2023年3月，国家能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》，提出加快企业转型升级，健全发展支撑体系。城镇燃气企业正在深入探索数字化转型之路。本文深入剖析了城镇燃气企业数字化转型的现状，归纳了转型过程中所面临的主要挑战，提出了科学可行的数字化转型路径，并在上海天然气管网有限公司应用实践，为城镇燃气企业数字化转型提供了借鉴经验。
文|承诚、张鲁冰(上海天然气管网有限公司)
随着技术水平的不断进步和企业需求的日益变化，城镇燃气企业正迎来前所未有的改革契机。在确保燃气稳定供应的基础上，企业亟需引入先进技术，构建智能气网。在数字化转型过程中，燃气企业应通过提升智能化和数字化手段，实现企业的数字化转型，提升整体运营质量和效率，更好地满足公众及社会发展的需求。
当前，大部分城镇燃气企业已通过运用信息化技术，对燃气生产、输配、运维等核心环节进行了实时监控与管理，建立了数字化平台，实现了数据资源的共享与互通。在此过程中，数字化工作面临着同质化业务技术标准、流程不统计，企业全面获取自身经营状况信息缺乏手段，推动资源整合与协同输出等方面难以实现。因此，企业应构建以数据为核心的数字化管理平台，实现数据的整合、流程的优化及大数据的深度分析应用，以此促进企业全面的数字化转型进程。为确保数字化转型的顺利进行，还应制定全面的战略规划。
1 企业数字化转型发展现状
1.1 工程建设数字化转型现状
随着数字化转型的深入推进，城市燃气管网工程建设领域越来越多地采用了数字化工具和平台以提高设计效率和施工精度。BIM技术作为工程建设数字化转型的核心技术，推动了各个专业间的有效协同，确保了项目设计的准确性与一致性，大大缩短了设计修改周期，提升了工程建设的整体质量与效率。利用GIS的空间数据分析技术，在工程地理信息的采集、处理和表达等方面均表现出了高效性和精确性。同时，BIM技术与GIS技术的数据集成和应用集成，可提升城镇燃气工程的智慧化水平。
当前工程建设数字化转型面临了基础性平台缺失、标准化族库不足、设计与实际不符等问题。在有限的专业技术人员、设备配备条件的制约下，降低了企业在数字化技术应用上的积极性，导致了企业在数字化技术应用上受到限制，无法充分发挥新技术的优势。
1.2 生产运行数字化转型现状
随着信息技术的快速发展，尤其是物联网、大数据、云计算和人工智能等技术的兴起，燃气企业通过数字化转型，生产数据的收集、分析和利用质量和效率得以提升。目前，智能传感器和远控系统的应用已逐步深入到城镇燃气企业的各个生产环节中。在燃气采集端，智能传感器可实时监测气体的压力、温度、流量等关键参数，并将数据传送到调控中心。在数据处理与决策环节，采用大数据分析和人工智能技术，可以根据实时数据对燃气供应策略做出调整，并预测未来的能源需求，从而提前布局资源，优化供应链。
与此同时，很多系统和流程还未能完全实现自动化和智能化决策，依然需要大量的人工操作和管理;已经引进的智能化设备和系统也未能充分发挥其应有的效能，部分原因可能在于信息安全保障能力不足、数据采集与应用情况不佳和企业对智能化应变不足;企业的业务流程数字化水平相对较低，许多关键业务环节仍然依赖于传统的纸质文档和手工操作，这不仅严重影响了工作效率，也增加了操作失误的风险;此外，一些燃气企业依然采用老式的管理方式，管理模式落后，缺乏科学、合理的技术手段。
造成上述问题的主要原因，一方面是企业数据中台的缺失，导致不同系统的数据共享和流通不畅，影响了智能化系统的整体效能;另一方面，数字化流程管理工具的缺乏，使得企业难以对业务流程进行有效的监控和优化，进一步阻碍了企业业务流程数字化转型。
1.3 维修维护数字化转型现状
在维修维护数字化转型的实施过程中，工业物联网技术和智能传感器被广泛运用于管道监控和泄漏检测，对设备和管网系统状态的监测的实时性和准确性提升具有显著的效果。目前燃气企业数字化智能化发展仍处于信息化发展到自动化发展的过渡时期，未来智能化发展将实现智能分析和预判、自动调控及故障预判。通过引入先进的预测性维护技术，燃气企业能够根据设备运行数据及时发现潜在缺陷与故障，从而实现了从被动应对转为主动预防的维护策略。
当前，城镇燃气管道的数据管理方式依然呈现孤立且粗放的状态，一方面由于各系统可能由不同建设单位城建，数据难以打通;另一方面，海量的工控数据受存储空间限制，仅能保存少量数据。数 据的缺失和不完整直接制约了分析的深度和精确度，是当前亟待解决的关键问题;此外，全面实现燃气管道的全时域监控，尤其是第三方施工破坏、非法占压等情况，仍然难以及时发现并处置。
上述问题主要是信息化架构不合理及管网自动化智能化水平不足造成的，导致了管网数据无法被实时获取、分析和处理。此外，传统的监测设备可能无法对管网进行全时域监控，管网的维修维护工作仍然需要人工进行定期巡检，导致工作效率低下，问题无法得到及时发现和解决。
1.4 现状总结
在城镇燃气企业数字化转型的探索过程中，各项技术和战略的实施呈现出不均衡的发展状态。工程建设数字化已逐渐成为企业标准，依靠BIM建模、GIS地理信息系统等技术对工程项目进行全生命周期管理。生产运营方面，通过传感器、物联网和云计算技术的应用，对燃气的生产、输配和销售流程实现了一定程度的智慧化。维修维护工作中，尽管采用了数字化设备提高了维护效率，但对于管网及设备状态监控与预警机制的完善还不够充分。
2 企业数字化转型路径
燃气企业在数字化方面已经取得了一定成果，但仍有巨大的进步空间。目前，企业数字化工作的主要内容包括标准体系建设、数据中台的支撑、管网智能化水平提升，以及业务流程的数字化等。
数字化工作是数字化技术作为一种新的生产力在企业中应用的过程，涉及管理和业务的方方面面;数字化转型是通过数字化等手段进行核心能力的构建，以实现企业价值体系优化、创新和重构，是数字化工作的目标。因此，实现企业数字化转型，全面开展数字化工作前，应系统谋划、统筹推进，明确数字化工作任务的目标、核心路径和工作内容，指导企业数字化转型工作的开展。
本文以上海天然气管网有限公司(下称“上海管网公司”)数字化转型实践为例，介绍燃气企业数字化转型的核心路径。
2.1 开展数字化转型顶层设计
上海管网公司的数字化转型(见图1)工作以“高水平安全”与“高质量发展”为核心目标，分阶段贯彻“数据标准统一、感知交互可视、系统融合互联、供应精准匹配、运行智能高效、预测预警风险可控”的关键任务，在标准体系构建和业务需求评估的基础上，通过科研、咨询和项目等形式，开展数字化基础设施构建(自动化监控水平升级)和信息化系统升级，促进两化融合，确保企业“业务—管理—技术”内循环平稳、有序的推进，助力企业“供端—输配端—终端”外循环持续、高效发展。
数字化工作的开展过程遵循“开展咨询评价工作——开展技术改造工作——开展标准化落地工作——搭建一体化载体平台——构建工程建设期数据资产——构建运行期数据资产——优化业务流程”的七步循环法，每项业务的转型独立按照以上七个步骤推进，转型的同一时期又将有不同工作项同时开展，七个步骤在全生命周期内往复循环，持续提升上海管网公司业务运转过程中的“安全性”、“高效性”和“智慧化”，助力完成企业“高水平安全”和“高质量发展”两项目标。
2.2 开展标准体系建设和标准化工作
在企业数字化转型的进程中，构建一套完善的标准体系及开展标准化工作，是确保转型效率和质量的基础。上海管网公司构建了完善的标准体系，涉及公司内部的技术规范、操作程序、安全管理等多个方面，按照“业务覆盖、急用先行”的原则开展了科研和咨询工作、标准化设计研究与应用、工程建设管理标准体系建设、数字化交付管理体系建设、运行阶段完整性管理体系建设等工作，并通过标准和规范的形式固化成果，确保了数字化改造的每个环节均能安全、高效、智慧运转。
2.3 提升管网自动化智能化水平
管网的自动化、智能化程度直接关系到能源的安全供应。在城镇燃气企业中，提升管网自动化智能化水平，已经成为推动数字化转型的重要任务。上海管网公司在实施智能管网升级时，以科学的研究方法和数据驱动作为决策支持，在评估、评价结论的基础上，从工程建设、生产运行和维修维护三个方面开展了数字底座建设、主干网数字孪生构建、设备设施改造升级、管网控制自动化、计量交接电子化、巡检智能化等工作，实现了管网运行与监控的实时性、准确性和智能化、自动化。
2.4 构建企业数据中台
随着企业数字化转型的深入，数据成为关键的战略资源。通过梳理业务数据，上海管网公司建立了信息化系统架构(见图2)，构建了企业数据中台，提升了企业数据资源的管理与应用效率，实现了数据流动、挖掘数据价值的有效途径。公司数据中台具备高度的技术集成和数据治理能力，涉及数据收集、存储、处理、分析、应用等环节，集数据接入、清洗、转换、存储、计算和应用服务于一体，实现了数据资源的优化配置和高效利用。
在构建数据中台的过程中，要确保数据的质量和安全。在质量上，通过数据清洗、数据融合和数据质量评价等工作，确保了数据在流入数据中台之前达到质量标准。在安全上，通过用户认证、权限控制、数据加密、审计日志等手段，保障了数据在传输和存储过程中的安全性。
2.5 开展业务流程数字化转型工作
在业务流程的数字化转型方面，应重点解决传统业务流程效率低下、信息孤岛问题突出和客户服务体验差等问题。针对上述问题，上海管网公司对现有业务流程进行了彻底的梳理和分析，明确了业务流程数字化转型的关键路径和工作内容，开展了一体化载体平台构建、管道数字化交付及恢复、运行模式优化及智能管理应用开发，实现了公司业务流程数字化转型。
(1)构建一体化载体平台
上海管网公司通过构建一体化载体平台，去除了潜在的信息孤岛现象，提供基于“数据湖+主题域+数据服务”的数据底座服务;构建信息化系统架构，拉通全业务流程，构建数据模型，形成数据资产，为业务应用提供准确、快捷的数据服务，实现公司业务全生命周期管理;集成工程建设、生产运行、调运管理、维修维护等板块应用功能，实现公司信息化与工业化深度融合，有效推动业务安全、高效、智慧运转。一体化载体平台数据流向见图3.
(2)新建管道数字化交付及已建管道数字化恢复
上海管网公司通过新建管道数字化交付、已建管道数字化恢复工作，基于一体化载体平台向运行期交付以“数据+模型+设备”为特征的数据资产，进而推动战略业务化、业务流程化、流程信息化，实现技术实施过程可监视、结果可管控的阶段目标。
(3)运行模式优化
上海管网公司在已建业务场景的基础上，开展了业务场景梳理、应用功能解析、服务模型构建、决策支持辅助等工作，形成了“数据-信息-预警-分析-决策”五位一体滚动优化的运行模式，以提升公司高质量发展的实施效果。
(4)智能管理应用构建
上海管网公司通过对影响业务价值链的因素进行采集、分析和关联，基于数字孪生体、结合人工智能模型设计并开展了智能辅助管理系统的建设，开发了公司业务智能管理应用，包括优化生产流程、开展设备预防性维护以及智能安全监控等，支撑决策辅助支持，并推广到产业生态圈的构建过程中，支撑了公司业务及流程再造。
3 结语
城镇燃气企业数字化转型涉及技术创新、标准制定、智能化等多个层面。数字化转型能提升燃气管网的智能化水平，优化能源管理，降低运营成本，并提高服务效率和安全管理水平。在数字化转型建设过程中，需顶层设计、标准体系建设、管网自动化智能化水平提升、数据中台构建、业务流程数字化转型等五个方面的协调发展，尤其是顶层设计和标准体系的建设至关重要。城镇燃气企业数字化转型具有广阔前景，能提升运营效率、革新管理水平，有利于能源可持续利用和高效管控，并在智慧城市的建设中还将发挥重要作用。
回复