技術(shù)方法創(chuàng)新提升鋼鐵設(shè)計(jì)差異化競(jìng)爭(zhēng)力

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摘要：文章以GIS與鋼鐵總體設(shè)計(jì)的創(chuàng)新融合與實(shí)踐入手，結(jié)合在GIS實(shí)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(jì)差異化競(jìng)爭(zhēng)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(jì)；差異化競(jìng)爭(zhēng)力

1GIS與總體設(shè)計(jì)的融合與實(shí)踐

1.1地理信息系統(tǒng)（GIS）簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)科學(xué)，能實(shí)現(xiàn)地圖制圖與可視化、空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、空間數(shù)據(jù)分析等功能，已廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)。

1.2GIS實(shí)現(xiàn)了總體設(shè)計(jì)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(bào)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(jì)中，向業(yè)主展示場(chǎng)地地形信息時(shí)，通常采用CAD繪制等高線來(lái)展示，匯報(bào)形式不夠直觀。利用GIS，自動(dòng)將CAD高程信息轉(zhuǎn)化為3D效果信息，同時(shí)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(jì)需要對(duì)龐雜的信息進(jìn)行管理，在設(shè)計(jì)、施工、工廠發(fā)展過(guò)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(kāi)保存，不易查詢(xún)統(tǒng)計(jì)的形式。實(shí)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(jì)。例如，采用GIS對(duì)臺(tái)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(jì)信息、管徑、壓力等諸多信息，通過(guò)GIS與總圖相連接，實(shí)現(xiàn)總圖信息的快速查閱和統(tǒng)計(jì)，為總平面規(guī)劃查詢(xún)工作提供了強(qiáng)有力的支撐。

1.2.3識(shí)別尋優(yōu)向自動(dòng)化轉(zhuǎn)變GIS的引入彌補(bǔ)了CAD只能圖形展示，無(wú)法空間分析的瓶頸，為規(guī)劃者提供了一個(gè)數(shù)字化工作分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“瓶頸”識(shí)別的自動(dòng)化和尋優(yōu)的自動(dòng)化，大大提高工作效率。例如在總體設(shè)計(jì)中可利用GIS自動(dòng)“碰撞檢查”，改進(jìn)了采用CAD一條條測(cè)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(lái)自動(dòng)識(shí)別道路運(yùn)輸瓶頸，改進(jìn)了人為跟蹤或經(jīng)驗(yàn)查找瓶頸的傳統(tǒng)方式；也可利用GIS來(lái)自動(dòng)尋找最優(yōu)汽車(chē)衡和尋找車(chē)輛運(yùn)輸最優(yōu)路徑，改進(jìn)采用費(fèi)時(shí)費(fèi)力測(cè)距后編程的傳統(tǒng)方式。

1.2.4設(shè)計(jì)方式向“經(jīng)驗(yàn)+定量”轉(zhuǎn)變GIS的引入輔助設(shè)計(jì)方式從經(jīng)驗(yàn)定性分析為主的傳統(tǒng)方式向“經(jīng)驗(yàn)+定量”設(shè)計(jì)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(gè)備選廠址，然后再對(duì)這幾個(gè)備選廠址列表對(duì)比分析，側(cè)重于經(jīng)驗(yàn)定性分析。利用GIS具有圖形屬性且可以進(jìn)行各種圖形計(jì)算的特點(diǎn)，通過(guò)給不同圖形不同屬性，再進(jìn)行合理的權(quán)重計(jì)算，實(shí)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(mén)決策。

2GIS實(shí)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(jì)算機(jī)的普遍使用，直接推動(dòng)著規(guī)劃設(shè)計(jì)工具的發(fā)展。但以往，設(shè)計(jì)均以提高效率為優(yōu)先考慮對(duì)象，缺少對(duì)能力提升的動(dòng)力。無(wú)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(jìng)爭(zhēng)力，就需要尋求一些能與其他設(shè)計(jì)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(duì)其他工具更困難一些，甚至需要單獨(dú)一個(gè)團(tuán)隊(duì)來(lái)研究，但BIM卻是一個(gè)真正提高行業(yè)能力的工具。但如果不進(jìn)入這樣一個(gè)層級(jí)，那與過(guò)去從針管筆轉(zhuǎn)換為CAD的過(guò)程沒(méi)有區(qū)別，無(wú)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(shí)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(kù)，只能實(shí)現(xiàn)人們對(duì)于空間信息20級(jí)（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(wèn)題。GIS能實(shí)現(xiàn)空間信息的1~19級(jí)的面向?qū)ο蠡约翱臻g位置和時(shí)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(jì)匯報(bào)匯報(bào)形式的差異化、多元化也是打造差異化總體設(shè)計(jì)能力之一。如今鋼鐵總體設(shè)計(jì)單位匯報(bào)均是以PPT形式展示，匯報(bào)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(bào)，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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互式、動(dòng)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(bào)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(dòng)規(guī)劃變革。大數(shù)據(jù)不僅是一個(gè)技術(shù)工具，更是一種新的思維方式，是推動(dòng)規(guī)劃變革的動(dòng)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(shì)和GIS+BIM的空間分析優(yōu)勢(shì)，將個(gè)體需求數(shù)據(jù)與規(guī)劃觀點(diǎn)有效連接，引領(lǐng)和支撐觀點(diǎn)，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(guò)網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)爬取各企業(yè)的投標(biāo)信息、網(wǎng)絡(luò)報(bào)道等信息，分析企業(yè)投標(biāo)意向，建立企業(yè)畫(huà)像。再通過(guò)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(duì)象。

2.3設(shè)計(jì)方法：

經(jīng)驗(yàn)定性設(shè)計(jì)擴(kuò)展至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的“經(jīng)驗(yàn)+算法”設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)定性設(shè)計(jì)擴(kuò)展至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的經(jīng)驗(yàn)+算法設(shè)計(jì)（圖8）。GIS引入總體設(shè)計(jì)的鋼廠廠址選址案例是設(shè)計(jì)方式向“經(jīng)驗(yàn)+算法”轉(zhuǎn)變的初步嘗試，未來(lái)還需更多這方面的轉(zhuǎn)變。經(jīng)驗(yàn)定性設(shè)計(jì)對(duì)主觀經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)儲(chǔ)備依賴(lài)過(guò)高，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)不足以剖析鋼廠的實(shí)時(shí)情況。雖然規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容比較復(fù)雜，但這些復(fù)雜性特點(diǎn)卻是相對(duì)的，而且存在一定的規(guī)律，因此在鋼廠設(shè)計(jì)中，就可以對(duì)其相關(guān)的內(nèi)容量化分析處理，以數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和算法透過(guò)數(shù)據(jù)和指標(biāo)更深刻認(rèn)識(shí)規(guī)律，從已知中發(fā)現(xiàn)未知、從無(wú)序中提煉有序，做深總體設(shè)計(jì)?！度祟?lèi)簡(jiǎn)史》作者尤瓦爾在最新《明日簡(jiǎn)史》中提到未來(lái)算法將讓人類(lèi)變成“無(wú)用階層”。大數(shù)據(jù)和算法的應(yīng)用將會(huì)影響所有行業(yè)，規(guī)劃設(shè)計(jì)院也無(wú)法幸免。或許不遠(yuǎn)的將來(lái)總體設(shè)計(jì)部門(mén)將消失，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)合理的決策算法和產(chǎn)業(yè)指標(biāo)參數(shù)，會(huì)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(shí)現(xiàn)集成創(chuàng)新GIS引入總體設(shè)計(jì)，均是以專(zhuān)業(yè)協(xié)同和工具協(xié)同實(shí)現(xiàn)集成創(chuàng)新獲得咨詢(xún)差異化競(jìng)爭(zhēng)力的。但協(xié)同的方式不僅如此，部門(mén)間的協(xié)同同樣能實(shí)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(guò)部門(mén)間協(xié)同實(shí)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(jìng)爭(zhēng)力提升的重要渠道。同時(shí)個(gè)體人員也要協(xié)同實(shí)現(xiàn)集成創(chuàng)新。對(duì)員工自身而言，一直在一個(gè)學(xué)科、一個(gè)專(zhuān)業(yè)或者一個(gè)部門(mén)的單一方向內(nèi)部故步自封會(huì)延緩自身發(fā)展。賽迪定位咨詢(xún)要提供系統(tǒng)方案，這要求咨詢(xún)員工擴(kuò)展知識(shí)結(jié)構(gòu)，形成多維度知識(shí)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(xiàng)目時(shí)，快速分析出需要哪些資源，并集成資源。

3結(jié)語(yǔ)

總體設(shè)計(jì)是“系統(tǒng)性”的專(zhuān)業(yè)，需要積極探索與創(chuàng)新。“經(jīng)驗(yàn)”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(jìng)爭(zhēng)力提升的重要渠道。

參考文獻(xiàn)

[1]宗涵，苗俊躍，范新庫(kù)，等.冶金設(shè)計(jì)院如何助推鋼鐵企業(yè)實(shí)施智能制造[J].冶金自動(dòng)化，2019，43（3）：1-6.

[2]范新庫(kù)，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(jì)，2014（11）：34-37，42.

作者：歐陽(yáng)少游 宗涵 苗俊躍 單位：中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司