近年來(lái)，國家不斷推出各項政策推動(dòng)數字化技術(shù)發(fā)展與應用。2020年9月，國務(wù)院國資委正式印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)國有企業(yè)數字化轉型工作的通知》，就推動(dòng)國有企業(yè)數字化轉型做出全面部署，強調了進(jìn)一步強化數據驅動(dòng)、集成創(chuàng )新、合作共贏(yíng)等數字化轉型理念，要建設基礎數字化技術(shù)平臺，以技術(shù)賦能，全面推進(jìn)數字產(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(huì )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(jiǎn)稱(chēng)《指南》），其中智能工廠(chǎng)部分包含建設規劃、系統集成、智能管理、智能生產(chǎn)等，并未包含數字化相關(guān)內容。2018年，發(fā)布了新版本的《指南》，智能工廠(chǎng)部分加入了智能工廠(chǎng)的設計、建造和交付標準，其中數字化交付成為智能工廠(chǎng)交付的關(guān)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(chǎng)達到預定建設目標，交付數據資料滿(mǎn)足智能工廠(chǎng)運營(yíng)維護要求。2021年，再次更新《指南》，專(zhuān)注于智能工廠(chǎng)設計和智能工廠(chǎng)交付，數字化交付依然是智能工廠(chǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。從《指南》的歷年變更中，可以看出，推進(jìn)智能制造，數字化是智能化的基礎，推進(jìn)鋼鐵行業(yè)數字化轉型，其關(guān)鍵是工程的數字化交付。

　　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、建造期的信息數據無(wú)法被生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)、運維、MES、PCS等系統直接利用，即工程交付存在信息屏障，隔斷了數據信息的傳遞，造成人力及數據資源的極大浪費，這是目前鋼鐵行業(yè)數字化轉型中的行業(yè)困境。解決這一困境的關(guān)鍵在于實(shí)現工程建造期的數字化交付，建立工廠(chǎng)的數字地圖，實(shí)現工程數據“數字化檔案館”形式的集中交付。

　　數字化交付目標為實(shí)現工程數據“數字化檔案館”形式的集中交付，建立起工廠(chǎng)的數字地圖。如何建立工廠(chǎng)數字化地圖，可以借鑒百度地圖、高德地圖等電子地圖的構建。通過(guò)電子地圖，我們可以查看某個(gè)場(chǎng)所的名稱(chēng)、地點(diǎn)、附近的美食、酒店信息等，并且顯示的信息根據場(chǎng)所類(lèi)別有所不同，比如酒店顯示的信息為房型、價(jià)格，飯店顯示的信息為菜品、人均消費，住宅顯示的信息為房?jì)r(jià)等。實(shí)際上，電子地圖中的每個(gè)場(chǎng)所、每個(gè)建筑在后臺都是一個(gè)POI點(diǎn)（即“信息點(diǎn)”），通過(guò)POI點(diǎn)定義了名稱(chēng)、位置信息、類(lèi)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(xiàn)與能源公輔系統，每條生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)設備與各能源公輔系統交織組成了一張工廠(chǎng)大網(wǎng)。建立工廠(chǎng)的數字地圖，首先要定義每個(gè)工廠(chǎng)對象的位置信息，包括工廠(chǎng)的空間物理位置與系統位置；其次要建立工廠(chǎng)對象的分類(lèi)，不同的類(lèi)別建立不同的屬性定義規則；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(guò)代碼化表達，建立工廠(chǎng)物料編碼規則。

　　目前，建立工廠(chǎng)三維地圖的數據基礎包括：工廠(chǎng)對象的位置、分類(lèi)及屬性定義。冶金工廠(chǎng)是多生產(chǎn)單元、多系統交叉的網(wǎng)狀結構，很難將每個(gè)工廠(chǎng)對象的位置信息準確表達。目前做法是對工廠(chǎng)逐層分解至生產(chǎn)單元、車(chē)間，車(chē)間內生產(chǎn)線(xiàn)分解至分區、機組、子機組、成套設備、設備單體，車(chē)間內系統分解至子系統、單體。如此，通過(guò)空間分解確定生產(chǎn)線(xiàn)設備唯一位置，通過(guò)系統分解確定公輔系統設備唯一位置。即根據空間布置或工藝流程，按照一定的分類(lèi)原則和編碼體系進(jìn)行組織，形成反映工廠(chǎng)對象的樹(shù)狀結構，這個(gè)樹(shù)狀結構稱(chēng)之為工廠(chǎng)分解結構（PBS），工廠(chǎng)分解結構中的每個(gè)節點(diǎn)都是一個(gè)工廠(chǎng)對象，把這個(gè)節點(diǎn)按分類(lèi)原則進(jìn)行代碼化表達，就是工廠(chǎng)位置標識碼。

　　通常一個(gè)工廠(chǎng)對象具有十余條乃至數十條屬性，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(gè)難點(diǎn)。如果將這些屬性按照一定的規則進(jìn)行分類(lèi)并代碼化表達，這樣，無(wú)論有多少條屬性信息都會(huì )簡(jiǎn)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。

　　根據功能或結構等特征對工廠(chǎng)對象分類(lèi)，同類(lèi)別的工廠(chǎng)對象具有相同的屬性定義，不同的分類(lèi)具有不同的屬性定義，關(guān)聯(lián)不同的文檔，描述工廠(chǎng)對象的分類(lèi)、屬性、專(zhuān)業(yè)文檔類(lèi)型及其關(guān)聯(lián)關(guān)系，稱(chēng)之為工廠(chǎng)對象類(lèi)庫。冶金工廠(chǎng)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(xiàn)、其他設備等。類(lèi)庫具有父子繼承關(guān)系，子類(lèi)將繼承父類(lèi)的屬性。

　　工廠(chǎng)標識碼、物料分類(lèi)及屬性、類(lèi)庫構成了數字化交付的數據基礎。其中，標識碼是工廠(chǎng)對象的唯一標識，物料編碼是工廠(chǎng)對象屬性的標準化表征，類(lèi)庫是工廠(chǎng)對象的數據組織結構。

　　數字化交付內容包括三維模型、數據及文檔。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(shí)景建模、三維激光掃描建模等方法，但無(wú)論采用哪種方法建模，首先應確保工廠(chǎng)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PBS進(jìn)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(zhuān)業(yè)多、軟件雜，難以建立統一的賦碼機制，可開(kāi)發(fā)編碼管理平臺提供統一編碼規則的數據服務(wù)，設計軟件與編碼平臺進(jìn)行數據集成，實(shí)現設計過(guò)程的自動(dòng)賦碼，從而在設計階段為工程注入數字化基因，成為數字化工廠(chǎng)的起點(diǎn)。

　　文檔包括設計、采購、施工等階段產(chǎn)生的圖紙、數據表、規格書(shū)、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；數據表包括設備表、管道表、儀表索引表等索引類(lèi)數據表，設備數據表、儀表數據表、電氣數據表、閥門(mén)規格書(shū)等數據表；規格書(shū)包括設備說(shuō)明書(shū)、維修手冊、使用手冊等各種設備技術(shù)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。以上文檔應設置統一的文件編號規則，能夠通過(guò)編號解析文檔分類(lèi)、用途、來(lái)源等信息，以滿(mǎn)足后期數字資產(chǎn)多維度查詢(xún)功能，文件編號應包含標識碼字段，以便自動(dòng)建立與工廠(chǎng)對象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

　　一般來(lái)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)生的數據、文檔，需要構建完整的項目信息管理系統，才能實(shí)現各參與方、各階段信息的不斷有序匯集。

　　所有的模型、數據，都匯聚到數字化交付平臺中，形成可表達工廠(chǎng)對象及其關(guān)聯(lián)關(guān)系的“網(wǎng)狀數據”結構，從而實(shí)現實(shí)體物理工廠(chǎng)的數字重構，依托交付平臺實(shí)現工程信息“數字化檔案館”形式的集中交付?；诮桓镀脚_，可將一座工廠(chǎng)逐層分解至每一個(gè)工廠(chǎng)對象，每個(gè)節點(diǎn)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??；數據組織管理功能，可按項目要求配置交付標準，包括標識碼規則，類(lèi)庫規則，可按項目交付標準組織項目數據；輕量化三維圖形引擎功能，交付平臺應具有聯(lián)合工廠(chǎng)級的模型承載能力以及較快的模型加載速度?？蓴U展功能，交付平臺預留工廠(chǎng)EMS、ERP及MES等數據接口，實(shí)現工程建造信息到運維系統的無(wú)縫銜接，平臺具備自動(dòng)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)與現實(shí)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據查詢(xún)與應用功能，包括二、三維可視化工廠(chǎng)信息的瀏覽、綜合查詢(xún)、檢索和測量，全局模式、PBS分區模式、系統模式、角色模式等多種信息檢索、分類(lèi)查找以及多條件搜索功能，支持PC端和手機等移動(dòng)端瀏覽器查閱項目資料的功能等。

　　數據基礎建設、數據標準化治理是數字化交付的重要基礎工作，鋼鐵工廠(chǎng)從設計、供貨、施工安裝到運維，參與方眾多，數字化編碼各成系統，應建立一套統一的數字化編碼標準，構建工廠(chǎng)數字化描述的共通語(yǔ)境，打造鋼鐵數字化產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，推進(jìn)行業(yè)數字化轉型升級發(fā)展。

數字化工廠(chǎng)、智能工廠(chǎng)建設技術(shù)路線(xiàn)圖

　　《中國冶金報》（2024年07月16日 05版五版）