技术方法创新提升钢铁设计差异化竞争力

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摘要：文章以GIS与钢铁总体设计的创新融合与实践入手，结合在GIS实践中的认知和思考，提出新工具的引用和技术方法创新能有效提升钢铁总体设计差异化竞争力方法。

关键词：地理信息系统；能力工具；多元数据；算法设计；差异化竞争力

1GIS与总体设计的融合与实践

1.1地理信息系统（GIS）简述

地理信息系统（GIS）是一种特定的十分重要的空间信息系统。其结合了地理学与地图学以及遥感和计算机科学，能实现地图制图与可视化、空间数据存储、空间数据分析等功能，已广泛应用到各个行业。

1.2GIS实现了总体设计方法的四方面转变

1.2.1信息展示向易读易懂性转变GIS的引入改变了单一以CAD形式展示汇报总图的传统方式，增强了总图信息的易读易懂性。例如，以往在钢厂竖向设计中，向业主展示场地地形信息时，通常采用CAD绘制等高线来展示，汇报形式不够直观。利用GIS，自动将CAD高程信息转化为3D效果信息，同时生成坡度、坡高、阴影、地形、日照等图像，增强了总图信息的易读易懂性，帮助客户快速接收信息。

1.2.2信息管理向集成化和数字化转变总体设计需要对庞杂的信息进行管理，在设计、施工、工厂发展过程中均需要总图提供支撑。利用GIS图形和属性信息集成及信息处理技术，改变了总图图形（CAD格式）和总图信息（EXCEL格式）分开保存，不易查询统计的形式。实现了图形（二维图形或三维图形）和属性信息的集成化、数字化，方便管理者查阅和统计。例如，采用GIS对台塑河静钢厂总图进行数字化，将建构筑物属性信息、设备信息、道路结构层信息、铁路结构层信息、管网竖向设计信息、管径、压力等诸多信息，通过GIS与总图相连接，实现总图信息的快速查阅和统计，为总平面规划查询工作提供了强有力的支撑。

1.2.3识别寻优向自动化转变GIS的引入弥补了CAD只能图形展示，无法空间分析的瓶颈，为规划者提供了一个数字化工作分析平台，实现系统“瓶颈”识别的自动化和寻优的自动化，大大提高工作效率。例如在总体设计中可利用GIS自动“碰撞检查”，改进了采用CAD一条条测量间距的传统检查方式；可利用GIS导入钢厂生产数据来自动识别道路运输瓶颈，改进了人为跟踪或经验查找瓶颈的传统方式；也可利用GIS来自动寻找最优汽车衡和寻找车辆运输最优路径，改进采用费时费力测距后编程的传统方式。

1.2.4设计方式向“经验+定量”转变GIS的引入辅助设计方式从经验定性分析为主的传统方式向“经验+定量”设计方式转变。例如，传统厂址选址的方式是人为初步选择几个备选厂址，然后再对这几个备选厂址列表对比分析，侧重于经验定性分析。利用GIS具有图形属性且可以进行各种图形计算的特点，通过给不同图形不同属性，再进行合理的权重计算，实现了厂址选择工作的数字化、信息化、可视化，更科学直观地支撑管理部门决策。

2GIS实践中的认知与思考

2.1工具领域

2.1.1效率工具提升至能力工具科技的进步，特别是计算机的普遍使用，直接推动着规划设计工具的发展。但以往，设计均以提高效率为优先考虑对象，缺少对能力提升的动力。无论是CAD，还是SketchUp，都是在做提高效率的工作。但现在发生了变化，要寻求差异化能力、打造核心竞争力，就需要寻求一些能与其他设计院有所差别的工具，能够加强分析和执行方面的技术落地和往上往下延伸的工具，将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相对其他工具更困难一些，甚至需要单独一个团队来研究，但BIM却是一个真正提高行业能力的工具。但如果不进入这样一个层级，那与过去从针管笔转换为CAD的过程没有区别，无法与其他工程技术公司形成差异化。

2.1.2BIM扩展至GIS+BIMBIM扩展至GIS+BIM，实现城市的空间全覆盖。BIM作为室内空间支撑数据库，只能实现人们对于空间信息20级（地图切片一般设置）以上的面向对象化，缺少了宏观支撑，造成空间尺度断裂，不能解决钢厂整体问题。GIS能实现空间信息的1~19级的面向对象化以及空间位置和时间相关信息的集成处理、可视与决策，是不可或缺的空间信息基础设施。

2.1.3商业智能工具融入设计汇报汇报形式的差异化、多元化也是打造差异化总体设计能力之一。如今钢铁总体设计单位汇报均是以PPT形式展示，汇报形式单一。GIS虽能让信息展示向易读易懂性转变，但展示形式是静态图片，功能局限于辅助PPT汇报，缺少展示中的交互性。利用商业智能工具能让客户耳目一新，实现数据关联，实现数据交互式、动态直观展示，能用数据讲故事，形成美观且有意义的可视化图表，让客户参与到汇报展示中。

2.2数据领域：

将传统数据分析扩展至多元数据的交互分析和模拟将传统数据分析扩展至多元数据的交互分析和模拟，推动规划变革。大数据不仅是一个技术工具，更是一种新的思维方式，是推动规划变革的动力。将传统数据与新型数据相结合，形成多元数据。利用多元大数据的全量信息、跨界数据联接等优势和GIS+BIM的空间分析优势，将个体需求数据与规划观点有效连接，引领和支撑观点，将规划做通做深。例如，拥有了更多微观的企业数据，可以将城市建设打通做深，在招商策划上，通过网络爬虫爬取各企业的投标信息、网络报道等信息，分析企业投标意向，建立企业画像。再通过区域、企业年龄、企业意向、企业规模等标签进行检索，精确定位招商对象。

2.3设计方法：

经验定性设计扩展至数据驱动下的“经验+算法”设计经验定性设计扩展至数据驱动下的经验+算法设计（图8）。GIS引入总体设计的钢厂厂址选址案例是设计方式向“经验+算法”转变的初步尝试，未来还需更多这方面的转变。经验定性设计对主观经验和知识储备依赖过高，传统的经验已经不足以剖析钢厂的实时情况。虽然规划设计的相关内容比较复杂，但这些复杂性特点却是相对的，而且存在一定的规律，因此在钢厂设计中，就可以对其相关的内容量化分析处理，以数据来驱动设计，通过经验和算法透过数据和指标更深刻认识规律，从已知中发现未知、从无序中提炼有序，做深总体设计。《人类简史》作者尤瓦尔在最新《明日简史》中提到未来算法将让人类变成“无用阶层”。大数据和算法的应用将会影响所有行业，规划设计院也无法幸免。或许不远的将来总体设计部门将消失，计算机可以通过合理的决策算法和产业指标参数，会直接模拟出产业的选择和布局。

2.4创新理念：

协同实现集成创新GIS引入总体设计，均是以专业协同和工具协同实现集成创新获得咨询差异化竞争力的。但协同的方式不仅如此，部门间的协同同样能实现集成创新。产业与大数据之间、工艺与工具之间、数据与思路之间存在相互促进的作用。通过部门间协同实现了集成创新，产生1+1>2的集成效益，发现了共同竞争力提升的重要渠道。同时个体人员也要协同实现集成创新。对员工自身而言，一直在一个学科、一个专业或者一个部门的单一方向内部故步自封会延缓自身发展。赛迪定位咨询要提供系统方案，这要求咨询员工扩展知识结构，形成多维度知识体系，而不满足单一职业和身份的束缚。这样才能在处理系统性项目时，快速分析出需要哪些资源，并集成资源。

3结语

总体设计是“系统性”的专业，需要积极探索与创新。“经验”与“数据”的融合与创新、新工具的引入等集成创新手段是竞争力提升的重要渠道。

参考文献

[1]宗涵，苗俊跃，范新库，等.冶金设计院如何助推钢铁企业实施智能制造[J].冶金自动化，2019，43（3）：1-6.

[2]范新库，胡顺利，李俊霞.大型钢厂全厂管线综合布置分析与研究[J].工程建设与设计，2014（11）：34-37，42.

作者：欧阳少游 宗涵 苗俊跃 单位：中冶赛迪工程技术股份有限公司