王华

（中国石油天然气股份有限公司规划总院）

企业信息化主要包括产品设计信息化、生产过程信息化、市场营销信息化、经营管理信息化、决策信息化，以及人员队伍的信息化技能培养等多个方面，通过信息化转变生产经营管理方式，不断提高操作水平、管理水平和决策水平。

信息化是建立在信息技术基础上的应用。随着信息技术的进步，计算机硬件、软件及网络技术等快速发展，云计算、物联网、大数据、移动互联网等新型信息技术不断出现，并与自控技术、通信技术等相融合，形成广义的信息技术，促进了信息技术更加广泛和深入的应用。各种信息技术的应用带动企业的变革，产生新的操作模式、运营模式和商务模式；而企业信息化的发展，又对信息技术的应用提出了更高的要求，即，要求信息化能够达到及时、便利、准确、安全和低成本。当前，企业信息化发展的主要趋势是：物联、实时、移动、可视、智能。

1 物联

1.1 物联网的定义

企业在运营过程中会产生实时生产数据、管理数据、图像、视频、音频、文本等各种数据。一般来说，生产设备的自动化程度较高，其数据的自动化采集条件较好，公用工程、仓储、化验等设施的数据自动化采集率偏低。而物联网是当前解决数据自动采集问题的主要途径。

物联网（Internet of Things）是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通讯，以实现识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网分为感知层、传输层、应用层3个层次，全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的主要特征。通过物联网，使相关物品与网络连接在一起，实现物品的自动识别和信息的互联共享。

1.2 发展趋势与应用

感知层是数据采集的基础，指的是各种末端设备，包括具有“内在智能”的设备，如，传感器、移动终端、视频监控系统等，以及具有“外在使能”的物品，如，贴上 RFID的各种资产、携带无线终端的个人或车辆等。感知层是物联网的“触手”，通过感知识别技术采集声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息。

传输层是数据传输的通道，包括各种无线或有线通信网络，实现感知层设备的互联互通及数据的上传、下载。因感知层设备众多，环境复杂，因此，物联网所采用的网络通信技术主要是无线网技术，包括工业无线网通信技术、WiFi（无线保真）通信技术、RFID通信技术及3G（第三代移动通信技术）、4G（第四代移动通信技术）通信技术等，实现信息的实时传递。

应用层是数据收集、处理、存在、应用的平台，通过应用层对数据进行管理，使各级用户得到企业真实的信息，实现实时在线监测、定位跟踪、报警联动、远程维护、调度指挥、统计分析等功能，并保证系统运行的有效性。

如，炼油化工企业物联网系统主要是在现场为装置、罐区、设备和厂区周界等部署各类传感器、摄像头、RFID等感知设备，建立无线传输网络，实时采集和传输设备、装置、罐区及人员等现场数据和信息，实现物与物、人与物的互联。通过物联网系统可提高企业生产现场的数据自动采集率，减少手工录入数据量，为生产操作层、生产管理层和决策层提供真实可靠的一手数据，为企业的上层应用提供统一、准确的数据源。

1.3 主要技术手段

感知层主要技术手段：一是，RFID标签与读写器。RFID分为无源和有源2种方式，工作频率分为低频、高频和超高频，RFID读写器也分移动式和固定式的无线射频识别，二者之间通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据；二是，无线传感器网络。该网络是由部署在监测区域内的微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络系统，感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息。

传输层主要技术手段：一是，工业无线网。目前，工业领域的无线网络标准有WirelessHART（可寻址远程传感器高速通道）、ISA100（工业级无线传感器网络国际标准）以及 WIA-PA（面向工业过程自动化的工业无线网络标准技术），通过标准协议连接到过程或工厂设备的无线现场设备采集数据。Zigbee（紫蜂协议，一种低速短距离传输的无线网络协议）网络也属于工业无线网的一种；二是，WiFi。主要用于办公区、库房等，符合防爆标准的WiFi已经应用于炼油化工企业的装置、罐区等区域；三是，2G（第二代移动通信技术）、3G、4G通信技术。

应用层主要技术手段包括支撑软件（操作系统、数据库）、中间件、应用系统等。

2 实时

2.1 实时的定义

实时（Real Time）是事物发生过程中的实际时间，在事物发生、发展过程中的同一时间进行测量、计算或传递，要求在规定的时间内完成某种操作。实时有硬实时和软实时之分，硬实时要求在规定的时间内必须完成操作；软实时要求事件响应是实时的，按照任务的优先级，尽可能在规定时间内快速完成。实时的本质是以实际数据为驱动的操作、管理和决策方法。当监控对象发生某种变化时，管理者能够及时获得变化的数值并做出响应，使对象按照规定的目标运行。

2.2 发展趋势与应用

实时是企业精细化管理的本质要求。随着传感器、RFID、网络摄像机等数据采集设备的大量应用，各种不同类型的实时数据形成了海量的大数据。一方面，随着信息化与工业化的融合，企业内部控制层的自动化设备与管理层的信息系统实现了数据自动交互，工厂实时数据不仅能在控制终端查看，也可以在办公室电脑上查看，提高了生产管理的实时性；另一方面，由于互联网等信息技术的应用，企业外部和企业间的交易模式、商务模式、物流模式等都在发生变化，各种产品和服务的市场价格、销量等数据可通过各种信息系统实时获取，企业可及时对变化做出响应，提高了经营和决策的实时性。

在流程型企业，实时应用的技术基础是实时数据库（RTDB）及建立在其上的企业内部实时监视、预警、管理系统，以及以内部生产数据、销售数据、外部市场数据为基础的经营系统等。目前，企业内部以实时数据库为基础的实时应用已经比较成熟，面对企业外部市场的实时应用还处于成长阶段。在瞬息万变的市场竞争中，企业必须能够及时获得市场的各种数据，才能及时调整营销策略和生产计划，满足客户需求，实现发展战略和经营目标。企业不但要实时掌握市场价格、销量、库存、物流等信息，还要掌握竞争对手的生产、营销计划，掌握股票、期货等信息。这些实时信息的获取，需要借助于实时系统，如，实时搜索、实时社交、实时协作等。通过搜索引擎等对公开的用户主页和公共平台抓取实时信息，利用信息分析工具进行分析和预测，为企业经营管理和决策提供依据。

2.3 主要技术手段

实时技术主要有：实时数据库，组态软件，数据采集接口，如，OPC（用于过程控制的对象链接与嵌入）、DDE（动态数据交换）、MODBUS（一种用于工业现场的总线协议）等；数据搜索引擎，门户技术，知识管理工具。

3 可视

3.1 可视化的定义

可视化（Visualization）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的方法和技术。可视化在企业层面的应用主要是数据可视化，是指以图形、图像、地图、动画等易于理解的方式来展现数据大小、相互关系、发展趋势等，以更好地理解和使用数据分析结果。

3.2 发展趋势与应用

可视化的基础是丰富的数据。数据可划分为结构化数据和非结构化数据，结构化数据是有统一结构和格式的数据，存储在数据库中；非结构化数据是指无法用数字或统一的结构来表示的信息。以往，企业的数据采集和处理主要以结构化数据为主，包括过程实时数据、业务统计数据、管理数据等；如今，数据的采集类型已经扩展到文本、图像、视频、音频、空间等非结构化数据。企业通过自动化系统、化验仪、视频系统等设备采集大量的数据，通过建立数据库保存文本、文件和多媒体信息等各种数据。如何使这些数据发挥作用，将各类数据信息用一目了然的方式来展现，是可视化的主要目的。

可视化是数据表示、数据处理、图像处理、计算机视觉、决策分析等一系列技术的综合应用。随着计算机运算能力的迅速提升，可以用高级的计算机图形学技术与方法来处理规模庞大的数据集，对数据加以可视化解释。企业利用可视化技术建立相应的信息系统，通过对数据的组织整理、抽象，形成数据模型，通过表格、图形、地图、视频等形式提供各种信息展示，使企业各级人员根据需要定制信息及其展现方式，洞察企业各方面动态，及时做出决策或决定。企业的工业视频也是可视化的一个重要的信息来源，因其真实直观，成为生产调度和应急指挥的重要手段。

可视化最初主要应用于企业生产制造过程的监控和操作，后来逐步扩展到工厂设计、员工培训、应急演练、供应链管理、市场分析、财务分析等各个方面。

可视化的呈现方式主要有桌面、大屏幕和移动3种。其中，桌面是最常用的形式，通过电脑屏幕，各级用户可以查看相关数据信息，包括实时数据、统计数据、视频、空间数据等，在流程型企业，用户可以对工艺过程、设备动态、产品质量、能耗能效、安全环保、生产分析、经营分析、成本费用、库存、外部市场、运营绩效等信息进行展示及监控，对生产运营、经营管理等相关指标进行实时计算和分析，并可生成相应的报表。大屏幕可以展示关键信息，主要用于协同工作、应急管理和参观展示。移动模式主要用于手持设备，方便各级人员不在工作场所时查询和处理业务和管理信息。

3.3 主要技术手段

根据原理不同，可视化技术可划分为基于几何的技术、面向像素技术、基于图标的技术、基于层次的技术、基于图像的技术和分布式技术等。主要技术工具包括：一是，报表类，如，Excel（电子表格）、水晶报表等；二是，智能分析工具，如，BO（业务对象，一种商业智能软件）、BIEE（商业智能平台企业版）等；三是，虚拟现实技术；四是，三维数字化技术；五是，地理信息系统技术。

4 移动

4.1 移动应用的定义

移动应用（Mobile Application）是伴随着手机、智能终端、移动网络等产生而出现的应用模式，是以手持终端为载体建立的移动网络信息平台及其应用，手持终端既有搜集信息功能，又有通讯、传感等功能，可实现即时通讯与办公。

企业在经历了以PC（个人电脑）为代表的第一代平台、以互联网为代表的第二代平台后，现在以移动和大数据为特征的第三代平台正在到来，并且已经应用于办公、管理、监视和操作等多方面。提升生产力与加速决策制定是企业将应用转移到移动平台最重要的两大驱动力。移动技术的快速发展为建立企业级移动平台提供了条件，移动应用正在成为企业提升业务价值的有力工具。

4.2 发展趋势与应用

以手机、平板电脑为代表的移动终端是移动应用的主角。企业不同的应用场景需要不同的移动终端，电池续航能力、条码读取、RFID识别、IC（集成电路）卡读写、三防（防水、防尘、防震）、耐用等性能，都是选择终端的指标。此外，移动设备对工作温度、工作环境气体等也有等级要求，同时，通信条件、操作系统、应用软件、安全策略等也是企业建立移动应用平台需要考虑的要素。因此，平板电脑、手机、存储式IC卡识读器、条码枪等都可作为特殊场景下的移动应用设备。在炼油化工等企业，生产现场使用的移动设备除了要符合常规的要求外，还要符合相应的安全标准，即，符合国家防爆电气产品质量标准。

移动应用不只是在终端上安装运行一些软件，它是企业信息化应用系统的扩展和延伸，同时，带来了企业管理模式和操作模式的创新变革。移动应用作为信息的接收载体，大多是企业已有系统，如，资源管理计划系统（ERP）、生产执行系统（MES）、客户关系管理系统（CRM）、供应链管理系统（SCM）、办公自动化系统（OA）等系统的扩展和集成应用。通过移动应用，可以及时传递企业管理各方面信息，达到提高效率、降低成本和风险的作用。对于企业管理人员，移动应用以加速管理流程和信息实时获取为主要目的，典型应用包括业务审批、经营日报、业务分析等，实现随时随地移动办公；对于现场操作人员，移动应用以加强内外沟通和人员安全为目的，典型应用包括现场巡检、数据采集、操作指导、人员定位、有害气体检测等，实现现场操作内外联动；对于一般员工，移动应用主要是实现与企业的信息互动，如，薪资查询、通知公告、培训、员工调查等。

4.3 主要技术手段

移动应用涉及的主要技术有：一是，移动终端。包括手机、平板电脑等；二是，操作系统。目前，在智能手机和平板电脑上应用的操作系统主要有Android（安卓）、IOS（苹果）、Windows Phone（微软）、Symbian（塞班）等；三是，网络。包括WiFi、2G、3G、4G等。

5 智能

5.1 智能的定义

智能（Intelligence）是一种根据外界条件的变化确定正确行为的能力。智能在企业的应用通常称为智能化，是指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用。智能化的目的是使对象具备灵敏准确地感知功能、正确的思维与判断功能，以及行之有效的执行功能。

5.2 发展趋势与应用

智能化是信息化的高级应用形式，其特征是系统具有整体自组织能力与个体的自主性，具有学习能力，能够对知识进行表达与应用，并具备一定的容错能力。自组织能力指系统具有一定的思维能力，即，具有处理和再生信息的能力，通过模型、知识库及相关规则进行经验思维、逻辑思维或创造性思维，从而使系统具有智能的行动和反应能力，支持快速的智能管理决策。系统可从知识库直接获取知识，可依据指令、状态变化、工作任务学习和积累相关知识，完善和改进控制策略，使生产操作更加可控。在信息不完整或出现误差时，可以自我判断、自我调整，具有容错能力。智能化系统的建模需要大量的基础数据，系统的仿真需要实时数据支持，通过移动互联网技术、虚拟现实技术等的结合，使智能化应用更加广泛。

智能化技术在企业的应用可分为商业智能、运营智能和操作智能3个层次，分别覆盖企业经营管理、生产运行和操作执行3个业务领域。

商业智能又称商务智能（BI），通常被理解为将企业中现有的数据转化为知识，帮助企业做出明智的业务经营决策的工具。商业智能提供迅速分析数据的技术和方法，通过对商业信息的搜集、管理和分析，将数据转化为有用的信息和知识，使企业的各级决策者获得知识和洞察力，支持业务经营决策。商业智能是数据仓库（DW）、联机分析处理（OLAP）和数据挖掘（DM）等技术的综合运用，其中，数据挖掘是指通过特定的计算机算法对大量的数据进行自动分析，从而揭示数据之间隐藏的关系、模式和趋势，为决策者提供新的知识，即，从海量数据中寻找知识。数据仓库、联机分析技术的发展和成熟，为商务智能奠定了基础，数据挖掘技术则赋予其智能化特征。商业智能在企业的应用包括市场分析、财务分析、成本分析、客户分析等，为企业决策提供必需的分析、预测和其他信息。

竞争的加剧，使得企业不仅要重视战略和外部市场，还要重视内部运营过程中执行层面的正确决策来保证战略目标的实现，以动态数据仓库为基础的运营智能（OI）随之出现。动态数据仓库与传统数据仓库相比，最明显的差别是可进行数据动态加载和用户动态访问，即，具有时效性。运营智能关注生产运营领域，包括实现实时绩效监控、在线资产效率分析、实时利润效益分析、实时过程数据分析等，为生产运营提供有力的支持。

随着企业数据自动采集率的提高和通信网络的完善，为了提高生产执行的有效性及资产利用率，从而产生了操作智能。操作智能是运营智能向企业现场工作的延伸，重点用于支持企业一线员工的操作帮助和智能分析，改善员工操作效果。操作智能对数据的实时性和交互性要求较高，目的是提高人工操作的准确性和效率。企业当前兴起的智能巡检系统就是操作智能的标志性应用之一，它是手持终端、实时数据、智能操作系统等技术的融合应用，巡检任务可按照用户权限自动下载，巡检结果可实时上载，现场巡检人员可实时访问所需要的信息，控制室操作人员可实时查看外部操作人员的状态，并可提供操作指导。

5.3 主要技术手段

智能化技术主要有：一是，数据仓库。数据仓库是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合，以数据分析、决策支持为目的来组织数据，用于支持管理中的决策制定；二是，联机分析处理。联机分析也称多维分析，把分立的数据库联系起来，进行多维度的分析；三是，数据挖掘技术；四是，人工智能。制造出人造的智能机器或智能系统，来模拟人类智能活动，包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等，其中，专家系统是利用专家经验、知识和相关规则帮助进行问题的求解。

6 结语

物联网技术是实现自动化与信息化有效融合的重要手段，通过物联网在企业的应用，将需要掌控的物和人联系起来，实时采集信息，企业各级人员可以对现场状态进行监视、预警、操作、指挥，提高生产决策的及时性和准确性。在数据猛增的大数据时代，对于数据的应用分析要求不断增强，企业可利用可视化技术，对各类数据进行有效地展示和分析利用。移动互联网正在改变着原有的信息处理和应用模式，加快了信息传播速度，提高了信息处理的效率，使数据信息可以随时随地应用。智能化应用于企业生产经营管理，可实现智能化监控、智能化操作及智能化决策，从而建立完整的智能运营体系。通过对海量数据的深入分析，商业智能将数据信息转化为决策力、洞察力，为企业优化运营提供有效支持。

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