【领航工厂案例集】南京钢铁股份有限公司——产业链深度协同的 特殊钢个性化定制智能工厂

本期领航工厂风采案例带我们走进南京钢铁特殊钢智能工厂，企业深挖产业链上下游协同能力，搭建一体化数字化管控平台，高效响应市场多元化特种钢材个性化定制需求，打造长流程钢铁定制化智造样板。

企业简介：南京钢铁股份有限公司（以下简称“南钢”）始建于1958年，是年产千万吨级优特钢的行业领军企业，已建成国际一流的中厚板、特钢长材、复合材料以及国防装备材料精品基地，现拥有9%Ni钢、超高强耐磨钢、抗酸管线钢、高等级特种船用型钢等4个国家制造业单项冠军产品，承担国家重大项目50余项，主持或参与制定国际、国家、行业标准120余项，拥有有效专利3800件以上，获得国家及省部级科技奖100余项（国家科技进步奖二等奖6项）。围绕钢铁主业，培育形成了金恒科技、金元素、宿迁金鑫等13个国家级及省级专精特新企业。

工厂画像：以“JIT+C2M”模式打破“以产定销”传统，实现“客户需要什么就生产什么”，成为流程型制造业个性化定制与产业链深度协同的领航标杆。

核心成效：订单准时交付率从88%跃升至98.5%，不良品率降至0.8%，新产品研发周期缩短50%，单位产值综合能耗下降12%，产业链总拥有成本降低9%，交付周期缩短15%。

图1南京钢铁

特殊钢行业长期面临着一道“不可能三角”难题，南钢将其概括为“一多、两长、三高”。一多，是品种多、批量小。南钢拥有几千种钢牌号，客户定制化需求近乎“一单一策”，每一块钢板都可能拥有独一无二的“身份证”，这对柔性生产提出了近乎极限的挑战。两长，是产业链长、制造周期长，从铁矿石到成品钢板，跨越原料、炼铁、炼钢、轧钢等工序，涉及数百家供应商，传统模式下，信息孤岛林立，交付周期冗长，产业链协同步履维艰。三高，是技术要求高、安全风险高、质量门槛高。产品应用于轨道交通、船舶及海洋工程、石化、建筑桥梁、工程机械等领域，性能稳定性不容分毫差错，钢铁生产高温、高危，人为操作误差难以避免，而客户对质量的苛求，更是一道必须守住的底线。在全球化竞争与深度定制成为主流的今天，传统制造模式已无法兼顾“多品种、快交付、高质量”的时代命题。破局，别无选择。

面对困境，南钢走出一条“一切业务数字化，一切数字业务化”的战略路径。“一切业务数字化”，是将生产、运营、管理、决策等所有业务活动，通过数据采集、互联互通、在线协同，变成可感知、可计算、可优化的数字世界映射。“一切数字业务化”，则是让沉淀下来的数据反哺生产、优化工艺、预判风险、驱动决策，让数据成为业务的“第二大脑”，同时，将可复用的数据能力与解决方案对外输出，让数字化从成本中心走向价值中心。一言以蔽之：数据从业务中来，回到业务中去，最终超越业务。

战略路径如何落地？南钢的回答是以“数据治理+工业互联网+人工智能”三引擎驱动为技术骨架，构建起覆盖“设备—产线—工厂—企业—生态”的五级数字孪生体系。从一台设备的振动曲线，到整座工厂的运转脉搏，再到产业链的协同脉动，物理世界的每一个细节都在数字世界拥有孪生的“镜像”。而统领这一切的，是南钢独创的“一脑三中心”顶层架构。

“一脑”即智慧运营中心，是行业首个跨空间、跨边界、跨组织的“钢铁工业大脑”。它汇聚全量数据，运行AI模型，让数据成为新的生产力，实现对全工厂的集中监控与智能调度。“三中心”，则是分步投用的铁区一体化中心、板材全流程智造中心及能源管控一体化中心。铁区一体化中心，将高炉、烧结、焦化等工序集中管控，让铁前成本与效率实现质的飞跃；板材全流程智造中心，贯通从板坯到成品的每一道工序，让数据流引领物质流；能源管控一体化中心，则对水、电、气、风等能源介质进行全局优化，让每一度电、每一立方米煤气都发挥最大价值。

“一脑三中心”不是冰冷的系统堆叠，而是南钢赋予工厂的“神经系统”——感知、传导、思考、行动，环环相扣，生生不息。

图2智能工厂整体架构

南钢以“JIT+C2M”为核心引擎，将数字孪生、人工智能等数智技术深度嵌入全价值链，围绕工厂建设、研发设计、生产作业、生产管理、运营管理五大环节，一场从骨骼到神经的全面重塑悄然完成。

工厂建设：从“钢筋水泥”到“虚实共生”

南钢没有把工厂仅仅看作厂房与设备的集合，而是将其打造为一个可感知、可计算、可进化的数字生命体。百万级工业数采网络实现毫秒级实时感知，可信数据空间与多模态融合平台将异构数据治理为统一语言，盘古底座与GPU集群支撑AI大模型全生命周期，由此构建了贯通“原料—炼铁—炼钢—轧钢—成品”的全流程数字孪生，累计建成原料、铁钢、轧钢、成品、公辅、园区六大集群93个孪生模型，模型平均帧率超过35帧，数字镜像不仅是“看”，更是“预演”与“优化”。

图3全流程数字孪生

研发设计：从“经验试错”到“智能验证”

南钢打破传统“炒菜式”试错，构建数据与AI驱动的智能闭环。打造了贯穿“需求输入－智能设计－数字验证－生产反馈－持续优化”的完整研发闭环流程。协同行业伙伴建立钢铁材料基因库，持续链接内外部知识、洞察产业链趋势，沉淀钢铁行业核心知识资产。以“云仿真+数字试错”替代传统物理实验，通过材料性能预测、工艺升级优化、质量动态补偿等多维突破，实现研发周期缩短50%。同时融合客户端材料使用数据，高效衔接研发设计，确保研发活动精准响应定制化需求，构筑起支撑高端特钢产品快速、高效、高质量孵化的智能研发体系。

图4数据与AI驱动研发模式革新

生产作业：从“人机分离”到“人机共舞”

南钢打破传统车间物理边界，通过能源集控中心、铁区集控生产中心、钢轧集控中心，实现跨工序、跨区域的远程集中操控与一体化调度。操作人员无需再奔波于高温嘈杂的现场，而是可以在集控中心远程完成炼铁、炼钢、轧钢的全流程监控与干预，极大提升了管理效率与安全性。同时，集约化的生产组织实现了铁、钢、轧之间的高效协同，减少中间等待与资源浪费。通过智慧炼铁、智慧炼钢和智慧轧钢等模型集群应用，以数据驱动每一道工序的精益化运行。例如在“加热炉－轧机”全流程闭环中，基于在线温度、尺寸、表面状态感知，动态优化加热炉温控策略与轧机压下规程，实现毫秒级响应与精准控制。在设备智维层面，利用数字孪生技术将关键设备精细拆解至零部件级，建立“设备—部件—备件”全生命周期关联图谱，结合AI预测实现预测性维护，避免非计划停机。在质量管控层面，构建四道质量防线——“事前预报、事中检测、闭环优化、事后反哺”，让每一件钢材都行驶在“质量高速公路”上。通过远程集约精益智能的跨界面实时优化及全链路协同，推动特殊钢大规模标准化生产向个性化定制的转变。

图5生产作业模式变革

生产管理：从“单点调度”到“全链协同”

面对多品种小批量带来的生产组织困难与资源平衡挑战，南钢以合同为主线，集成ERP、MES及底层数据，融合从炼铁到热轧的全工序约束条件，通过多目标多约束一体化排程系统，应用智能算法实现自动组炉组浇与热轧智能排程，同时建立风险预警、紧急协调与周期分析机制，打通合同、需求与生产联动的闭环。由此，订单准时达成率提升至98.5%，大宗原燃料库存周转率超7天，备件实现MRO近零库存，向生产过程近零浪费、近零库存的目标持续迈进。在能源与碳管理方面，南钢构建了“生产—输配—使用”全生命周期优化模型，通过智慧能源管控平台实现极致能效优化，新水消耗下降10%、吨钢电耗下降10度、自发电比例提升5%、吨钢能耗降低1.8%；同时建立碳排放总量—强度—减排量的精准核算体系，依托钢铁产品全生命周期评价（LCA）及碳足迹计算系统，实现企业千余类别钢铁产品碳足迹的全覆盖追踪，并已为百余家产业链合作伙伴提供碳数据服务，为近零排放目标提供核心支撑。

图6生产管理模式变革

运营管理：从“经验决策”到“智能体驱动”

南钢将智能化触角延伸至企业的每一个管理末梢，打造了钢铁行业首个覆盖业务最广、数实融合最深的“智造、经营、生态”集群式一体化中心，沉淀5000余条业务规则，推动研产供销服各环节全要素、全流程、全价值链的优化，实现运营管理少人化智能化。在财务领域，AI+RPA机器人组成了财务智能体，替代高频重复性操作，实现了业务流程自动化、数据自动抓取、财务报表自动产制。在市场研判方面，创新构建了六大品种的市场研判框架体系，通过“人工智能+专家预测”双维度模式，市场研判准确率提升20%。AI客服7×24小时在线响应，通过智能对话精准理解客户需求，客户满意度持续提升。智慧大监督平台部署200余个预警模型，实时感知运营风险。联合中石化、斯凯孚等伙伴建立“互为供应商”的协同网络，实现能力互补、风险共担、价值共享。通过GMS平台和“JIT+C2M”模式与下游客户系统直连，实现车间级互联，让客户黏性与价值共创能力持续放大。

图7南钢智慧运营中心

五大环节，环环相扣。南钢用数智化将钢铁制造从一个“黑箱”打开为一个透明、可预见、可优化的生命体。这不是炫技，而是对制造本质的深刻回归：让每一块钢铁，都承载着数据的温度与智慧的力量。

在迈向领航级智能工厂的征途中，南钢始终将核心技术牢牢掌握在自己手中。

在装备创新方面，依托金恒科技、金宇智能等智能化子公司，协同科研院所联合研发一批冶金工业首台套智能装备，其中金相智能检测、相控阵探伤、连铸加保护渣机器人23种智能装备为行业首创。

图8装备创新

在工艺创新方面，全球首创“加工前置式”高精度耐磨钢加工工艺、定向凝固铸坯装备和工艺等，变革传统钢铁产品加工流程，215个产品（技术）达到国际领先或先进水平。

在AI技术方面，发布“元冶”钢铁大模型，是行业首个专业领域大模型架构，构建了覆盖研发、工艺、生产、设备、质量、能源等十余个行业高质量数据集，研发覆盖质量检化验、工艺优化、设备智维、市场采购等多个场景的智能算法，累计上线AI模型超过100个，让算法真正成为钢铁生产的“新引擎”。

领航级智能工厂的价值，不仅在于自身的高效与卓越，更在于对整个产业链的辐射与带动。

在标准输出方面，南钢在智能工厂建设过程中，围绕数据接口与通信，生产、物流、销售、服务等领域，以及供应链风险防范等方向，牵头或参与制定35项国家、行业及团体标准，其中国标7项。包括《网络协同制造平台数据服务要求》《钢铁行业高级计划排程系统（APS）规范》等，并在具体场景建设中实现应用。

在能力开放方面，南钢通过金恒科技、鑫智链、金宇智能、金智工程、金久恒等高科技平台公司，将自身在数字化转型中积累的技术、经验和解决方案体系化地对外输出。目前，南钢的智能制造解决方案已成功应用于超过100家企业，不仅涵盖钢铁同行，还延伸到有色、化工、装备制造等多个领域，形成了良好的行业示范效应和辐射带动作用。

在生态协同方面，南钢依托国家数据局2025年可信数据空间创新发展试点项目，牵头成立“钢铁产业链可信数据空间联盟”，联合产业链上下游伙伴，围绕供应链协同、智能制造、市场预测、研发质量与客户服务五大核心场景，构建具有钢铁产业特色的数据产品与服务体系。

站在领航级智能工厂的新起点上，南钢的目光已经投向更远的未来。面向“十五五”，南钢将实施五大行动，推动智能制造从“感知智能”向“认知智能”跃升。

第一，数据底座再夯实。南钢将推动数据治理从“业务贯通”向“AI就绪”升级，围绕AI大模型训练需求，构建标注精准、场景对齐、时序完整、知识密度高的钢铁行业高质量数据集，让数据真正成为AI的“燃料”。

第二，AI赋能再深化。以“元冶”大模型为引擎，南钢将拓展AI在研发设计、工艺优化、质量预测、能效管理、设备运维等核心场景的闭环决策能力，让机器不仅“看得见”，更能“想得明白、做得精准”，实现从辅助决策到自主决策的历史性跨越。

第三，产线智造再突破。南钢将率先在行业内建立产线级智能成熟度评估标准，对工厂内所有产线进行精准画像、分级诊断，实施“一线一策”的提升计划，最终推动所有产线整体达到领航水平，让领航级智能工厂的每一根“毛细血管”都充满智慧。

第四，生态协同再升级。依托可信数据空间试点，南钢将构建产业链智能决策大脑，实现需求预测、研发协同、生产调度、物流优化等场景的跨企业智能调度，推动产业链协同从业务联通向智能决策升级，打造共生共荣的产业智能体。

第五，数字文化再培育。南钢将通过内部活水、挂职锻炼、专项培训等多种方式，加快培养一批既懂钢铁工艺又精通AI技术的复合型领军人才，让“数字工匠”成为南钢最硬核的竞争力。

预计到2028年，南钢将实现全流程人工智能应用覆盖率超过85%，合同兑现率提升至94.5%，定制配送订单到货率达到99.8%，产业链协同效率再提升30%，成为全球钢铁行业智能化变革的“中国样本”。

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