石油企業科技管理數字化轉型技術體系模型的構建

張 弢，王雪松，王夏陽，曹思瑀

（1.中國石油勘探開發研究院，北京 100083；2.中國石油天然氣股份有限公司科技管理部，北京 100007）

科技管理工作是推動科技發展和科研資源調配的核心手段，發展數字經濟是把握新一輪科技革命和產業變革新機遇的戰略選擇，當前科技革命發展到一定階段使得科技管理的數字化革命成為必然趨勢。

展望“十四五”，在國家全面實施創新驅動發展戰略的總體背景下，黨和國家對石油行業科技工作的技術創新和管理創新提出了更高要求，油氣行業數字化轉型正式拉開帷幕，科技管理工作比以往任何時候都需要整合現有資源，強化管理理念創新，建立科技資源共享體系，高效支撐石油企業科技創新戰略。“求木之長者，必固其根本”，科技管理業務數字化轉型的內涵，就是要基于管理理念變革、數字治理體系構建、智能化技術賦能的科技管理數字化轉型實踐經驗，大力推進信息智能化系統建設和發展，實現對科技創新資源全過程的信息掌控和綜合管理，顯著提升多學科、跨專業協同設計管理與研發能力，構建全新的科技創新生態。石油企業在全力加速主營業務數字化轉型、智能化發展的進程中，也應當協同推進企業科技管理層面的業務創新。

1 國際科技創新趨勢分析

1.1 全球石油公司研發投入強度不降反升

受低油價和新冠肺炎疫情的影響導致全球石油公司營收普遍下降，但研發投入強度不降反升，用科技領先建立新形勢下的行業市場競爭優勢的意圖明顯。技術創新是當前石油公司經營戰略的核心內容，埃克森美孚2019年研發投入強度為0.47%；2020年為0.57%。沙特阿美、殼牌、BP、雪佛龍等公司的2020年研發投入強度均高于2019年水平，上升0.1%～0.3%不等，體現了全球石油公司對技術創新的重視。

1.2 數字技術提升創新資源的流動性和可用性

協同創新、參與式創新等模式不斷涌現，研發活動創新生態的重要性日益凸顯。大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等數字技術仍處于技術爆發階段，數字技術的持續進步提升了創新資源的流動性和可用性，協同創新、參與式創新等新模式不斷涌現。自下而上的創新機制逐步凸顯，研發活動的合作也將不斷加強[1]。能否構建良好的創新生態，成為集聚整合創新資源、提高創新效率的關鍵。

1.3 數據驅動的技術研發和應用創新能力日益重要

數據成為關鍵生產要素和戰略性資源，數據驅動的技術研發和應用創新能力將直接影響國家的長期競爭優勢。數字經濟的蓬勃發展促進了政府、企業對數據資源價值的發掘，科學技術發展呈現出明顯的大科學、定量化特點，創新將越來越依賴科學數據。隨著數據逐步成為企業、產業乃至國家的戰略性資源，數據驅動的技術研發和應用創新能力將直接影響一國的長期競爭優勢。

1.4 系統化智能技術攻關研究先于信息系統建設

學科交叉、技術融合是實現重大技術突破的關鍵途徑，任何一個業務領域數字化轉型成功的關鍵，都是以開展其對應的數字化智能化技術體系研究為基礎。國家電網啟動智能電網工程，以先進的網絡和通訊技術、傳感器技術、信息技術為基礎，以電網設備間的信息交互為手段，包括了從電力、機械、電工、電子、計算機、軟件、網絡、通訊等在內的多學科先進技術集成，是一個龐大的創新系統工程[2]。數字化轉型的本質是業務轉型，實現的前提條件是數字化智能化技術的應用落地。數字化轉型智能化發展既依托于信息化建設，但內涵和范疇已經遠遠超過信息化，關鍵技術攻關研究和技術體系建設優先于信息系統建設。

2 石油企業科技管理業務數字化轉型的迫切需求

當前，石油企業的科技業務管理模式更加突出管理創新，同時技術創新、市場創新的驅動效應更加明顯，管理流程、績效評價、成果轉化等工作更加追求科學性和創新性。由于科學技術加速發展和多種因素導致的技術路線調整對科技管理決策的長遠性和預見性提出更高要求，立項和成果更加講求經濟效益，項目過程關注預算控制和成本支出。注重成果轉化，合理運用新技術并進行科技創新是提高行業核心競爭力的原動力。石油行業科技管理業務復雜，項目類型涵蓋石油行業從勘探開發、煉油化工、工程技術、油氣儲運到裝備等上下游一體化領域，并且呈現出融合發展趨勢。學科綜合交叉發展產生大量的結構化、非結構化專業數據，需要對大量數據進行及時統計與處理。

數字化時代，石油企業科技管理業務的高質量發展有三方面的迫切需求：一是管理理念需要全面提升。石油企業將創新列為五大發展戰略之首，科技創新成為高質量發展的重要抓手，科技管理業務的管理模式在行業趨勢和內生催動的雙重趨勢下，由科技管理向科技治理的發展成為必然選擇。二是數字化轉型需要實踐落地。隨著數字化智能化技術與資源、資本、市場等要素的深度融合，油氣工業“數據為王”的時代已經到來。科技業務數據呈現出數據增量大、復雜程度高、展現形式多樣化的特點，需要以數字化整合為基礎，在分級授權基礎上最大限度地推動科研成果信息在公司內部開放共享。三是智能化技術需要應用創新。新一代智能化技術的落地應用對實驗數據、項目文檔等非結構化數據的智能檢索，以及對系統的智能預審、智能分析、智能預警的業務需求愈加急迫，基于數據的智能化項目進程展示、技術發展趨勢分析具備的實現條件。

3 石油企業科技管理數字化轉型技術體系模型構建的理論基礎

以集成產品開發理論為技術推導基礎、伊登十二色相環為技術展示框架，構建了石油企業科技管理數字化轉型技術體系模型原型。從管理革新、數據治理、智能應用3個切入方向入手，圍繞人員、經費、成果3項科技活動基本元素的有效調配使用，推導出石油企業科技管理數字化轉型所依托12項關鍵技術，進而以伊登色彩學理論表述整個體系的邏輯關系。

3.1 集成產品開發理論

集成產品開發即IPD（Integrated Product Development，IPD），是一套先進的、成熟的產品及研發管理的體系[3]。BLM業務領導模型（Business Leadership Model）是IPD體系的前端業務規劃及產品規劃方法，主要包括市場分析、戰略意圖、創新焦點、業務設計、關鍵任務、正式組織、人才、氛圍與文化以及領導力等九個方面，協助管理層進行戰略制定、調整及執行跟蹤[4]。本文構建的石油企業科技管理數字化轉型技術體系模型主要依據的BLM業務戰略規劃法而產生。

3.2 伊登色彩學理論

伊登色相理論源于美國籍教師約翰斯·伊登（Johannes Itten）所著“色彩論”，如圖1所示。它的設計特色是以三原色作為基礎色相，這種色相環中每一個色相的位置都是獨立的，排列順序和彩虹以及光譜的排列方式是一樣的。這些顏色相鄰間隔都一樣，共有6～12互補色對，分別位于直徑對立的兩端，發展出12～24色相環[5]。其中，如圖中①與②相互融合，可以得到③的顏色。其中③與外圈的④為相似色，而十二色相環可以看成是十二個扇面組成的圓環，每個扇面都代表了一個色相，相隔位置的兩色為鄰近色關系。學科交叉、技術融合是石油企業科技管理數字化轉型技術群的主要特點，鄰近色和同類色能夠清晰的表示同一類型需求所推導的重點關鍵技術，并直觀展示管理革新、數據治理、智能應用3個切入方向，人員、經費、成果3項基本元素與12項關鍵技術之間的關聯關系。

圖1 伊登十二色相環基本理論

4 科技管理業務數字化轉型技術體系模型構建闡述

基于BLM業務戰略規劃方法論，結合石油企業的業務特點，圍繞建設企業科技管理數字化轉型技術體系的目標，對當前業界先進的企業進行調研，篩選整理可借鑒的管理模式、關鍵技術和實施經驗，提出管理革新、數據治理、智能應用3個科技管理業務數字化轉型的總體發展方向，提出3項構建數字化轉型技術體系的3項體系基礎技術，以科技活動中的人員、經費、成果3項基本元素有效利用為目標，融合對應的發展方向，提出關鍵戰略技術及配套技術。如圖2所示。

圖2 基于石油企業科技管理業務特點的智能化技術群

4.1 體系模型基礎框架構建及體系基礎技術群

從管理革新、數據治理、智能應用三個發展方向為技術體系模型的三原色，并提出三項體系基礎技術，如圖3所示。在管理革新層面，對標國際先進管理理念，進一步強化全流程管理，實現科技項目管理模式及方法創新，保證科研人員對項目攻關的實時管控、管理人員對項目過程進展的有效跟蹤。在數據治理層面，構建科技業務數據治理體系，形成蘊含業務邏輯和關聯關系的全新“智能數據”，從高層次、多維度拓寬科技管理分析、挖掘業務數據視野，消滅科技管理業務領域“信息孤島”。在智能應用層面，探索包括智能運營中心輔助決策、移動辦公提升審批效率、自動采集數據減少事務性工作量等智能化場景，形成統一的科技業務協同工作平臺。

圖3 體系模型基礎框架構建

體系基礎技術內涵具體描述如下。

4.1.1 業務管理流程及項目分類體系標準化技術

通過先進的業務管理理念，提升管理水平，系統固化管理流程使管理更嚴密、評估更精準。各層級企業項目類型存在分類標準不統一，科研項目既有分立也有重合的問題，需要依據項目性質、范圍及專業，建立專業的項目分類體系。

4.1.2 科技業務數據治理及應用技術

目前大部分科研院所所謂“信息化”普遍僅停留在對科研項目、成果、經費等信息的錄入階段，缺乏數據挖掘意識，更談不上利用數據分析開展決策咨詢，導致大量數據資源浪費[6]。將匯集的業務數據清洗、加工、轉化，形成邏輯清晰、層次分明的“智能數據”，并通過可視化技術實時的將項目整體情況多維度呈現給科研人員、決策人員和管理人員。使研究更直觀、決策更精準、管理更深入。

4.1.3 基于低代碼的科技平臺開發及安全可控的科技平臺移動端開發技術

無需編碼或通過少量代碼就可以快速生成應用程序的開發平臺，能夠讓業務人員通過“拖拉拽”開發組件，完成應用搭建，適用于需求日益新增的辦公管理業務。實現數據信息在移動互聯網的安全傳輸和在移動端的安全存儲。通過安全基線、多因子認證、后臺監測保證移動應用安全。

4.2 基于人員基本元素，結合管理革新與智能應用方向的技術群

人員是科技活動的核心資源，基于“人”這一基本元素和管理革新與智能應用發展方向，為實現“科技項目管理工作平臺轉型”這一關鍵戰略，提出1項關鍵戰略技術和2項配套技術：即科技管理協同體系構建技術、智能運營中心（IOC，Intelligent Operations Center）構建技術、基于語義分析的智能填報技術，如圖4所示。

圖4 “人”基本元素組合模型

對于關鍵戰略技術和配套技術的技術內涵論述如下。

4.2.1 科技管理協同體系構建技術

通過流程固化、業務聯動、系統集成、智能化填報技術應用保證科研人員對項目進展的實時管控、管理人員對項目過程進展的有效跟蹤，形成統一的科技業務工作平臺。

4.2.2 智能運營中心（IOC）構建技術

將系統數據進行有效整合和價值挖掘，提供主動統計分析功能，快速生成報表及2D/3D圖像展示。實現基于指標的數據可視化分析，對業務進行決策支持。

4.2.3 基于語義分析的智能填報技術

通過運用可視化技術和語義分析，實現系統填寫內容的智能校驗、智能查重、智能提取，提升工作效率。

4.3 基于經費基本元素，結合管理革新與數據治理方向的技術群

經費是科技創新的催生動力，基于“財”這一基本元素和管理革新與數據治理發展方向，為實現“支持科技業務全成本核算”這一關鍵戰略，提出1項關鍵戰略技術和2項配套技術，即全成本核算綜合分析技術、石油行業科技項目價值評價及技術趨勢分析技術、重點實驗室設備物聯及工作量評價技術，如圖5所示。

圖5 “財”基本元素組合模型

對于關鍵戰略技術和配套技術的技術內涵論述如下。

4.3.1 全成本核算綜合分析技術

通過平臺數據挖掘形成一套統一的算法，通過對各項成本和經費進行分配和歸集，保證項目經費能夠被即時跟蹤、查詢、統計、分析并輔助決策。

4.3.2 石油行業科技項目價值評價及技術趨勢分析技術

依據標準數據模型建立切合石油及能源行業的多維度、多指標的綜合項目價值評估體系，利用量化指標評估業務價值。基于統一評價體系，統一內外部數據源對業務領域進行橫向比較，對跨領域相似規模的項目進行縱向對照，基于統一算法分析技術發展趨勢。

4.3.3 重點實驗室設備物聯及工作量評價技術

將物聯網技術、5G技術應用在科技業務領域，將實驗室設備運行情況、實驗過程數據、實驗成果統一匯集，提高管理效能。針對實驗室工作各指標量綱不統一、較難定量度量的采用集對分析，給定一指標優值，將被評人員各指標連同其量綱與指標優值直接比較定量評價，全面反映實驗室工作的質與量。

4.4 基于成果基本元素，結合數據治理與智能應用方向的技術群

成果是科技發展的根本目標，基于“物”這一基本元素和數據治理與智能應用發展方向，為實現“科技資源共享體系”這一關鍵戰略，提出1項關鍵戰略技術和2項配套技術，即科技資源智能搜索引擎技術、科技成果知識產權及分享技術、基于認知計算的智能化應用技術，如圖6所示。

圖6 “物”基本元素組合模型

對于關鍵戰略技術和配套技術的技術內涵論述如下。

4.4.1 科技資源智能搜索引擎技術

結合自然語言處理技術及可視化技術，建立一套支撐平臺業務的智能搜索引擎，智能搜索引擎包括智能查重、摘要生成、綜合統計、趨勢分析等智能應用組件。

4.4.2 科技成果知識確權及分享技術

企業應注重知識共享與保護的兼顧問題[7]，通過知識圖譜、機器學習和區塊鏈技術，形成一張涵蓋整個業務領域的網狀知識庫。通過技術手段對知識庫加以保護，配套分享激勵機制，建立分級分類共享策略流程。

4.4.3基于認知計算的智能化應用技術

通過將知識圖譜、機器學習等技術應用在科技信息系統中，通過多種維度建立認知關系，拓展智能化應用，提升科技業務信息系統智能化水平。

4.5 石油企業科技管理數字化轉型技術體系模型

綜上，基于體系模型基礎框架，從管理革新、數據治理、智能應用3個發展方向為技術體系模型的三原色，并提出3項體系基礎技術，以科技活動中的人員、經費、成果3項基本元素有效利用為目標，結合發展目標形成9項關鍵戰略技術和配套技術，構建起了石油企業科技管理數字化轉型技術體系模型，如圖7所示。

圖7 科技管理業務數字化轉型技術體系模型

5 結束語

數字化時代，以單純的業務人員需求提出、開發人員平臺實現的傳統信息系統建設模式已經難以支撐業務數字化轉型的宏偉目標。在業務數字化轉型前期，配套管理體系的建立、業務數據的治理、智能技術的儲備變得更加重要，數字化轉型項目的本質應當是技術研發型項目，而非信息系統工程型項目。通過構建簡潔直觀、層次分明的石油企業科技管理數字化轉型技術體系模型，為制定未來石油企業新一代科技管理平臺建設總體方向和具體策略提供設計參考。通過對加速科技管理數字化轉型技術研究，針對科技管理業務中待解決問題和難點，探索設計解決方案和關鍵技術的實施路線圖，構建形成科技管理業務數字化智能化技術體系集群，逐步打造石油企業業務數字化轉型智能化發展的高端智庫，持續支撐石油企業業務的高質量發展。