近年來，國家不斷推出各項政策推動數(shù)字化技術發(fā)展與應用。2020年9月，國務院國資委正式印發(fā)了《關于加快推進國有企業(yè)數(shù)字化轉型工作的通知》，就推動國有企業(yè)數(shù)字化轉型做出全面部署，強調了進一步強化數(shù)據(jù)驅動、集成創(chuàng)新、合作共贏等數(shù)字化轉型理念，要建設基礎數(shù)字化技術平臺，以技術賦能，全面推進數(shù)字產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

　　2015年，工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委員會聯(lián)合發(fā)布了《國家智能制造標準體系建設指南（2015年版）》（以下簡稱《指南》），其中智能工廠部分包含建設規(guī)劃、系統(tǒng)集成、智能管理、智能生產(chǎn)等，并未包含數(shù)字化相關內容。2018年，發(fā)布了新版本的《指南》，智能工廠部分加入了智能工廠的設計、建造和交付標準，其中數(shù)字化交付成為智能工廠交付的關鍵標準，主要內容包括交付內容、深度要求、流程要求等交付標準，從而確保建成的智能工廠達到預定建設目標，交付數(shù)據(jù)資料滿足智能工廠運營維護要求。2021年，再次更新《指南》，專注于智能工廠設計和智能工廠交付，數(shù)字化交付依然是智能工廠的關鍵技術。從《指南》的歷年變更中，可以看出，推進智能制造，數(shù)字化是智能化的基礎，推進鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉型，其關鍵是工程的數(shù)字化交付。

　　但是，目前工程公司仍是以卷冊形式向生產(chǎn)企業(yè)交付工程資料，工程設計、建造期的信息數(shù)據(jù)無法被生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)、運維、MES、PCS等系統(tǒng)直接利用，即工程交付存在信息屏障，隔斷了數(shù)據(jù)信息的傳遞，造成人力及數(shù)據(jù)資源的極大浪費，這是目前鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉型中的行業(yè)困境。解決這一困境的關鍵在于實現(xiàn)工程建造期的數(shù)字化交付，建立工廠的數(shù)字地圖，實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)“數(shù)字化檔案館”形式的集中交付。

　　數(shù)字化交付目標為實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)“數(shù)字化檔案館”形式的集中交付，建立起工廠的數(shù)字地圖。如何建立工廠數(shù)字化地圖，可以借鑒百度地圖、高德地圖等電子地圖的構建。通過電子地圖，我們可以查看某個場所的名稱、地點、附近的美食、酒店信息等，并且顯示的信息根據(jù)場所類別有所不同，比如酒店顯示的信息為房型、價格，飯店顯示的信息為菜品、人均消費，住宅顯示的信息為房價等。實際上，電子地圖中的每個場所、每個建筑在后臺都是一個POI點（即“信息點”），通過POI點定義了名稱、位置信息、類別信息、屬性信息（附近的酒店飯店商鋪等信息）。

　　對于一家鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，包含眾多的生產(chǎn)線與能源公輔系統(tǒng)，每條生產(chǎn)線包含若干生產(chǎn)設備，每臺設備又需要供電、供水、供氣，生產(chǎn)線設備與各能源公輔系統(tǒng)交織組成了一張工廠大網(wǎng)。建立工廠的數(shù)字地圖，首先要定義每個工廠對象的位置信息，包括工廠的空間物理位置與系統(tǒng)位置；其次要建立工廠對象的分類，不同的類別建立不同的屬性定義規(guī)則；最后要保證工程建造期屬性信息傳遞的唯一性與準確性，將屬性信息通過代碼化表達，建立工廠物料編碼規(guī)則。

　　目前，建立工廠三維地圖的數(shù)據(jù)基礎包括：工廠對象的位置、分類及屬性定義。冶金工廠是多生產(chǎn)單元、多系統(tǒng)交叉的網(wǎng)狀結構，很難將每個工廠對象的位置信息準確表達。目前做法是對工廠逐層分解至生產(chǎn)單元、車間，車間內生產(chǎn)線分解至分區(qū)、機組、子機組、成套設備、設備單體，車間內系統(tǒng)分解至子系統(tǒng)、單體。如此，通過空間分解確定生產(chǎn)線設備唯一位置，通過系統(tǒng)分解確定公輔系統(tǒng)設備唯一位置。即根據(jù)空間布置或工藝流程，按照一定的分類原則和編碼體系進行組織，形成反映工廠對象的樹狀結構，這個樹狀結構稱之為工廠分解結構（PBS），工廠分解結構中的每個節(jié)點都是一個工廠對象，把這個節(jié)點按分類原則進行代碼化表達，就是工廠位置標識碼。

　　通常一個工廠對象具有十余條乃至數(shù)十條屬性，確保這些屬性信息在工程設計、采購、建造、交付直至運維的各階段間傳遞的完整性與準確性是一個難點。如果將這些屬性按照一定的規(guī)則進行分類并代碼化表達，這樣，無論有多少條屬性信息都會簡化成一條物料編碼屬性，那么，工程周期各階段僅需要保證物料編碼的正確傳遞就可以了。

　　根據(jù)功能或結構等特征對工廠對象分類，同類別的工廠對象具有相同的屬性定義，不同的分類具有不同的屬性定義，關聯(lián)不同的文檔，描述工廠對象的分類、屬性、專業(yè)文檔類型及其關聯(lián)關系，稱之為工廠對象類庫。冶金工廠對象一般可分為工藝設備、公輔設備、電氣設備、儀器儀表、通信與計算機、起重運輸設備、總圖、管線、其他設備等。類庫具有父子繼承關系，子類將繼承父類的屬性。

　　工廠標識碼、物料分類及屬性、類庫構成了數(shù)字化交付的數(shù)據(jù)基礎。其中，標識碼是工廠對象的唯一標識，物料編碼是工廠對象屬性的標準化表征，類庫是工廠對象的數(shù)據(jù)組織結構。

　　數(shù)字化交付內容包括三維模型、數(shù)據(jù)及文檔。目前，三維模型的生產(chǎn)方法包括正向設計建模、二維圖紙翻模、傾斜攝影實景建模、三維激光掃描建模等方法，但無論采用哪種方法建模，首先應確保工廠對象單體的獨立性，可被獨立識別并可賦予屬性。其次，模型應根據(jù)PBS進行組織，最重要的是模型中應附帶編碼，包括標識碼與物料編碼。對于正向設計，鋼鐵設計專業(yè)多、軟件雜，難以建立統(tǒng)一的賦碼機制，可開發(fā)編碼管理平臺提供統(tǒng)一編碼規(guī)則的數(shù)據(jù)服務，設計軟件與編碼平臺進行數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)設計過程的自動賦碼，從而在設計階段為工程注入數(shù)字化基因，成為數(shù)字化工廠的起點。

　　文檔包括設計、采購、施工等階段產(chǎn)生的圖紙、數(shù)據(jù)表、規(guī)格書、記錄表等。其中，圖紙包括工藝布置圖、設備布置圖、工藝流程圖、管道軸測圖、各種系統(tǒng)圖、管道布置圖、電纜布置圖等各種施工圖，設備總裝圖，安裝圖，易損件、操作更換件零件圖等設備設計圖；數(shù)據(jù)表包括設備表、管道表、儀表索引表等索引類數(shù)據(jù)表，設備數(shù)據(jù)表、儀表數(shù)據(jù)表、電氣數(shù)據(jù)表、閥門規(guī)格書等數(shù)據(jù)表；規(guī)格書包括設備說明書、維修手冊、使用手冊等各種設備技術文件；記錄表包括各種施工安裝記錄、試驗記錄、試運行記錄、驗收報告等。以上文檔應設置統(tǒng)一的文件編號規(guī)則，能夠通過編號解析文檔分類、用途、來源等信息，以滿足后期數(shù)字資產(chǎn)多維度查詢功能，文件編號應包含標識碼字段，以便自動建立與工廠對象之間的關聯(lián)關系。

　　一般來講，項目由設計單位、供應商單位、施工單位等多方參與共同完成，數(shù)字化交付的內容也應包含項目所有參與方在各階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、文檔，需要構建完整的項目信息管理系統(tǒng)，才能實現(xiàn)各參與方、各階段信息的不斷有序匯集。

　　所有的模型、數(shù)據(jù)，都匯聚到數(shù)字化交付平臺中，形成可表達工廠對象及其關聯(lián)關系的“網(wǎng)狀數(shù)據(jù)”結構，從而實現(xiàn)實體物理工廠的數(shù)字重構，依托交付平臺實現(xiàn)工程信息“數(shù)字化檔案館”形式的集中交付?；诮桓镀脚_，可將一座工廠逐層分解至每一個工廠對象，每個節(jié)點都掛接了相應的屬性信息及文檔。

　　交付平臺應具備如下基本功能：BIM模型解析功能，可將不同格式模型文件的三維形體與屬性信息完整獲取；數(shù)據(jù)組織管理功能，可按項目要求配置交付標準，包括標識碼規(guī)則，類庫規(guī)則，可按項目交付標準組織項目數(shù)據(jù)；輕量化三維圖形引擎功能，交付平臺應具有聯(lián)合工廠級的模型承載能力以及較快的模型加載速度。可擴展功能，交付平臺預留工廠EMS、ERP及MES等數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)工程建造信息到運維系統(tǒng)的無縫銜接，平臺具備自動更新能力，可獲取存量平臺的資產(chǎn)更新信息，保證虛擬資產(chǎn)與現(xiàn)實資產(chǎn)的一致性。

　　基于上述基本功能，交付平臺應具有一定的數(shù)據(jù)查詢與應用功能，包括二、三維可視化工廠信息的瀏覽、綜合查詢、檢索和測量，全局模式、PBS分區(qū)模式、系統(tǒng)模式、角色模式等多種信息檢索、分類查找以及多條件搜索功能，支持PC端和手機等移動端瀏覽器查閱項目資料的功能等。

　　數(shù)據(jù)基礎建設、數(shù)據(jù)標準化治理是數(shù)字化交付的重要基礎工作，鋼鐵工廠從設計、供貨、施工安裝到運維，參與方眾多，數(shù)字化編碼各成系統(tǒng)，應建立一套統(tǒng)一的數(shù)字化編碼標準，構建工廠數(shù)字化描述的共通語境，打造鋼鐵數(shù)字化產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，推進行業(yè)數(shù)字化轉型升級發(fā)展。

數(shù)字化工廠、智能工廠建設技術路線圖

　　《中國冶金報》（2024年07月16日 05版五版）