行业数字化转型场景图谱（2025版）

A铁前环节 B炼铁环节 n现状评级：★★ 数字化协同研发 n工具链：钢铁行业利用数字研发平台、生产工艺模拟、工艺流程设计等软件，开展新钢种性能预测，以及热处理、连铸、轧钢等工艺仿真优化，提升了钢铁行业创新研发与试验验证效率和质量。n数据链：钢铁企业利用标准化接口，加速LIMS与PLM、MES等系统数据互通，实现研发设计、试验与生产全链条数据贯通，助力缩短产品研发和产品试制周期。n痛点问题：钢铁工艺和新材料的研发需要产业链上下游企业的协同合作，然而原材料供应商、设备制造商、用户等利益诉求不同、信息沟通不畅，导致协同研发管理难度大。 YB01-A-1-2 YB01-A-1-1 降本 降本新模式 YB01-A-1-4细 分 场 景 ： 三 维 工 厂 数 字 化设计与交付 提质降本 YB01-A-1-3细分场景：试验管理 主场景：新钢种研发 主场景：工艺数字化设计 现状评级：★★工 具 软 件：工 业 互 联 网 云平 台 、 数 字 化 研 发 平 台 、 金 相 分 析 系 统知 识 模 型：材 料 基 因 组 工 程 模 型 、 服 役 环 境-性 能 退 化 模型 、 成 分-工 艺-性 能 关 联 模 型 、 冶 金 过 程 模 拟 与 优 化 模 型 等数 据 要 素：原 料 成 分 数 据 、 冶 金 过 程 参 数 、 生 产设 备 状 态 数 据 、 产 品 质 量 检 测 数 据人 才 技 能：冶 金 工 程 与 材 料 科 学 、 大 数 据 与 数 据 分 析 、 计 算 机 科 学 与 信 息 技 术 、 软件 开 发 与 编 程 、 人 工 智 能 与 自 动 化痛 点 问 题：钢 铁 行 业 中， 不 同 部 门 、 不 同 项 目 之 间 存 在 数 据 孤 岛， 数 据 无 法 有 效 共 享 和 整 合， 影响 研 发 效 率 和 成 果 。 现状评级：★★★工 具 软 件：炼 钢 工 艺 模 拟 软 件 、 钢 铁 生 产工 艺 优 化 软 件 、 钢 铁 工 艺 流 程 设 计 系 统知 识 模 型：质 量 控 制 与 缺 陷 预 测 模 型 、 微 观 组 织 演 变 模 拟， 动 态 非 线 性 系 统 仿 真数 据 要 素：原 料 信 息 、 生 产 过 程 参 数 、 设 备 状 态 数 据 、 产 品 质 量 检 测 数据 、 环 境 因 素 数 据 、 经 济 成 本 数 据人 才 技 能：材 料 科 学 与 工 程 、 工业 工 程 与 自 动 化 控 制 、 仿 真 模 拟 技 术痛 点 问 题：数 字 化 设 计 工 具 和 技 术 还 不 够 成 熟， 在 处 理 复 杂 工 艺 和 大 型 设 备 时 可 能 存 在 性 能 不 足 或 稳 定 性 问题 。由 于 技 术 差 异 和 系 统 之 间 的 不 兼 容 性， 不 同 生 产 环 节 技 术 集 成 难 度 较 大 现状评级：★★ 现状评级：★★ 痛 点 问 题 ：钢 铁 行 业 的 工 厂 设 计涉及大量的设备、管道/电气系统等，设计元素众多，相互 之 间 的 关 联 复 杂 。 这 导 致 数字化设计过程中的建模仿真和优化变得非常复杂和困难。 痛 点 问 题 ：试 验 过 程缺乏有效的实时监控手段，难以及时掌握试验进度。不同试验团队数据记录格式多样，需要花费 大 量 时 间 进 行 格 式 转 换 和 数 据清洗。试验数据存储在不同位置，没有集中管理，数据容易丢失。 n现状评级：★★★ 数字化协同制造 n工具链：钢铁行业开始广泛采用物联网、大数据分析和人工智能等技术来支持协同生产，从生产监测控制到工艺过程优化，再到产品质量监控，有效提升了产业链的整体协同制造水平。n数据链：企业间也通过数字化平台实现了跨企业、跨平台的数据交换和集成，进行数据共享和协同作业，推动企业之间更好地协同合作。n痛点问题：钢铁产业链数字化系统集成难度高，主要是因为钢铁生产流程复杂，多原料采购、生产制造、物流配送等环节都需要相应的数字化系统进行支持。然而，这些系统之间的数据交换和集成面临巨大的挑战，导致企业难以实现全面数字化的协同制造。 YB01-A-2-9主场景：炼焦过程控制 YB01-A-2-1主场景：智能料场 YB01-B-2-1主场景：高炉智能控制 YB01-C-2-1主场景：炼钢智能控制 YB01-C-2-11 降本提质 降本 提质 YB01-D-2-1主场景：热轧产线无人化生产 主场景：精炼智能控制 现状评级：★★★★ 现状评级：★★ 现状评级：★★★工 具 软 件：智 能 轧 钢 控 制 系 统 、 加 热 炉 智 能 控 制系统、机器人控制系统知 识 模 型：热 轧 过 程 控 制 模 型 、 基 于 比 色 测 温 法 的 线 材表面温度检测模型等数 据 要 素：热 轧 设 备 状 态 数 据 、 工 业 机 器 人 运 行 数 据人才技能：计算机科学与技术、自动化、人工智能、物联网、工业工程痛点问题：国产工业机器人在关节轴承精度控制等方面还存在一定差距。 工具软件：精炼过程控制、自动接电极系统、钢包底吹氩自动控制系统、LF终点成分及温度预报系统等知识模型：二级精炼模型、终点成分预报模型、LF脱氧 合 金 化 模 型 、 合 金 加 入 量 计 算 模 型 、综合成分预测数据要素：RH炉的真空度，钢包炉加热速率等人才技能：计算机科学与技术、自动化、控制科学等痛 点 问 题：缺 少 冶 炼 过 程 中 钢 水 温度、炉内流场、夹杂物去除等模型，钢水温度模型精度不足。 现状评级：★★ 现状评级：★★★工 具 软 件：智 慧 高 炉 运行平台、高炉自动化控制系统知 识 模 型：高 炉 配 料 闭 环模型、高炉碱度闭环控制模型、高炉炉热闭环控制模型、高 炉 布 料 闭 环 控 制 模 型 、优化决策模型数 据 要 素：炉 况 数 据 、 关键设备运行状态人才技能：控制科学与工程、冶金工程、系 统 工 程 、 工 程 热 物 理、数据科学痛 点 问 题：现 有 模 型 无 法准确描述高炉内部实际状况，控制效果不理想。设备故障、原材料波动等复杂工况的应对能力不足。 工具软件：智能原料场系统、图扑软件知 识 模 型：库 存 管 理 模 型 、 物 流 路径优化模型、料场三维测控模型数 据 要 素：库 存 量 、 库 存 位 置 、 库存时间、环境温湿度 、 粉 尘 浓 度 、 有 害 气 体 浓 度 、 设 备 运行状态人才技能:自动化、机械工程、安全工程、项目管理人才技能：自动化、机械工程、安全工程、项目管理痛点问题：物料不断移动和变化增加精确计量难度，难以实时跟踪和测量，导致计量结果存在误差。 工具软件：自动炼钢系统、烟气分析系统、声呐化渣系统、自动化出钢系统、炉况红外监测系统、炉衬 激 光 测 厚 系 统 、 转 炉 下渣监测系统知 识 模 型：库 存 管 理 模 型 、 物 流路径优化模型、料场三维测控模型数 据 要 素：废 钢 信 息 、 铁 水 信息、炉况信息等人才技能：冶金工程、机械工程、自动化控制等痛 点 问 题：对 国 外 图 像 识 别 、 深度学习算法工具具有依赖性，国内数字化工具的稳定性、准确性不足。 工具软件：焦炉智能加热优化控制系统、5G智能化操控系统知 识 模 型：总 管 煤 气 优 化 控 制 模 型、支管煤气优化控制 模 型 、 分 烟 道 吸 力 优化控制模型数 据 要 素：直 行 温 度 数 据 、 荒 煤 气温度数据、焦饼温度 数 据 、 废 气 氧 含 量 数 据 、 炼焦工艺数据人 才 技 能：软 件 工 程 、 计 算 机 科 学与技术、煤化工工艺 学 、 炼 焦 工 艺 、 现 代 煤化工生产技术痛 点 问 题：部 分 软 件 只 能 提 供 基 于固定规则的加热控制，而无法根据实时数据和炉况情况对配煤方案进行灵活调整。 YB01-D-2-3细分场景：热表面缺陷检测 提质降本 现状评级：★★★具，部分场景控制准确度不足。__I痛 点 问 题 ：缺 乏 生 产 工艺仿真工 现状评级：★★★痛点问题：人工检测效率低、成本高、易产生漏检和误判 现状评级：★★★l痛点问题：底吹寿命短，ll后期效果差；高温对炉高残锰低金属收得率差。衬侵蚀严重；终渣全铁 现状评级：★★★痛点问题：传统的测温取样设备其精度逐渐降低，人工测温有滞后性。 YB01-B-2-2 YB01-D-2-4 主场景：远程一键炉前控制 细分场景：热轧生产优化排程 现状评级：★★ 现状评级：★★★痛点问题：环境差、安全风险高、人力劳动强度大，偶有安全事故发生，料场利用率和人均劳动效率低，生产清洁化水平低。 应性和灵活性不足，难以提供个性化服务。痛点问题：部分工序控制精度不足，导致堆料形状不规范，取料效率低下；自动化系统的适 现状评级：★★★★工具软件：一键高炉炉前智能化系统知 识 模 型：生 产 调 度 模 型、物料平衡模型数 据 要 素：高 炉 运 行 状 态数据、炉前设备的运行状态、原料和燃料数据人才技能：控制科学与工程、冶金工程、自 动 化 控 制 、 机 械 工 程 、 计算机科学与技术、电气工程痛 点 问 题：需 进 一 步 加 快业务高度集成的转变，以实现更流畅工作流程和数据共享。 痛点问题：面对高频变化的订单情况，比如数量、规格等个性化要求，现有排程工具难以应对，热轧产线弹性有待进一步提升。 YB01-C-2-14细分场景：钢包监测 痛 点问 题 ：季 节 变 化 和 恶劣气候，导致异常工况、操作强度大，系统异常、事 故频发。现状评级：★★复 杂 的现场环境导致安全 痛 点 问 题 ：部 分 软 件 的 模型适应性不强，加热控制过程存在偏差；对复杂工不 足， 无 法 基 于 数 据 提 高炼焦效率和产品质量。现状评级：★★★艺 过 程 的 优 化 和 控 制 能 力 YB01-D-2-6细分场景：无缝钢管全流程质量追溯 YB01-D-2-5细分场景：型材生产工艺参数优化 现状评级：★★★★痛点问题：工人劳动强度大，扒渣强度、脱硫剂投放不标准化等问题。 现状评级：★★★★痛点问题：缺乏能够综合考虑所有相关因素的炉况判断模型。 痛点问题：定期检查精度有限具有滞后性，很难实时把 握 钢 包 内 衬 侵 蚀 情 况 。 钢 包 监 测 数 据存储的系统分散，不利于掌握钢包的整体状态。 现状评级：★★★痛 点 问 题 ：难 以 准 确 把握各参数之间的最佳组合，数据采集不足。 现状评级：★★★痛点问题：缺乏统一数据存储平台。 YB01-A-2-4细分场景：皮带机运行监测 YB01-C-2-15主场景：无人化浇钢 YB01-D-2-8细分场景：棒线材在线测径 YB01-D-2-7细分场景：中厚板超声波探伤 现状评级：★★ YB01-A-2-12细分场景：智能巡检 YB01-C-2-6 痛 点 问 题 ：传 统 皮 带 机运输作业在生产环境、流程、安 全 等 诸 多 方 面 均 存 在 对 人 力 依 赖 性高、智能化升级困难的问题 细分场景：钢包智能烘烤 现状评级：★★★工具软件：ERP，连铸机质量判定系统、连铸机在线震动分析工具知 识 模 型：生 产 时 间 模 型 、 凝 固模型、温度场模型数 据 要 素：库 下 渣 监 测 、 温 度 监 测、液面监测、气雾冷却、电磁搅拌、视觉测量火焰切割、出站时间等人 才 技 能：工 艺 创 新 设 计 、 三 维 建模、连铸生产工艺痛点问题：人工浇钢质量和稳定性不高，容易发生安全事故。 现状评级：★★★痛点问题：对中厚板形状不规则、表面不平整等情况时适应性差。 YB01-B-2-3细分场景：铁水调度 现状评级：★★ 现状评级：★★★痛点问题：快速生产的测径效果不佳。ll 现状评级：★★ 痛点问题：人工测温存在