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編者按

習近平總書記指出，“新時代新征程，以中國式現(xiàn)代化全面推進強國建設、民族復興偉業(yè)，實現(xiàn)新型工業(yè)化是關鍵任務”。為貫徹落實習近平總書記對推進新型工業(yè)化作出的重要指示和全國新型工業(yè)化推進大會精神，在“賽迪問道數(shù)字轉(zhuǎn)型”的研究基礎上，賽迪研究院信軟所數(shù)字化轉(zhuǎn)型課題組聚焦“以數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能新型工業(yè)化”主題組織開展了系統(tǒng)研究，形成了一系列成果，并聯(lián)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)世界編輯部推出“以數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能新型工業(yè)化系列談”內(nèi)容。

課題組梳理了數(shù)字化轉(zhuǎn)型與新型工業(yè)化的關系，形成了一系列重要成果，分析了數(shù)字化轉(zhuǎn)型、新型工業(yè)化的演進歷程與內(nèi)涵特征，總結(jié)了全球主要國家以數(shù)字化推進工業(yè)化發(fā)展的典型實踐及主要特點，審視了我國以數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能新型工業(yè)化的成效與問題，在此基礎上，從技術引擎、要素體系、生產(chǎn)方式、組織形態(tài)、產(chǎn)業(yè)體系、發(fā)展要求、治理模式七個維度提出了以數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能新型工業(yè)化的總體策略，并圍繞重點行業(yè)提出具體路徑，為進一步制定有針對性的支持政策，最大限度釋放數(shù)字化轉(zhuǎn)型對新型工業(yè)化的放大、疊加和倍增效應提供依據(jù)。本期聚焦在原材料行業(yè)以數(shù)字化推進工業(yè)化發(fā)展的具體路徑方面。

文|賽迪研究院信軟所數(shù)字化轉(zhuǎn)型課題組牟華偉許旭

原材料行業(yè)包括鋼鐵、煤炭、石油、有色金屬等多元化產(chǎn)業(yè)，不僅是實體經(jīng)濟的穩(wěn)固基石，支撐國民經(jīng)濟快速發(fā)展，更是產(chǎn)業(yè)基礎再造的主力軍和工業(yè)綠色發(fā)展的主戰(zhàn)場。原材料行業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈關聯(lián)性高、能耗高、污染重等典型行業(yè)特征，當前，原材料企業(yè)在傳統(tǒng)的原材料生產(chǎn)、供應鏈管理和銷售等環(huán)節(jié)應用數(shù)字技術和創(chuàng)新解決方案，實現(xiàn)業(yè)務流程的自動化、信息的實時化和數(shù)據(jù)的智能化。

課題組認為，未來，原材料行業(yè)將在設備管理、生產(chǎn)工藝、供應鏈體系、環(huán)保管理等環(huán)節(jié)將發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，要順應新發(fā)展趨勢，聚焦關鍵設備全生命周期管理等四大典型場景，實施以智能化、低碳化為主導的路徑，從七個維度明確具體發(fā)展舉措，以數(shù)字化綠色化協(xié)同實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。

一、發(fā)展趨勢

（一）設備管理由傳統(tǒng)維護向智能維護轉(zhuǎn)變

原材料行業(yè)企業(yè)通常部署有眾多高價值設備，設備可靠性和穩(wěn)定性直接關系到企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。然而，由于這些設備往往需要在高溫、高壓、高腐蝕等惡劣環(huán)境下運行，設備故障發(fā)生率較高。傳統(tǒng)的設備管理與維護方式難以準確識別并維修設備故障，容易引發(fā)產(chǎn)線停滯和生產(chǎn)安全等重大隱患。此外，定期維護還可能面臨過度維護或者維護不足的問題，導致維護成本浪費或者設備故障頻繁發(fā)生，難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。

隨著智能傳感器和通信技術的快速發(fā)展，通過在設備上安裝各類智能傳感器，可以實時監(jiān)測設備的溫度、壓力、流量等工況數(shù)據(jù)，并上傳到云端進行存儲和分析。通過數(shù)據(jù)分析和機器學習等技術，可以建立設備故障的預測模型，預測設備的故障概率和故障時間，從而制定出最佳的維護策略。這種預測性維護方式實現(xiàn)了設備故障的自感知、自分析和自決策，有效降低了維護成本，提高了設備的可靠性，確保了生產(chǎn)的通暢運轉(zhuǎn)。

（二）生產(chǎn)工藝由黑箱式向透明化轉(zhuǎn)變

原材料行業(yè)作為典型的長流程行業(yè)，其生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多且生產(chǎn)工藝復雜，對工藝知識的依賴程度很高。過去，傳統(tǒng)原材料行業(yè)企業(yè)設備維護、經(jīng)營管理等環(huán)節(jié)往往依賴人工經(jīng)驗，工人的技術水平參差不齊，產(chǎn)品質(zhì)量也會產(chǎn)生較大波動。但隨著信息技術在原材料行業(yè)的廣泛應用和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進，原材料企業(yè)通過采集、整合和分析大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可以更加精準地識別生產(chǎn)中的瓶頸和問題，并及時進行調(diào)整和優(yōu)化。同時，結(jié)合專業(yè)知識和經(jīng)驗，可以將隱性的生產(chǎn)經(jīng)驗挖掘、提煉，并封裝成顯性化軟件模型，將關鍵的工藝知識固化和傳承，既可以更有效指導實際生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和安全水平，又可以提高生產(chǎn)穩(wěn)定性和可靠性。

此外，透明化的生產(chǎn)工藝還可以為企業(yè)提供更好的決策依據(jù)。通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的深入分析和模型仿真，企業(yè)可以進行更精確的生產(chǎn)計劃和資源調(diào)配，從而提高企業(yè)決策效率和準確性，降低運營風險，增強競爭優(yōu)勢。

（三）供應鏈體系由局部協(xié)同向全局協(xié)同轉(zhuǎn)變

庫存管理是原材料行業(yè)的一大痛點，主要因為對上下游產(chǎn)業(yè)信息的掌握不足，對下游產(chǎn)業(yè)的個性化需求難以把控，使采銷決策變得更為復雜。傳統(tǒng)的供應鏈模式下，原材料行業(yè)供應鏈主要依賴契約合同，物料信息難以在供應鏈各環(huán)節(jié)自由流動，各環(huán)節(jié)間交互不暢，進而引發(fā)一系列連鎖反應。這不僅增加了企業(yè)運營成本，也降低了企業(yè)生產(chǎn)效率和盈利能力。面對全球經(jīng)濟環(huán)境、貿(mào)易格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構的不斷變化，供應鏈全鏈協(xié)同的重要性愈發(fā)凸顯。

為了應對這些挑戰(zhàn)，原材料企業(yè)開始將ERP、SCM等信息系統(tǒng)集成到供應鏈管理中，打破各環(huán)節(jié)信息壁壘，建立上下游信息流通渠道。通過這種方式，企業(yè)可以及時了解上下游產(chǎn)業(yè)的需求和供給情況，并根據(jù)產(chǎn)品需求、原料供給和產(chǎn)能配置，靈活調(diào)整生產(chǎn)計劃，提高產(chǎn)能利用率，減少庫存積壓，保障訂單穩(wěn)定履行。此外，原材料企業(yè)利用大數(shù)據(jù)分析市場需求的變化趨勢，通過預測未來的市場需求，可以提前調(diào)整生產(chǎn)計劃和庫存水平，從而避免庫存積壓和訂單無法兌現(xiàn)的風險。

（四）環(huán)保管理由粗放型向清潔型轉(zhuǎn)變

原材料行業(yè)因高耗能、高污染、高排放而成為環(huán)境保護的關注焦點。過去過度強調(diào)產(chǎn)量，原材料企業(yè)主要關注擴張規(guī)模，而忽視環(huán)境保護和生態(tài)可持續(xù)性，給環(huán)境帶來了嚴重的影響。隨著國家對環(huán)境污染治理的重視，原材料行業(yè)面臨的環(huán)保成本急劇攀升，傳統(tǒng)的發(fā)展模式已難以為繼。因此，轉(zhuǎn)變發(fā)展理念，提升環(huán)保管理水平，加快向追求優(yōu)質(zhì)低碳的清潔型生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變成為行業(yè)的迫切需求。

原材料行業(yè)企業(yè)可以運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等數(shù)字技術，實時采集、監(jiān)測、分析各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗和排污情況，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控和管控。同時，基于數(shù)字技術優(yōu)化生產(chǎn)工藝和設備運行參數(shù)，集中資源對重點環(huán)節(jié)進行工藝優(yōu)化或設備升級，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低能源消耗和污染物排放，提高企業(yè)清潔型發(fā)展水平。此外，還能通過對歷史數(shù)據(jù)的深度挖掘、學習和分析，找出生產(chǎn)過程能耗和排污規(guī)律，從而提出優(yōu)化生產(chǎn)流程、降低能耗和排污的策略建議。

二、典型場景

（一）關鍵設備全生命周期管理

通過實時采集設備工作溫度、工作環(huán)境和應力分布等狀態(tài)數(shù)據(jù)，并做可視化處理，原材料企業(yè)能夠有效提升設備狀態(tài)監(jiān)測的可靠性。結(jié)合設備的歷史數(shù)據(jù)和先進的故障診斷模型，能夠精準預測和診斷設備可能發(fā)生的故障，從而提出針對性的維護建議和措施，避免設備故障引發(fā)的生產(chǎn)停滯和潛在安全隱患。同時，在賽博空間中對設備故障位置和重要性進行仿真模擬，并選出可靠的維護方案，能夠保障企業(yè)正常生產(chǎn)。如，馬鋼構建了一套完備的設備信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了設備故障的快速定位、傳遞、協(xié)同和處置。

（二）知識驅(qū)動的智能化生產(chǎn)

利用數(shù)字孿生、人工智能等數(shù)字技術，在賽博空間對生產(chǎn)流程和工藝配方進行全方位、超逼真的模擬仿真，尋找產(chǎn)品的最佳生產(chǎn)工藝方案。同時，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，將涉及生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程管控、產(chǎn)品質(zhì)量管理等領域的專業(yè)知識和工業(yè)經(jīng)驗等技術要素封裝化并顯性化，轉(zhuǎn)化為可調(diào)用的機理模型。結(jié)合采集的設備、環(huán)境、材料等參數(shù)，確定最優(yōu)加工計劃，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)，提升生產(chǎn)效率。如，鎮(zhèn)海煉化基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了生產(chǎn)全過程的實時管控，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性。

（三）全要素供應鏈協(xié)同

利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺廣泛匯聚產(chǎn)業(yè)鏈中的物料和產(chǎn)能信息，與上下游企業(yè)建立互通互聯(lián)的數(shù)據(jù)通道，實時動態(tài)監(jiān)測上游原材料供給情況，為原材料企業(yè)采購決策提供有力支持，從而滿足零庫存運營要求。同時，收集并整理下游企業(yè)訂單和產(chǎn)品定制信息，制定科學的生產(chǎn)計劃，對產(chǎn)品進行個性化加工和精準化配送。基于信息技術應用，可以系統(tǒng)整理訂單信息和其他企業(yè)的基礎數(shù)據(jù)，實現(xiàn)產(chǎn)品性能要求和生產(chǎn)工藝水平的動態(tài)匹配，通過訂單共享實現(xiàn)產(chǎn)能共享，提高原材料行業(yè)產(chǎn)能利用率，進一步加強了供應鏈的協(xié)同合作。如，萬華化學基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打造數(shù)智供應鏈，降低成本的同時提升了結(jié)算整體收益。

（四）綠色低碳發(fā)展

通過建設能源管控中心，實現(xiàn)能源生產(chǎn)、能源消耗和污染物排放等數(shù)據(jù)的自動實時采集和集中監(jiān)視，并基于數(shù)據(jù)進行能源智能管理、能源供需平衡、能源預測優(yōu)化，生成高效的能源利用方案，降低能耗和環(huán)保成本。同時，通過在工藝設備排污口安裝各類智能監(jiān)測傳感器，實時采集設備排污數(shù)據(jù)。綜合分析這些數(shù)據(jù)能夠深入了解企業(yè)生產(chǎn)過程中有毒有害物質(zhì)的排放情況，從而準確識別出污染嚴重的環(huán)節(jié)，為制定工藝優(yōu)化和設備升級方案提供依據(jù)，減少對生態(tài)環(huán)境的污染和破壞，實現(xiàn)清潔低碳的綠色化生產(chǎn)。如，天瑞信科打造水泥行業(yè)能源雙碳數(shù)智化管理平臺，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、整理、分析的智能化運行。

三、行業(yè)路徑

（一）探索和應用新技術，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和供應鏈管理水平

基于物聯(lián)網(wǎng)技術打通業(yè)務環(huán)節(jié)間數(shù)據(jù)鏈接，構建實時、透明的原材料采、運、產(chǎn)、控等數(shù)據(jù)鏈條，實現(xiàn)生產(chǎn)全流程智能化運行，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。通過“機器視覺+邊緣數(shù)據(jù)+云端分析”實現(xiàn)采煤機、傳輸帶等設備的自動識別、自主判斷和自動運行，對易故障設備進行自動巡檢，幫助維修人員及時調(diào)整設備狀態(tài)。依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺連接產(chǎn)業(yè)鏈上下游各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)供應鏈透明化和信息化管理，以價格指數(shù)、交易數(shù)據(jù)為核心提供加快商業(yè)模式創(chuàng)新。

（二）提升數(shù)據(jù)流通質(zhì)量，打造高效邊云協(xié)同體系

通過部署具備邊緣計算能力的智能終端、使用先進的數(shù)據(jù)管理和質(zhì)量控制工具，確保從數(shù)據(jù)源到目標系統(tǒng)全流通過程的數(shù)據(jù)質(zhì)量。引入虛擬仿真等先進數(shù)據(jù)分析工具和技術，建立高效的數(shù)據(jù)解析體系，對數(shù)據(jù)進行處理和分析，挖掘出更有價值的信息。建立大數(shù)據(jù)共享中心，集成并共享生產(chǎn)、物流、庫存等各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在不同領域、環(huán)節(jié)之間的流通，激發(fā)數(shù)據(jù)資產(chǎn)活力，以數(shù)據(jù)全局自由流動帶動資源配置的全局優(yōu)化，為企業(yè)創(chuàng)造更大的價值。

（三）運用先進技術和智能系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化和智能化

通過引入自動化生產(chǎn)設備和機器人，取代人工操作和生產(chǎn)過程，實現(xiàn)生產(chǎn)過程連續(xù)化和智能化，提高生產(chǎn)效率，減少人工干預和錯誤，提高產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。引入智能調(diào)度和優(yōu)化系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)任務和生產(chǎn)情況，優(yōu)化資源利用和工藝流程，實現(xiàn)對資源的合理分配和利用，提高設備利用率和生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)時間、減少廢品和降低成本，進一步提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

（四）打造扁平化組織，推動跨部門協(xié)作，提高企業(yè)靈活性

通過減少管理層級，使組織更加扁平化，從而縮短決策周期，加快信息傳遞速度，實現(xiàn)更加靈活和敏捷的運作模式，提高企業(yè)的靈活性，更好地應對市場波動和需求變化。通過建立跨部門協(xié)作機制和平臺，促進生產(chǎn)過程的跨部門協(xié)作和集成，確保原材料供應、生產(chǎn)計劃的執(zhí)行和產(chǎn)品的及時交付，實現(xiàn)資源的整合和優(yōu)化利用，提高工作效率和協(xié)同效應。

（五）加快產(chǎn)品技術高端化，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構升級

通過引入數(shù)字化技術推進精細化生產(chǎn)，根據(jù)市場需求快速調(diào)整生產(chǎn)線，實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。通過數(shù)據(jù)分析和市場研究，實現(xiàn)產(chǎn)品個性化定制和智能化服務，滿足客戶特殊需求和差異化要求，提升產(chǎn)品附加值和競爭力。通過加大研發(fā)投入、引進先進技術和人才等方式，提高技術水平，不斷推出高端鋼鐵、石油化工新材料等具有核心競爭力的高附加值產(chǎn)品，開發(fā)新業(yè)務模式和服務模式，推進產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展，拓展市場空間。

（六）推進數(shù)字化節(jié)能減排管理，打造綠色低碳發(fā)展模式

通過技術改造升級設備，提高設備能效，同時建立能源智能管理系統(tǒng)，實時監(jiān)測能源消耗情況，及時發(fā)現(xiàn)和解決生產(chǎn)過程能源浪費問題，有效提高能源利用效率。利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術，對產(chǎn)品使用和回收利用進行智能管理和優(yōu)化，完善廢舊物資數(shù)字化回收網(wǎng)絡，推動再生資源規(guī)范化、規(guī)模化、清潔化利用。通過數(shù)字化設計、技術創(chuàng)新和工藝改進，開發(fā)出低能耗、低排放的產(chǎn)品，同時提高產(chǎn)品的環(huán)保性能和使用效率。

（七）加強數(shù)字化手段的應用，助力行業(yè)運行透明可控

加快建立原材料行業(yè)運行“駕駛艙”，提高生產(chǎn)過程全鏈條可視化水平，及時掌握行業(yè)運行情況，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和政府監(jiān)管治理的協(xié)同聯(lián)動。鼓勵原材料行業(yè)企業(yè)主動對接工信、環(huán)保、應急等政府部門的治理平臺，促進各部門間的協(xié)同治理，減少產(chǎn)業(yè)治理盲區(qū)，規(guī)范行業(yè)發(fā)展路線，保障原材料行業(yè)發(fā)展活力。(賽迪問道數(shù)字化轉(zhuǎn)型（二十五）)

“賽迪問道數(shù)字化轉(zhuǎn)型-以數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能新型工業(yè)化系列談”下期預告

《以數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能新型工業(yè)化的行業(yè)路徑：裝備制造》

附：賽迪研究院信軟所數(shù)字化轉(zhuǎn)型課題組成員矩陣