工業大數據對石油機械類大學生的教育影響與融合創新

[摘? ? ? ? ? ?要]? 大數據已經被廣泛應用于包括金融、汽車、餐飲、電信、物流和娛樂等在內的社會各行各業。工業是國民經濟的主體，工業與大數據結合已成為新一輪產業革命的重要動力，在石油工業領域的應用也愈發突出。然而工業大數據在石油機械類專業大學生教育中尚未與石油工業大數據發展并行，未能形成有機融合創新機制，這將在未來幾年嚴重影響石油工業專業人才發展和企業效益。因此，必須抓緊實現工業大數據在石油機械類大學生教育中的融合創新，為大數據在石油化工行業的應用提供人才，為石油化工領域未來發展提供思路，這對迎接新一輪產業革命有著重要意義。

[關? ? 鍵? ?詞]? 工業大數據;石油機械類;大學生教育;融合創新

[中圖分類號]? G645? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）31-0232-02

大數據被稱為“未來的新石油”和“創新的新引擎”，工業已進入信息化時代，大數據也已融入工業生產過程中的人員合理配置、生產調度優化、安全作業管理、生產效率提高等諸多方面，工業大數據勢必成為新一輪產業革命的重要動力。石油石化企業生產系統及裝備復雜多樣，操作流程繁瑣，危險源四處分布，一旦發生事故將造成嚴重的人員傷亡、環境危害、經濟損失和社會影響。隨著物聯網技術在石油石化企業中逐漸應用，其設備設施的自動化程度也越來越高，生產過程所采集的數據得到了爆發式增長，催生出具有多層次、時空特性的石油石化工業大數據。從而工業大數據為石油石化企業全生產過程的完整性管理提供了充足的數據基礎，在利用大數據的定量分析降低管理及生產風險中的不確定性，將傳統經驗定性模式轉變為數據性定量化模式等方面具有重要意義。然而，如何更為科學合理地將工業大數據與石油機械類專業大學生教育進行融合創新，為石油石化企業培養出合格的人才已成為當前石油類多個學科教育發展的研究熱點。

一、大數據發展及應用

2012年以后，美國、日本、法國、韓國、英國等陸續將大數據上升為國家戰略的高度。同時，黨中央在2015年十八屆五中全會中明確提出了“實施國家大數據”的戰略目標。經過近5年發展，大數據在我們生活中已無處不在，應用于各行各業，包括金融、汽車、餐飲、電信、物流和娛樂等在內的社會各行各業，如下所述為大數據在各行各業的具體應用。

1.制造業，利用工業大數據提升制造業水平，包括產品故障診斷與預測、分析工藝流程、改進生產工藝，降低生產過程能耗、優化生產調度及計劃。

2.互聯網行業，借助互聯網與大數據，分析客戶消費行為、喜好和點擊率等，進行商品推薦和針對性廣告投放。

3.汽車行業，基于人工智能、物聯網技術和大數據結合實現汽車無人駕駛。

4.金融行業，在股市高頻交易、社交情緒分析和信貸風險分析的金融三大創新領域發揮著重大作用。

5.電信行業，基于大數據分析實現客戶上網時段分析，及時掌握客戶使用信息，制定針對消費套餐吸引客戶。

6.餐飲行業，利用大數據分析客戶就餐喜好和時段，及時推送信息，徹底改變傳統餐飲就餐和經營模式。

7.物流行業，利用大數據制定新型物流網絡，優化物流調度，提高物流時長，降低物流成本。

8.城市管理，可以利用大數據和互聯網技術實現智能公交、災害預防、環保監測和城市規劃等。

9.個人生活，利用大數據和穿戴式硬件結合，實現個人生活大數據管理，給出個人健康狀態，建立良好的生活行為習慣，提供各類個性化定制服務。

二、石油行業及機械學科特點分析

在石油化工行業具有如下特點：生產工藝過程復雜，設備種類繁多、體積龐大;石油石化設備設施價格昂貴，運維成本高;行業具有高危性，對安全要求極為嚴格;石油的勘探、開發、加工難度日益增大;設備運行狀態與故障判斷智能化程度不足;信息化管理程度低;存在能耗及污染問題等。大數據技術能夠有效解決行業結構性矛盾、增強行業創新能力、減小安全環保壓力。有必要在石油機械類專業大學生教育中貫穿大數據技術在石油化工領域中的應用，包括油氣數字化生產與運輸、長輸管道風險完整性管理、石油石化生產安全管理等，有助于學生了解大數據在石油化工行業的應用，為石油化工領域未來發展提供思路，為石油機械類專業化人才成長奠定理論基礎。

機械工程作為工科傳統的一級學科，主要研究各類機械在設計、制造、運行和服務等全壽命周期中理論和技術的工程學科，其基本任務是融合機械科學、信息科學、材料科學、管理科學，現階段開設的課程主要為機械原理、力學、制造、材料方面，并沒有涉及信息科學方向，究其原因是我國一直在進行“工業2.0補課，工業3.0普及”工作。而隨著大數據技術發展，工業已進入信息化時代，無論是德國的“工業4.0”，還是美國的“工業互聯網”，大數據在新一輪機械相關工業領域中發揮著重要作用。在石油石化生產中，從勘探、開發、煉制、運輸、銷售和管理等每個環節都會產生大量的數據，其數據具有復雜程度高、種類多樣、類型差異化大等特點，然而傳統的數據挖掘、分析以及預測等已經不能滿足現代石油企業生產運行的需要。近年來，中海油、中石油、中石化等大型央企開始研究和利用工業大數據，將其應用到石油勘探、開發、管理、生產、輸送等各個方面，建立相應的數據庫及分析模型，從而能夠有效解決行業結構性矛盾、增強行業創新能力，減小安全環保壓力，對現有石油企業鏈起到降本增效的作用。所以，無論是普通機械制造還是石油行業，對大學生開展工業大數據及應用課程、提升學生工業大數據思維以及在傳統機械制造基礎上利用大數據提高產品質量，加快效率，迎接新一輪產業革命具有重要的意義。

三、工業大數據與石油機械類專業融合創新

工業大數據與石油機械類專業融合創新將以工業4.0作為引入點，提倡以價值創造為核心的工業轉型新思維，提出工業4.0環境下的大數據價值創造體系，旨在引導學生了解工業轉型的必然趨勢，了解國際工業4.0環境下大數據價值創造體系，在工業2.0、3.0的基礎上，利用大數據建立新的價值鏈，通過數據將終端用戶和制造系統相連接，不斷挖掘用戶需求缺口，產生新的價值。同時，課程設置中應該介紹數據價值創造的設計與實踐技術，從數據的建立、挖掘到數據的管理、識別，分析以及彈性化的自調節能力和優化能力，建立以CPS（Cyber-Physical System）為核心的數據價值創造體系架構，幫助學生學習工業大數據介紹整體的框架體系，并且需要介紹價值模式創造的商業模式設計，如何化創新為價值創造，尋找有價值的“GAP（空缺）”。

同時，要分析清楚工業大數據在石油石化行業中應用現狀，包括石油系統生產結構現狀、油氣生產動態大數據分析、油氣裝備健康數據分析系統。課程第六章主要介紹工業大數據在機械制造中的應用，主要從智能裝備、智能工廠、智能服務三個方面給出一些利用工業大數據進行價值創造的典型實踐案例，進一步深化學生對工業大數據的理解。

在石油機械類大學生培養中開展工業大數據及應用相關課程，符合當下工業互聯網發展趨勢，同時，課程也提供了將工業大數據應用到現有石油生產系統中的方法，這有助于該類學科學生發揮自身優勢，盡快融入石油行業工業4.0背景下新一輪的產業升級改革中，并為未來的油氣裝備制造系統搭建無憂的環境，滿足中國目前極度缺乏的大數據分析人才需要，迎合《中國制造2025》規劃，能夠大大提升學生在未來社會的適應力，提升學生畢業水準，學會機械工業大數據思維去進一步優化產品制造服務。

四、結論

《中國制造2025》的推進實施，需要產、學、研各方面更富創新精神的結合，需要重視和開展工業大數據分析，需要培養大批工業大數據分析人才。目前中國的人才教育體系中極度缺乏大數據分析人才，產業界不了解工業大數據分析的工具和方法，不了解大數據分析如何幫助實現智能轉型以及如何為更多客戶創造有價值的服務。產業與教育的結合是必不可少的，教育的專業設置必須與時俱進，與傳統專業的融合創新也必須有機發展。

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編輯 張 慧