1 背景及意义
围绕采油生产异常业务,本着“运用信息化快捷地发现异常,以精细化管理减少异常,生产一体化准确运作消除异常”的理念,在中国石油新疆油田分公司的统一部署下,以生产异常业务管理为主线,建立一套以数据集成、应用系统集成为基础,实现采油生产业务网上流转的高效平台成为采油生产领域信息化的重要研究内容。
2 总体思路
贯彻“整体规划、整体建设、总体设计、分步实施、逐步完善”和“统一标准、统一平台、统一立项、统一管理、数据共享”的指导原则,在此础上开发综合、统一、高效及安全的集成化应用系统。由于采油生产涉及的范闱较广,系统开发不能够只针对具体的应用需求进行,而应采用开放式系统设计思路,以数据集成、系统集成为基础。通过统一数据结构、建立数据管理体系、开发并集成各应用系统,最终达到采油生产异常业务流转的目的。采用面向对象方法对已收集资源进行整理和分析;采用元模犁数据管理技术,定义系统业务处理模型;采用组件化软件开发技术,提供系统访问接口;使用()RACI。存储过程和PL/SQI。等技术,实现业务算法的过程化和模板化;研制“数据管理平台”实现业务功能定制。按照数据源点是否在采油生产领域划分系统界面,采油生产核心领域的各系统荤新定制进行无缝集成,非采油核心领域的各系统基于XML进行数据集成。
3 技术方案
在信息化技术方面,元模型技术、模型驱动技术、工作流技术以及数据仓库技术等是近几年来研究与应用的热点。元模型是对各种信息模型抽象,一个元模型实际上代表一类模型的标准化框架。模型驱动是当前各软件开发丁具提供商争相采用的技术,它可使油田信息化从依赖软件开发转换为面向业务、面向用户,实现客户定制。工作流技术在理论上相对是比较成熟的技术,在流程企业应用比较广泛。具体来讲,基于数据共享与交换技术的软件系统框架发展经历了3种架构模式:消息中间件(MON)、企业应用集成(EAI)及面向服务架构(SOA)。SOA是一种系统设计和实现方法,以服务为核心,提出企业服务总线(ESB)概念,通过建立标准的数据交换和管理接口,达到各系统互联互通,实现完全的分布式架构。
4 系统架构设计与实现
网络布局上,整个系统在纵向上可分为3层,即用户层、应用服务层和数据服务层。用户层:客户机使用IE6.0以上浏览器访问系统;应用服务层:架设应用服务器(IIS服务,平台服务)和服务监控服务器;数据服务层:数据库服务器。软件技术上,建立数据管理平台DMP(DataManagement Plantform),该平台总体架构基于SoA(Service 0riented Architecture)思想,借鉴了SOA的层次划分思想,将平台划分为4个层次:总线层、数据模型层、模型服务层和应用层。
(1)总线层(ESB)包括服务注册、数据传输、数据存储、查询监控、数据权限、数据质量和安全服务等,通过建立标准的数据交换和管理接口,实现了各系统数据的互联、互通。该层支持同步和异步消息通信,其中异构数据交换标准基于XML实现。
(2)数据模型层包括数据模型及元数据管理,实现系统各种信息高度抽象的元模型管理。
(3)模型服务层。该层是系统的核心层,系统所需的各种服务(如消息服务和数据传输服务)由该层利用功能组件及应用业务模型库共同构建而成,实现了业务逻辑的封装、业务流程的编排等功能。
(4)应用层。该层基于MDA(Model DrivenArchitecture)模型驱动架构,是以业务流驱动、应用模型驱动的集成化应用系统构成(如:日、月报一体化系统、综合井史系统、异常业务流转系统、地质台帐和综合查询系统等)。
5 采油核心领域应用系统的集成
以采油异常业务处理为主线,由采油生产核心业务5大集成系统为支撑,辅助以信息预警、诊断分析定位、措施设计、规范操作和系统跟踪等环节为框架,采取业务流程化处理手段,进行全方位辐射、链条式衔接的处理方法,形成采油生产业务动态管理网络闭环(如图1所示)。
(1)以采用业务网上流转技术和协同工作技术创建了基于油井生命周期的、覆盖油田开采业务全过程的采油生产异常业务网上流转模式,实现生产业务集成应用。主要内容为:①采用了“日、月报一体化处理”技术,建立了日、月报一体化系统,利用数理模型,计算机自动处理、人丁审核确认的模式,实现了生产日报自动生成地质月报;②采用了“异常诊断”技术,建立了异常业务处理模型,实现了生产异常预警、处理及业务流转机制;③采用了WEB发布技术,建立了综合信息发布平台,实现了各类业务数据关联应用;④采用了XML技术,建立了数据共享与交换系统,实现了异构数据集成;⑤建立了网络协同丁作系统,实现了采油异常业务消息感知、流程进度感知。
(2)成功构建了高效的数据资源体系。主要内容是:①采用数据仓库技术,建立了采油生产异常业务管理数据资源体系,统一了新疆油田开发动态数据库逻辑结构,实现了数据应用一体化;②建立了基于数据流程的元数据管理体系,元数据定义了油田数据采集、传输、质检、存储、查询、共享和应用等各个环节的操作方法和管理模式,系统可根据元数据的定义实现数据从采集入库到应用全过程的描述和管理;③建立了基于规则库的数据质量校验机制,通过数据字典管理、校验规则管理以及表达式语义分析,系统自动、及时地对入库各业务环节数据进行校验并发布数据质量公告;④制定了与数据建设相配套的采油信息管理制度,实现数据管理的正常化。
6 应用效果
系统于2007年在新疆油田公司推广应用,实现了生产异常业务处理迅速、立体、交叉及协同的管理。系统的投用结束了延续50多年来手工抄写日志、井史的历史。按照完整的生产业务流程,建立了生产业务流管理系统。从生产异常识别、监督、分析到措施设计、效果跟踪等业务流转、审核和回退管理机制,成为生产管理、科研辅助必备工具,为油田生产、经营活动提供了可靠的信息服务和决策支持。
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