中国工业数据治理优秀企业系列报道十六:江苏永钢集团有限公司——构建钢铁智造 数字脊梁,引领产业数字化转型

2025-10-16 00:00          33次阅读

导语

为落实好党中央、国务院关于数字中国建设和产业数字化转型的重大决策部署,经报有关领导同志,从2024年开始,中国工业经济联合会在相关部委、高校、智库和重点工业领域头部企业的参与和支持下,在全国范围内从案例征集、调查研究和宣传培育三个维度开展中国工业数据治理“领跑者”企业工作,找出并宣传推广工业数据治理领域企业的优秀成果、实践经验和典型案例,旨在发挥优秀企业的榜样带动作用,强化协同效应,带动更多企业增强数据治理能力,加快数字化转型,搭建工业数据交流平台和产业生态圈,挖掘数据要素作为新质生产力的价值,赋能工业高质量发展。

2025年9月5日,中国工业经济联合会在辽宁省沈阳市举办第三届中国工业高质量发展论坛,并发布25家第二届中国工业数据治理“领跑者”企业名单等研究成果(首届22家“领跑者”企业名单于2024年9月11日在第二届中国工业高质量发展论坛上发布)。根据工作计划,中国工业经济联合会将持续做好中国工业数据治理“领跑者”企业工作,找出更多工业领域重点行业的“领跑者”企业和典型经验,为工业企业的数据治理和数字化转型搭建学习交流和产业合作的权威平台。

 

一、基本情况

江苏永钢集团有限公司(以下简称“永钢”)总部位于张家港市永联村,始建于1984年。经过四十余年的发展,永钢现已成为年产钢能力1000万吨、员工8700人的大型钢铁联合企业,位居江苏省“1650”产业链链主企业之列。2024年企业实现营业收入633亿元,位列中国企业500强第180位,连续五年荣获中国钢铁企业“综合竞争力特强企业”称号。

公司在数字化转型方面成果显著,先后通过两化融合管理体系AAAA级、DCMM数据管理能力成熟度三级、智能制造能力成熟度四级评估,2024年成为中国工业碳达峰“领跑者”企业,2025年成为中国工业数据治理“领跑者”企业。2025年“特种合金棒材国家智能制造示范工厂”通过工信部验收。目前已建成1个国家级智能制造示范工厂、3个国家级5G全连接工厂、2个江苏省智能制造示范工厂、1个江苏省互联网标杆工厂、9个江苏省智能制造示范车间,获评为工信部大数据应用试点示范项目,彰显了其作为行业数据治理助力高质量发展标杆的综合实力。

 

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图1 2025中国工业数据治理“领跑者”企业

从1984年年产仅10万吨的县级小厂起步,永钢现已发展为钢产能1000万吨、总资产超700亿元的大型钢铁联合体。在占地12.8平方公里的永钢产业园内,全自动连铸连轧产线持续稳定运行,昼夜不息地吞吐着炽热钢水。永钢发展成就的背后,是一场由数据驱动的深度变革。永钢以全要素数据采集覆盖率98.7%、工业模型库保有量414个、数据资产化率65%位于行业领先地位,其投入23亿元构建的“一中心、四平台”数智体系,正将这座传统钢厂重塑为数据模型驱动的现代工业综合体。

 

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图2连铸炼钢生产场景

二、转型之路

永钢的数字化转型历经“信息化筑基—数字化整合—智能化爆发”三个发展阶段,形成了一条可复制的“渐进式转型”路径。

第一阶段:2005年前后,永钢开启了打破“纸质记录、人工传递”传统模式的信息化建设。2010年开始,永钢逐步部署ERP、MES等核心系统,实现了财务、采购、生产等关键环节数据的电子化存储与流程标准化,构建起初级数据管理体系。关键突破在于建成企业级数据库,实现铁钢轧主流程数据电子化管理,结束了“报表堆成山、统计靠算盘”的历史状况。面对部分员工“抵触电脑操作”的难点,企业开展了“一对一数字化培训”累计2000余人次,培养了首批“数字化标兵”。随着信息系统的规范使用和人员素质的提升,基础数据准确率从60%提升至90%,生产报表生成时间从3天缩短至1天,为后续数字化转型奠定了坚实基础。

第二阶段:2018年左右,随着信息系统数量增加,“数据孤岛”问题逐渐凸显,如生产与质量数据无法互通、采购与销售信息不同步等问题,永钢启动了以“打通数据流、统一数据标准”为核心的“数据中台建设工程”,打响了系统集成与数据标准化的“攻坚之战”。技术架构上构建“仓湖一体”数据中台,整合100余套系统数据,形成覆盖铁钢轧全流程的高质量数据集(10万余炉次数据、100TB以上工艺数据,完整率99.8%,实时延迟≤1秒)。标准体系方面制定了20余类主数据模型,规范3000余张核心数据表结构,发布15项制度确保数据统一管理。能力建设上成立专职数据治理团队,设置8个专项岗位,引入DCMM评估体系推动管理转向“标准驱动”。此阶段实现了质的飞跃:物料数据跨系统一致性从70%提升至98%;能源管理系统接入1000余个采集点,实现实时监控,为智能化发展提供了“高质量、可应用”的数据基础。

第三阶段:2022年开始,依托坚实的数据基础,永钢进入“数据驱动决策、算法优化生产”的智能化发展阶段。通过大规模部署传感器、边缘计算网关等设备,构建了覆盖全流程设备(部署40万余个实时采集点,毫秒级采集)及边远散点(4000余个点,采用窄带物联网)的“全领域、多层次”数据采集网络。算力支撑上搭建“私有云(一主N从,存储3.7PB,算力25PFLOPS)+公有云”混合架构,支撑数万级模型并行计算。场景落地方面开发及集成工业模型536个,覆盖18个业务领域、122个场景,形成“数据采集—模型计算—决策执行”闭环,全面优化生产效率、产品质量和能源消耗等关键指标。

三、转型之实

(一)数据治理体系建设

公司制定有清晰的“4364数字化转型战略”和管理、技术、运营三位一体的推进体系。

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图3 4364数字化转型战略


其中,永钢通过“1套数据体系+3项工作建设+3个能力打造”,构建数据工作整体框架,实现数据价值最大化。

 

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图4 1+3+3数据管理思路

1套数据体系即全流程统一数据体系,建设数据管理体系,编制了《数据治理沟通机制》《元数据管理办法》《主数据管理办法》《指标数据管理办法》《数据标准管理办法》《数据架构管理办法》《数据质量管理办法》《数据退役管理办法》《指标数据管理办法》《集团数据安全审计管理办法》等36项数据管理制度。建设数据中台、主数据平台和指标数据管理平台三大平台对数据进行分类和治理。

3项工作建设聚焦生产场景落地,搭建可视化分析平台支持数据驱动决策,让数据直接服务于降本增效;建设数据中心打通数据传输链路,为上层应用提供稳定数据支撑。拓宽采集范围并保障质量,部署专用传感器、工业相机,采集生产数据,同时建立数据校验机制,确保源头数据精准可靠。

3个能力打造助力价值转化,通过数据感知实现全流程数据实时捕获,同时通过三大平台监控数据完整性、准确性,并对关键指标进行校验,保障数据可用、可靠。在数据安全方面公司以“分层防护、全域覆盖”为核心,部署的公司级零信任架构恶意扫描与入侵尝试成功抵御率超95%,信息安全及数据泄露事件为0。

所有工作的开展离不开组织体系的保障。永钢深刻认识到数据治理是一项“系统工程”而非单纯的“技术工程”,因此构建了“组织—制度—技术—文化”四位一体的保障体系,确保治理工作“有人管、有章循、有技撑、有共识”。

在组织架构方面,实现了从“分散管理”到“专职统筹”的转变:成立由集团董事长领导的数字化委员会进行顶层设计,设立配备CDO和8名专职工程师的数据治理办公室负责统筹协调;在各分厂设立“数据专员”,形成“总部统筹+分厂执行”的二级管理体系;通过“数据治理联席会”机制推动跨部门协作,累计解决60余项数据壁垒问题。

在制度体系方面,完成了从“无章可循”到“有规可依”的跨越:发布30余项覆盖数据全生命周期的管理制度。例如,《主数据管理办法》确保源头“一数一源、动态更新”;《数据质量考核细则》将数据准确率、完整率纳入部门KPI考核体系,挂钩绩效;《数据分类分级指南》和《工业数据安全防护规范》则对敏感数据(如工艺参数、客户信息)实施严格管控,要求“双人审批”。

在技术平台方面,实现了从“手工处理”到“智能运维”的升级:部署主数据管理平台实现核心数据的全生命周期管理,年处理异常数据超100万条;利用数据质量管理平台自动监控千余项关键指标并实时预警,响应时间缩短至1小时;通过集成工业网闸、IPS、数据脱敏工具等,构建三层安全架构,年拦截恶意攻击超万次。

在数据文化方面,推动了从“被动执行”到“主动参与”的转变:实施“数据转译员”计划,培养百名业务技术复合型骨干;设立“数据创新奖”并举办“数字精益大赛”激励创新,累计发放奖金500万元;通过“数字化广播号”“案例分享会”等渠道广泛传播数据驱动价值,使“用数据说话、用数据决策”成为全员共识。

(二)智能制造应用实践与成效

在智能制造应用实践中,永钢的数据治理成果得到充分体现。走进炼铁一厂新高炉车间,智能感知网络正在重新定义钢铁生产过程。在新建高炉的本体里,高精度传感器如同植入高炉的“数字听诊器”,实时传回炉衬侵蚀的毫米级变化;在最偏远的除尘站内,412个NB-IoT传感器将振动波形转化为数据流,通过5G网络传输至中央控制室;厂区道路上,120台运输车的北斗定位信息构成动态物流图谱。这些设备每日产生的1.2TB数据洪流,最终汇入由三块巨屏构成的“工业大脑”指挥中枢。

 

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图5特钢智能管控中心

在特种合金棒材智能制造示范工厂,借助数字孪生实验室里的5G、AI视觉分析等数字技术,通过低倍组织AI自动检测等子系统,可以精准、智能检测产品质量,实现虚拟轧机与物理产线的精确镜像并行:当生产钢种确定后,AI算法结合来料情况,在1秒内推荐最优参数方案,这项创新使高端轴承钢研发周期从18个月缩短至11个月。车间的AI质检区域,18台工业相机组成的天网系统正以每秒300帧的速度扫描钢材表面,0.3毫米的划痕与针尖大小的气泡在500万张缺陷图片训练的模型下无所遁形,去年这套造价千万的“火眼金睛”拦截缺陷品3.7万吨,实现了海外客户零理赔的优异表现。仅在特种合金棒材生产环节,永钢就形成了“一种基于机器视觉的钢材低倍数字化检测方法”“一种钢材低倍缺陷组织自动成像及检测分析装置”等13项专利成果,是永钢数字化转型和数据治理应用的缩影。

 

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图6 VR巡检

利用AI(人工智能)识别钢坯进出炉情况、依托5G技术连接生产全要素、佩戴VR(虚拟现实)设备进行检修等智能化场景在永钢随处可见。智慧炼铁、智慧炼钢、智慧轧钢、智慧物流,智能制造场景全面开花。近三年,永钢在数据治理方面获得国家级和省级荣誉共19项,参编智能制造类国际、国家和团体标准22项。

在工艺质量设计环节,建设了国内线棒材领域首套产品工艺设计数字化平台(产品质量设计数字化系统PQD、产品工艺标准数字化PSD),覆盖1346个产品规范、11022项工艺参数。构建产品设计库、工艺知识库,开展产品、工艺建模分析、虚拟验证和仿真调试,实现工艺设计快速迭代优化。缩短工艺设计周期47%。全系产品不良率下降35%,内外部质量损失下降72%,客户满意度提升13%。

在生产效率提升方面,构建了工厂、工序、设备、产品四级数字孪生体系,打通炼铁、炼钢、轧钢全工艺流程,涵盖生产、能源、物流、环保、安全、设备、质量、运营全业务系统,实现全厂10余个生产部门的协同管控与一体调度。多部门专业协同效率提升20%。

在智能排产方面,建设了APS系统,与永钢云商和ERP系统集成,根据永钢云商平台获取的订单信息,结合ERP系统的库存信息、采购提前期、产线产能、能源供应、设备检维修等约束条件,应用约束理论、寻优算法和专家系统等技术,自动产出生产计划,余坯、无委托在制品总量在原来平均6800吨的基础上降至5500吨以内;交付周期由原来的20天缩短至7天。

在能源管理方面,开展多工序能耗溯源定位、高能耗设备建模仿真和参数优化,实现生产过程的节能减排;应用负荷预测、能源平衡分析、多能互补等技术,实现工厂能源综合管控和整体优化,降低单位产值综合能耗12%。

在设备管理方面,搭建了永钢设备管理平台,通过在线实测采集、数值模拟仿真、系统平台建设和调试等方法,建立多工序耦合下装备-工艺-产品稳定性大数据平台,实现数据驱动生产全流程智能装备的工艺流程/参数动态优化、设备健康监测和预测性维护,设备综合效率提升26.88%。

四、转型之果

数据驱动的智能制造变革正在长江畔结出丰硕果实。在特种合金棒材智能工厂的控制室里,生产管理人员指着屏幕上的数据曲线表示:产品不良率下降了75%,全工序综合能耗下降6.2%,仅AI燃烧优化系统就使6座高炉年减碳9.8万吨,相当于种植540万棵冷杉的减碳效果。

在数字化与绿色化协同发展方面,永钢通过数字技术赋能节能减排取得显著成效。建设EMS能源智能管理运营平台,开展铁钢轧各工序能耗溯源定位及高耗能设备建模仿真和参数优化,应用负荷预测、能源平衡分析、多源互补等技术实现能源综合管控,吨钢能耗下降5.75%。构建“光伏-储能”智能微电网系统,通过62.83MW分布式光伏电站实现年供电6300万度清洁能源,相当于替代标准煤2.1万吨,减少二氧化碳排放5.2万吨;建设的5MW/20MWh储能电站实现光伏发电的平滑输出和负荷侧的柔性调控,形成“自发自用+余电上网+智能调峰”的复合用能模式。构建固废与碳排管理平台,实时采集原材料、生产、能源数据,通过智能算法进行自动化清洗与校验,基于国家碳排放因子库进行标准化核算分析,实现碳排放统计的智能化、精准化和实时化,可以对11个主要工序的碳排放统计,及对30多类能源排放进行监控,实现全厂1000多类产品的碳排放量实时披露。搭建超低排放一体化平台,围绕“监测-分析-调控-管理”实现污染物全过程动态监测、精准追溯、风险预警和高效处置,应用机器视觉、智能传感、无人机巡检等技术实现全过程环保数据的采集、监控与分析优化。

公司完成改造后粉尘、二氧化硫、氮氧化物年排放量降幅分别达到33%、52%、70%,无组织颗粒物年排放量降幅达到82%。根据江苏省超低排放差别化电价政策,每年可减少电费5400万元。永钢因此获得中国工业碳达峰“领跑者”企业、工信部“水效领跑者”企业、重点用能行业能效“领跑者”企业等荣誉。

更深刻的变革体现在产业链协同领域。2023年12月,无锡一家废钢供应商面临价值800万元废钢合同的违约风险,当其在“永钢链融”APP上传供货单据后,区块链系统瞬间验证了过往57笔交易记录,15分钟后352万元货款到账,有效解决了资金周转困难。如今这家企业的月供货量已从4000吨跃升至7000吨。这个国内首个钢铁区块链金融平台累计放款33亿元,最快34分钟到账的效率显著优于传统银行业务流程。

 

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图7 永钢低倍检测数字化系统(AI视觉分析)

在质检环节,AI视觉系统正以0.5%的误检率扫描钢材表面,去年这套系统拦截了2.7万吨缺陷品,为企业避免了1.3亿元的质量风险损失。财务数据显示,近五年数据治理直接创造经济效益近5亿元:全流程质量管控平台降低质量损失超1.2亿元,智能排产系统优化能耗节约近1亿元。

在国际化发展方面,数据治理体系成为永钢破解国际市场复杂性的核心抓手。2025年1-6月钢材出口同比增长48%,其中数字化服务驱动的定制化订单占比达30%,定制化订单交付周期较传统模式缩短22%;优势产品出口量增长116%;产品覆盖的国家和地区增至117个,其中“一带一路”沿线国家达37个。通过整合客户订单、采购周期、材质偏好等数据,新开拓15家国际客户中80%来自基于用户画像的产品精准营销。永钢拥有EPD环境产品声明、海关AEO高级认证等10多项“通行证”;并参编了ISO21763《钢铁行业智能制造指南》国际标准,通过数据治理整合各环节能耗数据和认证所需数据,确保数据真实可追溯,避免重复采集。

五、未来蓝图

永钢认识到数据治理实践的价值不仅要驱动自身发展,更要通过标准输出、经验共享与生态共建,推动钢铁行业数字化转型由“独善其身”迈向“协同共赢”的新阶段。 

在标准制定方面,永钢深度参与国际、国家及行业20多项智能制造类标准编制:主导制定国际标准《ISO21763钢铁行业智能制造指南》为全球钢铁企业提供转型框架;牵头《大数据主数据管理规范》等国家标准规范行业数据管理;参与制定《钢铁行业数字化转型成熟度评估》《钢铁行业冶金工程数字化交付》《5G全连接工厂评价导则》等行业和团体标准,赋能行业智能制造由碎片化探索升维至系统化推进。

在经验输出方面,永钢近年来承接500多场次的行业智能制造、数据治理等方面的交流会议。深入总结自身在智能制造、数据要素X、高质量数据集、模型驱动业务场景价值提升等方面的优秀经验向工信部和钢铁行业进行输出。近年来向行业输出优秀案例20多项,涵盖大数据产业发展试点示范、工业互联网平台创新应用、智慧供应链、智能制造场景、质量管理数字化、企业管理现代化创新、碳达峰领跑者、能源数字化转型、人工智能赋能新型工业化等多个领域。永钢还积极与上海阶跃星辰等各领域人工智能头部企业合作,探索人工智能在工业领域垂直场景的深度应用和工业大模型的建设,推进跨行业实现从案例分享到能力共建的跨越。

展望未来,永钢规划构建钢铁工业互联网生态圈:2026年前实现设备全面数据采集、输出300余个智能模型、核心系统国产化率达80%;2028年前联合百家产业链企业实现降本10%,牵头5项行业标准并达到DCMM最高成熟度;“十五五”期间投入10亿元打造行业可信数据空间,以安全流通的数据价值推动钢铁行业向绿色化、智能化、高端化转型——以数据为笔,共书钢铁工业新未来。

站在永钢数据中心顶层全景玻璃幕墙前,永钢集团总裁吴毅手中的激光笔划过长江上穿梭的货轮,勾勒出“十五五”壮阔图景:西侧在建的数字智能控制中心将承担企业未来AI模型工厂的工业数据汇聚和存储工作,扩建的供应链金融平台接入6000余家产业链伙伴,计划3年内赋能百家中小钢企数字化转型。

未来五年,永钢10亿元投入的“新冶金2030计划”将推动更深层次的变革,与阶跃星辰共建的工业大模型研究中心,正在探索训练理解钢铁生产规律的“炼钢专家”专业垂直模型,而最重要的构想是构建钢铁产业数字生态共同体——向产业链开放实时数据接口,共建共享工业模型,建立基于区块链的价值分配机制,让每个合作伙伴都能在永钢的数字基座上开采“数据矿产”,共享数据价值。

 

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收录于合集——中国工业数据治理优秀企业系列报道