2025娄底市精品钢材行业中小企业数字化转型实践样本

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娄底市精品钢材行业中小企业 数字化转型实践样本 娄底市工业和信息化局 2025 年 11 月 目 录 一、精品钢材行业中小企业发展情况 ..................... 1 （一） 精品钢材行业定义与范围 .................... 1 （二） 精品钢材行业中小企业发展现状与趋势 ........ 2 （三） 精品钢材行业中小企业业务痛点 .............. 3 二、精品钢材行业中小企业转型价值 ..................... 5 三、精品钢材行业中小企业数字化转型场景 ............... 6 （一） 产品生命周期数字化 ........................ 7 1.工艺设计 ................................... 8 （二） 生产执行数字化 ........................... 12 2.计划排程 .................................. 12 3.生产管控 .................................. 16 4.质量管理 .................................. 20 5.设备管理 .................................. 24 （三） 供应链数字化 ............................. 29 6.采购管理 .................................. 29 — 1 — 一、精品钢材行业中小企业发展情况 （一）精品钢材行业定义与范围 “精品钢材”通常指高品质特殊钢及其制品，是因成分、 结构或工艺特殊而具备特殊物理化学性能或用途的钢铁产品。 该行业涵盖高强度结构钢、合金工具钢、不锈钢、硅钢等高附 加值钢材及深加工产品，广泛应用于汽车、轨道交通、工程机 械、能源装备、航空航天等对材料性能要求严苛的领域。精品 钢材产业链上游包括铁矿石、合金等原料供给及废钢回收利 用，中游为特殊钢冶炼和加工（如优质钢坯、板材、型材、钢 管等生产），下游则是汽车制造、机械加工、军工、建筑等行 业对高端钢材及零部件的应用。相较普通钢材产业，以精品钢 材为代表的特殊钢产业更注重材料品质和技术含量，是支撑国 家高端制造业的重要基础。 图1：精品钢材加工制造业产业 — 2 — （二）精品钢材行业中小企业发展现状与趋势 宏观来看，我国精品钢材行业属于黑色金属冶炼和压延加 工业中的高附加值细分行业，随着产业升级和绿色低碳政策推 动，特殊钢在粗钢中的比重持续上升，年产值已突破千亿元规 模。行业正加速向高端化、绿色化、智能化发展，主要趋势包 括：一、产品结构优化，由普钢向高强度、耐腐蚀、高韧性特 殊钢转型；二、产业链整合加速，大型企业主导基础生产与技 术突破，中小企业专注深加工配套；三、绿色发展成主流，注 重节能减排与资源循环利用；四、下游新能源汽车、电力设备 等领域需求增长，推动定制化新材料研发；五、行业企业生产 经营过程逐步数字化、智能化。 在湖南娄底，已形成超千亿元产值规模的精品钢材及薄板 深加工产业集群。华菱涟源钢铁引领，以华菱涟源钢铁等龙头 企业为链主，数百家中小企业活跃于硅钢基板、高强度紧固 件、汽车板零部件等细分领域，成为“大企业专精特新配套 商”。这些企业通过专业化协作以及产业链上下游协同创新， 推动产品从传统螺纹钢向取向硅钢、汽车用高强钢升级。未 来，集群中中小企业将进一步通过技术创新、产业联盟和持续 的数字化智能化改造、接入政府与链主搭建的数字平台等多种 途径继续提升竞争力，形成研发驱动、市场导向的专精特新生 态体系。 — 3 — 图2：精品钢材制造业发展趋势 （三）精品钢材行业中小企业业务痛点 产品创新方面，中小企业研发基础薄弱，传统设计依赖经 验，缺乏数字化工具支撑，导致高强钢、新合金开发周期长、 试错成本高。与下游大客户协同不足，难以及时响应下游新需 求，产品创新常处于被动。长此以往也将难以适应产品结构优 化加速的行业趋势。 生产效率方面，加工流程复杂且调度依赖人工经验，工序 数据未打通，存在信息孤岛，计划与执行脱节，瓶颈工序等待 时间长，交付周期难以压缩。劳动强度大且对技工依赖高，人 员流失易导致效率下降。调研显示，传统模式下中小钢企生产 成本高，亟须通过数字化实现精益生产。 质量与合规方面，高品质特殊钢对一致性要求严苛，但多 — 4 — 数企业仍以人工抽检为主，质量数据分散于纸质记录或孤立系 统，无法实时监测关键指标，产品一次合格率偏低。质量问题 事后发现且难以追溯根因，满足汽车、航空等下游行业的严苛 认证标准压力较大。 市场销售方面，中小企业受制于传统营销模式，贸易链条 长、中间环节多、信息不透明，难以及时掌握市场行情与客户 需求。缺乏自有品牌和终端渠道，议价能力弱，钢材价格波动 加剧库存与订单管理难度，存在“有单不敢接、无单难维系” 的困境。 运营管理方面，信息化基础薄弱，采购、库存、生产、财 务等环节数据割裂，管理决策依赖经验直觉。虽有部分系统上 线，但缺乏统筹规划形成数据孤岛，现场与管理层信息不对 称。数字化人才匮乏、IT 投入不足进一步制约管理提升。 安全与成本方面，高温熔炼、重型设备等高危作业场景 多，中小企业因资金和技术限制，安全监测手段不足，一线工 人面临较高风险。高耗能工序缺乏能效优化，单位能耗和排放 偏高，环保合规压力大。节能减排方能适应绿色发展趋势。 综上，破解研发滞后、效率低下、质量管控不足、市场拓 展困难及管理粗放等问题，需通过数字技术提升产品创新能 力、生产效率、质量稳定性，优化市场渠道与决策，并保障安 全合规，成为精品钢材行业中小企业高质量发展的关键路径。 — 5 — 二、精品钢材行业中小企业转型价值 精品钢材行业中小企业数字化转型具有全方位战略价值， 可为行业企业突破发展瓶颈、解决行业发展痛点注入新动能。 在产品创新层面，通过引入CAD/CAE等数字化设计工具， 企业可实现钢材性能的虚拟验证与仿真优化，显著缩短新产品 的研发周期；PDM/PLM系统的应用则有效沉淀研发知识，构 建企业级技术资产库；同时，依托云端协同设计平台，企业能 与下游客户实时对接需求，快速响应个性化定制要求，提升市 场响应敏捷性。通过上述手段能解决研发基础薄弱、协同不足 痛点，响应产品结构优化与下游需求多元化趋势 生产与质量管控方面，通过上线MES系统或APS智能排产 模块，可实现生产资源动态优化配置，设备联网与工业传感器 实时采集关键工艺参数，可构建全流程透明化生产体系。通过 上述措施，可有效减少物料浪费与工序等待时间，提升产线柔 性、有效提升生产效率、更好适应下游需求；在线检测技术与 QMS质量管理系统的结合，将质量管控从事后抽检转向全流程 监控，配合AI视觉检测、光谱分析等智能检测手段，也将有效 降低次品率，满足特殊钢品质要求。 供应链与营销层面，通过对接钢铁电商平台与CRM客户管 理系统，企业可精准捕捉市场行情与客户需求、拓展销售渠道 、提升议价能力，适应新能源汽车、电力设备需求增长趋势。 数字化采购平台有助于实现原料价格动态比价与供应商智能评 — 6 — 估，优化采购成本；WMS仓储管理系统与智能物流调度协同， 有助实现库存精准管理，缓解钢材价格波动导致的“有单不敢 接”困境。 管理与安全环保层面，ERP与商业智能（BI）系统整合采 购、生产、财务等全业务数据，能构建可视化决策驾驶舱；物 联网与AI监控技术可有助于实现高温熔炼区、重型设备区等高 危场景的无人化巡检，通过EAM设备管理系统可进行预防性维 护降低故障率；能源管理系统能实时监控吨钢能耗，结合工艺 优化可有效降低综合能耗，兼顾安全生产与绿色制造目标。解 决数据割裂、高耗能生产、管理痛点。 综上，数字化转型不仅为企业带来提质降本、效率提升的 直接收益，更通过技术赋能重塑核心竞争力，推动精品钢材中 小企业向智能化、绿色化、服务化方向升级，为行业高质量发 展注入持续动能。 三、精品钢材行业中小企业数字化转型场景 按照《中小企业数字化水平评测指标（2024年版）》中的 场景划分标准，结合精品钢材行业的业务特点和应用现状，我 们梳理了产品生命周期、生产执行、供应链三个维度下共6个中 小企业数字化转型的具备行业特色的典型场景。每个场景均按 照数字化应用水平从一级（初始级）到四级（引领级）进行分 级描述，并结合精品钢材行业特色给出对应的应用场景举例和 判定标准，最后配以实际案例说明其应用成效。 — 7 — 图3：精品钢材行业中小企业数字化转型典型场景金字塔图 — 8 — （一）产品生命周期数字化 1.工艺设计 痛点需求：工艺设计是精品钢材制造中的关键环节，中小 企业在这一场景下主要痛点包括：首先，复杂工艺方案难以优 化。特殊钢产品往往需要经过冶炼、锻造、热处理、机加等多 道工序，传统工艺设计依赖工艺工程师手工编制流程，缺乏仿 真验证手段，往往要等实际生产后才能发现工艺问题，造成返 工或性能不达标。比如模具钢的热处理工艺，如果不到位会导 致硬度分布不均，但很多中小企业直到出炉检测才发现问题。 其次，工艺知识散失和不统一。老技师的经验常口口相传，新 人很难全面继承，加之工艺文件分散在纸质或个人电脑中，没 有标准模板，新工艺制定常要从头摸索，费时费力。再次，各 工序工艺缺少数字化关联，设计与工艺部门各自为政，产品设 计更改没能及时反馈更新工艺流程，生产现场出现工艺卡错误 的现象时有发生。这些痛点使中小企业难以稳定输出高品质产 品，限制了产能和质量的提升。 应用场景：数字化转型使工艺设计从经验驱动走向数据驱 动，分级应用场景如下： 一级：钢材工艺参数电子化记录与卡片生成 企业开始用办公软件或简单工艺设计软件编制工艺文件， 实现工艺规程的数字化记录和基本管理。例如某合金铸件厂以 Excel 建立了铸造工艺卡模板，电子表格列明各工序温度、时间 — 9 — 等参数，替代了手写工艺卡；又如某热处理作坊用简单数据库 记录不同钢号的淬火回火参数，查询比翻纸质手册方便。这一 级别说明企业已认识到工艺文件数字化的重要性，但仍主要依 靠人工经验制定参数，缺少高级工具辅助。 二级：关键工序工艺数据系统化建模与管理 企业引入工艺管理模块或 MES 中工艺管理功能，对工艺流 程实现集中管理和标准化。典型场景如：某特钢轧制企业部署 了工艺规划管理系统，将连铸→加热→轧钢等全流程的工艺参 数录入系统并与生产设备联动，保证每炉钢、每道次都按规范 参数执行。企业还建立了工艺标准库，针对主要产品制定标准 作业指导书，例如规定高强钢板淬火温度区间、冷却介质类型 等，车间操作工可在系统中查阅标准并填写执行记录。二级应 用确保了工艺的一致性和可控性，减少了因人工疏忽导致的参 数偏差。 三级：多钢种工艺知识库集成与跨系统共享 企业开始借助仿真软件对关键工艺过程进行模拟优化，并 实现工艺与设计、生产的数字协同。一方面，利用专用 CAE 工 具模拟工艺过程。例如某轴承钢厂应用热处理仿真软件，对轴 承环淬火冷却过程进行模拟，预测硬度分布和变形情况，提前 优化冷却速度和介质浓度，减少淬火开裂风险。另一方面，工 艺工程师与设计、生产人员通过协同平台共享工艺方案：设计 更改时工艺工程师即时收到通知并调整工艺卡；生产过程中反 — 10 — 馈的问题（如加热炉某温区温度不足）直接记录在工艺管理系 统，工艺人员分析后优化参数。三级场景下，企业实现了设计 －工艺－生产信息闭环，工艺方案制定更加科学高效，产品性 能稳定性显著提高。 四级：AI+多物理场仿真与数字孪生，实现钢种工艺智能 优化 行业领先中小企业构建起产品工艺的数字孪生模型，通过 人工智能和大数据实现工艺的自优化。例如某高端锻造企业为 航空钢合金锻件建立了数字孪生工艺模型：模拟锻压过程中的 金属流动和显微组织演变，并将大量历史工艺数据输入 AI 模型 训练，形成智能工艺优化算法。当接到新订单时，系统基于目 标性能自动推荐最佳工艺路径和参数组合（温度、变形速度 等），供工程师参考调整。生产中，传感器数据实时反馈到孪 生模型，与模拟预测对比分析，若出现偏差 AI 模型即时修正下 一批次参数。通过这种自学习机制，企业工艺水平不断提升。 此外，四级还意味着企业与上下游共享工艺创新：例如与材料 供应商联合开发新型热处理工艺，或与客户共同制定成形工艺 标准，实现多方协同创新。该级别体现了最高阶段的应用—— 工艺数字孪生+AI 优化+产业协同，使中小企业在工艺设计能力 上达到行业引领水平。 — 11 — 典型案例：承运机电基于数智工厂系统实现工艺设计全流 程数字化管理 湖南承运机电有限公司在精密电子连接器结构件工艺设计 中面临加工精度要求高、工序流程复杂、变更频繁等难题，导 致工艺设计效率低下、响应速度慢，难以保障产品质量和产线 高效运转，制约整体生产效能。 企业依托数智工厂系统工艺设计模块，实现全流程数字化 管理：首先在模块内完成工艺参数设定与工序规划；其次与产 品设计模块联动，自动生成包含工艺路线、加工参数、检验标 准的基准书，确保设计逻辑统一；工艺数据经评审后，自动推 送至生产管控模块，搭建 PLM 与 MES 数据协同通道，覆盖从 设计到生产全链条，有效适配高精度需求并快速响应变更，保 障产线高效运转和工艺一致性。 通过数字化工艺设计，企业实现 PLM-MES 数据协同，工 艺变更实时同步至产线，生产数据反馈优化工艺，形成完整管 理标准，显著提升工艺效率、响应速度和产品质量，保障产线 高效运转。 — 12 — 图4：承运机电 数智工厂系统工艺设计模块-工艺路线管理系统截图 （二）生产执行数字化 2.计划排程 痛点需求：在生产计划与排程方面，精品钢材行业中小企 业过去普遍存在计划不精准、排产不科学的难题。由于订单品 种多样、工序流程复杂，如何合理安排生产顺序以最大化产能 利用率并按期交付，是管理的难点。痛点主要表现：其一，计 划编制依赖人工经验，缺乏对生产数据的量化分析，导致计划 与实际脱节。比如接单时往往凭主观经验估算交期，结果要么 承诺过于乐观交付延迟，要么留有过长余量造成设备闲置。其 二，多订单多工序的排产复杂性高，人工难以权衡原材料到 位、设备产能和交期优先级，经常出现排产冲突或重复改计划 的情况，现场员工无所适从。其三，缺少实时调整机制，一旦 某工序出问题（如设备故障、人手不足），整个计划无法及时 — 13 — 联动调整，最后耽误整体进度。中小企业管理资源有限，计划 排程粗放带来的直接后果就是交货延期频发、在制品堆积和加 班赶工并存，生产效率和客户满意度受到影响。 应用场景：数字化转型可以显著提升计划排程的科学性和 灵活性，具体分级如下： 一级：基于电子表格的钢材生产计划辅助排程 企业开始抛弃手写板和黑板，转为用 Excel 等电子表格编 制生产计划和进度表。车间每天或每周的生产任务通过电子表 格列出，发送给各班组执行。这提高了计划的清晰度，但仍然 是人工经验的体现，未结合实时数据，排程依旧粗略。 二级：实现基于 ERP/MRP 的炼－连－轧关键工序多约束 精细化排产 企业引入了简单的物料需求计划（MRP）或 ERP 系统生产 模块，根据订单和物料库存自动生成主生产计划和物料计划。 场景如：某薄板加工厂在 ERP 中录入了客户订单交期和数量， 系统根据现有库存和标准工时计算出各工序开始完成时间，形 成生产作业计划，并据此下达采购申请补充材料。与此同时， 车间通过 ERP 系统领取每天的任务清单。例如轧机班组登录系 统看到今天需完成多少卷硅钢轧制。二级水平表明计划排程已 借助信息系统实现了一定程度自动化，但对车间执行约束有 限，计划精细度和优化度一般。 三级：产销协同的动态排程与产能联动优化 — 14 — 企业采用了高级计划与排程（APS）系统或 MES 自带的精 细排程功能，对生产进行精细化和动态的调度。典型应用：某 特钢锻造厂利用 APS 考虑锻压机吨位、加热炉容量等约束，优 化安排每一批坯料投炉和锻造顺序，使得大、小件穿插生产， 设备利用率最大化，等待时间最小化。当新插单或设备发生故 障时，系统能自动重排剩余任务，给出更新后的排产甘特图， 调度员据此调整班次安排。此外，三级场景下计划与现场实现 了数据实时联动：通过 MES 采集的生产进度数据实时反馈到计 划系统，管理人员可随时在大屏上查看计划完成率和预警信 息。一旦某工序延误，系统立即提示调整后续计划，防止小问 题演变成大延迟。 四级：AI 驱动炼－连-轧协同排程，结合订单、产能与碳 排动态调优 在该级别，中小企业实现了计划排程的智能决策和全链协 同。比如运用 AI 算法对历史生产数据进行训练，建立智能排产 模型，可根据订单优先级、设备性能、能源成本等多维度自动 给出最优排程方案。此外，计划排程已与供应链和销售实现打 通：销售接单时系统实时查询产能负荷和物料可用性，做出可 承诺交期（CTP），确保不接超出产能的单；供应链方面，排 程系统提前发送原料和外协需求给供应商平台，做到产供销联 动。四级还意味着集团化协同排程能力，如果企业有多工厂或 产线，可通过云平台统筹各工厂产能，智能分配订单到最合适 — 15 — 的产线。这些都是行业引领型实践，让中小企业具备与大型企 业比肩的自适应、自优化生产调度能力，在敏捷制造方面脱颖 而出。 典型案例：博太机械基于 ERP 系统计划生产模块实现计划 生产的数字化管理 湖南博太机械科技有限公司处于发展初期，面临销售订单 与生产环节衔接不畅、计划制定效率低、物料核算不准确、设 备调度困难等问题，难以高效应对多行业客户需求，制约了生 产执行能力和整体运营效率。 企业应用天工一体化 ERP 系统生产计划模块，将销售合同 订单自动转为预生产计划，特殊情况支持人工维护调整；基于 预生产计划开展物料分析，精准核算所需物料量；同步确认生 产订单详情、领料流程及设备运行状况；实现从订单承接、物 料规划到生产准备的全流程数字化管控，适配企业多品类产品 生产与多行业服务需求。 通过数字化管控，企业实现了计划生产的数字化管理，提 升了订单处理效率、物料准备准确性和设备调度能力，优化了 资源配置，显著增强了应对多行业需求的能力，支持了企业初 期稳健运营。 — 16 — （图5 博太科技 ERP 系统计划排程模块－生产计划列表界面） 3.生产管控 痛点需求：在传统生产管控模式下，中小钢材企业往往缺 乏对生产过程的实时可视化和精细控制，主要痛点包括：现场 信息不透明、异常响应不及时以及过程优化困难。生产过程数 据（设备状态、工艺参数、质量检测结果等）大多以人工方式 记录或散落在单机仪表上，管理者难以及时全面掌握当前生产 状况。如轧机、热处理炉等关键设备负荷、产量要等班后统计 才能汇总，生产指挥存在滞后性。一旦现场出现异常（设备故 障、工艺偏差），往往是问题扩大后管理层才获知，无