中冶京诚常务副总裁张宝岭
各位同仁，大家上午好！感谢论坛的邀请，非常荣幸有这个机会与各位朋友一起交流探讨。我来自中冶集团下属的设计类企业——中冶京城工程技术有限公司。中冶京诚是原来的北京钢铁设计研究总院，是冶金部下钢铁设计最早的设计院，我们在年已经初步完成了从设计院向工程公司的转型，转型过程中通过几年的时间，就从几个亿做到了将近个亿，到年、年我们做到了中国勘察设计企业“百强之首”，但是钢铁行业毕竟是一个周期性的行业，所以我们也进入了市政、水务等领域。我们现在是“三综甲+一特级”，应该算是国内资质最全的公司之一了，但是在这些光环之下，我们其实也面临很多的问题。我们目前也在做“十四五”规划，对于设计类的工程公司，我们下一步到底该往哪儿走？我们的竞争力到底在哪儿？我把我的思考跟大家做一个分享。
一、设计院类工程公司面临的挑战
我们设计类的工程公司，尽管企业资质也齐全、人才的学历水平也蛮高，但不可否认的是，我们在市场中仍然面临着很大的挑战，这种挑战主要来自哪儿呢？
1、外部环境的变化
年上半年，下面我根据此次调研的主题和内容做分享。
我们是钢铁行业的，一是钢铁行业的增量已经在减少，存量市场开始成为主导，大型的设计类工程公司，原来在大型工程中有一定的优势，但是在改造升级类项目中，他的优势实际上已经降低了；二是我们高端的人才，尽管学历高、价格高，但是市场给我的回报并不高，我们只是得到了常规的回报，高端的人才价格跟低端的市场收益难以匹配；三是我们的能力和我们的需求不匹配了，在现在技术改造的市场，客户价值的提升点变了，原来只需要我们有建钢厂的能力，现在需要的是帮助钢厂盈利的能力，这个能力变化了，我用一个更简单的例子来说明这个能力的变化，比如说造厨房这个事，我们原来是造厨房，能够把厨房造得很好，但是我们并不管炒菜，现在客户关心的问题是，你帮我造的厨房炒出来的土豆丝，是能卖10块钱还是能卖块钱？我们的竞争力到底在哪儿？对我们来说，建厨房的能力是一个方面，同时，怎样让建出来的厨房炒出来的土豆丝能比别人卖的贵5倍、10倍？这个能力怎么来提升？这是提升客户的竞争力，是帮客户创造价值，应该怎么来创造？
2、施工类工程公司的竞争
我们面临施工类工程公司的竞争，这两天来参加本次论坛的企业，有施工类的工程公司，也有设计类的工程公司，我们属于中冶集团，中冶集团的下属企业中，既有施工类企业，也有设计类企业，大家都转成了工程公司，但是施工类工程公司在我们中冶集团里面，合同规模大，营业收入高，他们是集团指标的主力军，我们在集团中指标的地位实际上是在下降的，这是其一；二是在市政工程领域，以施工为主导的趋势越来越明显，在钢铁行业，以前的EPC项目是以设计类工程公司为主导，然后我们的C给到施工类企业，但是如今在市政工程领域，施工企业拿的合同额已经比我们高得多得多，我们还能给他分包什么？不说绝对看不上眼，实际上施工企业已经对以往作为工业工程的下家拿到的分包合同额兴趣降低了，重视度降低之后，我们要如何提升自己？三是施工类工程公司收购设计院的案例比比皆是，这些对于我们设计类工程公司都构成了挑战。
3、来自供应链的挑战
我们本来是集成商，专业公司为我们提供专业产品，我们把这些产品集成之后交给客户，在增量市场中，专业化公司是我们的供应链、合作伙伴。但是在现在的存量市场中，专业公司的竞争力提升了，他们变成了我们的竞争对手。我们应该怎样去面对？我们现在面临着这些问题，设计类的工程公司未来要靠什么来生存？如何才能赢得市场？
二、中冶京诚的转型之路
大家都在说数字化转型、智能化和智慧化升级，各行各业都在提，但是作为我们设计类的工程公司，我们到底应该怎么做？我们脚下的路到底在何方？我们的竞争力在哪儿？如何发挥我们的技术优势？如何创造客户价值？这是我们要思考的问题。原来我们工程公司做EPC最传统的方法是，我们做完设计、交付完图纸，然后给客户去生产，这是最传统的，现在升级版的情况是，我们在设计中用了三维等各种现代化的设计工具，客户也有了ERP、MES、PCS（图1），但是现在面临的问题，还是工程交付存在“信息屏障”，我们交付的东西，跟客户要用的东西，这之间的衔接目前仍然是一个障碍，大家都在做，但是这一点上实际上还在前进的过程中，这也是我们努力的方向。
图1：“工程单位-生产单位”信息传递现状
1、京诚公司数字化、智能化的总体路线
作为设计类的工程公司，实际上核心点在于，要打通我们设计完的成果和客户最终的需求之间的链接？这个数据如何来打通？我们的总体路线（图2），首先是数字化设计，这样才能产生工程的数据中心；我们数据中心的数据要跟客户实际用的数据能够逐渐的对接起来；我们设计完的数据客户可以用，最终我们要完成的是数字化的交付，我们交付给客户的不是原来的图纸，是一个带有数据的一套系统，客户可以用这套数据继续为他后续的生产服务，这是我们未来努力的方向。我们给客户的所谓“数字化交付”，我的理解是我们需要交给客户一个物理系统，在这之前，可以把数字系统先交给客户，客户拿到数字系统就能知道我们给他的系统到底是什么样的，在这个系统下怎样去逐步升级。我们怎样让数字孪生系统和物理系统的功能越来越一样？通过不断学习和迭代，数字孪生系统跟物理系统越来越一样，我们的智能不只是在数字系统里面可以施展功能和技术，最终还能够为物理系统服务，让物理系统和数字孪生系统逐渐由形似到神似，实现我们未来智能化的目标。
图2：京诚公司数字化、智能化总体路线
2、搭建工程协同设计平台，通过协同创造价值
我们老说EPC，实际上设计类工程公司的P，我认为核心点不仅仅是采购的P，还有产品的P，尤其是我们做工业工程的，我们提供的EPC系统的P，实际上是我们供应的设备、我们的产品具有给客户服务的功能，这是设计院的核心竞争力。虽然说买东西、集中采购也是竞争力，但是我们最终能拿到项目，靠的是我们有能够为客户创造价值的产品，这是核心竞争力。
设计院的E主要是设计平台怎么能够通过协同来提高设计效率和水平。在市政领域中，我们确实拼不过施工类工程公司，实际上我们在很多方面也没有充分发挥我们的优势，在工程设计平台上，我们把设计的各种基因通过数字化在平台中做出来了，平台中的数据怎么应用到实际中去，这是我们竞争力的体现。在工程数字化协同管理平台上，我们可以通过协调各个辅助专业来解决一个个专业的问题（图3），这本来就是设计院最根本的工作，只不过现在是通过数字化的系统来做，使得出错率降低，使得效率提升，使得“一键”发图、数字化交付成为可能。这套系统还能让异地不同的分部、不同的项目部现场、不同的终端，都能方便地使用这些功能（图4）。
3、建设元件库、设计工具软件集、推进数字化标准建设，提高设计效率和质量
为了提高设计效率，我们把设计中的元件做成了元件库，目前已经录入了覆盖全专业的50余万条（包括管线、钢结构、建筑、电气、暖通、路桥、设备等），并且还在持续增加，我们还给每个元件都赋予了编码，元件被调用的同时，在设计阶段就注入了数字化的基因。
我们还做了一些标准软件（比如管道三维设计软件、结构三维设计软件、电气三维设计软件、总图场地设计软件、三维配筋软件、电气设备设计软件、原件管理器等等），就跟手机APP一样，在一个个标准系统里面，我们还做了很多标准的应用，用来提高工作效率，这主要解决的是效率的问题。
我们把管理制度、技术标准、质量标准、操作手册都融在了整个系统中（图4），这样让我们的设计人员的进步可以比较快。像我们这一代人进设计院的时候，5年了可能还摸不着门，因为各种手册、各种规范太多，根本就顾不过来、学不过来，得一点一点去积累，现在我们把这些东西都融到了系统中，在用系统的时候，做事自然地就符合了标准。
图5：中冶京诚已发布近项四大类数字化（BIM）协同设计标准规范
4、建立工程数据中心，实现数字化交付
要想跟客户统一，首先是自己要统一，在工程数据中心，我们统一了编码规则、统一了数据接口、统一了交付协议、统一了工作平台，最终形成的成果是以数字体现出来的工程数据中心。工程数据中心汇聚了设计、采购、施工全过程信息，构建了以“对象”为核心的“网状”数据结构，实现工程建造全生命期信息的集中存储，设计、采购、制造、施工、安装和调试都成为一体了，数字化交付的时候，工程建造信息可以跟客户未来的运维系统实现数据的无缝传递，完成基础应用场景的快速搭建。我们设计类工程公司对客户的价值在于，在物理系统没有做出来之前，所有的信息都在我们这儿，所有的信息我们都知道，我们要把这些信息带到客户最终工作的系统中去。
数字化的应用解决了传统设计工作中的哪些痛点问题呢？（1）可视化设计，哪里发生碰撞，以前要去跟几个专业去核对，数字化应用之后，自然就能发现碰撞问题。（2）优化设计，数据可以随时统计出成本等各种数据，立刻就可以优化。（3）图纸发布，这个是很简单的。（4）协同设计。（5）量化统计，各类工程量化的数据全都都可以统计出来，我们设计类工程公司如果可以把这些东西都搞清楚了，再把工程分包给施工单位的时候，可以明确知道应该给施工单位多少价格、让他挣多少钱，他来干活，大家明明白白赚钱。我们设计类工程公司做C最大的劣势在于根本搞不清楚C包出去后，到底对方能不能挣钱、能挣多少钱，通过数字化设计应用，就能把整个系统了解清楚。（6）三维交底，包括给客户的交底、给施工人员动态的讲解和培训，都是可以的。这样我们给客户的一整套系统中，把产品以数字化的方式提供给他们。
客户未来拿到的是一个物理系统，在他拿到之前，我已经提前给了他一个数字系统了，而且数字系统是一个“点-线-面”的系统，也就是说，在客户看到真实的交货产品之前，他已经知道了他将拿到的东西是什么样，各种数据都已经含在数字系统里面了。图6的左边是我们现场的照片，右边是三维设计模型，照片里面是没有信息的，但是在三维设计模型里面，只要点到任何一个东西，信息全都在里面。
5、以数字化为基础，迈向智能化
我们的竞争力要体现在哪里？在设计阶段就为工厂工程注入数字化基因，交付涵盖设施、设备、系统的工厂“数字地图”，然后以此为基础，构建实体工厂的数字孪生体，实现多维度、多尺度、多源信息的有效整合，为智能化决策服务提供坚实的基础，这样才能符合智能化建设的标准，只有这样，我们设计院才真正在整个工程中，取得主导地位，最终智能工厂的前景是“可视”、“透明”、“预测”、“自适应”，客户真正想做到的是什么呢？能源的优化；智能装备得到广泛应用；生产过程可视化、操作高度自动化；自动监控生产过程和设备状态；控制模型、生产过程持续优化；质量控制优化、工艺参数优化；基于三维工厂模型的生产运维和实时仿真。
我们真正要落地的时候，必须通过实事给客户解决问题，图7是我们原来传统的自动化系统的结构，体现了从装备层到控制层、运维层、管理层、决策层的逻辑。智能化是一步一步起来的，我们要从装备层的设备开始做，包括无人天车、变频器、数据采集系统。比如说，我们的变频器，原来作为设计院，我们选型都用西门子ABB，所以在市场竞争的时候，就是西门子ABB能给到什么价格，在这样被控制的前提下，我们能不能开发出自己的产品出来？这就是前面所说的EPC中的P，这些在市场上被人家控制的设备，我们能不能做研发？能不能开发来？自从开发出来之后，我们在棒线材里面的变频器就用我们自己的，虽然他谈不上一定说是智能的，但他是有智能的基因（例如远程、服务），同时还能满足跟进口产品一样的功能，这样我们的竞争力自然的就提升了。在设备层提升设计院的竞争力，实际上是P具有竞争力，有核心技术融合在里面，可以为客户创造更多的价值，然后才能做到智能生产，比如“一键炼钢”、“一键精炼”、“一键浇筑”、“一键轧钢”都把原来做的机理模型的东西都糅在里面了。现在的新技术实际上是原来的机理模型+大数据分析，我们最终要实现：物理系统出来的结果与数字孪生系统用机理模型、大数据分析、智能分析产生的结果，两个结果相结合之后提升控制的精度，这才是客户真正的需求，客户要的不是智能化，要的是智能化的结果，我们通过这个系统把智能化的结果体现出来。
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我们在不同的领域来做，都是为了让客户从智能装备、到智能控制模型、到智能运维生产模型、到附加效果、到最终的支撑技术（图8）都能感受到，我们的大数据、模型、数字孪生起作用了。客户还有一个需求是在研发方面，如果在现场做实验，成本很高，那可以先在数字系统中做实验，虽然现在我们的能力还做不到数字系统中做完的效果跟实际一样，但也能节约不少的成本，比如，原来可能是要炼10炉钢才能出一个合格的结果，现在可以先通过数字技术做仿真，挑出3个方案后再去做实验，只需要炼3炉钢就能出一个合格的结果。
总结下来就是，我们要提供智能的服务，要根据客户的需求，从不同的点上为客户服务，最终达到给客户解决问题，推动智能化制造的落地，归根结底还是要企业的内在动力，企业内在的动力就是两个，“提质”和“增效”，这些都是客户核心的需求，我们做的一大堆东西如果不能满足客户的核心需求，最终只炒概念肯定是没戏的。
我们在装备层、控制/模型层、生产运维层做了这些事情：（1）装备层，是工厂生产的底层基础，实现其智能化是最终实现智能工厂的关键。我们在与冶金企业客户关系密切的智能物流装备、智能节能装备、智能化控制装备等方面寻求技术突破，目前已经拥有无人天车、高性能低压变频器、高性能工艺控制器等多项智能装备产品。（2）控制/模型层，作为智能工厂，其关键职能就是实现其生产环节的智能化，而生产环节的智能化离不开相应的智能工艺控制系统及控制模型。我们目前涵盖了冶金钢铁企业全流程生产的所有智能系统控制软件，以及在节约能源、减少排放、提升质量、提升效率等方面起到至关重要作用的工艺控制模型，实现对生产过程的自动控制、精确控制、优化控制。（3）生产/运维层，通过大数据、人工智能、三维虚拟化等技术，实现生产健康分析系统、智能生产管理系统、虚拟仿真系统、智能化企业电网等一系列产品，为企业构架三维数字化工厂，并提供生产过程的智能分析、智能决策和优化指导。
6、搭建整体智能制造体系架构，构建数字工厂
我们整体的智能制造体系架构是“一个中心”、“一个平台”和“一张地图”：（1）一个中心“智能管控中心”，是基于大数据和人工智能技术实现智能分析决策。（2）一个平台“数字化工厂管控平台”，是基于数字化平台实现生产、能源、设备、物流各业务的集中管控，智能调度管理。（3）一张地图“数字化设计交付”，最终交付给客户的是一张地图，通过地图实现从设计、建设、交付的全过程数字化管理，为数字化工厂平台搭建奠定基础。在这张地图中，每层都有信息，最终我们想做到的是，用户到现场以后，他是什么角色，系统就给他推送什么信息，他走到哪个位置，系统就推送相应的信息，这是我们系统中要做的，背后靠的都是大数据、人工智能这些技术，然后辨别出来你在哪儿、你需要什么。
图10是构建数字工厂的示意图，左边是我们原来已经做好了的系统，右边是客户需求的场景展示，我们就是通过协同来做数字化工厂平台，我们现在在致力于做这些工作，也很愿意跟供应链上的各个供应商一起合作来做，这里面很多东西靠一家是绝对做不出来、做不完的，这里面的很多功能，可能有些企业在这方面做得很好，有些企业在另一些方面做得很好，我们希望创造一个生态的平台，在平台上，大家一起开发出更好的东西来，我们把这些东西集成起来交给客户。
三、对数字化转型的思考
我们需要以工程为始点，夯实智能化工厂基础：（1）工艺是生产企业的核心竞争力，围绕生产工艺的智能化是实现智能工厂的核心组成要素，这是设计院的核心竞争力所在。（2）智能工厂应该建立在对工业机理和生产运营有足够深入的认知的基础上实现，这是设计院能力提升的所在点。就如前面举的厨房的例子，我们过去只建厨房，但是对于厨房炒菜的过程一直都没太