把高炉「黑箱」照透——中信泰富特钢兴澄特钢用 40 多个 AI 与大数据用例重构特钢制造：定制订单 ↑35.3%、不合格率 ↓47.3%、吨钢能耗 ↓10.5%，成为全球特钢行业首座灯塔工厂。
中信泰富特钢江阴兴澄 · 第11批 · 全球特钢行业首座灯塔工厂
🔧 核心案例
①大数据定制设计 核心用例
⚠️ 痛点：特钢多品种、小批量，客户定制需求增长快，传统设计依赖人工经验、试错周期长，难以快速响应定制化订单。
💡 方案：以大数据分析支撑制造工艺定制设计，把客户需求快速转化为工艺参数，缩短新品设计周期，支撑敏捷化定制生产。
实施路径
Step 1 — 需求数字化：将客户定制需求、牌号、性能指标结构化录入
Step 2 — 数据建模：汇聚历史工艺与质量数据，构建大数据分析模型
Step 3 — 工艺定制：自动匹配并生成定制工艺方案与参数
Step 4 — 快速验证：快速验证、上线，缩短新品设计周期
关键技术
05.02.01 大数据分析 · 工艺定制建模
汇聚海量工艺、成分、性能数据，支撑定制化工艺设计。
02.01.04 数字主线 · 需求到工艺贯通
打通客户需求到工艺设计的数字化链路。
06.01.01 大规模定制 · 敏捷化制造
以数据驱动实现多品种小批量的敏捷定制生产。
📊 核心成效：新品设计时间 ↓57%、定制订单 ↑35.3%
②多模态高炉黑箱透明化 核心用例
⚠️ 痛点：高炉是炼铁核心，内部高温高压、不可直接观测，长期靠老师傅经验，被称为「黑箱」，异常停机频发、运行不稳定。
💡 方案：通过大量传感器 + 上百个冶金机理模型 + 人工智能，实现高炉全方位仿真，把炉内气流、炉料运动、炉墙挂渣等实时「投影」到数智中心大屏，实现「黑箱透明化」。
实施路径
Step 1 — 传感布网：部署海量传感器采集温度、压力、成分、风量等数据
Step 2 — 多模态融合：融合多源数据，构建炉温预测模型
Step 3 — 机理+AI建模：上百个冶金机理模型结合 AI 做全方位仿真
Step 4 — 实时调控：5G+工业互联网实时调控上千个工艺参数
关键技术
03.01.01 数字孪生 · 高炉全方位仿真
冶金机理模型 + AI 构建高炉数字孪生，实时映射炉内状态。
05.02.03 实时分析 · 炉温预测
实时分析温度、压力、成分、风量，洞察高炉运行。
07.01.01 5G · 工业互联网平台
5G+工业互联网实时调控上千个工艺参数。
📊 核心成效：运行停机 ↓85%、高炉异常时间 ↓84.8%、烧结矿质量稳定率 98.1%→99.5%
③智能闭环连续质量改进 核心用例
⚠️ 痛点：炼钢产品质量波动大，成分控制依赖人工取样化验、反馈滞后，难以实现全流程质量一致性。
💡 方案：对炼钢过程成分、过程实时管控，构建智能闭环连续质量改进系统，AI 视觉检测 0.1 秒识别 0.02 毫米表面裂纹，持续提升产品质量。
实施路径
Step 1 — 在线检测：AI 视觉检测实时识别钢材表面缺陷
Step 2 — 成分管控：实时管控炼钢成分与过程参数
Step 3 — 闭环建模：构建闭环质量模型，持续优化工艺
Step 4 — 质量跃升：提升钢材性能与合格率
关键技术
01.03.02 视觉检测 · 表面缺陷识别
AI 视觉 0.1 秒识别 0.02 毫米表面裂纹。
05.01.01 大模型/AI · 闭环质量控制
AI 模型实时管控成分，实现质量闭环改进。
02.03.01 MES · 过程实时管控
MES 打通炼钢全过程，实时管控工艺与质量。
📊 核心成效：钢性能 ↑240%、不合格率 ↓47.3%、炼钢产品合格率 ↑23.3%
④AI轧钢工艺优化 核心用例
⚠️ 痛点：轧钢工序能耗高、参数控制依赖人工经验，机时产量低、交货周期长。
💡 方案：建立 AI 模型实现加热炉智能燃烧、智能轧制模型、强冷模型，优化轧钢工艺参数，提升机时产量、缩短交货周期。
实施路径
Step 1 — 数据采集：采集轧制过程温度、压力、速度等参数
Step 2 — AI 建模：训练加热炉智能燃烧与智能轧制模型
Step 3 — 强冷控制：构建强冷模型，优化在线冷却
Step 4 — 效率提升：提升机时产量、缩短交货周期
关键技术
05.01.02 机器学习 · 智能燃烧与轧制模型
AI 模型实现加热炉智能燃烧、智能轧制。
03.03.04 工艺优化 · 强冷控制
强冷模型优化在线冷却，提升钢板性能与产量。
01.01.02 智能控制装备 · 智能上下料
5G 组网 + 智能上下料实现平均不到 2 分钟产一块钢板。
📊 核心成效：单位小时产出 ↑15%、钢坯驻炉时间 ↓9%、在线冷却量 ↑32倍、交货周期 ↓50%
⑤高级分析可持续优化 核心用例
⚠️ 痛点：钢铁是高载能行业，能耗和碳排放压力大，能源、水、碳管理粗放，难以满足绿色低碳要求。
💡 方案：物联网 + 高阶分析推动能、水、碳显著降低，数智中心实时监控用水、用电、用气、用料，实现能源与碳排放精细化管理。
实施路径
Step 1 — IoT 布网：全流程设备与能耗数据物联采集
Step 2 — 能碳监测：数智中心实时呈现用水、用电、用气、用料
Step 3 — 高阶分析：高阶分析优化能源与碳排放管理
Step 4 — 绿色冶炼：降低能耗与碳排放、提升废钢利用率
关键技术
09.03.01 能源监控 · 能水碳可视化
数智中心大屏实时监控用水、用电、用气、用料。
09.03.02 节能优化 · 高阶分析
高阶分析驱动能源优化，降低吨钢能耗。
09.02.02 碳核算 · 碳排放管理
碳排放精细化管理，年减排二氧化碳 10 万吨。
📊 核心成效：平均能耗 ↓11%、吨钢能耗 ↓10.5%、高炉焦炭用量 ↓19.1%、年减排 CO₂ 10万吨
🏭 行业对标视角
国标分类路径：制造业 → 黑色金属冶炼和压延加工业 → 特殊钢冶炼（国标 3140）
📌 全球特钢行业首座灯塔工厂，也是中国钢铁行业唯一入选第 11 批的代表、中信集团第二座灯塔工厂，为多品种小批量的流程制造树立了「高定制 · 高品质 · 高效能 · 可持续」的新范式。
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💡 特钢「数智炼钢」的新范式：钢铁是高载能、多品种小批量的流程行业，兴澄特钢用上百个冶金机理模型 + AI 把高炉「黑箱」变成「透明车间」，同时兼顾定制、品质、效率与绿色低碳，证明传统重工业同样能靠数字化实现柔性制造与极限品质的统一。