原材料工业数字化转型工作方案解读刘棣斐

中国信息通信研究院（CAICT）刘棣斐 2024年4月 《原材料工业数字化转型工作方案》印发实施 2014年1月16日，工信部联合发改委、财政部等九部门共同印发《原材料工业数字化转型工作方案（2024—2026年）》。为原材料工业数字化转型锚定了发展方位，谋划了实施路径，是未来几年引领行业提升核心竞争力，构筑国际竞争新优势的重要指引性政策文件。 01.政策解读02.转型思考 政策出台背景：党中央国务院高度重视制造业数字化转型 推进制造业转型升级的战略主线始终不变，路径日益清晰 “大力推进现代化产业体系建设，……推动传统产业高端化、智能化、绿色化转型，……实施制造业数字化转型行动，加快工业互联网规模化应用……” “深刻把握新时代新征程推进新型工业化的基本规律，积极主动适应和引领新一轮科技革命和产业变革，把高质量发展的要求贯穿新型工业化全过程……。” 政策出台背景：原材料工业是推进制造业数字化转型的主力军、主战场 意义重大 特点鲜明 需求迫切 尽管部分原材料工业龙头企业已经达到国际先进水平，但仍面临： 原材料工业是实体经济的根基，是支撑国民经济发展的基础性产业 原材料工业是典型的流程制造业 资源能源密集。以各类矿产、石油、天然气、生物质等自然资源为原料，对能源资源依赖度高，同时也是能耗和碳排放大户 数字化转型认知不足不同行业、企业基础差异大建模仿真等技术难度高人工智能等前沿技术融合不够人复合型人才供给紧缺 原材料工业增加值占我国规模以上工业增加值比重 30% 过程机理复杂。涉及大量复杂的物理化学变化，大多在高温高压条件下进行，难以实时动态监测调控，“黑箱”属性显著 石化化工、钢铁、有色、建材等产能占全球一半以上 50% GDP比重超过1%的十个重点行业里占据半壁江山 生产连续性强。工艺过程多为连续进行，工序衔接紧密，需要数月或更长周期连续运行 5个 原材料工业数字化转型的基本内涵 原材料工业数字化转型是指利用人工智能、5G、工业互联网等数字技术，在材料研发设计、生产制造，企业经营管理、物流仓储，行业运行调控、耦合协调以及上下游协同等各环节进行融合创新和改造提升，实现生产要素泛在感知、制造过程数字孪生、运营管理最优决策，以产业数字化驱动全产业链业务变革，加快推动行业提质升级、降本增效、绿色安全发展。 推动原材料工业数字化转型的核心思路 深入学习领悟习总书记关于数实融合、数字化转型的系列重要论述，形成了工作的关键思路和推进主线 科学合理制定发展目标 原材料工业数字化转型的根本目的在于提质升级、降本增效、绿色安全聚焦这一核心任务，《工作方案》按照总分结构，定量与定性相结合划定了目标 到2026年，原材料工业数字化转型取得重要进展，重点企业完成数字化转型诊断评估，数字技术在研发设计、生产制造、经营管理、市场服务等环节实现深度应用，生产要素泛在感知、制造过程自主调控、运营管理最优决策水平大幅提高，为行业高质量发展提供有力支撑。 服务体系更加完善 系统谋划重点工作任务(1/2) 《工作方案》围绕4个方面部署了14项具体任务 （一）强化基础能力 （二）深化赋能应用 1.夯实数字化基础，提升数据采集、数据汇聚和数据质量管理等能力。 4.助力高端化升级，加快产品高端创新，推动生产过程高端升级，提升服务高端化水平。 2.完善网络化基础，构建泛在感知网络环境，开展内网改造、打造高质量外网，推进工业互联网标识解析二级节点建设和应用。 5.支撑绿色化发展，基于数字技术开展装备及工艺流程优化升级改造，开展碳排放计算与碳足迹追溯，加强数字化能源管控等。 3.强化智能化基础，加强重点行业智能装备、算力设施、模型算法的建设部署和推广普及。 6.保障安全化生产，加快提升快速感知、超前预警预防、应急处置、系统评估等能力。 7.实现高效化运营，打造全链条一体化管理模式，推进产业链上下游企业间业务协同和资源优化。 系统谋划重点工作任务(1/2) （四）完善支撑服务 （三）加强主体培育 8.培育数字化转型标杆，打造一批数字化转型典型场景、标杆工厂、智能矿山、标杆企业。 11.加强技术创新供给，面向重点行业培育一批产品和系统解决方案，分行业建设原材料工业制造业创新中心。 9.推动大中小企业融通发展，支持龙头企业和“链主”企业向中小企业开放市场、平台等资源，强化中小企业与大型企业的专业化协作，开展中小企业数字化转型城市试点。 12.强化人工智能驱动，催化一批低成本高价值人工智能产品和解决方案，构建细分行业通用大模型。 13.增强公共服务支撑，打造涵盖技术创新转化、产业生态建设和数据要素赋能的公共服务支撑体系。 10.推进产业园区智慧化建设，加强重点行业园区数字化基础能力升级和公共服务平台建设。 14.加强网络与数据安全治理。 典型场景 标杆企业 全流程自感知、自学习、自决策、自执行、自适应 研发设计、制造执行、质量控制、设备运维、仓储物流、能源环保、安全管理等领域 为政策落地提供关键保障 （一）加强组织实施。加强部门协同和上下联动。动态跟踪工作方案进展。成立原材料工业数字化专家委员会和4个重点行业数字化转型推进中心。征集遴选原材料工业数字化转型标杆企业、典型场景、解决方案。 （二）加强政策支持。研究制定原材料工业数字化转型关键技术和重点产品清单，遴选一批优秀系统解决方案提供商。发挥国家产融合作平台作用，强化金融机构对数字化转型的支持。 （三）加强标准建设。持续完善石化化工、钢铁、有色金属、建材等行业智能制造标准体系，推动一批技术标准制修订。制定重点行业数字化转型水平与成效评估标准。加大标准宣贯力度，促进成熟标准落地应用。 （四）加强人才引育。推动建立重点人才和专家信息库。支持企业设立“数字化转型首席设计师”“首席数据官”，加快培育科技领军人才、青年骨干人才、复合型人才、转型急需紧缺的工程师和技术技能人才。支持引进数字化转型海外高端人才。 （五）加强宣传引导。支持地方举办数字化转型大会。加强行业数字化转型学习培训和对标引导。鼓励行业举办原材料工业数字化转型技术创新应用大赛，强化对转型经验成效的宣传报道。 “1+4”体系设计支撑行业聚焦落地 《钢铁行业数字化转型实施指南》具体举措 （二）筑牢数字化转型基础 （一）夯实数字化转型支撑体系 01完善标准体系02开展数字化诊断评估和标杆示范03实施关键软件和装备攻关 04补齐数字化短板05推进重点环节数字化改造06推广先进数字化应用 （四）丰富数字化供给生态 （三）深化数字化赋能提升 07推动钢铁+工业互联网和大数据融合应用08推动钢铁+人工智能创新应用09深化数字化赋能应用 10培育数字化方案供应商 01.政策解读 02.转型思考 钢铁行业面临数字化转型的迫切需求 对此，《钢铁行业数字化转型工程建设指南》对当前钢铁行业面临的关键痛点做出精准论述： 产品研发与工艺设计层面 设计建设层面 生产层面 铁、钢、轧重点工序中因机理复杂、边界条件辨识不清、信息获取不对称等原因引起的运行稳定性、质量控制“黑箱”难题 钢铁企业工厂建设过程中设计效率低、施工风险大、建设成本高以及进度控制难等问题 传统“实验试错+现场试制”导致的试错成本高、研发周期长等问题 产业链层面 运营层面 由于市场不确定性和客户需求多变性导致的企业实现资源平衡、协同优化、算账经营等难题 以需求驱动为价值导向的供需平衡、客户准服务、生态协同等难题 工业互联网是推进钢铁行业数字化转型的方法论 “以工业互联网平台为基础，把企业数据与正在发生的IoT数据联结在一起，构建云边协同的数据与应用平台，实现集成打通，增加现有系统的数据分析和资源集聚优化能力，实现业务能力的智能化提升” 以工业互联网推动钢铁行业变革的主要方向 工业互联网推动钢铁行业形成新型发展模式：数据为核心驱动、以网络为组织方式、以平台为价值载体、以创新为根本目的 变革生产运营方式 变革资源配置方式 变革服务模式与商业模式 依赖于专家经验和管理流程的决策模式 局部、不均衡的产业资源分配方式 围绕产品、相对通用的模式 面向用户的个性化多元化增值模式 基于数据的精准决策和敏捷响应 机理模型与数据科学结合，对现有工艺、设备、质量等优化；车间、不同基地甚至是产业链打通…… 生产、交易、加工、物流等集成化一站式服务；知识共享、供应链协同等延伸服务…… 制造资源、市场和客户需求、金融、物流及配套服务等资源精准匹配等，化解产能过剩…… 提升生产过程智能化水平 实现企业生产管控和经营管理科学决策 基于数据分析预测的决策支撑 宝武集团将主要制造基地集成打通，实现产能共享、原料余缺互补、瓶颈工序的资源调剂 美国大河钢厂：基于人工智能对大量历史数据进行分析和识别预测，实现“无随机事件”的生产过程 基于平台的工序协同优化 韩国浦项钢铁：结合大数据分析，构筑智能化生产体系，依托PosFrame平台实 现工序协同、交互和优化 操作室一律集中、操作岗位一律机器人、运维一律远程、服务一律上线。协同效益提升27亿元。 构建资源优化配置的现代化产业链供应链 工业互联网平台连接工业全要素、全价值链、全产业链，催生“平台经济”全新业态和模式。 欧冶云商是宝钢集团整合原有钢铁电子交易资源，以“服务型生产体系”商业模式，打造的集资讯、交易结算、物流仓储、加工配送、投融资、技术与产业特色服务等功能为一体的生态型钢铁服务平台 催生个性化定制等新兴商业模式 JIT（JustinTime）准时制交付，在整个制造过程中将各生产要素有机协调，实现整个生产体系柔性化、敏捷化，满足客户个性化定质、定量、定规格交付的需求 C2M（CustomerToMaker）强调从终端用户到制造端畅通连接，重构全价值链，为用户带来全新的价值体验，实现像生产消费品一样生产钢铁工业产品。 人均生产效率可提升5-10倍，订货周期由45天缩短至15天 几点建议 实施 效果 方法