一、企业简介

       中钢集团邢台机械轧辊有限公司（简称“中钢邢机”）始建于1958年，是中国政府投资创建的国内专业生产冶金轧辊和冶金成台（套）设备的冶金机械及备件制造企业，中钢邢机主导产品为冶金轧辊和冶金成台（套）设备，轧辊产品全球市场占有率达20%以上，国内市场综合占有率50%以上，其中：冷热连轧机用各类轧辊占国内市场份额70%；大型型钢轧机用各类轧辊占国内市场份额85%。企业年营业额近30亿，产销规模超出了全球行业第二、第三的总和，连续18年位居世界第一。

       中钢邢机在岗职工3800余人，拥有30余名教授级高级工程师、280余名高级工程师、13名国务院特殊津贴专家，科研与工程技术人员占员工总数38%。中钢邢机构建了“3C”（Country国家）研发平台，即“国家轧辊复合材料重点实验室、国家轧辊技术中心、国家轧辊研究所”，是中国制造业单项冠军示范企业、服务型制造示范企业、国家技术创新示范企业。

       中钢邢机各大系列的轧辊种类已达310种，荣获国家重点新产品80余项，60余项科研成果分别荣获国家和省部级科技进步奖。公司拥有和正在申报的国家专利达500余项，其中发明专利达300余项，超过了全世界其它轧辊企业加起来的总和，始终保持了中国轧辊首研首发的技术领先地位，是中国轧辊国家标准制订单位。
 
二、企业在智能制造方面的现状

       企业建立产品全生命周期一体化管控系统，采用大数据分析、数据驱动等技术实现精益化管理和智能化决策的发展需求，将先进制造技术、新一代信息技术与公司管理要求相融合，以实时生产数据自动采集为基础，实现产品设计与研发、生产制造、产供销协同的一体化集成应用，发展面向用户需求的产品监测追溯、远程诊断、在线服务新模式，实现产品全生命周期信息的互联互通、上下游企业信息共享与协同，进而提升企业产品创新能力、工艺技术、产品质量和服务水平，打造企业独具特色的核心竞争力。

       产品研发和工艺设计方面，引进国外先进的铸造、锻造、热处理、有限元分析模拟仿真系统：Procast、Deform、Ansys ，对新产品、新材料、新工艺、轧辊使用技术的研发进行模拟仿真、验证，大大降低了研发周期和研发成本，加快新产品研发速度，实现每年研发新产品5-10项。

       制造过程精益化管理方面，公司投巨资对工艺装备进行大规模升级改造，公司90%以上的生产设备均联入公司园区网络，通过实时数据库技术，将生产过程的设备运行数据、工艺执行数据和产品流转数据、能耗数据等3万余个数据点进行实时采集，对整个生产过程进行实时记录。自主设计开发了轧辊生产制造管理系统和单件产品成本核算管理系统。通过对生产过程产品成本、质量等数据的自动对标，实现了分厂、车间、班组的三级预警，真正做到对生产全过程的动态分析与精确管控。以单件为核算对象的单件产品成本核算管理系统，实现了核算对象由“产品类别”到“每件产品、每一生产工序”的轧辊制造成本管理革命性转变，通过事前预算、事中控制和事后分析，有效促进了公司精益化管理、降本增效水平的进一步提升，主要工序质量与成本的100%受控，综合废品损失率降至1%以下。

       中钢邢机自主设计并完成了轧辊行业首套覆盖造型、冶炼、浇注、锻造、热处理、机械加工、外委协作等全生产流程的自动排程模型，排产效率提升80%以上，极大提高了生产计划排产的科学性和有效性。      

       中钢邢机设计实施了中钢邢机客户云服务中心，通过不受时空限制的视讯传输，应用5G、移动互联、云计算、无线通讯、视讯传输等技术，将客户的需求、使用现场的问题数据、生产现场的技术人员以及第三方专家集合在一起，对客户进行技术培训、远程指导以及现场问题的处理等，提高现场服务的及时性，轧辊产品使用问题处置速度提高35%以上，差旅费减少10%。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       1. 项目背景介绍

       轧辊制造覆盖完整的铸造、锻造、热处理、机械加工，属于典型的多品种、小批量、多批次、定制化的生产模式，轧辊品种规格繁多、制造工艺复杂、生产流程长，生产过程自动化流水线作业实现难度大，行业企业普通存在生产加工设备老旧、物联网覆盖程度低、底层数据缺乏有效的采集和集成、生产过程多数采取人工判读和人工操作的方式，整体自动化、信息化水平不高等问题，在生产资源调度、过程标准化控制、质量成本精确管控、精益化生产等方面还存在很大的提升空间。

       国内轧辊行业整体发展水平很不均衡，且由于整体产能过剩，恶性竞争日益蔓延，行业盛行的低成本竞争不仅拉低了行业整体制造水平，还使高端产品的推广和应用速度受到影响，最终使产品用户——钢铁企业的技术进步和发展也受到不良冲击。轧辊行业已从“规模扩张”转变为“高质量发展”，传统生产过程中非精确性操作模式和粗放式管理方式已不适应市场对产品交货期、产品质量、产品使用成本、轧辊使用技术等方面的更高要求，需要依靠创新驱动助推企业高质量发展，依靠数字化、智能化手段，实现以数据驱动为核心的管理决策，支撑企业生产模式和管理方式的精益化、科学化和智能化变革。

       为了推动企业由大变强，打造中钢邢机核心竞争优势，中钢邢机提出了“数字驱动”的发展战略，加速企业数字化转型升级。中钢邢机参照国家智能制造标准体系，依托于两化融合体系先进、成熟的运行理念和路径，制定符合 企业自身业务管理特点的两化融合运行管理制度、管理流程，同步优化企业组织结构和业务流程，以 5G、物联网、云计算、大数据、人工智能、数字孪生等数字技术为支撑，将先进制造技术、新一代信息技术与产品、技术、经营管理特色相融合，自主设计并构建了轧辊产品全生命周期一体化管控平台。

       2. 项目实施与应用情况详细介绍

       中钢邢机以 5G、物联网、云计算、大数据、人工智能、数字孪生等数字技术为支撑，将先进制造技术、新一代信息技术与产品、技术、经营管理特色相融合，自主设计并构建了轧辊产品全生命周期一体化管控平台。

       平台以生产现场实时数据自动采集为基础，进一步提高生产设备的自动化、数字化、智能化水平，加强生产过程的精细化管理，提高产品质量的稳定、可靠和一致性；横向以产品生产流程为主线，通过数据集成，实现营销、采购、生产、入库等业务模块的数据集成和数据驱动，数据自动在各业务模块中流转，推动工作协同和管理协同；纵向打通设备层、单元层、车间层、企业层和协同层的数据链路，建立分级管理模型，为各级操作者和管理者提供所需要的企业运行真实数据，支撑数据分析和决策，并通过统一的信息系统集成标准和信息安全保障体系，最终形成“五横两纵”的智能制造架构体系，实现信息系统的全覆盖、高共享、高安全、高可靠，努力打造企业在产品、技术、成本、服务等方面的竞争优势，促进企业独具特色的核心竞争力形成。
 
       1）工艺研发设计智能化平台

       中钢邢机引进国际一流热模拟机和仿真模拟软件，利用ANSYS、DEFORM、PROCAST等模拟仿真软件及Gleeble动态热模拟试验机，模拟各种冶金、热加工制造过程进行模拟仿真技术研究。利用计算机系统模拟实验各种冶金成分轧辊、各种工艺方案的制作过程，经过优选，以最高的效率、最低的成本研发出新产品、新工艺，极大地推动了企业研发能力和市场竞争力的提高。通过应用信息化手段促进产品研发向更加注重材料基础研究、制造工艺研究以及使用技术研究和产品适用性研究转变的落地。

       以提高产品使用性能和盈利能力为抓手，构建计算机辅助工艺设计模型，基于每支产品的生产过程数据、设备运行参数、质量性能检测数据、生产成本、钢厂用户的使用反馈数据等，构建了轧辊工艺核心知识库，为不同客户产品智能化筛选和提供最优的工艺设计依据，找到成本、质量、生产效率的最佳平衡点，为用户提供最优的产品。

       2）综合集成制造系统

       通过构建轧辊综合集成制造系统，推进落实生产过程向更加依靠数字化、智能化手段和信息化管理方式转变。

       （1）设备层

       中钢邢机构建了联接600余台轧辊铸造、冶炼、热处理等热加工设备，车、铣、镗、磨等冷加工设备的物联网系统。以实时数据库为核心，应用RFID、条形码、视觉识别等技术，已完成生产现场3万余个数据点的自动采集，实现关键数据的采集覆盖率 100%。
 
       （2）单元层

       中钢邢机实施数字驱动战略，大力推动生产工序的“一键式操作、无人化工序、集成式作业”，针对造型、冶炼、浇注、热处理、锻造、机加工等关键工序，进行自动化、智能化升级改造，陆续实现造型工具自动喷涂、冶炼自动配料、一键化炼钢、一键化浇铸、热处理炉群远程自动控制、程序化一键锻造、双频淬火机床一键智能化操作等智能生产单元，部分项目为行业首创，有效改善原人工操作时质量不稳定、工作强度大、工作环境恶劣等问题，实现设备运行的自动控制、过程数据的自动采集，工序过程的稳定性、一致性得到充分保证，产品质量和工作效率大幅度提高。

       a）造型工具喷涂智能单元

       针对轧辊浇铸工具的形状特点，对造型工具喷涂设备进行自动化改造，加装PLC实现程序控制，并与工艺系统建立数据连接，实现涂料配方自动获取、自动配料、自动喷涂的一体化自动操作，有效改善原人工操作时喷涂不均匀、厚度不一致、质量不稳定、工作强度大、工作环境恶劣等问题，有效提高了产品质量，降低了工具使用的损耗。

       b）冶炼自动配料单元

       自主研发轧辊冶炼自动配料系统，根据工艺要求自动计算所需各种原材料的配比及投入量，通过自动加料系统进行原材料抓取和投放，大幅度提升冶炼工序配料的精准度和效率。

       c）热处理智能生产单元

       通过热处理设备联网和DCS控制系统改造，实现了轧辊热处理工艺自动下发、热处理炉群自动控制、关键参数（温度、电流）监控与超限报警，实现热处理生产过程的无人值守智能化生产。

       d）锻造智能生产单元

       自主设计锻造压铸数据控制模型，在轧辊锻造过程中跟踪采集和记录压机的量程、位置、回程量、压力等实时数据，结合工艺要求动态的调整压机的控制参数，最终实现拔方、倒棱等锻造过程的一键化操作。

       e）机械加工智能生产单元

       机械加工生产管理系统与数控机床DNC网络系统的综合集成，实现了产品加工的实时调度、自动派工、NC加工程序的自动传输，以及数控机床的自动加工，形成了完整的管控一体化制造执行系统，提高了生产效率和产品质量的稳定性。

       f）双频淬火机床一键智能化操作

       中钢邢机通过自主技术攻关，对双频淬火机床进行一键化智能改造，包括运行功率自动控制、倒角自动确认、尾部温度自动控制、机床停床位置确认、浇辊颈续冷自动控制等，实现了机床工艺一键调取，淬火过程自动执行。通过多工步协同自动化控制，精准控制产品的淬火温度，由原25℃的偏差值缩短至±3℃以内，产品加工质量的一致性大幅度提高。

       （3）车间层

       中钢邢机通过与工艺、采购、设备、营销、物联网实时生产数据的综合集成，针对生产计划、工艺、能源、设备等重点生产业务环节，分别建立数据驱动业务模型，自主设计的MES、APS等信息系统，通过数据分析，指导科学的生产管理决策

       a）轧辊产品自动排程

       自主设计开发高级计划自动排程系统（APS）,全面应用于铸造、锻造、热处理等热加工和车、铣、镗、磨等冷加工离散型制造全流程工序生产作业计划的排产。系统综合订单、工装、设备、工艺、产品、原材料、人员等约束条件，实现了设备利用率最大、能耗成本最低、生产周期最短等多种排程方案的一键式生成。同时，通过与冷热加工智能生产单元的有效集成，实现了基于生产作业信息反馈的滚动排产和动态调整，推进了生产组织方式向集约、高效、连续、节能型转变。 

       b）能源监控与智能调度

       中钢邢机建立了集能源管理、能源调度为一体的能源管控数据中心，能源监控覆盖了企业冶炼、锻造、热处理三大工序全部重点耗能设备，企业实时掌控现场生产情况，分析和处理过程问题，强化标时标耗管控，强化品种乃至单件产品的能耗对标管理，改进和完善能源的综合平衡和利用。

       c）设备资产全生命周期数字化管控

       中钢邢机构建设备资产数字化管控平台，规范设备管理的基础信息和基础流程，通过与物联网数据集成，构建以数据驱动的设备点检体系，使企业准确掌握设备的运行、修理、变动等情况，实现设备全生命周期的数字化管理。

       d）生产过程质量三级监控管理系统

       对生产过程中的工艺执行情况进行实时监控，与工艺指标要求自动对比，即时发现生产异常，评估趋势性问题，利用消息推送实现班组、车间、分厂的三级预警，实现以数据驱动为核心的生产管理模式。

       （4）企业层

       针对企业采购、营销和成本管控业务环节，大力推动专业管理系统建设，实现业务流程的标准化和规范化管控，提升业务处理的效率、质量和透明度，为业务协同、数据分析、管理决策提供有效支撑。

       a）构建物资采购招投标系统

       各供应商可以在线上公开、透明的完成招标、评标和议价等物资采购业务，同时与物资使用情况、供应商发货情况、物资的售后数据等相结合，建立完善的供应商评价体系，实现采购、使用、评价的闭环流程，推动供应链业务协同。

       b）构建单件轧辊成本核算管理系统

       将原轧辊行业几十年来以“轧辊类别”为核算对象的核算模式转换为以“每件产品、每一生产工序”为对象的核算模式，实现了轧辊成本管理的革命性转变，实现了成本预算、成本对标、成本控制和分析改进的成本闭环控制管理，对每件产品每道工序成本做到了实时精确管控。

       c）构建经营决策管理系统

       基于订单信息、产品信息、市场战略、客户评价、产品成本、产能负荷等，自主构建经营决策数据模型，数字化、可视化、智能化的进行全方位、多层次的数据分析，从设备利用、市场占有、产品类型分布等多个角度提供经营决策支撑数据，协助管理层及时发现问题、分析问题原因、进行风险预警，实现决策的科学化。 

       3）客户云服务中心系统

       为落实企业经营方式由产品生产商向产品运营服务商转变，中钢邢机基于私有云搭建了客户云服务中心系统，应用5G、移动互联、云计算、无线通讯、视讯传输等技术，将客户的需求、使用现场的问题数据、生产现场的技术人员以及第三方专家融合在一起，为客户提供即时的技术培训、产品远程指导、产品使用问题售后处理等，提高现场服务的及时性，用户满意度进一步提升。

       该平台与公司营销数据进行融合和分析，实现精准的用户画像，挖掘用户的个性化需求、生产特点、市场前景，提供针对性的营销服务，支撑以数据为导向的营销活动；该平台与产品研发工艺设计进行数据融合集成，为产品技术改进、质量监测、在线控制和成本控制提供数据分析依据，加速产品研发制造，支撑轧辊技术的持续创新；该平台与产品制造管理系统进行数据融合和数据分析，通过监控和预测用户轧辊的消耗情况，指导公司制定科学轧辊投产计划、合理的安排生产。

       4）工业互联网平台的规划和建设

       工业互联网标识解析二级节点是国家构建工业互联网体系的关键神经系统，是支撑工业互联网网络互联互通的基础设施，也是实现工业互联网数据共享共用的关键系统。

       中钢邢机作为轧辊行业龙头企业和中央企业，积极承担国家工业互联网基础设施建设工作，在工信部主导的“工业互联网创新发展工程”招标项目中，我公司牵头中标“工业互联网标识解析二级节点（通用设备行业应用服务平台）项目”，企业业务正式切入工业互联网领域，也代表着公司数字化转型迈入了新的阶段。

       目前我公司所承建的二级节点平台已经过中国信通院测试通过，正式上线对外提供标识注册和标识解析服务。同时，我们以标识解析技术为核心，规划建设“钢铁&设备产业互联网云平台”，通过平台对外进行信息化服务能力的输出，为制造企业提供数据上云、设备运维监控、供应链信息协同、产品全生命周期信息追溯、产品质量信息追溯等数字化服务，将我公司打造为行业企业的工业互联网和数字化服务中心，利用标识数据引导各企业之间工业设计、研发、生产、销售、服务等产业要素的全面互联，促进企业数据的开放流动与聚合、推动企业资源的优化集成与自由调度、打造行业内协同制造的可持续发展模式。

       通过平台的稳定运营发展打造企业在轧辊乃至大型铸锻件、装备制造行业的工业互联网技术优势，加大技术研发投入、吸引高端人才、提升企业创新服务能能力，在工业互联网建设和行业接入标准上占据主动权和话语权。

       3. 效益分析

       1）生产精益化水平和降本增效能力逐年提升

       针对生产计划、工艺、能源、设备等重点生产业务环节，改变原有人工粗放化的生产管理模式，通过有效的数据采集和数据分析，推进生产过程全面受控，依靠数据驱动的信息化手段指导生产过程动态优化和管理决策动态调整，促进了企业精益化水平和降本增效能力逐年提升，生产制造过程主要工序质量、成本100%受控，吨产品综合成本降低3%以上。在轧辊行业普遍不景气甚至亏损的状态下，中钢邢机实现了连续18年的盈利。 

       2）产品质量稳定受控

       通过广泛应用物联网、工业数据分析、自动化控制等技术，对重点工序和关键设备进行数字化改造和控制系统升级，大力实施“一键式操作、无人化工序、集成式作业”项目，提升单工序、单设备的自动化程度，提高加工作业的标准化和一致性，进而提升产品质量的稳定性，企业综合废品损失率降低至1%以下，为同行业领先水平。

       3）生产调度更加科学合理，产品交货期大幅缩短

       综合营销、工艺、物资、设备、能源等数据，对重点生产工序建立生产计划自动排程模型，代替原有的人工排产，经过实际生产过程中的不断优化调整，进一步提升自动排程结果的科学性和合理性，减少生产等待时间，提高设备利用率，生产准时化率提升至96%，设备OEE综合效率提升至87%，产品交货期平均缩短20%。

       4）“互联网+”服务新模式应用，提高企业的核心竞争力

       通过轧辊可视化远程运维云服务平台，实现与钢厂用户服务需求的及时响应、快速分析和迅速处理，打造中钢邢机“互联网+”服务新模式，轧辊使用现场问题处置速度提高40%以上，差旅费用支出减少超过15%，轧辊生产与库存资金占用降低10%左右，产品核心竞争力不断提升。

       5）企业获奖成果

       2011年，公司被评选为“河北省两化融合示范企业”。

       2012年，《构建全球轧辊行业产销规模最大企业的综合集成制造系统》被工信部评选为国家两化融合示范项目。 

       2015年，公司成为全国首批通过两化融合管理体系贯标评定的企业，同时也是轧辊行业中唯一一家。

       2016年，“构建中钢邢机基于用户轧辊使用现场远程云服务平台”被评定为河北省“互联网+”制造业融合发展示范项目。

       2017年3月，公司被河北省工信厅认定为轧辊制造智能工厂。

       2017年6月，公司被河北省工信厅认定为“互联网与制造业融合发展示范企业”。

       2017年8月，公司以“轧辊产品全生命周期管控及服务模式”被国家工信部评定为“服务型制造示范企业”。

       2018年8月，《轧辊制造执行全过程信息化建设》被国家工信部评定为制造业与互联网融合发展试点示范项目。

       2018年11月，《中钢邢机轧辊可视化远程运维云服务平台》被评定为国家首批工业互联网平台集成创新应用试点示范项目。

       2021年6月，《中钢邢机轧辊可视化远程运维云服务平台》被国家工信部评定为企业上云典型案例。

       2021年10月，《产品全生命周期一体化管控能力助力轧辊企业四个转变》被国家工信部评选为两化融合管理体系贯标优秀成果；

       2022年1月，“轧辊生产制系统信息安全防护能力提升项目”入围国家工信部2021年新一代信息技术与制造业融合发展试点示范名单。