以数字化转型赋能新型工业化的行业路径：原材料 | 以数字化转型赋能新型工业化系列谈（九）-技术圈

编者按

习近平总书记指出，“新时代新征程，以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业，实现新型工业化是关键任务”。为贯彻落实习近平总书记对推进新型工业化作出的重要指示和全国新型工业化推进大会精神，在“赛迪问道数字转型”的研究基础上，赛迪研究院信软所数字化转型课题组聚焦“以数字化转型赋能新型工业化”主题组织开展了系统研究，形成了一系列成果，并联合工业互联网世界编辑部推出“以数字化转型赋能新型工业化系列谈”内容。

课题组梳理了数字化转型与新型工业化的关系，形成了一系列重要成果，分析了数字化转型、新型工业化的演进历程与内涵特征，总结了全球主要国家以数字化推进工业化发展的典型实践及主要特点，审视了我国以数字化转型赋能新型工业化的成效与问题，在此基础上，从技术引擎、要素体系、生产方式、组织形态、产业体系、发展要求、治理模式七个维度提出了以数字化转型赋能新型工业化的总体策略，并围绕重点行业提出具体路径，为进一步制定有针对性的支持政策，最大限度释放数字化转型对新型工业化的放大、叠加和倍增效应提供依据。本期聚焦在原材料行业以数字化推进工业化发展的具体路径方面。

文|赛迪研究院信软所数字化转型课题组牟华伟许旭

原材料行业包括钢铁、煤炭、石油、有色金属等多元化产业，不仅是实体经济的稳固基石，支撑国民经济快速发展，更是产业基础再造的主力军和工业绿色发展的主战场。原材料行业具有产业链关联性高、能耗高、污染重等典型行业特征，当前，原材料企业在传统的原材料生产、供应链管理和销售等环节应用数字技术和创新解决方案，实现业务流程的自动化、信息的实时化和数据的智能化。

课题组认为，未来，原材料行业将在设备管理、生产工艺、供应链体系、环保管理等环节将发生重大转变，要顺应新发展趋势，聚焦关键设备全生命周期管理等四大典型场景，实施以智能化、低碳化为主导的路径，从七个维度明确具体发展举措，以数字化绿色化协同实现可持续性发展。

一、发展趋势

（一）设备管理由传统维护向智能维护转变

原材料行业企业通常部署有众多高价值设备，设备可靠性和稳定性直接关系到企业生产效率和经济效益。然而，由于这些设备往往需要在高温、高压、高腐蚀等恶劣环境下运行，设备故障发生率较高。传统的设备管理与维护方式难以准确识别并维修设备故障，容易引发产线停滞和生产安全等重大隐患。此外，定期维护还可能面临过度维护或者维护不足的问题，导致维护成本浪费或者设备故障频繁发生，难以满足现代生产的需要。

随着智能传感器和通信技术的快速发展，通过在设备上安装各类智能传感器，可以实时监测设备的温度、压力、流量等工况数据，并上传到云端进行存储和分析。通过数据分析和机器学习等技术，可以建立设备故障的预测模型，预测设备的故障概率和故障时间，从而制定出最佳的维护策略。这种预测性维护方式实现了设备故障的自感知、自分析和自决策，有效降低了维护成本，提高了设备的可靠性，确保了生产的通畅运转。

（二）生产工艺由黑箱式向透明化转变

原材料行业作为典型的长流程行业，其生产环节众多且生产工艺复杂，对工艺知识的依赖程度很高。过去，传统原材料行业企业设备维护、经营管理等环节往往依赖人工经验，工人的技术水平参差不齐，产品质量也会产生较大波动。但随着信息技术在原材料行业的广泛应用和数字化转型的深入推进，原材料企业通过采集、整合和分析大量的生产数据，可以更加精准地识别生产中的瓶颈和问题，并及时进行调整和优化。同时，结合专业知识和经验，可以将隐性的生产经验挖掘、提炼，并封装成显性化软件模型，将关键的工艺知识固化和传承，既可以更有效指导实际生产，提高生产效率和安全水平，又可以提高生产稳定性和可靠性。

此外，透明化的生产工艺还可以为企业提供更好的决策依据。通过对生产数据的深入分析和模型仿真，企业可以进行更精确的生产计划和资源调配，从而提高企业决策效率和准确性，降低运营风险，增强竞争优势。

（三）供应链体系由局部协同向全局协同转变

库存管理是原材料行业的一大痛点，主要因为对上下游产业信息的掌握不足，对下游产业的个性化需求难以把控，使采销决策变得更为复杂。传统的供应链模式下，原材料行业供应链主要依赖契约合同，物料信息难以在供应链各环节自由流动，各环节间交互不畅，进而引发一系列连锁反应。这不仅增加了企业运营成本，也降低了企业生产效率和盈利能力。面对全球经济环境、贸易格局、产业结构的不断变化，供应链全链协同的重要性愈发凸显。

为了应对这些挑战，原材料企业开始将ERP、SCM等信息系统集成到供应链管理中，打破各环节信息壁垒，建立上下游信息流通渠道。通过这种方式，企业可以及时了解上下游产业的需求和供给情况，并根据产品需求、原料供给和产能配置，灵活调整生产计划，提高产能利用率，减少库存积压，保障订单稳定履行。此外，原材料企业利用大数据分析市场需求的变化趋势，通过预测未来的市场需求，可以提前调整生产计划和库存水平，从而避免库存积压和订单无法兑现的风险。

（四）环保管理由粗放型向清洁型转变

原材料行业因高耗能、高污染、高排放而成为环境保护的关注焦点。过去过度强调产量，原材料企业主要关注扩张规模，而忽视环境保护和生态可持续性，给环境带来了严重的影响。随着国家对环境污染治理的重视，原材料行业面临的环保成本急剧攀升，传统的发展模式已难以为继。因此，转变发展理念，提升环保管理水平，加快向追求优质低碳的清洁型生产方式转变成为行业的迫切需求。

原材料行业企业可以运用物联网、大数据、区块链、人工智能等数字技术，实时采集、监测、分析各生产环节的能耗和排污情况，实现对生产过程的全面监控和管控。同时，基于数字技术优化生产工艺和设备运行参数，集中资源对重点环节进行工艺优化或设备升级，提高生产效率和质量，降低能源消耗和污染物排放，提高企业清洁型发展水平。此外，还能通过对历史数据的深度挖掘、学习和分析，找出生产过程能耗和排污规律，从而提出优化生产流程、降低能耗和排污的策略建议。

二、典型场景

（一）关键设备全生命周期管理

通过实时采集设备工作温度、工作环境和应力分布等状态数据，并做可视化处理，原材料企业能够有效提升设备状态监测的可靠性。结合设备的历史数据和先进的故障诊断模型，能够精准预测和诊断设备可能发生的故障，从而提出针对性的维护建议和措施，避免设备故障引发的生产停滞和潜在安全隐患。同时，在赛博空间中对设备故障位置和重要性进行仿真模拟，并选出可靠的维护方案，能够保障企业正常生产。如，马钢构建了一套完备的设备信息管理系统，实现了设备故障的快速定位、传递、协同和处置。

（二）知识驱动的智能化生产

利用数字孪生、人工智能等数字技术，在赛博空间对生产流程和工艺配方进行全方位、超逼真的模拟仿真，寻找产品的最佳生产工艺方案。同时，依托工业互联网平台，将涉及生产工艺、生产过程管控、产品质量管理等领域的专业知识和工业经验等技术要素封装化并显性化，转化为可调用的机理模型。结合采集的设备、环境、材料等参数，确定最优加工计划，实现智能化生产，提升生产效率。如，镇海炼化基于工业互联网实现了生产全过程的实时管控，大大提高了生产效率和质量稳定性。

（三）全要素供应链协同

利用工业互联网平台广泛汇聚产业链中的物料和产能信息，与上下游企业建立互通互联的数据通道，实时动态监测上游原材料供给情况，为原材料企业采购决策提供有力支持，从而满足零库存运营要求。同时，收集并整理下游企业订单和产品定制信息，制定科学的生产计划，对产品进行个性化加工和精准化配送。基于信息技术应用，可以系统整理订单信息和其他企业的基础数据，实现产品性能要求和生产工艺水平的动态匹配，通过订单共享实现产能共享，提高原材料行业产能利用率，进一步加强了供应链的协同合作。如，万华化学基于工业互联网打造数智供应链，降低成本的同时提升了结算整体收益。

（四）绿色低碳发展

通过建设能源管控中心，实现能源生产、能源消耗和污染物排放等数据的自动实时采集和集中监视，并基于数据进行能源智能管理、能源供需平衡、能源预测优化，生成高效的能源利用方案，降低能耗和环保成本。同时，通过在工艺设备排污口安装各类智能监测传感器，实时采集设备排污数据。综合分析这些数据能够深入了解企业生产过程中有毒有害物质的排放情况，从而准确识别出污染严重的环节，为制定工艺优化和设备升级方案提供依据，减少对生态环境的污染和破坏，实现清洁低碳的绿色化生产。如，天瑞信科打造水泥行业能源双碳数智化管理平台，实现了数据采集、整理、分析的智能化运行。

三、行业路径

（一）探索和应用新技术，提高生产效率、产品质量和供应链管理水平

基于物联网技术打通业务环节间数据链接，构建实时、透明的原材料采、运、产、控等数据链条，实现生产全流程智能化运行，提高生产效率和产品质量。通过“机器视觉+边缘数据+云端分析”实现采煤机、传输带等设备的自动识别、自主判断和自动运行，对易故障设备进行自动巡检，帮助维修人员及时调整设备状态。依托工业互联网平台连接产业链上下游各个环节，实现供应链透明化和信息化管理，以价格指数、交易数据为核心提供加快商业模式创新。

（二）提升数据流通质量，打造高效边云协同体系

通过部署具备边缘计算能力的智能终端、使用先进的数据管理和质量控制工具，确保从数据源到目标系统全流通过程的数据质量。引入虚拟仿真等先进数据分析工具和技术，建立高效的数据解析体系，对数据进行处理和分析，挖掘出更有价值的信息。建立大数据共享中心，集成并共享生产、物流、库存等各个环节的数据，实现数据在不同领域、环节之间的流通，激发数据资产活力，以数据全局自由流动带动资源配置的全局优化，为企业创造更大的价值。

（三）运用先进技术和智能系统，实现生产过程自动化和智能化

通过引入自动化生产设备和机器人，取代人工操作和生产过程，实现生产过程连续化和智能化，提高生产效率，减少人工干预和错误，提高产品质量和一致性。引入智能调度和优化系统，根据生产任务和生产情况，优化资源利用和工艺流程，实现对资源的合理分配和利用，提高设备利用率和生产效率，减少生产时间、减少废品和降低成本，进一步提高生产效率和质量。

（四）打造扁平化组织，推动跨部门协作，提高企业灵活性

通过减少管理层级，使组织更加扁平化，从而缩短决策周期，加快信息传递速度，实现更加灵活和敏捷的运作模式，提高企业的灵活性，更好地应对市场波动和需求变化。通过建立跨部门协作机制和平台，促进生产过程的跨部门协作和集成，确保原材料供应、生产计划的执行和产品的及时交付，实现资源的整合和优化利用，提高工作效率和协同效应。

（五）加快产品技术高端化，推动产业结构升级

通过引入数字化技术推进精细化生产，根据市场需求快速调整生产线，实现柔性化生产。通过数据分析和市场研究，实现产品个性化定制和智能化服务，满足客户特殊需求和差异化要求，提升产品附加值和竞争力。通过加大研发投入、引进先进技术和人才等方式，提高技术水平，不断推出高端钢铁、石油化工新材料等具有核心竞争力的高附加值产品，开发新业务模式和服务模式，推进产业升级发展，拓展市场空间。

（六）推进数字化节能减排管理，打造绿色低碳发展模式

通过技术改造升级设备，提高设备能效，同时建立能源智能管理系统，实时监测能源消耗情况，及时发现和解决生产过程能源浪费问题，有效提高能源利用效率。利用大数据和人工智能技术，对产品使用和回收利用进行智能管理和优化，完善废旧物资数字化回收网络，推动再生资源规范化、规模化、清洁化利用。通过数字化设计、技术创新和工艺改进，开发出低能耗、低排放的产品，同时提高产品的环保性能和使用效率。

（七）加强数字化手段的应用，助力行业运行透明可控

加快建立原材料行业运行“驾驶舱”，提高生产过程全链条可视化水平，及时掌握行业运行情况，实现企业生产经营和政府监管治理的协同联动。鼓励原材料行业企业主动对接工信、环保、应急等政府部门的治理平台，促进各部门间的协同治理，减少产业治理盲区，规范行业发展路线，保障原材料行业发展活力。(赛迪问道数字化转型（二十五）)

“赛迪问道数字化转型-以数字化转型赋能新型工业化系列谈”下期预告

《以数字化转型赋能新型工业化的行业路径：装备制造》

附：赛迪研究院信软所数字化转型课题组成员矩阵