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1、 大信息观大信息观 数字油田-智能油田-智慧油田的 系统工程思维 大庆油田 王权 2017.12.21 大信息观大信息观 数字油田-智能油田-智慧油田的系统工程思维 【摘要】 （1）理解、区分、定义和建设数字油田、智能油田和智 慧油田，需要高层次的高层次的系统思维系统思维。从数字油田到智能油田， 再到智慧油田，是系统迭代升级的过程，是系统的系统的信信息息从片 面到全面的过程、从机械到有机的过程、从低维度到高维度 的过程、从次要到主要的过程、从辅助性到决定性的过程。 三三个阶段不是截然分开的，而是逐步接替的个阶段不是截然分开的，而是逐步接替的。 （2）大庆油田大庆油田的信息化建设需的信息化建设需
2、要大系统观和大信息观要大系统观和大信息观。 大系统观是指实现三步走战略需要超越一般的系统工程理 论的大系统思维。大信息观是指充分认识信息在大系统信息在大系统中中的的 主导作用主导作用，突破以计算机和通讯为主的传统信息化思维，涵 盖自动化、工业控制、人机联作等传统上一般不纳入信息化 范畴的业务，以及大数据、物联网、云计算、人工智能等新 兴的信息与相关领域结合的新技术，建立以信息为统领的、 信息化工业化融合的新一代系统。 （3） 互联网+、 大数据等战略的核心思想就是大信息观， 即将信息作为一种新兴战略资源对待，将信息作为一种新兴战略资源对待，信息信息是新型生产资料是新型生产资料， 信息化信息化建
3、立新型生产关系建立新型生产关系： Q = fi ( T, I ) （4）尝试从系统论角度定义： 【定义】数字油田 （Digital Oil Field，DOF） 以仿真模拟、人机互动、高效管控等为目的，利用数据 信息建立的油田实体数字化模型系统数字化模型系统。 【定义】智能油田 （Smart Oil Field，SOF） 以油田生产科研自动运行和稳定控制为目的，利用“反 馈信息驱动系统体作出客观反应的机制”而建立的自动系统自动系统。 【定义】智慧油田 （Intelligent Oil Field，IOF） 以油田业务迭代完善和转型升级为目的，能通过吸引子 耗散高维度大数据全息作出正确决策，能与
4、人的思维融合， 具有自主意识的全息有机系统全息有机系统。 目 录 绪论绪论 1 1 一、系统论的新思考一、系统论的新思考 3 3 二、系统结构动力学二、系统结构动力学 5 5 1、系统的一般结构 5 2、系统的输入输出 6 3、系统与环境的相互作用. 7 4、系统的使命 . 8 三、全息有机系统论三、全息有机系统论 9 9 1、什么是全息？ 10 2、量子物理的全息性 . 11 3、系统工程论的失败：块茎结构 12 4、大数据的全息性与人工智能 16 5、全息有机系统 18 四、信息的本质四、信息的本质 1919 1、组织扁平化的原因：信息 . 20 2、信息化生产函数 . 21 3、企业信息
5、化的本质 . 22 4、互联网+ 的精神实质 . 23 5、信息主导的时代 . 24 五、数字油田五、数字油田- -智能油田智能油田- -智慧油田智慧油田 2525 1、什么是智慧？ 26 2、数字油田、智能油田、智慧油田的定义 28 3、内涵对比 . 29 4、未来展望 . 31 六、大信息观：信息化的大系统观六、大信息观：信息化的大系统观 3232 1、三步走战略目标 . 32 2、 “十三五”总体思路 34 3、系统推进三步走战略和 335 总体思路 . 34 4、全员树立大信息观 . 37 结束语结束语 3939 1 数字油田数字油田- -智能油田智能油田- -智慧油田的智慧油田的 大
6、系统观和大信息观大系统观和大信息观 绪论 2016 年大庆油田明确提出的“数字油田-智能油田-智慧油田”三 步走信息化发展战略目标在油田内外引起了强烈反响。一年多以来， 围绕数字油田、智能油田和智慧油田的精确定义、内涵，建设意义与 策略等，油田内外众多信息工作者、专家学者和有关领导展开了广泛 而深入的研讨，贡献了大量的、各种各样的意见、建议和智慧，形成 的结论和成果虽然千差万别，但两个基本观点是普遍一致的： （1）从数字油田到智能油田，再到智慧油田，是信息和信息技术 应用的不断深化； （2）定义、描述、设计和建设数字油田-智能油田-智慧油田需要 系统工程思维。 结合大庆油田的实际情况，我们认为
7、：准确理解和把握领导的三 步走战略需要大系统观和大信息观。 所谓大系统观是指超越一般的系统工程理论的大系统思维超越一般的系统工程理论的大系统思维。毫无 疑问，大庆油田信息化建设是一项庞大的系统工程，已经庞大到难以 用普通的系统工程方法去解决问题。如果没有更高层面的、更大的系 2 统思维，某些具体的系统工程方法有时不仅不能解决问题，甚至会阻 碍大局。例如，某些项目的过度的组织力扼杀了基层的自组织力，造 成两层皮现象，也阻碍了创新。 数字油田的数字油田的大系统观大系统观是指是指，首先首先要把要把大庆油田的信息化建设大庆油田的信息化建设本身本身 作为一项作为一项系统工程对待，系统工程对待，还要在还要
8、在更长远更长远、更广阔的时空，更广阔的时空，更要以运动更要以运动 的眼光，的眼光，思考思考从数字油田到智能油田再到智慧油田的从数字油田到智能油田再到智慧油田的发展步骤发展步骤，把握把握 系统的系统的客观客观演化演化规律，规律，站在站在大庆油田大庆油田乃至中油乃至中油集团公司集团公司大大局局的的角度角度， 开拓开拓视野视野，关注，关注当前，当前，着眼着眼未来未来，以系统论为理论指导，以系统论为理论指导，按照钱学森按照钱学森 的的系统科学系统科学体系体系建设建设复杂巨系统的复杂巨系统的要求要求，结合油田实际，结合油田实际，以以“大系大系统统” 思维思维开展油田信息化建设。开展油田信息化建设。没有大
9、信息观没有大信息观，很难理解公司，很难理解公司决策层决策层高屋高屋 建瓴的建瓴的三步走战略意图和三步走战略意图和目标目标，更无法，更无法落实落实执行执行领导领导的战略部署的战略部署。 大信息观是指大信息观是指充分充分认识认识信息在大系统中的主导作用，信息在大系统中的主导作用，突破以计算突破以计算 机和通讯为主的传统信息化思维，机和通讯为主的传统信息化思维，涵盖自动化、工业控制、人机联作涵盖自动化、工业控制、人机联作 等传统上一般不纳入信息化范畴的业务，以及大数据、物联网、云计等传统上一般不纳入信息化范畴的业务，以及大数据、物联网、云计 算、人工智能等新兴的信息与相关领域结合的新技术，算、人工智
10、能等新兴的信息与相关领域结合的新技术，建立建立以信息为以信息为 统领的、信息化工业化融合的新一代系统。统领的、信息化工业化融合的新一代系统。 换言之，大信息观就是要认识到信息的普遍性，及其在人类社会 进入新世纪、中国社会主义进入新时代、大庆油田进入振兴发展新时 期中所具有的独特而重要的关键作用， 跳出传统信息工作者局部狭隘 的思维框架，站在油田和国家大系统的全局角度，相信信息化可以全 面改造升级产业结构的能力，充分发挥信息技术的潜力，脚踏实地， 切实搞好油田核心业务， 走出一条两化有机融合的具有中国特色的新走出一条两化有机融合的具有中国特色的新 3 型工业化之路型工业化之路。 一、系统论的新思
11、考 20 世纪以来，量子物理等科学的发展动摇了由牛顿建立的“简 单”、“完美”、“确定”的机械世界观，以“量子态”、“不确定 性”、“复杂性”、“多样性”、“并行性”、“有机”、 “冗余”为 特点的新世界观正在逐步建立。 人们的人们的目光和思维从关注目光和思维从关注 “实“实体本身”体本身” 逐步逐步转向关注转向关注“各实体间的各实体间的关系关系”， 而， 而反应实体反应实体关系的关系的就是就是 “信息” 。“信息” 。 顺应这种发展，现代系统论以“一般系统论”、“信息论”、“控制 论”（老三论）为基础得以建立，又经过“耗散论”、“协同学”、 “突变论”（新三论）的提升得到快速发展。时至今日，
12、系统论已经 成为与量子物理等一样对人类最近 100 年影响最大的科学。 在系统论的指导下，系统工程理论大行其道，并取得了前所未有 的巨大成就。放眼全球，几乎所有成功的现代工程，特别是那些超级 工程，包括两论起家的大庆油田的开发建设，这些伟大的成就中无不 放射着系统论的光辉。其实， 矛盾论和实践论都是系统论。马 克思主义哲学蕴含着系统论的萌芽， 一般系统论的创立者贝塔朗菲也 高度赞扬马克思主义哲学，并声称从中吸取了营养。而中国共产党， 在带领中国人民推翻三座大山、 建设社会主义和追寻伟大复兴中国梦 的过程中，积极吸收古今中外的先进思想，特别是以系统工程的思想 和理论，全面推进科学、技术、经济、社
13、会、文化、政治等各方面蓬 勃发展，取得了前所未有的伟大成就，创造了人类的奇迹。同时，也 4 将系统论和系统科学发展成为马克思主义哲学和基本原理的重要组 成部分。 然而，今天，随着互联网等以信息为重点的系统工程的建成和爆 炸式发展，人类所面临的复杂性或不确定性也在同步增长，甚至更加 迅猛。老三论、新三论都已经表现出难以满足人们在思考世界本源和 人类本身时对系统哲学、思维模式、认识论和方法论的新要求了。更 有甚者，一些曾经因其科学性而大受追捧的系统工程技术、方法和理 论也在人类新的实践中遇到了新的问题，屡屡失效。这不仅仅发生在 自然科学和工程技术领域（比如生产事故、环境污染等人为灾害） ， 还更多
14、地发生在政治经济领域 （比如经济危机、 英国脱欧、 难民问题、 恐怖袭击等） 。最常见的失败案例就是超级计算机基于精美数学模型 得出的错误结果（例如，引起本轮经济危机的美国次贷危机） ，这些 臭名昭著的案例几乎断送了一些系统工程学科的未来。 我们不得不反思：为什么会这样？我们的系统出了什么问题？ 回答和解决这些新问题， 需要我们继续发扬大庆油田 “两论起家” 的传统，在矛盾论和实践论这两部充满着系统论光辉的伟大 著作的思想指导下，在学习掌握系统论基础及其最新理论的基础上， 深刻领会钱学森同志的系统科学体系， 并结合大庆油田信息化建设实 际，紧盯问题，努力推陈出新，更新思想和理论，在根上把问题解
15、决 掉，把数字油田-智能油田-智慧油田建设不断向前推进。同时，新问 题反过来也促进系统论的丰富和发展。 5 钱学森将现代系统论引入中国，在马列主义毛泽东思想的指导下， 集成创立了“中西合璧”的系统科学体系，开创了系统工程理论在中 国的伟大实践，指导了“两弹一星”的研制，不仅为中华民族伟大复 兴做出了不可磨灭的贡献， 也因其创立的系统科学体系而为全人类贡 献了中国人的智慧。 他把系统论视为科学技术通向马克思主义哲学的 桥梁。 他划分的简单系统、 复杂系统、 巨系统、 开放的复杂巨系统等， 对数字油田-智能油田-智慧油田建设具有重大指导意义。 二、系统结构动力学 1 1、系统的系统的一般结构一般结
16、构 系统由吸引子、系统体、边界、输入输出口组成，并具有一定的 6 结构。 系统的吸引子是系统的核心与灵魂，承载着系统的使命系统的核心与灵魂，承载着系统的使命。系统 因其吸引子而聚集，没有吸引子，系统就没有存在的可能，也没有存 在的意义。 系统体是系统边界内的全部，是系统的宏观物质表现，是系统的 承载物，其规模往往代表着系统的实力。 系统的输入输出完成系统的新陈代谢，使系统成长。 系统具有结构，横向上表现为模块，纵向上表现为层级；系统的 结构决定功能，功能也反作用于结构。 2 2、系统系统的输入输出的输入输出 系统的输入输出分为三种：物质、能量、信息。 物质和物质和能量能量，被系统体耗散，为系统提供实体材料和，被系统体耗散，为系统提供实体材料和动力，但不动力，但不 直接影响系统的结构性，遵守质能守恒原理，不创生不湮灭只转化。直接影响系统的结构性，遵守质能守恒原理，不创生不湮灭只转化。 信息，被吸引子信息，被吸引子耗散，主要影响系统的结构创生和发展，是一耗散，主要影响系统的结构创生和发展，是一 种特
