特大型钢铁企业集团智慧化转型的顶层设计与实践

【企业简介】

鞍钢集团有限公司是由钢铁、钒钛、矿业、金融、贸易及工程技术、信息产业、物流能源等多个产业组成的最具资源优势的特大型钢铁企业集团，2019年位列世界500强企业第385位。拥有普钢、特钢、特种材料和钒钛等完整产品系列，具有年生产钢4300万吨、铁精矿4000万吨的综合生产能力，产品广泛应用于航空航天、核电、桥梁、建筑、工程机械、铁路、汽车等数十个行业。鞍钢拥有两个国家重点实验室，是国家首批“创新型企业”、中国首家具有成套技术输出能力的钢铁企业。

【案例内容】

一、开展智慧鞍钢顶层设计

鞍钢集团有限公司2017年着手启动企业两化深度融合及智能制造规划建设，通过对标美国大河、韩国浦项、日本新日铁住金、宝武、河钢、南钢等国内外钢铁企业，取长补短，找准企业发展定位；通过与中国工程院、东北大学、北京科技大学、大连理工大学、冶金工业规划研究院的专家学者，以及SAP、IBM、华为、联想、用友等互联网企业探究交流，探究云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术在制造领域的应用场景，通过剖析企业战略规划、发展定位与智能制造要求的符合程度，于2018年正式发布了《智慧鞍钢发展规划》，计划到2020年，建成智慧鞍钢模板示范，打造采矿、选矿、炼钢、轧钢、厚板等17条关键生产工序智能制造试点示范；到2022年，建成智慧鞍钢支撑保障体系，探索建成工业互联网平台及互联网+服务平台；到2024年，实现智慧鞍钢全面推广覆盖，打造行业级钢铁AI、矿业AI、矿钢AI工业互联网平台。智慧鞍钢规划蓝图如图1所示。

图1 智慧鞍钢规划蓝图

1.智慧管理

基于大型钢铁企业信息系统相对独立、发展不均衡的现状，构建“稳定可靠的后台、统一灵活的中台、敏捷高效的前台”的三台架构，打破现有信息系统壁垒，实现数据横纵互通；打破业务壁垒，实现端到端集成；打破企业壁垒，实现上下游信息协同共享。其中大型企业集团层面重点围绕“人、财”核心业务，建设管理决策信息系统，实现战略决策智慧化、风险防护可控化、在线监管全面化，优化企业组织架构、简化业务流程、提升工作效率，解决集团公司对子企业管理方面存在的大尺度感知、授权不失控等难题。生产经营子企业层面重点围绕“物、产、供、销”业务健全经营管理、制造管理、设备管理、运输管理等专业信息系统，满足对外快速响应市场、对内高效共享协同和一体化运营管控的需要，实现物产供销一体化、业务协同共享化、经营服务市场化。

2.智能生产

基于钢铁企业典型的信息化三层五级架构，构建“智能装备、智能单元、智能产线、智能工厂、智慧运营”五级递进的架构体系。其中，智能装备层面重点引进工业机器人，提升单体设备的精密化、网络化、自动化、信息化、柔性化、智能化、可视化、集成化水平，实现全生命周期的精细化管理。智能单元层面重点建成工业物联网络，将“人与装备与信息”连通，实现万物互联，优化生产各环节控制模型，实现生产单元的无人值守、远程集控及一键生产。智能产线层面重点以MES系统为核心，推动生产管理系统及专家系管理系统建设，构建数学机理模型，破解钢铁生产各环节的黑箱系统，实现物质流、能源流、信息流统一。智能工厂层面重点将生产数据、信息系统、业务应用等进行集成，实现数字虚拟工厂与物理实体工厂之间的有机融合，打破钢铁生产各工序界面之间的壁垒，实现全流程管控。

二、构建信息化支撑保障体系

在信息化基础支撑方面，鞍钢集团建成了信息化基础资源、网络、标准、数据和网络安全五大体系（如图2所示），为企业智慧管理、智能生产建设提供可靠的保障。

图2 智慧鞍钢支撑保障体系

1.基础资源体系

鞍钢集团针大型企业在数据中心建设方面存在的机房数量众多、安全可靠性差、资源利用率低、运维管理分散等问题，于2017年制定了《鞍钢集团数据中心及灾备规划》，拟通过数据中心“整合”、“优化”、“转型”三步走建设，实现信息化基础资源的云化策略，打造鞍钢集团“私有云+传统稳态架构+公有云”的混合云模式。目前，鞍钢集团信息化基础资源体系已初步规模，形成集鞍钢、攀钢两大核心数据中心，矿业、鲅鱼圈、朝阳、莆田、联众、西昌、成都、江油八大区域数据中心的“两地多中心”的整体架构，极大提升了信息化基础资源利用率效率，降低了运维成本。

2.网络体系

鞍钢集团针对大型企业在网络建设方面存在的架构不合理、建设周期长、地址划分混乱等问题，于2017年制定了《鞍钢集团网络规划》，并结合国家IPv6规模化部署工作全面启动了网络改造建设。通过建设集团广域网，连接了鞍山钢铁、攀钢、矿业、联众等园区网络，实现了全集团范围内的互联互通，使各子企业之间数据共享及信息交互成为了可能，为集团信息化管理系统向子企业推广覆盖提供了保障。通过推广IPv6规模化部署，全面完成了IPv6地址的申请、规划及分配工作，完成了企业现有44个互联网应用的IPv6改造工作，为企业内部网络和信息应用的IPv6改造奠定了基础。

3.标准体系

鞍钢集团针对钢铁企业在智能制造和信息化建设方面存在的标准不统一、规范不一致等问题，于2017年启动了信息化标准体系建设，在中国电子技术标准化研究院相关专家的指导下，目前已完成信息网络、信息安全、信息资源、信息应用、IT管理、IT建设、技术基础共7大类、28小类、48项标准的制定工作，涵盖企业信息化规划、管理、建设、运维、安全防护、大数据应用、智能制造建设等各领域，成为了推动鞍钢集团智慧化转型建设的有力支撑。在中国钢铁工业协会组织的第二届钢铁工业智能制造发展论坛上，鞍钢集团信息化标准体系被评选为优秀成果案例。

4.数据管理体系

鞍钢集团针对传统制造企业在数据管理方面存在的采集不全面、利用效率低、缺乏有效管理等问题，于2017年启动了数据治理工作，确定了“应收尽收、分级分类、规范管理、权责清晰、开放共享”的数据管控原则，建成了集团主数据管理系统，涵盖通用基础、人事、企管和财务四大主题域，实现了全集团范围内国家、行政区划、货币、计量单位、员工、内外部单位、会计科目、银行等主数据的统一。建成了数据服务总线，解决了信息系统之间数据接口混乱的问题，实现了数据接口的标准化服务，为数据共享服务中心建设奠定了基础。

5.网络安全防护体系

鞍钢集团针对大型企业在网络安全防护方面存在的管理不到位、员工网信安全意识不强、主动防御手段缺失等问题，构建了“基础+技术+机制”三位一体网络安全防护体系。落实了网络安全责任制，健全了网络安全管理组织，制定了《鞍钢集团网络安全专项规划》《鞍钢集团网络安全事件总体应急预案》，构建了集团统一的终端防病毒体系，投入了WEB应用防护、网络监控、深度威胁发现、安全审计等安全措施，健全了网络安全纵深防御体系，定期开展网络安全检查评估、整改及通报工作。通过网络安全防护体系建设，切实提升了鞍钢集团的网络安全防护能力、威胁感知能力和应急处置能力。

三.推进智能工厂建设

1.智能装备

鞍钢集团自主研发的喷码贴标机器人，引进的卸料机器人、透盖加工机器人、高压室巡检机器人等在鞍山钢铁、攀钢等生产基地成功应用；矿山井下掘进机车、牙轮钻机、电铲等大型设备，通过自动化、智能化改造改造基本实现了精准定位及智能遥控。通过智能装备应用，有效将现场岗位工人从繁重的劳作中解放出来，实现了生产过程的精准、稳定、高效和智能管控。

2.智能单元

与北科亿力公司建成了高炉在线数字双胞胎系统，目前已经在鞍山基地、鲅鱼圈基地的两座高炉上线，系统通过将无线传输技术、高精度数字测温分析技术、三维料面监测分析技术、红外热成像监测分析技术与大数据分析技术相融合，构建了高炉冶炼成本、高炉热平衡等19个模型，实现了高炉“黑箱”可视化，实现了企业端的“自感知、自诊断、自决策和自适应”。与阿里公司共同建成了钢铁工业大脑，目前已经在西昌生产基地脱硫工序和冷轧表面检测工序投入运行，系统运用运算智能、图像感知智能等新一代人工智能技术，构建优化模型，找出影响脱硫剂消耗的关键因素，2019年上半年累计节省脱硫剂达270吨，冷轧表面智能检测方面，表判码吻合度95.23%，分选度吻合度69.06%，主缺陷吻合度56.03%，基本但人工判定水平。

3.智能产线

鞍钢集团与北京科技大学合作，在鞍山基地大型轨梁分厂开展了CPS物理信息系统的研究建设工作，通过将物理实体与数字虚拟有机融合，实现了百米高速重轨生产过程自动跟踪和生产数据自动匹配，实现了全流程产品质量的溯源分析和质量优化，实现了车间数字化模拟运行，实现了全流程产品工艺、质量、能源、设备数据的分析，系统上线运行后，百米钢轨产能及合格率均提高了0.4%，设备运行预警准确率达80%以上。此外，鞍钢集团通过对鲅鱼圈基地炼钢、炼制、厚板全流程生产线进行智能化改造，建成了钢区-轧区一体化计划排程、设备状态监测-诊断-分析、全流程物料可视化智能跟踪等四大平台，完善了全流程一体化质量管控、板坯-中厚板表面缺陷在线检测、板坯库优化等六大系统，探索形成了一种高端中厚板智能制造新模式。2018年该项目被工信部评为智能制造试点及人工智能应用试点双示范。

4.智能工厂

一是鲅鱼圈生产基地充分融合大数据、人工智能等新一代信息技术，打造沿海绿色智慧透明工厂。建成钢铁厚板智能产线，提高了产品质量与生产效率、降低了生产成本；建成智慧云仓互联系统，仓储理货时间由一天变为实时，出库时间由半天减低为10秒，被评为国务院国资委优秀案例；建成智能能源平台，实现生产现场能源管理的自动化运行、集中化操作与智能化管控，吨钢能耗可降低1.5%以上；建成钢铁生产全流程质量大数据平台，打通各产线、业务与上下游供应链之间数据，实现了物产供销全价值链管控。

二是鞍钢集团基于矿冶工程“五品联动”的全新理念，在数字化矿山建设成果的基础上全面启动智慧矿山建设，2018年建成了矿山工业互联网智慧生产平台，涵盖安全生产、数字采掘、生产管控、业务集成、设备管控、智能分析、移动应用、信息安全、境外监控等九大模块，被工信部评为工业互联网集成创新应用试点示范，其中的移动应用模块被工信部评为“工业互联网APP优秀解决方案”，境外监控模块基于服务模式实现了对澳大利亚卡拉拉矿业公司的信息化应用全支撑，实现了生产状态信息实时采集、视频监控信息实时上传、经营管理数据统一管控，达到了对境外企业实时在线管控的目标。

四、加强智慧运营建设

1.智慧采购

基于“阳光、降本、安全、高效”的服务理念，建成了覆盖全集团范围的采购管理平台，通过整合上下游企业资源，建成集“值采招标、值采工业、值采大宗、值采信用”于一体的品种多、覆盖广、价格优的采购服务平台，实现一站式购物体验，满足企业生产经营动态灵活、高性价比、零库存、快速便捷等多种采购需要。平台现有商品、项目数量360万种，注册客商12万家，累计交易量3100多亿元

2.智慧物流

基于“智慧物流，绿色物流”的发展理念孵育了德邻陆港电子商务和物流公共信息服务平台，该平台通过提供“精准、经济、安全、便捷、可视”的物流运输、仓储配送、加工剪切、物流方案策划等服务，打造了线上线下深度融合的“互联网+钢铁销售+物流”运营新模式。2018年被评为中国智慧物流十大创新引领企业。

3.智慧营销

基于“平台、服务、跨界、产融、生态”发展理念孵育了积微物联CⅢ工业电子商务服务平台，该平台以积微电商为线上平台，达海实体物流为线下基础，供应链金融为核心，产业链整合为抓手，构建了服务于钢铁、钒钛、化工等大宗商品的“全产业链生态圈”。2018年被工信部评为制造业与互联网融合发展试点示范。

4.智慧金融

基于“互联网+金融”发展理念孵育了天府惠融DIII互联网金融平台，该平台基于电子付款承诺函和真实贸易背景，利用大数据及区块链等先进信息技术，完成供应链融资线上化、数据化、标准化和智能化建设，解决了产业链中小微企业融资难题，与河钢铁信、宝武通宝并列为钢铁行业首批上线的三家供应链金融平台。

五、开展智慧管理建设

1.智慧决策

鞍钢集团充分发挥大数据等新一代信息技术对企业运营和决策的支撑作用，建立了智慧决策支持系统，围绕企业生产经营、销售、财务、人力资源、风险评测、运营协调控制等领域，通过对管理业务的梳理、目标定位、业务数据定义、建模等，深入挖掘企业内部信息系统数据和外部行业数据，挖掘运营管理业务数据的商业价值，搭建跨多个业务领域、多元化分析的辅助决策平台，为企业管理人员提供标准化、精准化管理的方法支持，促进企业规范运营，推进管理提升。

2.共享服务

鞍钢集团自2016年开始全面推进业务共享信息系统建设，建成了人力资源共享、财务共享信息系统，实现了全集团范围内共性业务的集中化处理，优化了组织架构、简化了业务流程、提升了工作效率；建成了招投标共享信息系统，实现了全集团招投标业务的集中管理，同时通过对外提供招投标服务、对外输出企业招投标管理一体化解决方案等，为企业创造了新的利润增长点；建成了客商信息共享信息系统，实现了上下游供应商、客户信息的集中管理，通过对客商信息进行大数据分析，为各企业提供供应商诚信服务。

3.专业管理

鞍钢集团建成了集团“三重一大”管理、资金管理、投资管理、法律事务管理、审计管理、纪检监察管理等管理信息系统，支撑了集团公司对各级子企业的在线监管需要，实现了事前预警、风险管控，有效解决了大型集团企业管理方面存在的大尺度感知、授权不失控等难题。建成了网络问企、行政办公、外事管理、档案管理等专业信息系统，建成了智慧办公生态圈，提升了办公工作效率。