（中國石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院）

石油工業(yè)的發(fā)展史是一部跨界融合、持續(xù)創(chuàng)新的歷史。所謂跨界創(chuàng)新，是指為獲取更多資源，跨越某種邊界進(jìn)行資源共享合作，以期更好地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的一種行為?？缃鐒?chuàng)新可以打破知識結(jié)構(gòu)對技術(shù)發(fā)展軌跡的束縛，為企業(yè)提供參與技術(shù)融合、產(chǎn)業(yè)融合的機(jī)會[1]。由于石油行業(yè)本就是一個應(yīng)用導(dǎo)向、多學(xué)科多專業(yè)交叉的技術(shù)密集型行業(yè)，本文所指的“跨界創(chuàng)新”特指石油企業(yè)在本行業(yè)之外進(jìn)行技術(shù)跨界搜索與合作，包括與ICT（信息與通信技術(shù)）、醫(yī)療、材料、航空航天等行業(yè)或領(lǐng)域的合作。

1 新形勢、新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)

近年來，我國能源對外依存度不斷加大，2019年我國石油和天然氣的對外依存度分別達(dá)到70.8%和45.2%。我國石油企業(yè)承擔(dān)著保障國家能源安全的重要使命，迫切需要持續(xù)依靠技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)油氣工業(yè)增儲上產(chǎn)、降本增效。

1.1 石油工業(yè)面臨新挑戰(zhàn)，亟需跨界創(chuàng)新

石油工業(yè)自誕生以來，始終圍繞提高“資源發(fā)現(xiàn)率、油氣采收率、資源轉(zhuǎn)化率與資源利用率”不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。近年來，石油工業(yè)面臨著資源類型多元化、開發(fā)條件復(fù)雜化、環(huán)保要求嚴(yán)格化等一系列挑戰(zhàn)。油氣資源從常規(guī)向頁巖氣、致密氣、致密油、油頁巖、煤層氣、天然氣水合物等非常規(guī)油氣擴(kuò)展。開發(fā)條件從環(huán)境好的陸地向深水、深層、沙漠、極地邊遠(yuǎn)地區(qū)擴(kuò)展，面臨更深、更遠(yuǎn)、更極端環(huán)境的挑戰(zhàn)[2]。

世界能源轉(zhuǎn)型與低碳發(fā)展大幕拉開，要求石油公司向能源供給低碳化、過程綠色化、產(chǎn)品清潔化、安全環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展，這些都對技術(shù)創(chuàng)新提出了更高要求。具體而言，石油工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，從勘探開發(fā)、工程技術(shù)服務(wù)（物探、測井、鉆完井）、地面工程、儲運(yùn)到煉油化工，迫切需要解決包括高清度成像、高性能計算、海量數(shù)據(jù)處理與快速傳輸、耐高溫高壓材料、高強(qiáng)度輕量化等功能性材料、防腐耐蝕抗菌、自動化智能化、無人操作與遠(yuǎn)程操控、本質(zhì)安全等技術(shù)問題。石油工業(yè)對技術(shù)的需求涵蓋了包括機(jī)械、電子、化學(xué)等幾乎全部技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域，面臨著與醫(yī)藥、航空航天、電子、汽車等行業(yè)類似的技術(shù)挑戰(zhàn)，迫切需要石油公司主動跨界、深度融合，從行業(yè)外尋找新的技術(shù)解決方案。

1.2 高新技術(shù)蓬勃發(fā)展為石油工業(yè)跨界創(chuàng)新提供了機(jī)遇

目前，新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命正以前所未有的廣度和深度席卷全球，大數(shù)據(jù)、云計算、3D打印、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、量子計算、DNA、量子通信、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等高新技術(shù)快速發(fā)展，給人類生產(chǎn)生活方式帶來巨大影響[3]。特別需要強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)今技術(shù)發(fā)展不再是單一、孤立的技術(shù)突破，而表現(xiàn)為互相滲透、互為支撐的群體技術(shù)突破。制造技術(shù)的發(fā)展得到了信息技術(shù)和材料技術(shù)的支撐；基因技術(shù)的突破，與近年來生物芯片測量和大規(guī)模數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)；材料技術(shù)對信息技術(shù)、制造技術(shù)和能源技術(shù)的發(fā)展起到基礎(chǔ)性支撐作用。

高新技術(shù)蓬勃發(fā)展及其交叉融合、群體發(fā)展的協(xié)同效應(yīng)為石油工業(yè)跨界創(chuàng)新、技術(shù)融合提供了新機(jī)遇。比如，人工智能快速發(fā)展，正被加速引入油氣行業(yè)，國際大石油公司和油服公司高度重視智能化業(yè)務(wù)，將智能化作為新的技術(shù)創(chuàng)新主攻方向之一，積極加大智能化領(lǐng)域的研發(fā)投入，主動與IT巨頭聯(lián)手推進(jìn)油氣行業(yè)的智能化技術(shù)發(fā)展，智能鉆井、納米驅(qū)油、原位改質(zhì)等新一代勘探開發(fā)智能化技術(shù)體系正在陸續(xù)形成。

2 國際大石油公司與油服公司跨界創(chuàng)新實(shí)踐

在跨界創(chuàng)新發(fā)展方面，國際大石油公司和油服公司有許多成功的案例和經(jīng)驗，值得我國石油企業(yè)關(guān)注與借鑒。

2.1 攜手ICT行業(yè)的跨界合作

國際大石油公司和油服公司在移動/通信/過程自動化、計算機(jī)、機(jī)器人/無人機(jī)/自動駕駛、鉆井自動化、分析處理等方面的跨界合作十分活躍。比如，雪佛龍公司和微軟公司建立了合作伙伴關(guān)系；BP公司聯(lián)合GE公司，推動3D打印在油氣行業(yè)的應(yīng)用；道達(dá)爾公司攜手谷歌云，聯(lián)合發(fā)展人工智能技術(shù)，并率先應(yīng)用于油氣勘探開發(fā)地質(zhì)數(shù)據(jù)的處理分析，為油氣勘探開發(fā)提供全新的智能解決方案。

2013年，油田服務(wù)公司哈里伯頓開始實(shí)施公司整體數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在智慧油氣田和智能建井方面取得了顯著效果。例如，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動實(shí)時數(shù)據(jù)采集；通過云技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)無縫接入、存儲，實(shí)現(xiàn)知識共享；通過大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和預(yù)測，挖掘數(shù)據(jù)潛在的巨大價值。哈里伯頓打造一體化“決策空間”（Decision Space）技術(shù)平臺，使油田現(xiàn)場數(shù)據(jù)流的實(shí)時捕捉、處理和傳輸無縫對接；通過應(yīng)用深度學(xué)習(xí)模型，實(shí)現(xiàn)鉆井和油氣生產(chǎn)優(yōu)化等。2017年，哈里伯頓與微軟合作，共同推進(jìn)油田智能化，包括儲層描述的深度學(xué)習(xí)、建模及模擬應(yīng)用，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)（AR）及嵌入式計算等技術(shù)，優(yōu)化現(xiàn)有的上游業(yè)務(wù)解決方案。

2.2 攜手醫(yī)療行業(yè)的跨界合作

如果把地球看作是需要診斷與治療的人體，就很好理解石油行業(yè)與醫(yī)療行業(yè)的天然聯(lián)系。比如，石油工業(yè)的地球物理勘探就是“給地球做B超”；石油開采和心臟手術(shù)都依賴于管道內(nèi)成像和導(dǎo)航，都十分注重管道內(nèi)的清潔和完整，所面臨的最大挑戰(zhàn)都來自管道堵塞。因此，醫(yī)療行業(yè)和能源行業(yè)都將目光聚焦在新興科技上，如自動化和納米材料，共同的目標(biāo)促成了技術(shù)上的跨界創(chuàng)新合作。2007年以來，?？松梨诠緮y手衛(wèi)理公會醫(yī)院、休斯頓大學(xué)一同發(fā)起了“泵和管道研討會”。一年一度的活動匯集了能源行業(yè)和醫(yī)療行業(yè)的研究人員，吸引了風(fēng)險投資者和設(shè)備制造商，大家彼此交換想法，探索交叉技術(shù)。

核磁共振成像技術(shù)也是石油行業(yè)與醫(yī)療行業(yè)跨界合作的一個典范。?？松梨阢@井工程師利用醫(yī)院的核磁共振成像儀分析高產(chǎn)深水井井底流動情況，得到準(zhǔn)確的模型內(nèi)流動參數(shù)，有效減小了壓降損失，提高了油井產(chǎn)能，延長了油井開采壽命，大幅提高了經(jīng)濟(jì)效益。圍繞磁共振成像技術(shù)，斯倫貝謝公司與英國劍橋大學(xué)和美國波士頓綜合醫(yī)院進(jìn)行技術(shù)合作開發(fā)，大大提升了巖心樣品圖像的采集速度。最初應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域的核磁共振成像技術(shù)，經(jīng)過石油公司的應(yīng)用及改進(jìn)，又促進(jìn)了這項技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.3 建立跨界多個行業(yè)的創(chuàng)新機(jī)制

殼牌公司認(rèn)為，受環(huán)境、資源和技術(shù)的限制，油氣田的開發(fā)成本不斷上升，而新思想和新技術(shù)卻難以趕上開發(fā)的腳步。為此，2013年殼牌啟動了全新的技術(shù)工坊項目（Shell Techworks，STW），旨在利用其他行業(yè)的成熟技術(shù)，跨界合作來促進(jìn)殼牌技術(shù)（解決方案）從示范階段向推廣應(yīng)用階段轉(zhuǎn)變。STW團(tuán)隊成員部分由社會招聘的創(chuàng)業(yè)型人才組成，與網(wǎng)絡(luò)科技公司、大學(xué)、風(fēng)險投資者和企業(yè)家進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)合作。STW關(guān)注的主要科技領(lǐng)域包括航空航天、國防、汽車、機(jī)器人、水下勘探、半導(dǎo)體、生物技術(shù)與理論科學(xué)等。具有代表性的項目包括：具有特殊探測能力的無人水下運(yùn)輸車（人機(jī)交互）、自動化鉆井部件（軟硬件設(shè)計與開發(fā)）、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)植入式高敏型重力傳感器（傳感器開發(fā)與集成）、減少關(guān)鍵應(yīng)急設(shè)備故障率（容錯系統(tǒng)）。STW辦公室設(shè)在全球創(chuàng)新中心，第一家辦公室設(shè)在美國波士頓。殼牌對STW團(tuán)隊的定位是短小精悍、速戰(zhàn)速決，每個項目在兩年內(nèi)完成，將技術(shù)成功推向應(yīng)用。

斯倫貝謝公司通過與麻省理工大學(xué)（MIT）合作，了解相關(guān)技術(shù)在其他行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用，將頂尖技術(shù)引入油氣行業(yè)。例如，向航空業(yè)學(xué)習(xí)如何利用材料，改進(jìn)極端條件下的傳感技術(shù)，以及向生物醫(yī)藥行業(yè)學(xué)習(xí)遠(yuǎn)程控制成像和數(shù)學(xué)建模等。

3 影響跨界創(chuàng)新的主要因素

新一輪產(chǎn)業(yè)革命正在全球孕育興起，世界石油工業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)，我國石油企業(yè)比以往任何時候都更加需要跨界創(chuàng)新。而要實(shí)現(xiàn)跨界創(chuàng)新，需要具備基本前提和基礎(chǔ)條件。

3.1 良好的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)跨界創(chuàng)新的基本前提

俗話說，隔行如隔山，說的就是由于專業(yè)性差別、信息渠道不同及管理語言體系差異帶來的認(rèn)知與溝通障礙。在一個封閉、官僚的制度體系下，即使是同一家企業(yè)的不同部門之間要做到信息共享與合作都非常困難，同一行業(yè)的不同企業(yè)之間，尤其是跨行業(yè)的信息交流與創(chuàng)新合作就更為困難。這一切皆緣于市場機(jī)制不完善，沒有形成健康的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中包括研究、開發(fā)和應(yīng)用者，具有3種主要特征，即多樣性共生、自組織演化、開放式協(xié)同。在這個系統(tǒng)中，創(chuàng)新要素有機(jī)集聚，發(fā)生聚合反應(yīng)，創(chuàng)新主體共生共榮，系統(tǒng)不斷演化和自我超越。有了良好的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，企業(yè)就能進(jìn)行跨界信息搜索，相互信任、多方共贏，實(shí)現(xiàn)高效跨界合作。

2004 年，美國發(fā)布《維護(hù)國家的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)：保持美國科學(xué)和工程能力之實(shí)力》報告強(qiáng)調(diào)，美國的經(jīng)濟(jì)繁榮和在全球經(jīng)濟(jì)中的領(lǐng)導(dǎo)地位得益于一個精心編制的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，包括發(fā)明家、技術(shù)人才和創(chuàng)業(yè)者，積極進(jìn)取的勞動力，世界水平的研究性大學(xué)，富有成效的研發(fā)中心（包括產(chǎn)業(yè)資助和聯(lián)邦資助），充滿活力的風(fēng)險資本產(chǎn)業(yè)，政府資助聚焦于高潛力領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究。特別是在研究型大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)周圍，會聚集一大批活躍的科技創(chuàng)新參與者，包括初創(chuàng)企業(yè)、積極尋找技術(shù)新苗頭的風(fēng)險投資機(jī)構(gòu)、大型企業(yè)的科研機(jī)構(gòu)等。他們與高校和科研院所人員的就近交流會形成自然活躍的創(chuàng)新生態(tài)，產(chǎn)生獨(dú)立個人無法創(chuàng)造的創(chuàng)新結(jié)果[4]。

殼牌公司之所以在全球創(chuàng)新中心設(shè)置STW辦公室，也是希望能充分融入當(dāng)?shù)貏?chuàng)新生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，獲取更為開放、前沿的技術(shù)信息，盡管波士頓并非傳統(tǒng)意義上的油氣技術(shù)創(chuàng)新中樞。前面的案例表明，不少跨界合作都是以某家大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)作為橋梁，三方共促來實(shí)現(xiàn)的，可見靠近頂尖研究機(jī)構(gòu)的重要性。

3.2 鼓勵創(chuàng)新的文化與管理機(jī)制是促進(jìn)跨界創(chuàng)新的基礎(chǔ)條件

對于個體（企業(yè)），一方面要善于搜尋和融入創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，另一方面要構(gòu)建有利于創(chuàng)新的文化氛圍和組織機(jī)制。如果一個企業(yè)的文化漠視創(chuàng)新、制度僵化，便很難找到適合的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，即使找到了也難以融入其中，最終被邊緣化甚至退出。如何從內(nèi)部體制機(jī)制上做到鼓勵跨界創(chuàng)新，殼牌公司最先從公司層面明確提出，需要通過跨界來加速技術(shù)創(chuàng)新，并建立了相關(guān)的專業(yè)團(tuán)隊。

西門子公司的“創(chuàng)新無域”理念也非常值得借鑒。20世紀(jì)末，西門子工廠自動化部門成功將金融領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)引入公司的工業(yè)無線通信領(lǐng)域，有效提升了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。西門子意識到，盡管公司內(nèi)部研發(fā)力量雄厚，但外部研發(fā)和創(chuàng)意也能成為重要的創(chuàng)新來源。于是，1999年西門子在美國硅谷成立了第一個技術(shù)轉(zhuǎn)化中心，并建立一套流程，尋找外部初創(chuàng)技術(shù)，將其引入西門子的商業(yè)應(yīng)用。西門子研究院指出：“曾經(jīng)，實(shí)驗室是我們的整個世界，而在21世紀(jì)的今天，整個世界是我們的實(shí)驗室?！?/p>

4 對我國石油企業(yè)的建議

面對新形勢，國際大石油公司與油服公司積極行動、主動跨界，攜手ICT、醫(yī)療、材料、航空航天等行業(yè)進(jìn)行了一系列跨界創(chuàng)新。當(dāng)今國際競爭焦點(diǎn)已從單一科技創(chuàng)新，轉(zhuǎn)向基于創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的整合創(chuàng)新能力。國內(nèi)石油企業(yè)亟需順應(yīng)創(chuàng)新大勢，在開放式創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步融入或參與構(gòu)建創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，切實(shí)提升跨界創(chuàng)新水平。

第一，強(qiáng)化跨界創(chuàng)新意識，打破石油系統(tǒng)的封閉性和局限性，持續(xù)推進(jìn)開放式創(chuàng)新[5]。主動與世界頂級研究機(jī)構(gòu)和其他行業(yè)的優(yōu)秀企業(yè)溝通，獲取相關(guān)資源，提升創(chuàng)新水平。在一些共性的應(yīng)用基礎(chǔ)研究問題上，要主動與頂尖研究機(jī)構(gòu)開展合作；在提升效率、改進(jìn)性能等應(yīng)用性技術(shù)上，要主動了解其他行業(yè)的解決方案，“他山之石，可以攻玉”。同時，積極參與創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，提高創(chuàng)新影響力。

第二，練好內(nèi)功，提升基礎(chǔ)管理能力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部知識與數(shù)據(jù)共享。鑒于國內(nèi)石油企業(yè)現(xiàn)狀，特別需要打破科技資源和成果、數(shù)據(jù)資源的“孤島”現(xiàn)象，推動科研基礎(chǔ)設(shè)施、大型科研儀器、科研成果、數(shù)據(jù)資源、培訓(xùn)資源等在企業(yè)內(nèi)開放共享，實(shí)現(xiàn)各類管理和生產(chǎn)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)互聯(lián)互通，讓數(shù)據(jù)在不同系統(tǒng)之間無縫連接和移動。

第三，鼓勵創(chuàng)新文化，建立跨界創(chuàng)新機(jī)制[6]。跨界有風(fēng)險，俗話說“跨界找死，不跨界等死”。國內(nèi)石油企業(yè)需要營造“鼓勵創(chuàng)新、寬容失敗”的公司文化，系統(tǒng)梳理公司跨界技術(shù)需求，借鑒西門子、殼牌等公司的成功做法，建立與本企業(yè)管理相適應(yīng)的跨界創(chuàng)新機(jī)制，全面促進(jìn)企業(yè)跨界創(chuàng)新。