是国民经济的基础和支柱产业。其发展水平直接影响着制造业发展质量。我国正处在碳减排和制造业转型升级的关键期。原材料工业发展洁净化、数字化、多元化的大趋势，迫切需要推动以人工智能为代表的数字经济产业与原材料工业深度融合，。开展原材料工业智能优化制造战略研究，有助于解决原材料行业资源紧缺、能源消耗大、环境污染等问题，并可促进原材料行业的管理模式变革，推动原材料行业高效化、绿色化和智能化发展，对传统工业转型升级，提升原材料工业及下游产品的国际化经营能力和水平，构建竞争新优势，具有重大意义。

　　原材料工业主要包括石化、钢铁、有色、建材等高耗能行业，是我国国民经济的支柱产业，也是制造业供给侧结构性改革的先行领域和绿色发展的主战场。经过数十年的发展，我国已成为世界上门类最齐全、规模最庞大的原材料工业制造大国，原材料行业产能位居世界前列。然而，在高速发展的同时，原材料工业面临着资源紧缺、能源消耗大、安全环保压力大、高端制造不足等严峻问题，正处于新旧动能转换的关键时期。因此，原材料工业必须紧密结合“推进制造业高质量发展”和“新一代人工智能”国家战略，以推进传统制造业转型发展为主攻方向，利用现代信息技术和人工智能技术，从生产、管理以及营销全流程、全生命周期优化出发，推进以高端化、绿色化和智能化为目标的智能优化制造，进而推动我国原材料工业产业升级和技术进步。

　　（钱锋编著. 北京:科学出版社，2023.8）是原材料工业智能优化制造发展战略的综合研究著作。本书依托中国工程院战略咨询研究重点项目“新时代原材料工业智能优化制造的发展战略研究”，由钱锋院士组织华东理工大学、东北大学、中南大学、中国科学院沈阳自动化研究所等单位的专家、学者进行编写。

　　本书针对原材料工业资源紧缺、能源消耗大、安全环保压力大、高端制造不足等问题，以石化、钢铁、有色、建材(水泥)四大高耗能行业为切入点，系统梳理了我国原材料工业的发展现状、面临的主要问题及总体发展态势，并从各行业的自身特点出发，以行业龙头企业的实地调研结果为依据，提出原材料工业智能优化制造亟待突破的基础理论方法与关键核心技术，凝练了近期及远期发展的重点任务及路线图。在此基础上，给出了推进原材料智能优化制造发展的政策性建议。

　　针对原材料工业智能优化制造存在的难点和问题，以需求驱动、应用导向为主导，从信息感知、生产运行、能效安环和经营决策等四个层面，亟须突破四个重点领域与方向。

　　物料属性和加工过程部分特殊参量无法快速获取，大数据、物联网和云计算等技术在物流和产品流通轨迹监控、生产和管理优化中的应用不够，亟须工业物联网扩充信息资源以深度认识复杂的工业过程。

　　资源和废弃资源缺乏综合利用，运行过程依靠知识工作者凭经验和知识进行操作，精细化优化控制水平不高，面向高端制造的工艺流程构效分析与认知能力不足，缺乏虚拟制造技术。

　　多介质能源综合利用技术有待发展，能源管理与生产运行缺乏协同，单位产量能效水平亟须提高。高危化学品、废水、废气、废固的全生命周期足迹缺乏监管和溯源，危化品缺乏信息化集成的流通轨迹监控与风险防范。

　　供应链采购与装置运行特性没有紧密关联、产业链分布与市场需求存在不匹配，知识型工作自动化水平低，缺乏快速和主动响应市场变化的商业决策机制。

　　原材料工业生产过程优化调控和经营管理优化决策需要大量的实时信息，重点是如何实现从原料供应、生产运行到产品销售全过程与全生命周期的资源属性和特殊参量的快速获取、信息集成与协同计算。原材料与产品属性的快速检测、物流流通轨迹的监测以及部分关键过程参量的在线检测与处理是实现原材料工业智能优化制造的前提和基础。

　　该工程科学问题的核心是如何深度融合市场和装置运行特性知识进行管理模式的变革。企业生产计划的不确定因素众多，原料采购价格和市场需求多变，给企业生产运行和经营管理的决策带来难题。同时目前企业的原料采购与装置运行特性关联度不高，产品生产与市场需求脱节。以大数据、人工智能、物联网、知识型工作自动化等为代表的现代信息技术为制造过程决策自动化带来了契机。

　　原材料工业制造过程通常采用由经济优化层、计划调度层、先进控制层、基础控制层等不同功能层组成的分层递阶结构。虽然解决了部分产销、管控衔接等关键技术难题，但现有分层模式进行操作优化的前提是“稳态假设”，因此如何根据实际过程的动态实时运行情况，从全局出发协调系统各部分的操作，成为生产过程智能自主调控的核心。解决该问题，需要将物质转化机理与装置运行信息进行深度融合，建立过程价值链的表征关系，实现生产过程多尺度多目标智能自主调控。

　　原材料工业产生大量化学污染物，以废水、废气、废渣甚至危化品等形式排放到环境中。然而，目前我国在危化品监管方面的措施落实不到位，导致危化品事故频发，其核心就是缺乏生产制造全生命周期安全环境足迹监控与风险控制的手段。

　　鉴于此，如何通过传感、检测、控制以及溯源分析等新方法和新技术，突破原材料工业安全环境足迹监控与溯源分析及控制的基础理论和关键技术，是实现智能制造、绿色制造、高端制造的迫切需求。

　　本文摘编自《新时代原材料工业智能优化制造的发展战略研究》（钱锋编著. 北京:科学出版社，2023.8）一书“前言”“第1章我国原材料工业智能优化制造的需求与战略目标”，有删减修改，标题为编者所加。

　　本书是原材料工业智能优化制造发展战略的综合研究著作。本书系统梳理了石化、钢铁、有色、建材等主要原材料制造行业所面临的问题以及原材料工业智能优化制造亟待突破的基础理论方法和关键核心技术，总结了近期及远期发展的重点任务和路线图，给出了原材料智能化发展的政策性建议。本书可为原材料工业相关的科研人员、工程技术人员、金融投资人员及各级政府决策人员提供参考。