǐng)域的研究成果多次獲得了獎勵，其中包括集團公司科技進步獎共計8項、集團公司技術(shù)創(chuàng)新獎共計2項、協(xié)會科技進步獎共計4項。團隊成員于2018年入圍國際運籌學(xué)和管理科學(xué)最高獎——弗蘭茲厄德曼獎。
搭建平臺集成協(xié)作
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化助力生產(chǎn)經(jīng)營提質(zhì)增效
規(guī)劃總院信息中心副主任楊磊
油氣市場供應(yīng)端和需求端受到雙重擠壓，成品油銷量嚴(yán)重下滑，煉化企業(yè)低負荷運行。在此背景下，集團公司亟須通過有效手段優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈運行，提升油氣產(chǎn)業(yè)鏈整體價值。中國石油規(guī)劃總院發(fā)揮專業(yè)配套齊全以及在油氣產(chǎn)業(yè)鏈擁有多年研究經(jīng)驗的優(yōu)勢，承擔(dān)了集團公司油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化重點實驗室建設(shè)及運行管理工作。
加強對市場的分析研判和把握是經(jīng)營增效等工作的重要基礎(chǔ)。實驗室基于總院在市場預(yù)測方面多年的技術(shù)積累和模型基礎(chǔ)，利用機器學(xué)習(xí)、時間序列分析、能源消費強度法和計量經(jīng)濟學(xué)模型等方法，建設(shè)了包括國際油價預(yù)測、成品油市場需求及可實現(xiàn)價格預(yù)測、化工產(chǎn)品需求及價格預(yù)測、天然氣市場需求預(yù)測等多個市場預(yù)測模型。其中國際油價預(yù)測模型預(yù)測結(jié)果月度方向正確率T+1超過75%，全國成品油月、季、年需求預(yù)測準(zhǔn)確率達到90%，可實現(xiàn)零售價格預(yù)測到位率的準(zhǔn)確性92%，預(yù)測準(zhǔn)確度位列行業(yè)領(lǐng)先。預(yù)測成果先后應(yīng)用于集團公司季度生產(chǎn)經(jīng)營市場形勢分析以及“十三五”“十四五”發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃中。
油氣產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化模型是集團公司生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化的支撐，完善的邊際效益分析與多情景對比分析相結(jié)合的方法體系，具有良好的適用性、針對性。原油業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化模型以煉銷統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、整體效益最大化為目標(biāo)開展優(yōu)化，模型變量達到十幾萬個，參數(shù)幾十萬條，是全球油氣行業(yè)規(guī)模最大、涵蓋業(yè)務(wù)范圍最全的原油產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化模型，模型運算時間15分鐘以內(nèi)，持續(xù)應(yīng)用模型開展公司年度、季度、月度生產(chǎn)經(jīng)營計劃編制，統(tǒng)籌優(yōu)化配置自產(chǎn)原油、陸上進口和海上進口的原油資源，優(yōu)化配置成品油自產(chǎn)、外采和出口，為公司破解業(yè)務(wù)矛盾提供定量依據(jù)，提升生產(chǎn)經(jīng)營快速反應(yīng)能力。天然氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化模型，基于GIS系統(tǒng)拓撲、管網(wǎng)工藝仿真校核等技術(shù)建模，覆蓋天然氣產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，組件數(shù)量約2700個，參數(shù)數(shù)量約3萬個，模型運算時間5分鐘以內(nèi)，是國內(nèi)首個天然氣業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化模型，用于支持集團公司生產(chǎn)經(jīng)營分析、生產(chǎn)經(jīng)營計劃和銷售計劃編制，通過模型開展了上百版計劃優(yōu)化和專題測算分析，其中國產(chǎn)氣增產(chǎn)效益專題分析等得到集團公司領(lǐng)導(dǎo)的肯定，在支持經(jīng)營優(yōu)化中的作用得到充分凸顯。
實驗室協(xié)同研究平臺，利用大數(shù)據(jù)、分布式計算、虛擬化和多媒體數(shù)據(jù)交互展示等多種主流技術(shù)，在石化行業(yè)內(nèi)首次建設(shè)了能承載油氣業(yè)務(wù)鏈?zhǔn)袌鲱A(yù)測、價格預(yù)測、業(yè)務(wù)鏈一體化優(yōu)化等模型的統(tǒng)一集成、共享平臺，為各類模型的協(xié)同應(yīng)用提供了一個穩(wěn)定、靈活的試驗研究環(huán)境。
今年疫情期間，油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化團隊承接了生產(chǎn)經(jīng)營管理部、煉化分公司、銷售分公司、天然氣銷售分公司等總部相關(guān)單位大量的測算分析需求，依托實驗室開展了多輪次、多情景的方案測算和專題分析工作。市場價格及需求預(yù)測方面，結(jié)合測算需求準(zhǔn)確、及時地完成原油、成品油及化工產(chǎn)品的價格及銷量預(yù)測，油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化方面完成月度及季度60多個方案的測算分析，同時完成《公司主要油種加工效益排序分析》《天然氣多種資源配比方案優(yōu)化分析》《沿海企業(yè)加工美國輕中質(zhì)油能力分析》《汽油出口保本價測算》等20余項專題分析。
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化支持工作是一項長路漫漫、沒有終點的工作，“云、大、物、智”等新一代數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展正在推動油氣產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。以油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化重點實驗室為依托，下一步重點研究利用新技術(shù)建立智能、高效的整體優(yōu)化模型應(yīng)用分析方法，形成覆蓋油氣上、下游全產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化體系，助力提質(zhì)增效，為集團公司高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。
專家點評
助力生產(chǎn)經(jīng)營提質(zhì)增效
打造油氣產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化新實踐
中國石油生產(chǎn)經(jīng)營管理部副總經(jīng)濟師鐘偉榮
隨著大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的日新月異發(fā)展，傳統(tǒng)油氣能源行業(yè)正迎來新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革。同時，世界地緣政治動蕩、國際油價劇烈波動、市場競爭日益激烈，集團公司迫切需要建立以市場為導(dǎo)向、以效益為中心的生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化決策支持機制和優(yōu)化團隊。
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化實驗室作為集團公司首個軟科學(xué)重點實驗室，始終以集團公司油氣產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化為核心，為各項研究提供集成的數(shù)據(jù)環(huán)境、統(tǒng)一的研究環(huán)境，持續(xù)開展市場需求和價格預(yù)測、生產(chǎn)經(jīng)營分析優(yōu)化研究、生產(chǎn)經(jīng)營策略動態(tài)研究等，為集團公司生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化、提質(zhì)增效提供更加高效、科學(xué)的決策支持服務(wù)。
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化實驗室成立以來，在油氣市場預(yù)測、生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化、經(jīng)營策略研究等方面進行了創(chuàng)新和優(yōu)化實踐，已取得了階段性成果。充分利用原油資源整體優(yōu)化模型，對原油產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)經(jīng)營進行整體優(yōu)化，支持集團公司年度、季度、月度生產(chǎn)計劃的優(yōu)化編制，實現(xiàn)原油成品油資源的高效配置，助力公司提質(zhì)增效。針對集團公司生產(chǎn)經(jīng)營的熱點、難點問題開展專題分析，自2016年以來已開展三十余項，如大慶原油資源優(yōu)化配置專題研究、蘭州石化與呼石化資源置換效益分析、海上進口原油優(yōu)化分析等，為集團公司破解油氣產(chǎn)業(yè)鏈矛盾提供了大量的科學(xué)依據(jù)，提升了集團公司快速決策反應(yīng)能力。油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化實驗室對生產(chǎn)經(jīng)營方案的優(yōu)化和專題研究，直接或間接地帶來了顯著的經(jīng)濟效益，如大慶等原油資源優(yōu)化配置專題研究，為公司帶來超過1億元的經(jīng)濟效益提升。
展望未來，油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化實驗室要繼續(xù)加強優(yōu)化創(chuàng)新，加大油氣產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)力度，牢牢把核心技術(shù)掌握在自己手中，實現(xiàn)完全自主可控。要繼續(xù)發(fā)揮行業(yè)優(yōu)勢，群策群力、攻堅克難，把實驗室打造成國內(nèi)一流的原油成品油、天然氣等市場預(yù)測和價格研判中心、國際先進的油氣產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化技術(shù)研發(fā)中心、集團公司油氣產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化支持中心，為集團公司提質(zhì)增效和高質(zhì)量發(fā)展做出新的貢獻。
技術(shù)應(yīng)用
軟件研發(fā)與推廣應(yīng)用情況
油氣業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化團隊自2013年開始進行優(yōu)化技術(shù)研究以及優(yōu)化軟件的研發(fā)。軟件研發(fā)方向涉及原油評價數(shù)據(jù)管理與切割計算、原油調(diào)度優(yōu)化、煉化生產(chǎn)計劃優(yōu)化、原油業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化、天然氣業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化等領(lǐng)域，目前已成功研發(fā)出多個軟件產(chǎn)品。其中，在煉化計劃優(yōu)化領(lǐng)域以及天然氣計劃優(yōu)化領(lǐng)域形成的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件產(chǎn)品已經(jīng)在集團公司成功進行了推廣應(yīng)用。
在煉化計劃優(yōu)化領(lǐng)域，項目團隊結(jié)合多年在煉化計劃排產(chǎn)領(lǐng)域研究和實施運維經(jīng)驗，于2019年成功研發(fā)凌睿煉化計劃優(yōu)化平臺（英文名稱：RefineryIntelligentPlanningOptimization，簡稱RIPO）。RIPO是基于“平臺+應(yīng)用”建設(shè)模式，采用微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)開發(fā)的在線煉化計劃優(yōu)化平臺，包括模型管理、優(yōu)化應(yīng)用、結(jié)果輸出和基礎(chǔ)管理等功能模塊，覆蓋企業(yè)從原料采購、裝置加工、產(chǎn)品調(diào)和、產(chǎn)品銷售的供應(yīng)鏈全鏈條加工過程，滿足煉化企業(yè)生產(chǎn)計劃優(yōu)化與管理的需要。RIPO系統(tǒng)從建模、運算到結(jié)果分析都簡便易用，用戶間的協(xié)同共享十分便捷、高效。這一平臺在易用性、規(guī)范性、安全性等方面都優(yōu)于國外同類軟件。平臺已成功在四川石化和華北石化推廣應(yīng)用。
在天然氣計劃優(yōu)化領(lǐng)域，項目團隊在前期天然氣計劃優(yōu)化和模型應(yīng)用的基礎(chǔ)上，于2018年自主設(shè)計和開發(fā)了天然氣價值鏈優(yōu)化軟件。軟件基于規(guī)劃總院自主研發(fā)的“凌云PaaS平臺”的技術(shù)架構(gòu)，包含可視化、計劃優(yōu)化、專題分析、方案管理、模型管理、數(shù)據(jù)管理、基礎(chǔ)功能等功能模塊，覆蓋天然氣全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)；采用B/S和C/S架構(gòu)相結(jié)合的方式，通過在地圖上拖拽油田、站場、管道、客戶等元素建立實際業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，錄入計算所需的參數(shù)和約束條件進行優(yōu)化計算，實現(xiàn)結(jié)果的可視化展示。軟件操作界面簡潔友好，可視化界面交互靈活，通過地圖、報表、圖形等多種形式輔助集團公司領(lǐng)導(dǎo)生產(chǎn)經(jīng)營決策。優(yōu)化模型拓展性強，后期可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需要進行定制化服務(wù)。天然氣價值鏈優(yōu)化軟件自2019年底已實際應(yīng)用到生產(chǎn)經(jīng)營管理部和天然氣銷售分公司的生產(chǎn)經(jīng)營計劃優(yōu)化和分析業(yè)務(wù)中，測算和優(yōu)化結(jié)果主要用于集團公司的月度和季度生產(chǎn)經(jīng)營分析會、生產(chǎn)經(jīng)營計劃和銷售計劃編制，為天然氣產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)經(jīng)營分析提供了重要的決策參考依據(jù)。
RIPO軟件以及天然氣價值鏈優(yōu)化軟件的成功研發(fā)和推廣，對實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化技術(shù)中的核心優(yōu)化引擎自主可控、提升集團核心競爭力具有重要意義。為“人人參與優(yōu)化”奠定堅實基礎(chǔ)，從而更好地支持油氣產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化，助力集團公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
亮點技術(shù)
■國際油價預(yù)測技術(shù)
利用極限學(xué)習(xí)機（ELM）等方法建立了國際油價預(yù)測模型，2015-2019年預(yù)測方向正確率75%。
■天然氣市場需求預(yù)測技術(shù)
采用支持向量機、時間序列分析等方法，建立了天然氣市場需求預(yù)測模型體系，預(yù)測結(jié)果應(yīng)用于集團公司的月度和季度生產(chǎn)計劃制定中。
■成品油市場需求預(yù)測技術(shù)
采用主成分分析、面板數(shù)據(jù)回歸技術(shù)等分別建立了全國、典型區(qū)域成品油需求預(yù)測模型，預(yù)測成果應(yīng)用于集團公司年度和季度生產(chǎn)計劃制定及發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃編制中。
■化工品市場需求預(yù)測技術(shù)
建立了線性聚乙烯、低密聚乙烯、高密聚乙烯、聚丙烯等產(chǎn)品的基于時間序列分析方法的月度價格預(yù)測模型，以及基于主成分多元回歸分析預(yù)測方法的年度需求預(yù)測模型。
■原油業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化技術(shù)
利用運籌學(xué)優(yōu)化技術(shù)，建立了涵蓋原油業(yè)務(wù)鏈“煉銷貿(mào)”環(huán)節(jié)的整體優(yōu)化模型，應(yīng)用于原油資源優(yōu)化配置、煉銷銜接優(yōu)化等方面，取得了顯著的經(jīng)濟效益。
■原油業(yè)務(wù)鏈分環(huán)節(jié)優(yōu)化技術(shù)
建立了煉化生產(chǎn)計劃優(yōu)化模型、成品油一次物流優(yōu)化模型、成品油二次物流優(yōu)化模型等，應(yīng)用于原油業(yè)務(wù)鏈分環(huán)節(jié)優(yōu)化，支持各專業(yè)公司挖潛增效；自主開發(fā)了基于微服務(wù)架構(gòu)和B/S應(yīng)用的煉化生產(chǎn)計劃優(yōu)化軟件RIPO，達到國際先進水平。
■天然氣業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化技術(shù)
自主開發(fā)了天然氣業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化軟件，整體達到國際先進水平；建立了天然氣業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化模型，涵蓋“運銷儲貿(mào)”等環(huán)節(jié)，進行天然氣資源配置優(yōu)化等應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟效益。
■天然氣業(yè)務(wù)鏈分環(huán)節(jié)優(yōu)化技術(shù)
建立了天然氣業(yè)務(wù)鏈分銷售環(huán)節(jié)、進口環(huán)節(jié)等的優(yōu)化模型，應(yīng)用于銷售資源優(yōu)化配置、進口LNG資源優(yōu)化配置等。
■原油業(yè)務(wù)鏈效益測算與價值分析技術(shù)
研發(fā)了原油業(yè)務(wù)鏈毛利測算模型、煉化財務(wù)效益測算模型等，可用于生產(chǎn)經(jīng)營計劃的效益測算和業(yè)務(wù)鏈價值分析，提升了“業(yè)財融合”。
■天然氣業(yè)務(wù)鏈效益測算與價值分析技術(shù)
研發(fā)了天然氣業(yè)務(wù)鏈效益測算模型，可進行天然氣業(yè)務(wù)鏈整體效益測算、分氣源效益測算、分省公司效益測算等，提高決策分析水平。
■大數(shù)據(jù)集成分析和融合展示技術(shù)
連接ERP、MES等多個系統(tǒng)的自動集成技術(shù)，可自動獲取各類生產(chǎn)、價格、成本等數(shù)據(jù)；基于即時可視交互操作的數(shù)據(jù)分析和展示技術(shù)，建立了多個BI分析數(shù)據(jù)模型，助力生產(chǎn)經(jīng)營決策。
創(chuàng)新感悟
業(yè)務(wù)驅(qū)動自主創(chuàng)新
提質(zhì)增效引領(lǐng)未來
原油價值鏈優(yōu)化技術(shù)研發(fā)團隊
中國石油原油業(yè)務(wù)鏈條長，各環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)與影響非常密切，公司效益的提升日益依賴整個鏈條的整體優(yōu)化來實現(xiàn)。面對日益復(fù)雜多變的國際和國內(nèi)市場，尤其是疫情期間突如其來的沖擊，我們持續(xù)應(yīng)用模型開展多情景優(yōu)化方案測算及分析，并對生產(chǎn)經(jīng)營中的熱點焦點問題進行專題研究，為公司決策提供重要支撐。
我們對原油業(yè)務(wù)鏈整體優(yōu)化模型的功能和性能進行了大幅提升，創(chuàng)新性地建立邊際效益分析與多情景對比分析相結(jié)合的原油業(yè)務(wù)鏈優(yōu)化分析方法體系，從而更全面地分析生產(chǎn)瓶頸突破后對原油業(yè)務(wù)鏈各環(huán)節(jié)的影響程度；同時應(yīng)用回歸分析、聚類分析等大數(shù)據(jù)分析手段，深入開展價格影響因素及規(guī)律研究，不斷提升價格預(yù)測的準(zhǔn)確度。我們建立模型校核機制，根據(jù)業(yè)務(wù)變化對模型進行更新，同時應(yīng)用報表工具進行模型輸出數(shù)據(jù)的匯總和展示，使決策分析過程更加直觀高效；利用數(shù)據(jù)建模技術(shù)，解決成品油銷售量價聯(lián)動等業(yè)務(wù)難題。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，技術(shù)創(chuàng)新是提高競爭力的有效手段。創(chuàng)新工作解決方案，創(chuàng)造一流優(yōu)化團隊，發(fā)揮主力軍和突擊隊作用，助力集團公司奪取疫情防控和生產(chǎn)經(jīng)營改革發(fā)展雙勝利，持續(xù)為集團公司提質(zhì)增效、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展打造新動能。
