钢铁行业是我国重要基础产业,是工业制造的“脊梁”。随着全球经济形势波动和行业内部竞争加剧,钢铁行业正面临前所未有的挑战。钢铁企业亟须转向内涵式发展,实现从数量优先向质量优先、从要素驱动向创新驱动、从资源消耗向绿色低碳的根本转变。
习近平总书记强调:“要以智能制造为主攻方向推动产业技术变革和优化升级,推动制造业产业模式和企业形态根本性转变,以‘鼎新’带动‘革故’,以增量带动存量,促进我国产业迈向全球价值链中高端。”作为制造强国建设的主攻方向,智能制造已成为提升钢铁行业竞争力和实现高质量发展的抓手,为钢铁行业的转型升级和内涵式发展指明方向。
作为国内重要的钢铁产业基地和山东省钢铁行业龙头企业,山东钢铁集团有限公司(以下简称“山钢集团”),正经历一场革故鼎新的自我变革。面对新一轮科技革命与产业革命浪潮,山钢集团以旗下山信软件股份有限公司(以下简称“山信软件”)为技术尖兵,持续提升自主研发和集成应用能力,走出一条以科技自主创新筑牢产业根基、以数智融合提升产业竞争力的内涵式发展新路子,为传统重工业转型升级提供具有借鉴意义的“山钢样本”。近期,人民论坛调研组走进山钢集团,探寻其如何培育和运用数智“新质生产力”,锻造钢铁行业的“钢筋铁骨”。
“尚工”筑基——信创、智造国产突围,助力钢铁产线全流程转型升级
习近平总书记强调:“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。”钢铁工业具有生产流程连续、工艺体系复杂、产品中间态多样化、大型高温高压设备集中、人因安全要求高等特征,属于典型的流程型制造业,要保障生产过程绿色、安全、高效,先进的信息系统和工业软件不可或缺。然而,长期以来,作为“制造大脑”的核心工业操作系统与高端工业软件严重依赖国外引进。这种依赖不仅使钢铁生产面临技术“卡脖子”风险和关键数据泄露隐患,更在底层数据标准、工艺流程优化、系统升级迭代等核心环节受制于人,严重制约钢铁产业的数智化转型升级。
面对数智化转型的严峻挑战,山钢集团深刻认识到,唯有掌握自主核心技术,才能夯实发展根基、赢得竞争主动。山钢集团党委常委、副总经理,山信软件董事长王向东表示:“推进自主可控的数智技术,对山钢不是‘可选项’,而是关乎生存与发展的‘必由之路’;不是‘负担’,而是开启未来增长的‘金钥匙’。”2016年,山钢集团整合优势资源成立山信软件。公司以攻克工业软件关键核心技术为重点目标,聚焦中高端软件开发、信息技术服务、智能装备制造三大业务板块进行自主研发,将工业互联网、云计算、大数据等新一代信息技术,与钢铁制造产业链条不断融合,为山钢集团的数智化转型不断注入内生动力。

“尚工”工业操作系统,在国内某大型热轧产线应用
在山钢集团钢铁基地,通红的钢坯刚从加热炉中送出,数百吨重的轧机随之启动,发出沉稳的轰鸣。钢坯被轧辊精准咬入、延展、压薄,最终成为一张张钢材。在热装率信息化管控界面,能直观地展示装炉小时命中率及热装率月、日、班等统计信息,数据比对更加高效。MES(产销一体化)系统界面上,显示着对热装率数据的自动统计,并直接连接销售订单信息,确保客户需求直接反馈至生产一线。以上这些场景所应用的系统,均由山信软件提供。同时,山信软件主导研发的全国产化“尚工”工业操作系统,已在大型钢铁企业热轧产线实现全替代,并具备全线推广能力,有力保障钢铁制造过程的安全性和稳定性。
钢铁生产过程中存在一些“高危、高温、高尘”的岗位,工业机器人的出现,为替代人工完成危险作业提供新的选择。山信软件通过自主研发和技术攻坚,构建起覆盖原料、炼铁、炼钢、轧线全链条的工业机器人体系。高炉炉顶红外热成像系统、智慧库房系统、无人料场控制系统、智能字符识别机器人系统、型材喷码贴标机器人系统……一套套的工业软件程序,一项项的智能化装备,都源自山信软件的潜心沉淀、自主攻坚。
在工业应用软件和智能制造装备之外,山钢集团同样十分重视芯片、操作系统等信息底座的国产化替代工作。按照“统筹规划、分步实施、试点先行、平滑过渡”的原则,山钢集团稳步推进信创工作。一方面,建立信创适配实验室,培养一支信创适配技术团队,夯实信创工作的内生力量;另一方面,搭建信创云资源池,与中科方德、海光信息等国内主流信创企业,建立深度的战略合作关系。
当前,山钢集团以山信软件为信创工作主体,围绕基础设施、智慧制造、智慧运营多个层面,开展大量系统的适配工作。比如,在运维方面,依托海光C86芯片在恶劣工业环境下的专用解决方案,以及云桌面等轻量化运维工具,大幅降低运营成本。再如,在安全自主方面,依托海光C86芯片超强的兼容性,实现行业低成本逐步替代国外工控系统,为山钢集团的数智化转型,筑牢坚实的信息底座。
河南省科学院量子材料与物理所副所长、郑州大学物理学院教授郭海中认为:“自主可控的数智化有助于保障企业生产运行稳定可靠,推动产业链协同优化,赋能行业高端发展。”
“尚信”互联——生产、经营一网统管,构建高效联通的钢铁新生态
习近平总书记强调:“要深入实施工业互联网创新发展战略,系统推进工业互联网基础设施和数据资源管理体系建设,发挥数据的基础资源作用和创新引擎作用,加快形成以创新为主要引领和支撑的数字经济。”工业互联网平台是工业要素资源泛在连接、弹性供给和高效配置的重要枢纽,是支撑产业智能化、绿色化、融合化发展的战略性基础设施。
山钢集团作为国家特大型钢铁企业,组织庞大、部门众多,产业分布广泛、业务多元复杂。为实现集团内外部的业务协同和数据高效流通,山信软件自主研发打造“尚信”工业互联网平台(以下简称“尚信”平台),不仅实现各业务模块的高效整合和生产管理的远程控制,而且积累大量的工业生产数据,为产业智能分析与决策优化提供有力支撑。

山钢集团山信软件“尚信”工业互联网平台
不同于有的公司直接购买成熟的工业互联网平台,山钢集团的工业互联网平台,是山信软件逐步搭建起来的。以自主可控为目标,山信软件搭建信创基础设施平台,引入先进私有云技术,建设“一云管控、三地协同、N个边缘节点”的统一资源服务云。
在这一基础上,山信软件通过构建统一的技术底座,开发业务功能组件化、标准化功能,构建软件开发的自动化流程,为各业务系统的研发和互联互通奠定坚实基础。经过与中科方德操作系统、海光CPU、国内主流数据库软件进行适配,已全栈支持国产化软硬件设备,实现自主可控、安全可靠。
基于“尚信”平台研发的各类业务系统,能与山钢集团的业务完美融合,清晰呈现生产全链路的每个环节、每项参数,并通过虚拟仿真技术提前预判潜在风险。同时要看到,其模块化设计能让平台像搭积木一样,快速为炼钢、物流等不同场景提供高效解决方案。“我们开发的所有系统都基于自主研发的‘尚信’平台,依托坚实、强大的技术平台底座,可实现敏捷式开发和模块化复用,满足项目高质量交付需求”,山信软件股份有限公司信息技术公司副总经理赵峰介绍道。
基于“尚信”平台,山信软件开发出智慧制造、质量管理、安全管理、数字办公、人力资源、业财一体化等各业务模块的系统应用,有力提升山钢集团生产经营的数智化水平。
在钢铁冶炼生产方面,“尚信”平台通过对钢铁产线上各个智能设备数据的集成、存储、分析及管理,实现生产过程的精准控制、远程控制,有效提高生产效能。
钢铁烧结是钢铁生产中的一个重要工艺,烧结过程中产生的有害粉尘,对长期暴露在该环境中的工人健康造成损害。在山钢莱芜分公司炼钢厂,烧结控制系统的运用解决了这一问题。该系统涵盖自动配料、自动配水、自动布料、智能点火、终点自动控制等15项智能化操作,职工只需在电脑屏幕前轻点鼠标,就能实现“一键式”烧结。同时,系统采用寻优算法,设计吨铁成本最低的烧结配矿方案,并实现配矿计划追踪、质量追溯、入炉性价比测算等功能,有效降低吨铁成本。

全国产化“尚信”工业互联网平台,在矿山企业应用
基于“尚信”平台,山信软件还开发出产销一体化系统、智能物流管理系统、全流程质量管控分析系统、检化验管理系统等智慧制造代表软件。产销一体化系统具备个性化承接和大规模定制能力,提升钢铁产品的竞争力;全流程质量管控分析系统,无缝集成专业质量分析工具,利用数据挖掘技术,对数据进行过程分析、评价,助力山钢日照公司质量改判损失降低近40%。
在运营管理方面,“尚信”工业互联网平台打破信息孤岛,实现集团内外部数据的高效流通与业务协同,推动管理模式从经验驱动向数据驱动转变。
在数字办公方面,山信软件打造的集团数字化办公平台,推动实现全集团、各层级的数智化办公,兼容各种终端设备。同时,山信软件通过“掌尚山钢”搭建统一认证和移动基座,以移动门户为载体,实现云上办公协同。
“‘掌尚山钢’上线后,集团公司发文流程平均耗时缩短25小时,发文效率提升373.13%;集团公司收文流程耗时缩短68.3小时,收文效率提升875.64%,大大提高办公效率。”山信软件党委书记、总经理范鹍于是说。
在人力资源管理方面,山信软件打造的人力资源管理平台,通过全面的数字化转型和统一管控,实现人事、干部、薪酬等业务流程的全覆盖。
在财务管理方面,山信软件打造的业财一体化系统,打破业务和财务之间的信息壁垒,实现销售、采购、生产等业务数据,与财务数据的实时同步、无缝对接。
通过“尚信”工业互联网平台的搭建和各业务系统的开发与使用,山钢集团积累大量的珍贵数据资源。为实现数据资源的有效利用,公司按照“业务数据化、数据资产化、资产价值化”原则,搭建集团整体数据架构,提升数据的利用价值。
“山信软件的快速发展,为山钢集团乃至整个行业的信息安全保障,作出重要贡献。面向‘十五五’,在巩固提升传统产业、推动制造业转型升级的进程中,山信软件必将大有可为。”中国企业改革与发展研究会会长,国务院国资委原党委委员、秘书长彭华岗这样说。
“尚智”赋能——AI、产业融合发展,打造自主学习进化的钢铁智链
当前,人工智能技术正深度融入千行百业,加速渗透生产一线和生活场景。习近平总书记强调:“要推动人工智能科技创新与产业创新深度融合,构建企业主导的产学研用协同创新体系,助力传统产业改造升级,开辟战略性新兴产业和未来产业发展新赛道。”钢铁行业正处于从数字化向智能化迈进的关键阶段,山东钢铁抢抓人工智能与制造业深度融合的历史机遇,积极推动人工智能在生产、管理、运维等全环节的创新应用。

山钢集团山信软件“尚智”人工智能平台
在山钢日照公司4300产线,转钢环节曾长期是制约生产效率的“拦路虎”——钢坯温度高达900℃~1100℃,操作人员需通过肉眼观察配合操作台手动调整辊道参数,劳动强度大且控制精度不足,直接导致生产节奏不稳定。
为解决这一难题,山钢日照公司设备部与中厚板厂联合山信软件,自主研发并上线“利用AI机器视觉赋能4300粗轧机自动转钢”技术。该技术通过AI算法,实时识别钢坯轮廓与角度,动态调整转钢速度;并与轧制控制系统实现毫秒级闭环联动,使工人劳动强度降低80%以上,实现从“人工经验判断”到“数据算法决策”的跨越。这一国内领先的技术,正是山钢集团将人工智能技术运用到业务中的一个缩影。
2025年,山信软件正式组建人工智能研究院,以人工智能为核心技术引擎,按照“数据驱动+智能决策”实施路径,全面推动山东钢铁智能化转型升级。
在硬件方面,通过与海光信息等国产芯片领军企业深度合作,山钢集团筑牢人工智能发展的硬件底座。基于海光的“双芯智算”功能,实现生产数据毫秒级处理与智能分析,将AI质检准确率提升至99.7%,提升生产协同与决策效率。基于海光芯片的废钢智能判级系统,实现对复杂废钢进行图像识别、精准分级、远程监控、危险物报警等功能,提高判级的准确性和效率,有效解决人工肉眼判别带来的“效率低、安全性差、标准不一”等问题,进一步提升智能化水平。
在模型方面,山钢集团采用“通用大模型+行业垂类模型”的技术架构,深度融合钢铁行业知识与业务场景,实现从感知、决策到执行、优化的智能闭环,形成涵盖冶金物料识别、高炉巡检、智能排产、自动转钢等场景的50余个工业智能体,为钢铁、有色、化工等行业高质量发展提供重要支撑。

“尚智”人工智能平台,实现粗轧机自动转钢
在应用方面,“尚智”平台在钢铁生产经营等方面有着广泛的应用场景:在选矿工序,智能配矿模型将配矿时间由4小时压缩至2分钟;在炼钢工序,山钢集团开发一体化无干预智能炼钢、一键式智能炼钢等智能体,实现生产动态优化,钢铁料消耗降低1%以上;在轧钢工序,“尚智”平台实现钢坯自动识别、精准计算、自主控制,整个过程实现无人化;在研发环节,实现复杂截面型钢的智能化设计和数字可视化,研发周期缩短70%,整体技术达到国际领先水平。
“尚智”立足全面自主可控,聚焦钢铁行业真实需求,实现场景落地,被中国工业互联网研究院评定为AI大模型应用指数国际第一梯队,推动山钢从“制造”向“智造”大步迈进。
产业共生、生态共建,开启行业智能新篇章
在支撑山钢集团数智化转型和高质量发展的同时,山信软件通过自主研发、技术突破,正成为面向市场的“解决方案提供商”,助力山钢集团更好发挥“链主”作用,共建产业生态。
在工业软件方面,山信软件通过信创技术突破,除了成功将国产PLC(自动化控制)系统,推向鞍山某钢铁企业、山东某港口等外部市场,还拓展到江苏、河北等区域市场。
在工业互联网平台方面,“尚信”平台深度融合新一代信息技术与先进管理理念,打造“信捷”产销一体化、“信融”运营管控、“信通”智慧物流等系列产品,助力山钢及上下游伙伴,实现运营管理透明化、精准化和协同化。
在人工智能应用方面,“尚智”平台通过智能优化分析客户需求,联通产业链,打造钢铁产业链智慧生态圈;并在智慧安全管理水平提升、风险合规隐患排查、经营绩效自主分析等环节,大显身手。
展望未来,山东钢铁集团有限公司党委书记、董事长张宝才表示:“山钢集团将持续深化与行业顶尖机构的战略合作,以实际成果展现自立自强的决心与担当,为国家信创产业高质量发展贡献山钢力量。”(作者:人民论坛调研组;执笔:刘哲 刘春霞)