在钢铁行业迈向高端化、智能化、绿色化的关键转型期，江苏沙钢集团有限公司（以下简称“沙钢”）以“智慧沙钢”战略为核心，打造人工智能深度融合高品钢制造智能工厂，于2025年成功入选工信部等六部委联合认定的国家级卓越级智能工厂，成为钢铁行业数智化转型的标杆范式。该工厂建设期为2022—2024年，总投资近160亿元，通过AI、数字孪生、大数据与钢铁全流程深度耦合，攻克高品钢“卡脖子”制造难题，实现效率、质量、能耗的多维突破，为传统重工企业智能化升级提供可复制、可推广的实践样本。

一、钢铁巨头的数智化转型决心

沙钢成立于1996年，是世界第5、中国第3的大型民营钢铁跨国集团，连续16年跻身世界500强，总资产超3000亿元，产品覆盖150余个系列、1.4万余个品种，高强钢筋产销量连续7年全球第一，制品原料用线材市场占有率连续26年全国第一。

面对高端钢材国产化替代需求迫切、传统制造效率偏低、能耗管控压力大等行业痛点，沙钢将“智改数转网联”作为核心战略，近三年累计投入159.38亿元，系统性推进全流程智能化改造。此次打造的高品钢智能工厂，聚焦冷轧硅钢、宽厚板、特钢等高端产品，瞄准“高强度、轻量化、耐腐蚀、高精度”的高品钢核心要求，以AI技术为核心引擎，重构研发、生产、质量、管理全链路，推动高品钢自主可控与产业升级。

二、五大维度构建AI驱动的智能制造体系

沙钢高品钢智能工厂以“数据为基、AI为核、平台为翼、场景落地、价值闭环”为建设逻辑，覆盖工厂建设、研发设计、生产作业、生产管理、运营管理五大核心维度，构建“设备智能、产线协同、数据贯通、决策自主”的全流程智能制造架构。

（一）基础设施层：全链路智能装备全覆盖

工厂完成全流程设备智能化改造，关键设备数控化率达96.5%、联网率100%，实现从炼铁、炼钢、连铸到轧制、精整、检测的全工序设备互联与智能控制。核心装备包括：

•智能炼铁：配备高炉先进过程控制系统，集成预埋热电偶、冷却水温度/流量传感器，实时采集冶炼数据；

•智能炼钢：部署电炉智能监测优化系统、转炉无人浇铸平台、一键炼钢装置，实现高温高危工序无人化；

•智能轧制：宽厚板AI组板模型、冷轧硅钢智能轧线、热轧大数据平台，支撑柔性化、高精度轧制；

•智能检测：冷轧智能制样及检测中心、钢卷端面缺陷AOI检测设备、硅钢质量判定平台，实现全流程质量自动检测。

（二）平台支撑层：数据中台+工业互联网双轮驱动

搭建“工业物联网（iPlat-BC）+数据中台+AI算法平台”一体化支撑体系，打破数据孤岛，实现全链路数据贯通与智能分析。

•工业物联网平台：整合SCADA、过程控制系统，实时采集全厂OT数据（设备状态、工艺参数、质量数据），日均处理数据超千万条，实现数据标准化、清洗与预处理；

•数据中台：覆盖数据“采、存、管、用”全生命周期，统一归集研发、生产、质量、能耗、供应链数据，构建钢铁行业专属数据资产，为AI模型训练提供高质量数据支撑；

•AI算法平台：本地化部署DeepSeek、通义千问QwQ-32B等大模型，开发钢铁专用算法库，涵盖缺陷识别、工艺优化、能耗预测、设备运维等场景化模型，支撑AI深度落地。

（三）核心应用层：AI全场景渗透，覆盖研发到运营

工厂AI技术场景应用占比超80%，聚焦高品钢制造痛点，打造十大核心AI应用场景，实现“研发智能化、生产自主化、质量精准化、管理高效化”。

（四）安全与绿色层：智能风控+低碳管控双保障

构建“智能安全管控+智慧能源+超低排放”一体化体系，实现安全、环保、能耗的智能协同管控，助力绿色低碳转型。

三、四大AI融合创新，攻克高品钢制造难题

沙钢聚焦高品钢“研发周期长、质量控制难、生产效率低、能耗管控粗”四大痛点，实现AI与钢铁制造深度融合，突破多项行业关键核心技术，达到国际领先水平。

（一）AI+数字孪生：冷轧硅钢3D数字孪生工厂

针对冷轧硅钢生产过程复杂、工艺参数耦合性强、质量波动大的难题，沙钢构建冷轧硅钢3D数字孪生系统，基于激光扫描建模，1:1还原车间设备、产线与物流状态，集成设备状态、工艺参数、质量数据，实现3D可视化实时监控、工艺仿真优化、设备预测性维护、无人库区管理。

•核心功能：虚拟调试与仿真优化，提前预判工艺风险；实时监控设备运行状态，提前预警故障；优化物流路径，实现AGV智能调度；

•应用成效：车间综合能效提升21%，硅钢产品尺寸精度波动降低30%，设备非计划停机时间减少40%。

（二）AI+研发仿真：全国首个钢铁全流程数字化研发平台

联合开发钢铁全流程数字化研发仿真平台，基于材料基因组原理，构建炼钢、精炼、连铸、加热、轧制、冷却等全工序跨尺度（纳观-微观-宏观）工艺仿真模型，实现高品钢“计算+验证”的智能化研发模式。

•核心能力：输入产品性能需求，平台自动匹配最优工艺参数，预测产品组织与性能；模拟不同工况下的生产过程，提前优化工艺方案；

•应用成效：研发预测准确率达90%，高品钢研发周期缩短35%，新品研发成本降低25%，成功研发0.20mm薄规格无取向硅钢、LNG用9Ni钢等高端产品，打破国外垄断。

（三）AI+智能生产：全工序自主控制，提质增效降本

1.高炉智能控制：突破高炉先进过程控制技术，基于机器学习算法实时分析炉温、料位、气流等数据，炉温预测准确率超95%，实现高炉冶炼过程精准控制，铁水合格率提升至99.9%，吨铁能耗降低8kgce。

2.连铸无人化：部署智能连铸浇钢无人平台，实现机器人自动拆/装滑板油缸、长水口、测温取样，协同控制大包回转平台，稳定运行超8000炉，成功率达99%以上，彻底替代人工高危操作。

3.宽厚板AI组板：开发宽厚板AI组板模型，基于深度学习算法自动匹配钢坯与订单，优化组板方案，组板效率提升50%，成材率提高1.2%，年创效益超3000万元。

4.热轧智能优化：热轧大数据平台结合AI算法动态优化轧制参数，精轧区人工干预减少70%，次品损失降幅4%，厚度波动判次下降30%，实现从“事后抽检”向“事前预警”升级。

（四）AI+质量管控：全流程智能检测，精准把控品质

1.硅钢质量判定平台：采用深度学习算法训练缺陷识别模型，自动识别孔洞、边裂、夹杂等缺陷，缺陷检出率100%，分类准确率85%，替代人工肉眼检测，效率提升10倍。

2.钢卷端面缺陷AOI检测：突破高温、强光、粉尘等复杂场景干扰，基于机器视觉技术实时检测钢卷端面缺陷，缺陷检出率超95%，有效避免不合格品流入下道工序。

3.冷轧智能制样及检测：建设冷轧智能制样及检测中心，实现试样加工、输送、检测、分析全流程无人化，机械臂自动抓取、切割、分拣试样，AGV智能转运，层间电阻、磁性能、硬度等检测数据实时上传，检测效率提升60%，数据一致性达100%。

四、AI赋能全链路，重塑高品钢制造流程

（一）智能研发：数据驱动，新品快速迭代

高品钢研发依赖大量试验，周期长、成本高。沙钢依托钢铁全流程数字化研发仿真平台，实现“需求输入-仿真计算-工艺优化-性能预测-小试验证”的智能化研发闭环。

•场景案例：研发新能源汽车用高牌号无取向硅钢时，平台通过仿真计算优化轧制温度、压下率、冷却速率等参数，仅用3个月完成研发（传统模式需8个月），产品铁损性能达国际先进水平，成功替代进口，市场占有率快速提升。

（二）智能生产：无人化+柔性化，高效稳定制造

1.“一键炼钢”：电炉炼钢环节，AI系统根据钢种需求自动匹配废钢配比、通电曲线、供氧参数，一键启动后自动完成冶炼、测温、取样、出钢全流程，单炉冶炼时间缩短15分钟，吨钢电耗降低12kWh，人工减少80%。

2.智能转钢（宽厚板）：部署轧线智能转钢系统，AI学习人工操作经验，自动识别钢坯位置、规划最优路径，实现全自动转钢，平均单次转钢时间缩短至18秒，效率提升30%，避免人工操作误差。

3.废钢智能定级：基于CV大模型开发废钢智能定级系统，自动识别废钢料型、杂质含量，定级准确率达95%以上，采购成本降低3%，年节约成本超150万元，并建立全国统一的废钢定级标准体系。

（三）智能管理：数据决策，高效协同运营

1.AI智能体“龙虾”：部署AI智能体，覆盖超薄带车间信息分发、宽厚板车间自动转钢等场景。在超薄带车间，自动收集班组信息、智能分类推送，节省管理人员80%的沟通时间；在宽厚板车间，实现钢坯全自动转钢，提升作业效率。

2.智慧能源管控：AI算法优化煤气、电力、蒸汽调度，管网压力波动降低30%，能源介质平衡率提升至98%，年节约报表制作工作量250人日，单位产值综合能耗下降18.18%。

3.供应链智能协同：上线“玖隆物流128智慧平台”，实现钢材运输一键下单、全程可视化跟踪、智能调度，供应链协同效率提升40%，物流成本降低8%。

五、实施成效：多维指标全面提升

（一）核心指标显著优化

•生产效率：关键设备综合利用率提升8.32%，人均产值提升35%，高品钢产能提升20%；

•产品质量：产品不良率下降3.64%，高端硅钢、宽厚板合格率达99.8%，尺寸精度、性能稳定性达国际先进水平；

•研发创新：研发周期缩短13.02%，新品研发成功率提升40%，累计获专利2500+项；

•成本能耗：运营成本降低9.73%，单位产值综合能耗下降18.18%，碳排放量降低9.38%。

（二）产业价值与示范效应

1.打破高端垄断：实现高品钢国产化替代，新能源汽车用硅钢、LNG用9Ni钢、高端宽厚板等产品成功替代进口，保障产业链供应链安全；

2.行业标杆引领：形成“AI+钢铁”全流程智能制造解决方案，已在3家企业推广应用，年带动产业链节约成本超5000万元，推动钢铁行业数智化转型；

3.绿色低碳标杆：通过AI优化能耗、超低排放管控，助力企业通过全流程超低排放公示，成为江苏省首家获此认定的钢焦联合企业，为行业绿色转型提供样板。

六、转型经验与启示

沙钢将智能化转型上升至企业核心战略，坚持“总体规划、分步实施、效益优先”原则，持续大额投入，近三年智改数转网联投入超150亿元，为转型提供坚实资金保障。

不盲目跟风技术概念，聚焦钢铁制造高温、高压、高粉尘、强耦合的行业特性，针对高品钢制造痛点，开发适配钢铁场景的AI模型，让技术真正解决实际问题，实现“技术落地、价值变现”。

重视数据治理，搭建统一数据中台，打通全链路数据壁垒，积累海量高质量钢铁行业数据，为AI模型训练、工艺优化、决策分析提供核心支撑，形成数据驱动的核心竞争力。

联合华为云、科研院所、科技企业，构建“产学研用”协同创新生态，本地化部署国产大模型，开发钢铁专用算法，既保障技术自主可控，又快速整合外部资源，加速技术突破与落地。

七、未来展望

沙钢高品钢智能工厂的建成，是传统重工企业从“制造”向“智造”跨越的里程碑。未来，沙钢将持续深化AI与钢铁制造的融合，重点推进钢铁专用大模型研发、全流程无人化黑灯工厂建设、数字孪生全链路覆盖、低碳智能管控升级，进一步提升高端产品占比，打造世界一流的智能化、绿色化钢铁企业，为我国钢铁行业高质量发展注入新动能。