能源是人類生存和發展的重要物質基礎，攸關國計民生和國家安全。2013年11月22日青島發生的油氣管道泄漏導致的爆炸案給我們再次重重地敲響了警鐘。油氣的泄漏不僅會造成對環境的污染和破壞，其爆炸對城市的破壞也是巨大的。
如何在高速的能源工程建設中保證安全已經是擺在我們面前的一個重大課題，本文將從安全、高效生產等方面介紹數字化技術在能源工程建設及運營中的作用、意義及方法。
能源工程的建設是一個綜合工程
能源工程的建設是一個綜合工程，涉及各個學科的交叉應用，建設環節繁多，環境復雜，而且能源工程的運營也存在著諸多的安全風險。因此在建設和運營的各個階段都需要全面的掌握管理對象的基本屬性、運營狀態以及管理活動等信息，并能夠及時、準確的了解可能存在的風險，對安全事件進行監控和預警。從油氣田的勘探開發中的地質(Geology)、地球物理 （Geophysical）到地面工程建設各個環節的地理（Geography)這3G技術環節都有非常強烈的安全工程技術要求和現實需要。基于這3G技術的數字化（智慧）能源（油氣田）工程建設，在人民生活和經濟生產的應用中顯得越來越強烈和必要。
GE（美國通用電氣有限公司）全球高級副總裁、GE發電集團全球總裁兼首席執行官斯蒂夫.伯茲向中國工業報記者說“能源行業的數字化變革，將是未來十年間我們所能見到的最大變革。”通過應用數字化技術，2016年GE已節約生產成本5億美元，到2020年預計將達到10億美元 操作系統Predix在2015年已產生了50億美元的收入，今年預計將達到60億美元
基于這種數字化轉型，全球電力工業新增產值未來十年將達到8.6萬億元人民幣，“他們來自對電力可靠性的進一步提升，電力輸送過程中損耗的降低，以及電力使用者即消費者向電力生產者身份的轉變。”
以油氣田及長輸管道工程為例，數字化對能源建設的作用表現在以下方面：
首先，通過“信息資源整合集成”，能提升企業信息化應用水平。其次，以“一體化運營”為核心，業務協同由內部協同向外部協同發展。第三，利用“虛擬現實”技術，在三維可視化環境中進行研究和決策。最后，數字化建設與“業務流程”高度融合，實現業務全流程的自動化、智能化。此外，利用“資產管理”能提高操作效率、持續性和遵從性。通過“數據深度挖掘和專家知識的加工積累”，實現智能化決策支持。
數字化能源工程的構成
數字化的能源工程總體框架分為基礎設施、數據采集、數據層以及應用層，其中安全體系和標準體系是數字化能源工程運行的總體保障。
具體說來，基礎設施包括網絡、硬件設施、自控系統和視頻監控系統。
數據采集層負責將生產、設備、應急、培訓等各個專題的結構化和非結構化數據按照數據標準規范進行采集和處理，并統一進入到中心數據庫各個專題數據集中；中心數據庫保證了各個專業公共數據的一致性；在中心數據庫之上構建一體化平臺，一方面實現數據訪問的集成和統一，即對于中心數據庫數據發布統一的訪問服務接口，供上層應用訪問，另一方面，通過SOA架構構建系統的應用集成平臺，可以方便的管理各個業務應用服務，并靈活的進行服務的配置和調用，為未來應用擴展提供了可伸縮的框架；應用層包括生產、設備、應急、培訓各業務應用，形成一體化生產運營應用能力。在整個框架中，形成一個輔助決策、應急、運行支持以及展。
數字化能源工程建設的核心意義
從基本框架我們可以看出，數字化能源工程建設包含了生產、設備、應急、培訓等多個方面的應用，其核心功能在于：
（1）二三維一體化平臺
什么是二三維一體化平臺？提供數字能源工程圖形、屬性信息輸入輸出功能，形成分布式空間數據銀行，提供分布式空間數據的完整性控制技術、目錄服務技術、虛擬現實技術、WebGIS技術、多媒體技術、交互式的三維可視化、導航技術等，向全企業提供基于地理圖形的各種服務。
（2）油氣田（礦場）勘探開發一體化生產管理
勘探開發是油氣田企業的種業業務，面向勘探開發提供協同的辦公平臺，提供統一的業務平臺，提供綜合的數據平臺，主要包括以下幾個方面的應用：
（a）油氣勘探開發信息管理
以勘探部署、項目研究、資料處理與解釋、油氣資源評價和儲量計算的全面計算機化為目標，實現地震、測井、錄井、試油、試采等資料采集、處理和解釋一體化，實現全企業信息共享。
（b）油藏描述信息管理
包括油藏描述、油藏開發分析數字化分析決策、油氣田開發指標計算和預測、油藏數值模擬數據管理、油氣田開發圖形、圖表生成繪制、編輯、輸出、油藏參數的三維可視化顯示等功能。
（c）油氣開發
油氣田開發是石油行業的核心領域之一，其信息化和軟件工作就是要完善和建立起齊全的油氣田開發地質、監測、作業、工藝、集輸各部分的生產信息采集、處理的網絡體系，通過科學計算進行開發方案優化，實現油氣田開發地質、采油工藝、生產測井、三次采油生產和可研信息網絡查詢和應用的一體化。
（d）鉆井信息管理
鉆井工程圍繞企業的鉆井生產管理和鉆井設備及工具的全面管理，鉆井過程各種信息的采集和處理，實現計算的網絡化和自動化，鉆井工藝研究和工程設計，不同地質條件對鉆井影響的技術研究，固井質量技術研究及鉆井成本控制等方面開展信息化和軟件的開發應用，從而提高鉆井生產、技術和經營的水平和效益。主要涉及鉆井地質、鉆井工程、鉆井管理和固井工程四個專業。
（3）生產運行輔助決策
可以在勘探、施工、建設、開發等各個階段提前對工程進行合理的規劃，使許多部署方案、開發方案在選址、選線、運行環節尚更合理，降低風險，提高效益。
綜合來說，數字化技術在市場普及是必然的，也是工業發展很重要的一個因素。利用能源數字化技術，綜合GIS技術、多媒體技術、信息集成技術構建數字化能源工程管理系統，將物理的能源工程數字化，通過物聯網技術將現場的狀態信息實時的傳遞到遠程的管理者辦公室，并將各種管理活動規范化、流程化、自動化，從而達到掌握現場情況、明晰管理活動、實時與動（靜）態的全面分析風險、安全事故預控的目標。
其實數字化技術不僅可以應用在能源的開發、生產也可以用在別的制造業，前景還是非常廣闊的。
