石油工業的發展史是一部跨界融合、持續創新的歷史。所謂跨界創新，是指為獲取更多資源，跨越某種邊界進行資源共享合作，以期更好地實現創新的一種行為。跨界創新可以打破知識結構對技術發展軌跡的束縛，為企業提供參與技術融合、產業融合的機會。
由于石油行業本就是一個應用導向、多學科多專業交叉的技術密集型行業，本文所指的“跨界創新”特指石油企業在本行業之外進行技術跨界搜索與合作，包括與ICT（信息與通信技術）、醫療、材料、航空航天等行業或領域的合作。 1 新形勢、新機遇、新挑戰 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到70.8%和45.2%。我國石油企業承擔著保障國家能源安全的重要使命，迫切需要持續依靠技術創新實現油氣工業增儲上產、降本增效。 1.1 石油工業面臨新挑戰，亟需跨界創新 石油工業自誕生以來，始終圍繞提高“資源發現率、油氣采收率、資源轉化率與資源利用率”不斷進行技術創新。近年來，石油工業面臨著資源類型多元化、開發條件復雜化、環保要求嚴格化等一系列挑戰。油氣資源從常規向頁巖氣、致密氣、致密油、油頁巖、煤層氣、天然氣水合物等非常規油氣擴展。開發條件從環境好的陸地向深水、深層、沙漠、極地邊遠地區擴展，面臨更深、更遠、更極端環境的挑戰。 世界能源轉型與低碳發展大幕拉開，要求石油公司向能源供給低碳化、過程綠色化、產品清潔化、安全環保與可持續發展，這些都對技術創新提出了更高要求。具體而言，石油工業全產業鏈，從勘探開發、工程技術服務（物探、測井、鉆完井）、地面工程、儲運到煉油化工，迫切需要解決包括高清度成像、高性能計算、海量數據處理與快速傳輸、耐高溫高壓材料、高強度輕量化等功能性材料、防腐耐蝕抗菌、自動化智能化、無人操作與遠程操控、本質安全等技術問題。 石油工業對技術的需求涵蓋了包括機械、電子、化學等幾乎全部技術學科領域，面臨著與醫藥、航空航天、電子、汽車等行業類似的技術挑戰，迫切需要石油公司主動跨界、深度融合，從行業外尋找新的技術解決方案。 1.2 高新技術蓬勃發展為石油工業跨界創新提供了機遇 目前，新一輪科技和產業革命正以前所未有的廣度和深度席卷全球，大數據、云計算、3D打印、虛擬現實、人工智能、量子計算、DNA、量子通信、物聯網、區塊鏈等高新技術快速發展，給人類生產生活方式帶來巨大影響。特別需要強調的是，當今技術發展不再是單一、孤立的技術突破，而表現為互相滲透、互為支撐的群體技術突破。制造技術的發展得到了信息技術和材料技術的支撐；基因技術的突破，與近年來生物芯片測量和大規模數據處理技術的發展密切相關；材料技術對信息技術、制造技術和能源技術的發展起到基礎性支撐作用。 高新技術蓬勃發展及其交叉融合、群體發展的協同效應為石油工業跨界創新、技術融合提供了新機遇。比如，人工智能快速發展，正被加速引入油氣行業，國際大石油公司和油服公司高度重視智能化業務，將智能化作為新的技術創新主攻方向之一，積極加大智能化領域的研發投入，主動與IT巨頭聯手推進油氣行業的智能化技術發展，智能鉆井、納米驅油、原位改質等新一代勘探開發智能化技術體系正在陸續形成。 2 國際大石油公司與油服公司跨界創新實踐 在跨界創新發展方面，國際大石油公司和油服公司有許多成功的案例和經驗，值得我國石油企業關注與借鑒。 2.1 攜手ICT行業的跨界合作 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、機器人/無人機/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系；BP公司聯合GE公司，推動3D打印在油氣行業的應用；道達爾公司攜手谷歌云，聯合發展人工智能技術，并率先應用于油氣勘探開發地質數據的處理分析，為油氣勘探開發提供全新的智能解決方案。 2013年，油田服務公司哈里伯頓開始實施公司整體數字化轉型，在智慧油氣田和智能建井方面取得了顯著效果。例如，通過物聯網技術實現自動實時數據采集；通過云技術進行數據無縫接入、存儲，實現知識共享；通過大數據分析、機器學習技術，對數據進行分類和預測，挖掘數據潛在的巨大價值。哈里伯頓打造一體化“決策空間”（DecisionSpace）技術平臺，使油田現場數據流的實時捕捉、處理和傳輸無縫對接；通過應用深度學習模型，實現鉆井和油氣生產優化等。 2017年，哈里伯頓與微軟合作，共同推進油田智能化，包括儲層描述的深度學習、建模及模擬應用，利用機器學習、工業物聯網、虛擬現實（AR）及嵌入式計算等技術，優化現有的上游業務解決方案。 2.2 攜手醫療行業的跨界合作 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與醫療行業的天然聯系。比如，石油工業的地球物理勘探就是“給地球做B超”；石油開采和心臟手術都依賴于管道內成像和導航，都十分注重管道內的清潔和完整，所面臨的最大挑戰都來自管道堵塞。因此，醫療行業和能源行業都將目光聚焦在新興科技上，如自動化和納米材料，共同的目標促成了技術上的跨界創新合作。 2007年以來，埃克森美孚公司攜手衛理公會醫院、休斯頓大學一同發起了“泵和管道研討會”。一年一度的活動匯集了能源行業和醫療行業的研究人員，吸引了風險投資者和設備制造商，大家彼此交換想法，探索交叉技術。 核磁共振成像技術也是石油行業與醫療行業跨界合作的一個典范。埃克森美孚鉆井工程師利用醫院的核磁共振成像儀分析高產深水井井底流動情況，得到準確的模型內流動參數，有效減小了壓降損失，提高了油井產能，延長了油井開采壽命，大幅提高了經濟效益。圍繞磁共振成像技術，斯倫貝謝公司與英國劍橋大學和美國波士頓綜合醫院進行技術合作開發，大大提升了巖心樣品圖像的采集速度。最初應用在醫療領域的核磁共振成像技術，經過石油公司的應用及改進，又促進了這項技術在醫療領域的應用。 2.3 建立跨界多個行業的創新機制 殼牌公司認為，受環境、資源和技術的限制，油氣田的開發成本不斷上升，而新思想和新技術卻難以趕上開發的腳步。為此，2013年殼牌啟動了全新的技術工坊項目（Shell Techworks，STW），旨在利用其他行業的成熟技術，跨界合作來促進殼牌技術（解決方案）從示范階段向推廣應用階段轉變。STW團隊成員部分由社會招聘的創業型人才組成，與網絡科技公司、大學、風險投資者和企業家進行聯網合作。STW關注的主要科技領域包括航空航天、國防、汽車、機器人、水下勘探、半導體、生物技術與理論科學等。具有代表性的項目包括：具有特殊探測能力的無人水下運輸車（人機交互）、自動化鉆井部件（軟硬件設計與開發）、復雜網絡系統植入式高敏型重力傳感器（傳感器開發與集成）、減少關鍵應急設備故障率（容錯系統）。 STW辦公室設在全球創新中心，第一家辦公室設在美國波士頓。殼牌對STW團隊的定位是短小精悍、速戰速決，每個項目在兩年內完成，將技術成功推向應用。 斯倫貝謝公司通過與麻省理工大學（MIT）合作，了解相關技術在其他行業的發展應用，將頂尖技術引入油氣行業。例如，向航空業學習如何利用材料，改進極端條件下的傳感技術，以及向生物醫藥行業學習遠程控制成像和數學建模等。 3 影響跨界創新的主要因素 新一輪產業革命正在全球孕育興起，世界石油工業面臨新的挑戰，我國石油企業比以往任何時候都更加需要跨界創新。而要實現跨界創新，需要具備基本前提和基礎條件。 3.1 良好的創新生態系統是實現跨界創新的基本前提 俗話說，隔行如隔山，說的就是由于專業性差別、信息渠道不同及管理語言體系差異帶來的認知與溝通障礙。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，同一行業的不同企業之間，尤其是跨行業的信息交流與創新合作就更為困難。這一切皆緣于市場機制不完善，沒有形成健康的創新生態系統。創新生態系統中包括研究、開發和應用者，具有3種主要特征，即多樣性共生、自組織演化、開放式協同。在這個系統中，創新要素有機集聚，發生聚合反應，創新主體共生共榮，系統不斷演化和自我超越。有了良好的創新生態系統，企業就能進行跨界信息搜索，相互信任、多方共贏，實現高效跨界合作。 2004年，美國發布《維護國家的創新生態系統：保持美國科學和工程能力之實力》報告強調，美國的經濟繁榮和在全球經濟中的領導地位得益于一個精心編制的創新生態系統，包括發明家、技術人才和創業者，積極進取的勞動力，世界水平的研究性大學，富有成效的研發中心（包括產業資助和聯邦資助），充滿活力的風險資本產業，政府資助聚焦于高潛力領域的基礎研究。特別是在研究型大學及科研機構周圍，會聚集一大批活躍的科技創新參與者，包括初創企業、積極尋找技術新苗頭的風險投資機構、大型企業的科研機構等。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新生態，產生獨立個人無法創造的創新結果。 殼牌公司之所以在全球創新中心設置STW辦公室，也是希望能充分融入當地創新生態網絡，獲取更為開放、前沿的技術信息，盡管波士頓并非傳統意義上的油氣技術創新中樞。前面的案例表明，不少跨界合作都是以某家大學或研究機構作為橋梁，三方共促來實現的，可見靠近頂尖研究機構的重要性。 3.2 鼓勵創新的文化與管理機制是促進跨界創新的基礎條件 對于個體（企業），一方面要善于搜尋和融入創新生態系統，另一方面要構建有利于創新的文化氛圍和組織機制。如果一個企業的文化漠視創新、制度僵化，便很難找到適合的創新生態系統，即使找到了也難以融入其中，最終被邊緣化甚至退出。如何從內部體制機制上做到鼓勵跨界創新，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創新，并建立了相關的專業團隊。 西門子公司的“創新無域”理念也非常值得借鑒。20世紀末，西門子工廠自動化部門成功將金融領域的應用技術引入公司的工業無線通信領域，有效提升了網絡服務質量。西門子意識到，盡管公司內部研發力量雄厚，但外部研發和創意也能成為重要的創新來源。 于是，1999年西門子在美國硅谷成立了第一個技術轉化中心，并建立一套流程，尋找外部初創技術，將其引入西門子的商業應用。西門子研究院指出：“曾經，實驗室是我們的整個世界，而在21世紀的今天，整個世界是我們的實驗室。” 4 對我國石油企業的建議 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、醫療、材料、航空航天等行業進行了一系列跨界創新。當今國際競爭焦點已從單一科技創新，轉向基于創新生態系統的整合創新能力。國內石油企業亟需順應創新大勢，在開放式創新的基礎上，進一步融入或參與構建創新生態系統，切實提升跨界創新水平。
