技術(shù)方法創(chuàng)新提升鋼鐵設(shè)計差異化競爭力

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

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；能力工具；多元數(shù)據(jù)；算法設(shè)計；差異化競爭力

1GIS與總體設(shè)計的融合與實踐

1.1地理信息系統(tǒng)（GIS）簡述

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。其結(jié)合了地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計算機(jī)科學(xué)，能實現(xiàn)地圖制圖與可視化、空間數(shù)據(jù)存儲、空間數(shù)據(jù)分析等功能，已廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)。

1.2GIS實現(xiàn)了總體設(shè)計方法的四方面轉(zhuǎn)變

1.2.1信息展示向易讀易懂性轉(zhuǎn)變GIS的引入改變了單一以CAD形式展示匯報總圖的傳統(tǒng)方式，增強(qiáng)了總圖信息的易讀易懂性。例如，以往在鋼廠豎向設(shè)計中，向業(yè)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(zhuǎn)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(qiáng)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(shù)字化轉(zhuǎn)變總體設(shè)計需要對龐雜的信息進(jìn)行管理，在設(shè)計、施工、工廠發(fā)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(shù)，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(tǒng)計的形式。實現(xiàn)了圖形（二維圖形或三維圖形）和屬性信息的集成化、數(shù)字化，方便管理者查閱和統(tǒng)計。例如，采用GIS對臺塑河靜鋼廠總圖進(jìn)行數(shù)字化，將建構(gòu)筑物屬性信息、設(shè)備信息、道路結(jié)構(gòu)層信息、鐵路結(jié)構(gòu)層信息、管網(wǎng)豎向設(shè)計信息、管徑、壓力等諸多信息，通過GIS與總圖相連接，實現(xiàn)總圖信息的快速查閱和統(tǒng)計，為總平面規(guī)劃查詢工作提供了強(qiáng)有力的支撐。

1.2.3識別尋優(yōu)向自動化轉(zhuǎn)變GIS的引入彌補(bǔ)了CAD只能圖形展示，無法空間分析的瓶頸，為規(guī)劃者提供了一個數(shù)字化工作分析平臺，實現(xiàn)系統(tǒng)“瓶頸”識別的自動化和尋優(yōu)的自動化，大大提高工作效率。例如在總體設(shè)計中可利用GIS自動“碰撞檢查”，改進(jìn)了采用CAD一條條測量間距的傳統(tǒng)檢查方式；可利用GIS導(dǎo)入鋼廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)來自動識別道路運(yùn)輸瓶頸，改進(jìn)了人為跟蹤或經(jīng)驗查找瓶頸的傳統(tǒng)方式；也可利用GIS來自動尋找最優(yōu)汽車衡和尋找車輛運(yùn)輸最優(yōu)路徑，改進(jìn)采用費(fèi)時費(fèi)力測距后編程的傳統(tǒng)方式。

1.2.4設(shè)計方式向“經(jīng)驗+定量”轉(zhuǎn)變GIS的引入輔助設(shè)計方式從經(jīng)驗定性分析為主的傳統(tǒng)方式向“經(jīng)驗+定量”設(shè)計方式轉(zhuǎn)變。例如，傳統(tǒng)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(cè)重于經(jīng)驗定性分析。利用GIS具有圖形屬性且可以進(jìn)行各種圖形計算的特點，通過給不同圖形不同屬性，再進(jìn)行合理的權(quán)重計算，實現(xiàn)了廠址選擇工作的數(shù)字化、信息化、可視化，更科學(xué)直觀地支撐管理部門決策。

2GIS實踐中的認(rèn)知與思考

2.1工具領(lǐng)域

2.1.1效率工具提升至能力工具科技的進(jìn)步，特別是計算機(jī)的普遍使用，直接推動著規(guī)劃設(shè)計工具的發(fā)展。但以往，設(shè)計均以提高效率為優(yōu)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(xiàn)在發(fā)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(shè)計院有所差別的工具，能夠加強(qiáng)分析和執(zhí)行方面的技術(shù)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(dú)一個團(tuán)隊來研究，但BIM卻是一個真正提高行業(yè)能力的工具。但如果不進(jìn)入這樣一個層級，那與過去從針管筆轉(zhuǎn)換為CAD的過程沒有區(qū)別，無法與其他工程技術(shù)公司形成差異化。

2.1.2BIM擴(kuò)展至GIS+BIMBIM擴(kuò)展至GIS+BIM，實現(xiàn)城市的空間全覆蓋。BIM作為室內(nèi)空間支撐數(shù)據(jù)庫，只能實現(xiàn)人們對于空間信息20級（地圖切片一般設(shè)置）以上的面向?qū)ο蠡鄙倭撕暧^支撐，造成空間尺度斷裂，不能解決鋼廠整體問題。GIS能實現(xiàn)空間信息的1~19級的面向?qū)ο蠡约翱臻g位置和時間相關(guān)信息的集成處理、可視與決策，是不可或缺的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。

2.1.3商業(yè)智能工具融入設(shè)計匯報匯報形式的差異化、多元化也是打造差異化總體設(shè)計能力之一。如今鋼鐵總體設(shè)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(zhuǎn)變，但展示形式是靜態(tài)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(yè)智能工具能讓客戶耳目一新，實現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互式、動態(tài)直觀展示，能用數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)領(lǐng)域：

將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析擴(kuò)展至多元數(shù)據(jù)的交互分析和模擬將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析擴(kuò)展至多元數(shù)據(jù)的交互分析和模擬，推動規(guī)劃變革。大數(shù)據(jù)不僅是一個技術(shù)工具，更是一種新的思維方式，是推動規(guī)劃變革的動力。將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)與新型數(shù)據(jù)相結(jié)合，形成多元數(shù)據(jù)。利用多元大數(shù)據(jù)的全量信息、跨界數(shù)據(jù)聯(lián)接等優(yōu)勢和GIS+BIM的空間分析優(yōu)勢，將個體需求數(shù)據(jù)與規(guī)劃觀點有效連接，引領(lǐng)和支撐觀點，將規(guī)劃做通做深。例如，擁有了更多微觀的企業(yè)數(shù)據(jù)，可以將城市建設(shè)打通做深，在招商策劃上，通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲爬取各企業(yè)的投標(biāo)信息、網(wǎng)絡(luò)報道等信息，分析企業(yè)投標(biāo)意向，建立企業(yè)畫像。再通過區(qū)域、企業(yè)年齡、企業(yè)意向、企業(yè)規(guī)模等標(biāo)簽進(jìn)行檢索，精確定位招商對象。

2.3設(shè)計方法：

經(jīng)驗定性設(shè)計擴(kuò)展至數(shù)據(jù)驅(qū)動下的“經(jīng)驗+算法”設(shè)計經(jīng)驗定性設(shè)計擴(kuò)展至數(shù)據(jù)驅(qū)動下的經(jīng)驗+算法設(shè)計（圖8）。GIS引入總體設(shè)計的鋼廠廠址選址案例是設(shè)計方式向“經(jīng)驗+算法”轉(zhuǎn)變的初步嘗試，未來還需更多這方面的轉(zhuǎn)變。經(jīng)驗定性設(shè)計對主觀經(jīng)驗和知識儲備依賴過高，傳統(tǒng)的經(jīng)驗已經(jīng)不足以剖析鋼廠的實時情況。雖然規(guī)劃設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容比較復(fù)雜，但這些復(fù)雜性特點卻是相對的，而且存在一定的規(guī)律，因此在鋼廠設(shè)計中，就可以對其相關(guān)的內(nèi)容量化分析處理，以數(shù)據(jù)來驅(qū)動設(shè)計，通過經(jīng)驗和算法透過數(shù)據(jù)和指標(biāo)更深刻認(rèn)識規(guī)律，從已知中發(fā)現(xiàn)未知、從無序中提煉有序，做深總體設(shè)計。《人類簡史》作者尤瓦爾在最新《明日簡史》中提到未來算法將讓人類變成“無用階層”。大數(shù)據(jù)和算法的應(yīng)用將會影響所有行業(yè)，規(guī)劃設(shè)計院也無法幸免。或許不遠(yuǎn)的將來總體設(shè)計部門將消失，計算機(jī)可以通過合理的決策算法和產(chǎn)業(yè)指標(biāo)參數(shù)，會直接模擬出產(chǎn)業(yè)的選擇和布局。

2.4創(chuàng)新理念：

協(xié)同實現(xiàn)集成創(chuàng)新GIS引入總體設(shè)計，均是以專業(yè)協(xié)同和工具協(xié)同實現(xiàn)集成創(chuàng)新獲得咨詢差異化競爭力的。但協(xié)同的方式不僅如此，部門間的協(xié)同同樣能實現(xiàn)集成創(chuàng)新。產(chǎn)業(yè)與大數(shù)據(jù)之間、工藝與工具之間、數(shù)據(jù)與思路之間存在相互促進(jìn)的作用。通過部門間協(xié)同實現(xiàn)了集成創(chuàng)新，產(chǎn)生1+1>2的集成效益，發(fā)現(xiàn)了共同競爭力提升的重要渠道。同時個體人員也要協(xié)同實現(xiàn)集成創(chuàng)新。對員工自身而言，一直在一個學(xué)科、一個專業(yè)或者一個部門的單一方向內(nèi)部故步自封會延緩自身發(fā)展。賽迪定位咨詢要提供系統(tǒng)方案，這要求咨詢員工擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)，形成多維度知識體系，而不滿足單一職業(yè)和身份的束縛。這樣才能在處理系統(tǒng)性項目時，快速分析出需要哪些資源，并集成資源。

3結(jié)語

總體設(shè)計是“系統(tǒng)性”的專業(yè)，需要積極探索與創(chuàng)新。“經(jīng)驗”與“數(shù)據(jù)”的融合與創(chuàng)新、新工具的引入等集成創(chuàng)新手段是競爭力提升的重要渠道。

參考文獻(xiàn)

[1]宗涵，苗俊躍，范新庫，等.冶金設(shè)計院如何助推鋼鐵企業(yè)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(shè)與設(shè)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(shù)股份有限公司