張?zhí)m兵

（江漢石油管理局清河采油廠采油服務(wù)二區(qū)生產(chǎn)辦調(diào)度室，湖北 武漢 430000）

石油生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是一個復雜且與其他系統(tǒng)有著高關(guān)聯(lián)度的系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外使用的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)不能高智能化的針對不同的問題生成不同的解決方案讓用戶滿意，決策者經(jīng)常不得不調(diào)整計劃或調(diào)度方案來解決實際問題。未來的石油生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)可以從用戶過去所做的調(diào)整中學習[1]，能夠?qū)λ惴ㄟM行調(diào)整和組合，以達到最大的效率。還可以對調(diào)度系統(tǒng)進行重構(gòu)，以降低成本，并基于網(wǎng)絡(luò)進行實時跟蹤和調(diào)度。

一、機器學習機制

實際工作生產(chǎn)中，嵌入在調(diào)度系統(tǒng)中的算法通常不會生成用戶可以接受的計劃或調(diào)度。單一的算法的不足以滿足多目標的規(guī)劃和調(diào)度問題。目前的系統(tǒng)很難實時為任何問題提供合理且可接受的解決方案。新的研究計劃應(yīng)致力于提高調(diào)度系統(tǒng)在日常使用生成解決方案的能力，這個過程需要大量的實驗工作。關(guān)于機器學習方法在計劃和調(diào)度中的適用性，已有一些方法，如“死記硬背”、基于案例的推理、誘導方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、分級機系統(tǒng)等[2]，通過機器學習來提高調(diào)度系統(tǒng)自動化的能力，提高生產(chǎn)調(diào)度效率。

二、規(guī)劃調(diào)度引擎和算法庫的設(shè)計

未來的石油調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計一個計劃或調(diào)度引擎，以使用戶能夠?qū)λ惴ㄟM行調(diào)整和組合，以優(yōu)化效率。系統(tǒng)中的計劃或調(diào)度引擎通常包含算法過程庫。算法過程庫包含了綜合調(diào)度規(guī)則、移動瓶頸技術(shù)、局部搜索技術(shù)、分支定界程序、數(shù)學編程等。一個過程可能適合于一種類型的實例或數(shù)據(jù)，而另一個過程可能更適合其他類型的實例。未來的調(diào)度引擎和算法庫的設(shè)計應(yīng)實現(xiàn)用戶的自助選擇，允許用戶分析實例數(shù)據(jù)并確定算法參數(shù)，并行設(shè)置算法，串聯(lián)設(shè)置算法，以及整合算法。用戶可以選擇一個過程并指定適當?shù)钠鋮?shù)的級別（例如，縮放參數(shù)、選項卡列表的長度等）?？梢栽O(shè)置多臺計算機或處理器并行使用，還可以設(shè)置程序一方的輸出作為另一方的輸入來進行串聯(lián)使用。此類調(diào)度系統(tǒng)具有一定的靈活性。

三、可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計

在過去的二十年里，我們看到了一大批工業(yè)和學術(shù)界的計劃和調(diào)度系統(tǒng)。一些這些系統(tǒng)是特定于應(yīng)用程序的，其他系統(tǒng)是通用的。在實施中特定于應(yīng)用程序的系統(tǒng)往往比通用系統(tǒng)做得更好。但是，特定于應(yīng)用程序的系統(tǒng)通常很難修改并適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。通用系統(tǒng)通常模塊化程度更高。然而，這種系統(tǒng)的任何定制通常都需要大量的投資。經(jīng)驗表明系統(tǒng)的開發(fā)和實現(xiàn)非常耗時而且昂貴。為了降低成本，應(yīng)努力保持系統(tǒng)設(shè)計的高度模塊化。如果模塊設(shè)計精良，足夠靈活，可反復使用。考慮到促進和標準化規(guī)劃和調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)，有必要對現(xiàn)有調(diào)度系統(tǒng)進行改進。

面向?qū)ο笙到y(tǒng)通常圍繞兩個基本實體進行設(shè)計，即對象和方法。對象是指各種類型的實體或概念。最明顯的是工作和機器或活動和資源，計劃或日程表也是一個對象，用戶界面組件也是對象，例如按鈕、菜單和畫布。對象類型之間有兩種基本關(guān)系，即IS-A關(guān)系和HAS-A關(guān)系。對象通常攜帶靜態(tài)信息（稱為屬性）和動態(tài)信息（稱為狀態(tài)）。一個對象可以有幾個屬性，這些屬性是與該對象關(guān)聯(lián)的描述符。一個物體可能處于多種狀態(tài)中的任何一種。例如，機器可能正忙、空閑或故障。方法通過一個或多個運算符在系統(tǒng)中實現(xiàn)。運算符用于操作與對象和可能導致對象狀態(tài)的變化，即事件。另一方面，事件也可能觸發(fā)運算符。不同對象的狀態(tài)序列可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換或事件圖來描述，這樣的事件圖可以表示運算符和事件之間的鏈接。操作員可能被認為是在軟件中實現(xiàn)方法的方式。任何給定的運算符都可以是幾種方法的一部分。方法的應(yīng)用對象通常觸發(fā)事件。將方法應(yīng)用于對象可能導致信息從一個對象傳輸?shù)搅硪粋€對象，這樣的信息傳遞是通常被稱為消息。消息表示信息（或內(nèi)容）通過一種方法從一個對象（如日程表）傳輸?shù)搅硪粋€對象（如用戶界面顯示）。系統(tǒng)在概念上是面向?qū)ο蟮?，這意味著系統(tǒng)的每一個概念和每一個功能都是一個對象或一個對象的方法（無論它是在數(shù)據(jù)庫還是知識庫中，算法庫、計劃或調(diào)度引擎或用戶界面）[3]。

四、基于Web的計劃和調(diào)度系統(tǒng)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的單用戶獨立系統(tǒng)已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)上可用?；旧嫌腥N基于Web的系統(tǒng)：信息存取系統(tǒng)，信息協(xié)調(diào)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。在信息訪問系統(tǒng)中，可以通過互聯(lián)網(wǎng)、電子數(shù)據(jù)交換或其他電子系統(tǒng)來檢索和共享信息。這個服務(wù)器充當信息存儲庫和分發(fā)中心。信息流向多個方向流動，服務(wù)器可以同步和管理信息。

在信息處理系統(tǒng)中，服務(wù)器可以處理信息并將此處理的結(jié)果返回給客戶機?；赪eb的計劃和調(diào)度系統(tǒng)是信息處理系統(tǒng)與調(diào)度系統(tǒng)的交互系統(tǒng)。因為客戶端服務(wù)器互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，規(guī)劃或調(diào)度系統(tǒng)，即其數(shù)據(jù)庫、引擎和用戶界面，必須進行調(diào)整。擁有能夠使計劃和調(diào)度系統(tǒng)在Web上可用的服務(wù)器有諸多優(yōu)勢：首先，輸入輸出接口（用于圖形顯示）可由本地主機支持，而不是通過遠程站點的服務(wù)器。其次，服務(wù)器和本地客戶機可以處理數(shù)據(jù)存儲和操作，可減輕服務(wù)器站點并為本地用戶提供管理數(shù)據(jù)庫。第三，多個服務(wù)器可以在大型解決方案上協(xié)作以解決復雜調(diào)度問題。

結(jié)論：未來的石油調(diào)度系統(tǒng)可以通過機器學習機制，以及調(diào)度引擎和算法庫的設(shè)計、可重構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計、基于Web的計劃和調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計才實現(xiàn)智能化和自動化，這將大大提高我們油田系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度效率，減少不必要的人力物力資源浪費，優(yōu)創(chuàng)“智能油田”。