钢铁企业数字化工厂解决方案 需求要点 • 钢铁企业数字化工厂背景意义 • 钢铁企业数字化工厂关键技术 • 钢铁企业数字化工厂规划设计 • 钢铁企业数字化工厂需求要点 • 钢铁企业数字化转型实施路径 contents 目 录 一、 钢铁企业数字化工厂 背景与意义 当前钢铁行业面临产能过剩、环 保压力增大、市场竞争加剧等问 题，亟待通过技术创新和转型升 级提升竞争力。 行业现状 造，实现生产过程的可视化、可控制和可优化。 概念定义 数字化工厂能够提高生产效率、降低能耗和排放、优化资源 配置、提升产品质量和客户满意度等多方面的优势。 优势分析 数字化工厂概念及优势 钢铁企业数字化转型必要性 适应市场需求变化 随着客户需求的多样化和个性化，钢 铁企业需要快速响应市场变化，数字 化转型能够提高企业灵活性和市场反 应速度。 提升生产效率和质量 数字化工厂能够实现生产过程的自动 复杂工艺流程 高能耗和高排放 钢铁生产涉及多个工艺流 程和环节，需要精细化的 管理和控制。 钢铁生产是高能耗和高排 放行业，需要采取有效的 节能减排措施。 03 02 01 钢铁企业工艺特点 二、 钢铁企业数字化工厂 关键技术 实现工厂内设备、传感器、控制 系统等的全面互联，构建工业物 联网平台。 设备与系统互联 通过物联网技术实时采集生产现场 数据，确保数据的准确性和实时性。

促进钢铁行业转型金融发展的有效激励 机制 9 2.1 健全识别框架 9 2.2 实施财务激励 14 2.3 加强多方协同 17 3 现有激励机制面临的关键挑战 20 钢铁企业转型动力尚未被充分激发 20 缺乏对金融机构的有效激励 20 对下游低碳钢铁采购方的关注不足 21 4 结论与建议 22 附录 25 促进中国钢铁行业转型融资的激励机制 激励机制是指由政府或市场主体设计并实施的政策安 排或经济行为，通过提供经济利益或明确规则信号等方 式，发挥特定的引导作用。具体到促进钢铁转型融资的 激励机制而言，通过健全识别框架、实施财务激励、建立 良性生态，可以促进钢铁企业加大转型投入，激励金融 机构扩大转型金融业务规模，还可激励下游低碳钢铁采 购方分摊低碳钢铁的绿色生产溢价。 本报告分析了推动钢铁行业转型融资的各类激励机制 及其具体作用路径，并提供了国内外典型实践作为参 同时河北钢铁转型金融工具落地规模不断增长，部分 企业已率先制定了转型计划，表明激励正逐步传导至 企业与金融市场。 3. 当前激励机制对钢铁企业、金融机构、下游低碳钢 铁采购方等关键参与方缺乏针对性的精准激励。当前 激励机制尚未针对钢铁企业、金融机构和下游采购方 的核心诉求提供精准支持，导致钢铁企业缺乏转型内 生动力、金融机构参与意愿不足、低碳钢铁需求有限。 4. 未来可在以下方面进一步系统化完善支持钢铁行 业低碳转型的金融激励工具和机制。

全、 可靠、高效的实时控制。最终实现物理世界和信息 世界的完全融合，并为工业现场构造一个可控、可 信、可拓展且安全高效的 CPS 网络，从根本上改变 现有的工程物理系统的构建方式。 钢铁企业 CPS 网络构成 CPS 网络的基本组成结构包括传感器、执行器 和决策控制单元。如图 1 所示，基本组件之间的循 环控制结构构成了 CPS 的基本功能逻辑单元，执行 CPS 网络最基本的检测与控制功能。 新一代网络将底层传感器采集信息做高效传输；最 终的应用层涵盖钢铁工艺知识库等多方面资源，并 以软件或云服务等形式提供给最终用户。 随着自动化程度的提高，钢铁企业已具备建立 CPS 的基础，但由于钢铁生产中存在大量时滞环 节，工艺之间又联系紧密，导致钢铁企业往往存在 管控脱节、信息化和自动化结合相对不够紧密等问 题，信息无法及时反馈到控制系统中。因此，钢铁 企业建立 CPS 系统，不但要满足钢铁生产工序内物 物理层：本层包括 CPS 单元设备的状态监测 和控制指令执行。当前钢铁企业中监测环节多采用 含嵌入式操作系统的双校准智能仪表系统，具备实 时性的特点，并且可以提高监测系统的准确性，同 时多接口开放模式亦可实现更加灵活的生产现场监 控和管理。 (2) 网络层：CPS 系统的基本要求是各个异构物 理实体之间可以实现信息交互，因此钢铁企业必须 有稳定的网络传输介质，并建立合理的网络传输路 径。

同时，这种需求可推动钢铁行业加快研发和应用低碳生产技术，从而实现碳减排目标。 钢铁下游企业已开始释放对低碳钢材的需求，推动了低碳钢市场的发展。目前，来自欧洲、美国、中国、日 本、韩国的多家钢铁企业已在低碳钢开发上展开激烈竞争。欧洲企业如 Stegra（原 H2 Green Steel）、SSAB 和 Salzgitter 正在测试氢能炼钢技术，中国的宝钢股份在 2023 年开始供应低碳钢，并计划在 2026 年通过氢基竖炉 - 电炉技术将车辆用钢的碳排放强度降低 50%–80%，其后还将发布减碳 95% 的“绿钢”。河钢也在开展 120 万 吨氢冶金示范工程，引领低碳冶金技术。中日韩三国的钢铁企业在脱碳方面具备巨大潜力，其粗钢产量占全球的 60% 以上，占全球汽车板市场供应量的 23.8%。汽车产业对低碳钢材的需求，结合政府政策引导和投资支持，是 推动钢铁行业脱碳的关键动力，体现了需求 法不一致、低碳钢认证标准难衔接等挑战。目前，全球范围内 低碳钢的标准呈现碎片化和多元化，尚未形成统一或互认的标准体系。据统计，全球有几十个机构或企业在研究 低碳排放钢标准，包括第三方倡议组织、钢铁企业、金融机构和下游用户等，已经形成 150 多项钢铁可持续领域 的标准和倡议 10，各倡议下的核算方法也不尽相同。同时“绿色钢”、“低碳排放钢”、“近零排放钢”等术语在 不同倡议中的使用不一致，

2018 年 1 月 工信部 《钢铁行业产能置 换实施办法》 针对不同地区提出不同的产能置换 比例，如“京津冀、长三角、珠三角 等 2017 年 2 月 住建部、 国家质监总局 《钢铁企业节能设 计标准（征求意见 稿）》 适时补充完善各工序节能降耗工艺、 技术、装备措施等内容。进一步核定 各工序能耗的计算范围，补充修订各 工序能耗计算公式、能耗指标及余热 回收数量等内容；适时调整电力当量 重塑产业生态格局； ② 智能化：大数据、人工智能等技术的深度融入，将推动实现全流程智能 管控，全面提升生产效率与质量控制水平，促进产业生态圈融合共生，加速竞争 模式重构； ③ 高端化：钢铁企业将借助技术创新引领产品结构升级，国产大型转炉、 电炉、连铸机等核心装备技术将迈向国际前沿，加速进口替代进程，有力推动行 业由规模扩张向质量效益型转变。 2.2 冶金（钢铁）行业市场规模情况 年下半年起，部分钢铁企业已出现停产、限 产情况，且这一态势延续至 2024 年。2024 年，钢铁市场持续低迷，具体体现为 矿石、坯料等原材料价格下跌，需求端的疲软已传导至制造端。细分行业中，船 舶业凭借相对充足的库存订单表现尚可，而机械制造业需求则大幅萎缩。 尽管国家层面鼓励生产设备更新换代，但在行业下行周期中，钢企普遍采取 严格的成本控制措施。因此，若非设备强制报废等必要情况，钢铁企业通常缺乏

绿色工厂一53个重点行业名单 钢铁行业 · 长流程钢铁:适用于长流程钢铁企业和同时具备长、短流程锅铁企业培育绿色工厂使用。其中,长 流程企业是指具备炼铁(高炉、非高炉,国转密一矿热炉等)、炼钢(特炉、氧氧照被炉)、乳网 等生产工序的钢铁企业;短流程企业基指具备炼钢、轧钢等生产工序。以废明,直按还原铁、镧铁 等为主要原料,以电炉(不锈照以电炉+氢氧脱碳炉》作为冶炼装备的钢铁企业。 · 短流程钢铁:短流程企业经缩真备炼钢、轧钢等生产工序 短流程钢铁:短流程企业经缩真备炼钢、轧钢等生产工序,以废银。查孩还原铁、银铁等为主要原 料,以电炉(不销钢以电炉+氧氧脱额炉)作为治炼装备的钢铁企业。 · 铁合金:产品覆盖征硅合金、高碳络铁、电炉高碳话铁、测碳锰铁、硅铁。 · 焦化:设有常规体炉(包括质装和捣因两种形式)的独立佛化企业。 尊诚科技服务 绿色工厂—53个重点行业名单 石化化工行业 五些。 1以原启加工为核心工艺。主要生产汽注、要名, 航理等成品油及劳延

进行竞争。因此，身处该行业的生产商和贸易商必须通过不断地开发新产品、提高生产效率、 提高产品质量来应对瞬息万变的市场，所有这些都对钢铁企业的灵敏程度形成了挑战。因为， 与此同时企业还必须达到制造高质量产品、准时交货、保持最低成本等方面的要求。 2、钢铁企业生产组织模式 我国大部分钢铁企业目前的生产组织模式分为以下几个层次： 公司生产计划：生产计划主要确定大宗原料采购，能源分配，铁前生产计划，钢后 分厂作业执行：生产分厂依据生产部下达的生产任务排程进行作业执行。 目前，我国钢铁企业生产的管理与执行基本靠人工进行。生产部每天组织生产调度会， 协调上述三个层面的问题。人工管理存在的问题很突出，表现在产能得不到优化、最大化， 生产成本高；日计划兑现率低；人工计划劳动强度大；无法精确掌控现场生产和物流，生产 管理粗放；客户无法知晓定单执行情况，交货期不确定，并且，钢铁企业的产和销是一对矛 盾的统一体。从市场销售来看，必 式则很难释放出企业的产能，达到产量的最大化。而在钢铁企业，如果不实现产能最大，只 是一味地按订单生产，追求每一个客户的满意，必然增加企业生产成本，降低经济效益。 这些问题的存在，主要是由于钢铁企业多分厂结构，生产信息一体化集成度不高，设备 工艺稳定性差，情况不明，生产变化不能及时反应调度等等而造成的。如何在产能和订单之 间达到平衡，成为每个钢铁企业面临的关键问题。 3、钢铁行业特性

网络化、智能化转型升级，深化钢铁行业供给侧结构性改革， 开创钢铁行业高质量发展新局面，实现从钢铁大国向钢铁强 国的转变。 1.1 钢铁行业数字化转型趋势分析 1.1.1 设备管理由传统维护向智能维护转变 钢铁企业通常部署有高炉等众多高价值设备， 以往只能 采取事后维护或者基于主观经验判断和固定失效周期的定 期维护， 很难准确识别设备故障并维修， 容易造成产线停滞 和生产安全等重大问题。随着智能传感器和通信技术的兴起， 求日益个性化， 加大了作出科学高效采销决策的难度。钢铁 行业传统的供应链只能靠契约合同保障，信息孤岛化问题突 出，物料信息难以在供应链中实现跨环节的自由流通， 大大 增加了企业运营成本。钢铁企业可将 ERP 、 SCM 等信息系 统 集成用于供应链整合， 构建上下游信息流通渠道，结合产 品 需求、原料供给和产能配置，及时调整生产计划，提高产 能 利用率， 减少库存积压， 保障订单稳定到期兑现。 的环保成本急剧上升。钢铁行业急需转变发展理念，重视环 保管理水平提升，加快由以前单纯追求产量扩张的粗放型生 产方式向追求优质低碳的清洁型生产方式转变。而物联网、 大数据、人工智能等数字技术的出现， 可以帮助钢铁企业实 时采集、监测、分析各生产环节的能耗和排污情况，集中企 业资源对重点环节进行工艺优化或设备升级，提高企业清洁 型发展水平。 1.2 钢铁行业工业互联网平台典型应用场景及实践 1

能力、用户洞察能力、数字化战略能力等七个方面，横向方面贯穿从 企业研发设计、生产过程、经营管理到客户服务全流程，纵向方面贯 通从平台建设、生产管理、业务管理到战略管控全环节。 通过数字化能力建设，钢铁企业可基于“分布式、网络化、平台 化、简流程”的特点与需求，建成 CPS 物理信息系统，实现物理实体与 数字虚体之间的有机融合；建成集“无人化工厂、平台化运营、协同化 生态”于一体的扁平化架构体系，实现企业生产管理的工序作业一键 、矿业 AI 、矿钢 AI 工业互 联网平台 鞍钢集团：紧密围绕企业新时期发展战略，以两化深度融合为目标，构建了企业数字化能力 模型，绘制了未来钢厂新蓝图。 典型的钢铁企业转型——宝武钢铁正在发生的变革  数字化转型的本质：重构企业业务模式、商业模式和核心竞争力  钢铁工业未来发展方向——数字化、智能化转型 目 录 一、数字化转型：企业最重要转型

山”的淡水河 谷、力拓、必和必拓和FMG手中，“四大矿山”也自然成为供给 侧碳排放的代表。以澳大利亚的力拓为例，其每年的范围1、范 围2的碳排放量高达2900万吨二氧化碳当量，而这部分碳排放对 于钢铁企业而言就成了供给侧的范围3排放。采矿业主要的碳排 放来自矿场运输机械与选矿设备的运行，澳大利亚联邦科学与工 业组织 [2] 和巴西欧鲁普雷图联邦大学的研究 [3] 发现，来自 澳大利亚和巴西的铁矿 存。例如，汽车制造商直接生产和外购能源所产生的碳排放，对 于钢铁企业而言是非直接排放的重要组成部分，而钢铁生产过程 中的范围1、范围2排放对于汽车制造商而言则是产业链上游所带 来的范围3排放的重要组成部分。统计并划分端到端全产业链的 碳排放，会提高行业的减碳动力。例如，在进行碳排放交易时， 汽车制造商可能更倾向于购买低碳排放的钢铁企业所生产的钢 材，以减少自身的范围3排放，降低碳排放带来的成本和社会压 [1] 更加高效、集约化的利用产能，减少了能源的 浪费及碳排放。 ■行业集中度不断提升。在区域性的产能置换政策的引导 下，钢铁行业的产能归属和产能布局发生变化。政策支持下的大 型钢厂不断整合、兼并钢铁企业。中国钢铁产业集中度CR10从 2015年的34.2%提升至2020年的39.2%。 [2] 2020年后，中国更 出现了以宝武集团兼并山钢、鞍钢集团兼并本钢为代表的大宗并 购案，宝武集团成为第一个年产量过亿吨的钢铁集团。钢铁产能