技術方法創新提升鋼鐵設計差異化競爭力

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摘要：文章以GIS與鋼鐵總體設計的創新融合與實踐入手，結合在GIS實踐中的認知和思考，提出新工具的引用和技術方法創新能有效提升鋼鐵總體設計差異化競爭力方法。

關鍵詞：地理信息系統；能力工具；多元數據；算法設計；差異化競爭力

1GIS與總體設計的融合與實踐

1.1地理信息系統（GIS）簡述

地理信息系統（GIS）是一種特定的十分重要的空間信息系統。其結合了地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，能實現地圖制圖與可視化、空間數據存儲、空間數據分析等功能，已廣泛應用到各個行業。

1.2GIS實現了總體設計方法的四方面轉變

1.2.1信息展示向易讀易懂性轉變GIS的引入改變了單一以CAD形式展示匯報總圖的傳統方式，增強了總圖信息的易讀易懂性。例如，以往在鋼廠豎向設計中，向業主展示場地地形信息時，通常采用CAD繪制等高線來展示，匯報形式不夠直觀。利用GIS，自動將CAD高程信息轉化為3D效果信息，同時生成坡度、坡高、陰影、地形、日照等圖像，增強了總圖信息的易讀易懂性，幫助客戶快速接收信息。

1.2.2信息管理向集成化和數字化轉變總體設計需要對龐雜的信息進行管理，在設計、施工、工廠發展過程中均需要總圖提供支撐。利用GIS圖形和屬性信息集成及信息處理技術，改變了總圖圖形（CAD格式）和總圖信息（EXCEL格式）分開保存，不易查詢統計的形式。實現了圖形（二維圖形或三維圖形）和屬性信息的集成化、數字化，方便管理者查閱和統計。例如，采用GIS對臺塑河靜鋼廠總圖進行數字化，將建構筑物屬性信息、設備信息、道路結構層信息、鐵路結構層信息、管網豎向設計信息、管徑、壓力等諸多信息，通過GIS與總圖相連接，實現總圖信息的快速查閱和統計，為總平面規劃查詢工作提供了強有力的支撐。

1.2.3識別尋優向自動化轉變GIS的引入彌補了CAD只能圖形展示，無法空間分析的瓶頸，為規劃者提供了一個數字化工作分析平臺，實現系統“瓶頸”識別的自動化和尋優的自動化，大大提高工作效率。例如在總體設計中可利用GIS自動“碰撞檢查”，改進了采用CAD一條條測量間距的傳統檢查方式；可利用GIS導入鋼廠生產數據來自動識別道路運輸瓶頸，改進了人為跟蹤或經驗查找瓶頸的傳統方式；也可利用GIS來自動尋找最優汽車衡和尋找車輛運輸最優路徑，改進采用費時費力測距后編程的傳統方式。

1.2.4設計方式向“經驗+定量”轉變GIS的引入輔助設計方式從經驗定性分析為主的傳統方式向“經驗+定量”設計方式轉變。例如，傳統廠址選址的方式是人為初步選擇幾個備選廠址，然后再對這幾個備選廠址列表對比分析，側重于經驗定性分析。利用GIS具有圖形屬性且可以進行各種圖形計算的特點，通過給不同圖形不同屬性，再進行合理的權重計算，實現了廠址選擇工作的數字化、信息化、可視化，更科學直觀地支撐管理部門決策。

2GIS實踐中的認知與思考

2.1工具領域

2.1.1效率工具提升至能力工具科技的進步，特別是計算機的普遍使用，直接推動著規劃設計工具的發展。但以往，設計均以提高效率為優先考慮對象，缺少對能力提升的動力。無論是CAD，還是SketchUp，都是在做提高效率的工作。但現在發生了變化，要尋求差異化能力、打造核心競爭力，就需要尋求一些能與其他設計院有所差別的工具，能夠加強分析和執行方面的技術落地和往上往下延伸的工具，將效率工具提升至能力工具。GIS和BIM就是能力工具案例，BIM不是提高效率的工具。研究BIM相對其他工具更困難一些，甚至需要單獨一個團隊來研究，但BIM卻是一個真正提高行業能力的工具。但如果不進入這樣一個層級，那與過去從針管筆轉換為CAD的過程沒有區別，無法與其他工程技術公司形成差異化。

2.1.2BIM擴展至GIS+BIMBIM擴展至GIS+BIM，實現城市的空間全覆蓋。BIM作為室內空間支撐數據庫，只能實現人們對于空間信息20級（地圖切片一般設置）以上的面向對象化，缺少了宏觀支撐，造成空間尺度斷裂，不能解決鋼廠整體問題。GIS能實現空間信息的1~19級的面向對象化以及空間位置和時間相關信息的集成處理、可視與決策，是不可或缺的空間信息基礎設施。

2.1.3商業智能工具融入設計匯報匯報形式的差異化、多元化也是打造差異化總體設計能力之一。如今鋼鐵總體設計單位匯報均是以PPT形式展示，匯報形式單一。GIS雖能讓信息展示向易讀易懂性轉變，但展示形式是靜態圖片，功能局限于輔助PPT匯報，缺少展示中的交互性。利用商業智能工具能讓客戶耳目一新，實現數據關聯，實現數據交互式、動態直觀展示，能用數據講故事，形成美觀且有意義的可視化圖表，讓客戶參與到匯報展示中。

2.2數據領域：

將傳統數據分析擴展至多元數據的交互分析和模擬將傳統數據分析擴展至多元數據的交互分析和模擬，推動規劃變革。大數據不僅是一個技術工具，更是一種新的思維方式，是推動規劃變革的動力。將傳統數據與新型數據相結合，形成多元數據。利用多元大數據的全量信息、跨界數據聯接等優勢和GIS+BIM的空間分析優勢，將個體需求數據與規劃觀點有效連接，引領和支撐觀點，將規劃做通做深。例如，擁有了更多微觀的企業數據，可以將城市建設打通做深，在招商策劃上，通過網絡爬蟲爬取各企業的投標信息、網絡報道等信息，分析企業投標意向，建立企業畫像。再通過區域、企業年齡、企業意向、企業規模等標簽進行檢索，精確定位招商對象。

2.3設計方法：

經驗定性設計擴展至數據驅動下的“經驗+算法”設計經驗定性設計擴展至數據驅動下的經驗+算法設計（圖8）。GIS引入總體設計的鋼廠廠址選址案例是設計方式向“經驗+算法”轉變的初步嘗試，未來還需更多這方面的轉變。經驗定性設計對主觀經驗和知識儲備依賴過高，傳統的經驗已經不足以剖析鋼廠的實時情況。雖然規劃設計的相關內容比較復雜，但這些復雜性特點卻是相對的，而且存在一定的規律，因此在鋼廠設計中，就可以對其相關的內容量化分析處理，以數據來驅動設計，通過經驗和算法透過數據和指標更深刻認識規律，從已知中發現未知、從無序中提煉有序，做深總體設計?！度祟惡喪贰纷髡哂韧郀栐谧钚隆睹魅蘸喪贰分刑岬轿磥硭惴▽⒆屓祟愖兂伞盁o用階層”。大數據和算法的應用將會影響所有行業，規劃設計院也無法幸免?；蛟S不遠的將來總體設計部門將消失，計算機可以通過合理的決策算法和產業指標參數，會直接模擬出產業的選擇和布局。

2.4創新理念：

協同實現集成創新GIS引入總體設計，均是以專業協同和工具協同實現集成創新獲得咨詢差異化競爭力的。但協同的方式不僅如此，部門間的協同同樣能實現集成創新。產業與大數據之間、工藝與工具之間、數據與思路之間存在相互促進的作用。通過部門間協同實現了集成創新，產生1+1>2的集成效益，發現了共同競爭力提升的重要渠道。同時個體人員也要協同實現集成創新。對員工自身而言，一直在一個學科、一個專業或者一個部門的單一方向內部故步自封會延緩自身發展。賽迪定位咨詢要提供系統方案，這要求咨詢員工擴展知識結構，形成多維度知識體系，而不滿足單一職業和身份的束縛。這樣才能在處理系統性項目時，快速分析出需要哪些資源，并集成資源。

3結語

總體設計是“系統性”的專業，需要積極探索與創新。“經驗”與“數據”的融合與創新、新工具的引入等集成創新手段是競爭力提升的重要渠道。

參考文獻

[1]宗涵，苗俊躍，范新庫，等.冶金設計院如何助推鋼鐵企業實施智能制造[J].冶金自動化，2019，43（3）：1-6.

[2]范新庫，胡順利，李俊霞.大型鋼廠全廠管線綜合布置分析與研究[J].工程建設與設計，2014（11）：34-37，42.

作者：歐陽少游 宗涵 苗俊躍 單位：中冶賽迪工程技術股份有限公司