新型工业化背景下钢铁行业数字化转型的现实要求与路径探析

黄一新

（南京钢铁集团有限公司，江苏南京 210035）

党的二十大吹响了全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴的奋进号角。党的二十大报告提出：“建设现代化产业体系”“坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国”。制造业是实体经济的主体，其规模大、价值链长、带动性强，制造业在现代化产业体系中起着决定性的支撑作用，而钢铁是制造业最基础的材料之一，覆盖面极广，影响着制造业的方方面面。近年来，随着下游需求放缓，钢材价格持续承压，整个钢铁行业均面临“营利性增长”难题。在推进新型工业化背景下，钢铁行业的发展重点不再以规模扩张为主，内部生产运营以业务数字化降本增效，外部市场以数字业务化输出成熟可靠的解决方案，成为钢铁企业重要战略发展方向。

一、新型工业化背景下钢铁行业数字化转型需求分析

新型工业化的总体要求是保安全、提品质和支撑共同富裕，重点在强基础补短板，持续提高质量效益水平和国际竞争力等方面下功夫。在新型工业化发展过程中，符合数字化、智能化和绿色化的产业和服务将迎来新的发展机遇。当前，世界百年未有之大变局加速演进，新一轮科技革命和产业变革深入发展，全球产业链供应链价值链加速重构，钢铁行业进入周期性调整，这些都给钢铁行业当前生产经营和发展合作带来了极大挑战。钢铁工业作为国民经济的重要基础产业，是建设现代化强国的重要支撑，是实现绿色低碳发展的重要领域。在传统的生产方式下，钢铁行业生产效率和成本控制已经接近极限，在“双碳”目标下，钢铁行业的竞争格局必然重塑，转型升级迫在眉睫。

（一）钢铁行业面临产业结构升级新拐点

从我国钢铁行业发展历程来看，2000年之前我国钢铁行业经历了从小到大的阶段，发展重点在于补足我国薄弱的钢铁工业基础，实现钢材自给自足。进入新世纪，伴随着我国经济发展水平的快速提升，为支持制造强国建设目标，钢铁工业进入爆发增长期，行业发展增速加快。自2014年以来，我国工业化需求增速放缓，曾经粗放式的发展问题逐步显现，供给侧结构性改革和淘汰落后产能成为重点，钢铁行业进入收敛增长期，开始由大到强发展。2020年至今，我国经济新常态持续，参考美国后工业时代钢铁市场格局，钢铁下游行业整体增速放缓，行业面临关键转型节点。未来，钢铁行业分化会愈加明显，市场竞争将更趋白热化，竞争压力将长期存在，市场风险进一步加大[1]。

随着我国钢铁工业发展从高速发展阶段进入高质量发展阶段，产业结构性调整、提升空间放大，中低端产品产量占比将逐年下降，中高端先进钢铁材料将迎来提速发展阶段。通过工业互联网、大数据等新一代数字技术的广泛应用，能够有效提升钢铁生产过程自动化控制及智能化水平，淘汰落后产能，不断生产出符合市场需求的高端产品，促进钢铁工业高质量发展。

（二）钢铁行业绿色化发展成为主旋律

钢铁企业一直是能源消耗大户，未来将面临碳排放强度和总量的绝对约束。我国钢铁工业碳排放量占全球钢铁工业碳排放总量的60%以上，约占全国碳排放总量的15%，位居制造业行业首位，是碳减排的重要领域[2]。近年来，尽管钢铁行业在节能减排上付出了巨大努力，从结构减碳、绿色能源降碳等方面多措并举，碳排放强度逐年下降，但由于体量庞大和工艺流程的特殊性，碳排放总量控制压力仍十分艰巨。

随着我国钢铁工业装备水平的提升，未来依靠装备大型化来提高能源利用效率的潜力空间将越来越小，数字化将会发挥更加显著的作用。在“双碳”目标约束下，通过数字化手段建立钢铁行业的能源管控体系，不断优化钢铁生产工序间的界面流程、强化生产控制，推动节能降耗，助力企业绿色低碳发展已成为普遍共识。

（三）钢铁行业产业链竞争力提升

我国是工业门类最齐全、产业链最完整的国家，而钢铁工业素有“工业之母”之誉，是许多产业链中的重要节点，对国民经济中的许多领域都有影响。钢铁生产中的原材料，特别是铁矿石的供给长期制约着我国钢铁行业的发展，同时我国与国际的钢铁贸易摩擦加剧，出口环境恶化，国际钢铁企业的竞争已不仅是生产制造环节的竞争，还是产品设计、物流运输、营销市场、零售渠道等产业链的竞争。而高质量发展要求兼顾产业链的效率和安全，钢铁企业特别是大中型钢铁企业，应该承担增强产业链竞争力、保障产业链安全的使命[3]。

产业互联网的构建能够突破传统产业参与主体信息传导与逐级响应式资源调配计划的模式，打破钢铁产业链各主体间的信息壁垒，构建新的供需和生态协同关系，可以为整个产业链资源配置的效率跃迁和商业模式创新提供具有决定性的支撑与助力，促进钢铁企业转变经营理念，更加科学、高效、合理地组织生产，更加精准地服务上下游企业，进而提升整个产业链的竞争力。

二、数字化转型是钢铁行业高质量发展的必然道路

钢铁行业自2016年开展供给侧结构性改革以来，企业现金流得到明显改善，持有充足的资金可供企业转型升级，政策层面对钢铁行业进一步转型升级也提出要求。从历史机遇来看，数字化为钢铁行业带来新的发展机遇，实践成效也表明，数字化转型是钢铁行业高质量发展的必然道路。

（一）钢铁行业数字化转型的政策要求

近年来，物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术在传统制造业领域加速应用，并逐渐被现行工业体系吸纳、消化、融合，从而推动制造技术变革，优化钢铁行业生产流程和工艺。2022年2月7日，工业和信息化部、国家发展改革委、生态环境部联合发布《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》提出：力争到2025年，钢铁工业基本形成布局结构合理、资源供应稳定、技术装备先进、质量品牌突出、智能化水平高、全球竞争力强、绿色低碳可持续的高质量发展格局。政策层面对钢铁行业转型升级提出了明确具体的要求和发展方向，对于我国钢铁行业实现由大到强的历史转变意义非凡，行业迎来新的重大历史发展机遇。

（二）钢铁行业数字化转型的历史机遇

继农业经济、工业经济之后，数字经济全面崛起，梅特卡夫、摩尔、达维多三大定律支配的新经济、新动能、新业态必将引发人类社会与经济波澜壮阔的整体性历史性变革。全球产业链布局和贸易格局调整背景下，我国通过数字化技术应用加速补齐短板，推动产业结构加速优化，钢铁企业的增长模式正在从规模扩张向质量效益增长转变，走差异化创新路线的专精特新企业将迎来更多机遇。数字化、智能化已经成为钢铁材料研发及制造的发展趋势，同时也是企业转型升级的重要手段，并带来企业经营管理理念、价值增长模式、组织管理机制的转变。

（三）钢铁行业数字化转型的实践成效

数字化不仅能够解决钢铁企业遇到的利润和收入增长问题，还能够挖掘出企业极致竞争能力的能级提升。一方面，钢铁企业采用数字化优化营销、采购及供应链、生产流程控制、研发环节，可以显著提升企业经营管理水平、客户服务水平；另一方面，让企业能够持续挑战自我极限。比如：极限的质量控制、极限的成本控制。获取制造过程精准、实时、全量的数据，让数据分析成为可能，通过算法持续优化流程与工艺过程，增强采购成本的决策支撑，实现采购的降本增益，全方位赋能企业高端化建设。

三、钢铁行业数字化转型路径探析

当前，钢铁企业数字化转型实施主要有两种模式，一是以自主研发为主，二是以借助社会专业力量为主，在这两种模式下，国内的一些标杆钢铁企业很早便已经进行积极探索，如宝钢、马钢、南钢、河钢、鞍钢等，加速推动行业数字化转型进程。其中，南钢的数字化转型实践具有典型代表性。早在2015年，钢铁行业刚经历了一轮大的“萧条”周期，南钢便提出以“创建国际一流受尊重的企业智慧生命体”为愿景，依托子公司金恒科技智能制造的建设能力，全面推进智能生产、智慧运营、智慧互联和数字服务等领域建设，取得了一系列开创性、突破性、标志性的成果，为钢铁行业的数字化转型提供了“南钢样板”。

（一）数字化转型战略

数字化让企业在当今高频不确定性、高频竞争的时代具备敏捷应变的能力，这样的能力需要从战略层面进行顶层设计并协同实施推进。数字化转型的“深水区”关键在于重新定义业务模式、重构运营和管理模式，而绝不仅仅是在原有业务模式基础上实现信息化，这是一个系统性的、全局性的变革。

数字化转型是南钢的三条成长曲线之一，南钢以“一切业务数字化、一切数字业务化，产业智慧化、智慧产业化”为目标，围绕JIT+C2M新模式，制定了数字化转型短中长期规划。转型小组由董事长亲自挂帅，并成立了数字应用研究院，牵头公司数字化整体战略规划、目标分解以及变革管理，负责前沿数字化技术跟踪与应用探索、数字化系统架构看护与维护、持续产出数字化创新产品与方案，打造钢铁行业人、机、物全面互联的数字工厂。构建南钢全要素、全产业链、全价值链的新型工业生产制造和服务体系，实现产业生态共享、商业模式创新、数据驱动研发、智能工厂集群、柔性制造及个性化服务，知识载体由人到系统，工作模式由重复执行转变为持续优化，实现产业工人的职业升级，最终实现企业所有作业的敏捷与精益，经营管理的精准与高效，使南钢向钢铁行业头部企业加速迈进。

数字化转型是“一把手工程”，需要企业的领导者有全局视角和系统思维，结合行业发展特点和企业整体战略筹划。中大型企业可根据企业实际需要，建立专门的推进组织，关注前沿技术及先进解决方案，以点带面实施数字化转型。

（二）数字化人才组织

数字化战略的成功落地离不开人才的支撑，数字化人才是数字化转型的核心驱动力，领先的数字系统需要匹配相对应的数字化组织才能发挥其业务效能。先进的数字技术、解决方案可以靠持续的资金投入迅速获取，但员工的数字化意识则需要时间沉淀。

南钢在人力资源体系管理方面进行了变革，在原有的技术研发序列、专业职能序列、营销序列和投资序列基础上，新增了数字化人才序列，构建人才引进、成长、选拔、流动的成套体系和机制，为数字化人才职业发展提供专门的晋升通道。数字化序列最高级别的首席科学家待遇与公司高管齐平，牵引内部OT型人才成长为稀缺的“OT+IT+DT”的复合型人才。南钢经过多年战略指引，明确文化导向，聚焦投入，培养起了一批具备数字化思维方式的业务骨干，拥有其它企业无法短期复制的宝贵财富。

企业需要构建以数字文化为支撑的价值体系、打造学习优化型的敏捷组织模式。在项目建设的同时培养数字化人才，并匹配相应的晋升通道及福利待遇，随着项目的不断深入，员工的数字意识不断提升，进而形成相辅相成的发展格局。

（三）工业互联网

工业互联网是制造业数字化、网络化、智能化的重要载体，也是钢铁行业实施智能制造纵向集成、横向集成、端到端集成的基础设施。加快打造工业互联网、赋能钢铁行业数字化转型是一项重要任务。近年来，钢铁行业众多大中型企业通过不同方式建设工业互联网，新的场景、新的应用在实践中不断涌现[4]。

南钢建成江苏省首批工业互联网平台，自主集成建成了全球首条专业加工高等级耐磨钢配件的“5G+工业互联网”的JIT+C2M智能工厂，整合了产业链下游零散低效的零部件加工价值链，实现了钢铁产品像消费品一样的极致与低成本服务；建设铁区集控中心和钢轧集控中心，实现钢铁生产由“经验化”向“数字化”“智能化”的逐步转变；建成行业首个覆盖业务面最广的智慧运营中心，将全要素全价值链汇集，支撑南钢从单领域单工序寻优走向跨领域甚至全局寻优。同时，南钢还在数字孪生工厂、冶金工业机器人、AI应用、5G、区块链等方面持续探索，提升生产制造全流程效率。

钢铁行业工业互联网建设重点有两个方面：一是工业生产现场方面，基于设备和生产过程进行智能化升级改造，提升自动化作业程度，完善各环节数据监测，开展人工智能分析决策，综合优化流程，提升整体运营效能；二是运营管理方面，打通内部各业务系统数据和信息，实现各环节的互联互通、信息融合。

（四）数据治理

2020年，中共中央、国务院发布的《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》中，将数据定义为继土地、劳动力、资本、技术之外的第五大生产要素，数据资产是数字时代的“新石油”。

为有效发挥数据第五大生产要素的作用，通过数据洞察业务释放数据价值，南钢率先在钢铁行业全面开展数据治理。数据治理本质上是业务治理的过程，是基于企业主流业务流、价值链、数据流进行综合治理，包括对企业运营横向价值链、生产纵向价值链集成打通。同时，南钢借助于云计算、大数据、物联网等技术，构建了工业互联网平台的“云边端”架构，实现对工业场景多协议兼容、低时延、高可靠的数据采集诉求，利用智能物联系统实现边缘算力下沉。基于国际主流的湖仓一体架构，南钢还打造了实时数据湖与数据仓库融合平台，为企业数据处理、数据资产沉淀与共享提供统一底座。依托南钢优势的数据体系，通过AI模型的大量应用，将数学、运筹学等方法论加入生产运营的工具箱，借助机器学习、求解器等新型数据智能技术，实现横向到边、纵向到底的全方位、全流程、全领域智能化赋能，让数据由过去的事后记录、分析到实时感知、过程调优、实时分析、精准执行、智能决策。

随着钢铁行业数字化转型的不断深入，数据的重要性愈发凸显，钢铁的生产过程中积累的数据蕴含了整个生产流程各层次的海量信息。企业首先需要实现数据采集口径统一、数据清洗与数据整理、系统间数据全面打通；其次，搭建大数据平台，建立数据质量与安全体系，建立数据资产管理机制；最后，自主或合作开发分析和预测模型算法，使数据能够真正发挥价值、赋能业务提升。

（五）产业互联网

未来的竞争不仅是企业的产品竞争，更是产业链之间的竞争。企业需要打破自身边界，聚合内外部资源，持续与全产业链生态进行高效链接与深度融合，实现从研发设计、原料采购、生产制造和产品销售等各环节全覆盖，让企业能够更敏捷响应客户需求，提供高附加值的知识与服务产品，增强服务客户的广度与深度，并实现商业模式的蜕变。

南钢积极从产业链视角出发持续推进产业互联网平台建设，基于数据主权强化与生态的连接，协同生态相关方以数字技术为支撑共同创造价值增量，实现客户、伙伴、南钢多方共赢，激发整个产业链活力。南钢通过建设E2E和GMS产业互联网平台，打破企业间的管理壁垒，实现企业间的业务与数据的深度融合。如采购端，南钢链接了中石化、山东能源等战略供应商，销售端链接了招商局重工、徐工集团等行业龙头企业。推动与用户的合作关系向协同共生方向发展，为客户提供增值服务的同时，增强用户黏性，服务于销售经营。

产业互联网的构建需要企业在具备一定的数字化能力之后，结合产业链上下游企业的业务痛点和业务诉求定制开发，可以与行业龙头企业、战略合作伙伴率先试点实施，深度链接采购、研发、生产、销售等全产业链条全要素，实现各环节的信息共享，以差异化的服务提升业务效率，以数据为纽带构建产业链生态圈。

（六）绿色低碳发展

钢铁企业的能源消耗约占总生产成本的20%～40%。不同的装备水平、工艺流程、产品结构和能源管理水平对能源消耗都会产生不同的影响。实用经济的节能技术、数字化的平衡输配系统和基础能源管理是现代钢铁企业实现节能降耗的基础技术措施。

南钢制定了“双碳”行动纲要，围绕源头减碳、过程降碳和末端固碳，从能效提升、绿色能源、绿色物流、绿色产品、技术突破等十个方面持续推进节能减排、协同降碳，制定“双碳”三步走战略，同时推进智慧能源体系建设，以智慧能源建设驱动绿色低碳发展，利用智慧能源管理，结合数字化、实时化、精细化手段，实现精准调控，充分发挥能源数字化管理积极作用。开发碳排放监控系统，实现对碳排放总量、碳排放强度、碳减排等板块重要数据的实时监控。通过对能源从生产—输配—使用全流程的跟踪和管理，实现全局寻优、多介质能源系统融合和碳足迹追寻，缓解钢铁行业长流程高碳化资源瓶颈约束，实现了节能降耗与碳减排。

绿色低碳发展是钢铁行业的必答题。钢铁行业要践行绿色制造理念，不断对产品设计、生产工艺、能源管控、工序协同和资源调度等实施智慧管理与优化，如搭建能源管控平台、碳排放关系系统等，提升钢铁整体生产流程的整体紧凑程度，减少跨工序协同不足导致的能耗物耗，构建钢铁全流程、全业务覆盖的低碳生态。

四、结束语

钢铁行业数字化转型是行业发展的大趋势、大方向、大战略。我国钢铁行业数字化转型发展已由理念普及、试点示范转向系统创新、深化应用的新阶段，虽然与新型工业化背景下制造业高质量发展的要求相比，仍存在创新能力不强、应用深度广度不够、生产管控一体化能力水平参差不齐等问题，但随着国家供给侧结构性改革的不断深化以及数字技术的不断发展，问题均会一一化解。

面向未来，钢铁行业要以国家重大需求和企业生产运营中的问题为导向，围绕工业互联网建设，加速先进数字技术与钢铁制造的深度融合，充分发挥数据价值，积极探索数字化转型的“无人区”，促进我国实现由钢铁大国向钢铁强国的转变，建设具有强大竞争力的中国钢铁工业[5]。