中钢邢机采用“整体设计、分步实施”的两化融合建设思路，以打造新型能力为目标，抢占行业的制高点，率先提出通过建立产品全生命周期一体化综合管理系统的方式，实现企业的绿萝漫画和绿萝漫画升级。
一、企业简介
中钢集团邢台机械轧辊有限公司（以下简称：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。
图1 中钢集团邢台机械轧辊有限公司
二、CIO个人简介
王敬军自2006年10月起，任中钢邢机信息管理部部长、党支部书记，2015年3月至今担任公司信息管理总监。他主要负责公司信息化建设的顶层设计和总体规划及各类生产设备数字化、智能化、自动化改造的统一管理，负责企业两化融合工作，持续推进现代信息技术与企业管理、研发、制造、服务等技术相结合，以打造信息化环境下的新型能力和企业可持续竞争能力为纲领，持续推动企业两化深度融合。
王敬军已荣获“‘十一五’中国信息化杰出人才”、“全国优秀首席信息官”等荣誉称号；河北省信息学会委员；多次参与省重大信息化项目评审工作，具有丰富的信息化理论和实践经验；先后主持完成了国家工信部重点资金支持的“构建全球最大轧辊企业的综合集成系统”两化融合项目、“构建轧辊产品的综合集成制造系统”等河北省重点科技项目，主持参与多个国家工业互联网创新发展工程项目。
图2 中钢集团邢台机械轧辊有限公司信息总监 王敬军
三、个人信息化从业经历及主要业绩
2012年，组织申报的《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》项目，被工信部评选为国家两化融合示范项目；
2014年，公司被认定为河北省“十二五”制造业信息化科技工程试点企业；
2015年，主持推动企业开展“信息化和工业化融合管理体系”贯标，成为全国首批通过两化融合管理体系贯标评定的企业；
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，公司被河北省工信厅认定为轧辊制造智能工厂、“互联网与制造业融合发展示范企业”；被国家工信部评定为“服务型制造示范企业”；
2018年，《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；《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；公司被河北省评定为首批“河北省工业控制系统信息安全试点示范企业”。
2019年，在工信部工业互联网创新发展工程项目招标中，公司作为牵头单位中标工业互联网标识解析二级节点国家基础设施建设项目；作为中科院牵头联合体单位中标工业互联网关键网络无线控制管理技术项目；作为机械工业仪器仪表研究所牵头联合体单位中标智能制造标准试验验证平台建设项目；
2020年，公司作为联合体单位中标“国家工业互联网标识解析访问控制及权限管理服务平台建设项目”；组织申报的“轧辊全生命周期一体化综合管理系统”项目，被评为“河北省2020年工业互联网创新发展试点示范项目”。
2021年，《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；《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。
四、近2年在企业主要推进的智能制造项目
推进了轧辊产品全生命周期一体化管控平台的建设。项目依托中钢邢机原有的信息化基础，建设轧辊全生命周期一体化综合管理系统。系统架构采用五横两纵的总体框架结构，“五横”为基础设施层、数据层、应用支撑层、应用服务层和信息服务层，“两纵”为支撑“五横”的标准规范体系、信息安全保障体系。
图3 轧辊产品全生命周期一体化管控系统架构
1. 建设思路
中钢邢机采用“整体设计、分步实施”的两化融合建设思路，以打造新型能力为目标，抢占行业的制高点，率先提出通过建立产品全生命周期一体化综合管理系统的方式，实现企业的绿萝漫画和绿萝漫画升级。建设思路：
1）构建企业数据存储中心。通过数据接口实现实时数据和关系型数据的交互集成，为打通业务间业务流程融合奠定基础。
2）推动公司应用系统的业务和数据集成，打通订单接收、物资采购、生产计划、生产执行情况、用户使用现场的数据及业务流程，实现各业务对公司的经营管理要求的即时响应和统一协调。
3）打造以数据驱动为基础的管理模式，实现数字化产品研发及工艺设计，全工序自动计划排程，生产过程关键工序工艺、质量、成本的100%受控。
2. 具体建设内容和实现的功能
1）通过对设备的自主升级改造，构建具有轧辊生产特点的企业物联网
中钢邢机通过自主设备工控系统改造、增加传感器、引入先进的视觉识别技术等，实现产品生产全过程数据采集：通过工控系统PLC自主开发，实现冷、热加工设备运行参数的实时采集和动态监控；通过RFID、条形码、二维码等扫码方式，追踪轧辊在生产过程中工序执行和物流情况，记录设备点巡检数据；通过实现对生产现场产成品、在制品、原料、工具等的位置信息采集。
2）构建基于企业私有云的统一数据中台
为解决现场系统异构、数据库异构且分散、数据格式多样等问题，建立了企业私有云计算、云存储数据中台，部署PI实时数据库、ORACLE关系型数据库，满足海量实时生产数据和业务运行管理数据的统一处理、统一存储。数据中台采用面向服务的技术架构，通过Web服务、API接口等松耦合方式，将异构系统、平台、数据进行整合，实现各种应用系统跨数据库、跨系统平台的无缝接入和集成，支撑个性化业务应用的高效开发、集成、部署与管理。
3）轧辊产品全生命周期一体化集成管理系统建设
中钢邢机构建轧辊产品全生命周期一体化集成管理系统，形成不同数据维度的全生命周期数据驱动管理模型，通过不同业务系统整合，实现数据共享、数据驱动、业务协同。
（1）数字化产品研发及工艺设计系统
中钢邢机大力推动数字化产品研发，引进国际一流热模拟机和仿真模拟软件，包括ANSYS、DEFORM、PROCAST等熔炼浇注、锻造过程和热处理过程模拟仿真软件及Gleeble金属受热及变形过程模拟试验机，可以模拟不同材料配比、不同工艺参数在轧辊铸造、热处理、锻造等工序中，材料组织性能的变化情况，高效率、低成本的验证并优化产品制造工艺参数，缩短产品研发周期，降低研发成本。
建立数字工艺设计体系，基于每支轧辊的生产过程数据、设备运行参数、质量性能检测数据、钢厂用户的使用反馈等产品全生命周期数据，构建轧辊工艺核心知识库，计算出成本、质量、生产效率的最佳平衡点，为不同客户需求智能化提供最优的产品工艺设计依据，提升产品市场竞争力。
（2）生产过程精益化管理
①生产工序智能化自动控制
中钢邢机实施数字驱动战略，大力推动生产工序和加工设备的“一键式操作、无人化工序、集成式作业”，对造型、冶炼、浇注、热处理、锻造、机械加工等全过程生产工序，进行设备自动化、智能化升级改造，集成工艺、物料、设备运行等数据，构建了各生产工序的智能化自动控制模型。
通过造型工具智能喷涂、冶炼工序自动配料、炉群智能化控制、智能化锻造、机械加工智能生产等工序及生产单元的自动化、智能化升级实现了轧辊生产过程的一键式自动执行、无人化参与生产模式的大力推进，大幅度提升了操作过程的精准性和标准化。
②轧辊生产计划自动排程
中钢邢机为了更好的优化生产节拍、协调生产资源、提高设备利用率、降低资源库存占用，自主设计和打造轧辊行业中首个APS高级排产系统，综合订单、工装、设备、工艺、产品、生产流程等约束条件，搭建面向冶炼、锻造、热处理、机械加工全过程生产工序的协同排产算法，实现设备利用率最大、交货期最短、成本最优、重点产品优先等不同排产模型，通过接收生产作业反馈信息实现滚动排产和动态调整。同时以生产计划为核心，自动产生物料采购计划、工具准备计划等辅助性计划，实现计划调度的统一性、一致性。
③冶炼过程动态监控和预警
中钢邢机对熔炼设备进行自主改造，建立逻辑判断数字模型，通过冶炼设备运行参数、工艺执行数据、各类传感器等数据的实时采集、监控和对比分析，自动判断熔炼过程的用时、用能及质量情况，针对生产异常自动报警，管理者可即时、准确地掌握每一熔炼炉次的完整生产数据，找出熔炼操作工步中的不合理、不规范、不标准的环节，针对性制定熔炼操作步骤和工艺优化改进方案，熔炼用时大幅度缩短，生产效率得到极大提升。
④热加工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中心，覆盖了企业冶炼、锻造、热处理三大工序300余台重点耗能设备，生产、工艺、技术、能耗2万余个数据的实时监控，实现了风、氧、电、气等能源从生产、储存到使用的全过程监控与优化平衡调度，建立能源调度的可视化管理和精益化控制，为企业稳定生产、节能减排提供依据。
（3）单件轧辊成本精益化管理
中钢邢机充分应用信息技术，将生产过程中每一道工序的能源、物料消耗等数据的进行实时采集，自主设计构建了单件产品成本核算管理系统，实现了核算对象由一直沿用的“产品类别”到“每件产品、每一生产工序”的轧辊成本管理的革命性转变。系统通过成本预测、成本控制和分析改进实现了成本闭环管理，为成本的精细化管控提供了有力的支撑，推动成本会计由核算型向管理型的转变。
（4）远程数字化产品运维服务
为了给用户提供更周到、更全面、更及时的服务，中钢邢机构建了基于用户使用现场的移动远程云服务系统，通过不受时空限制的移动远程视讯方式，搭起了生产厂家与用户现场技术支持与服务实时互动的桥梁，实现了异地技术专家对钢企使用现场的使用技术指导、产品超声波检测及金相检测、远程视频技术交流、远程紧急技术征询与调查等，有效提升了技术服务的效率和水平。
3. 建设成效
1）生产精益化水平和降本增效能力逐年提升
通过生产过程三级监控预报警系统和单件产品成本核算管理系统的实施，改变了原本主要依靠人工的粗放式生产管理模式，实现生产过程操作、工艺、质量、成本等全面受控，企业精益化水平和降本增效能力逐年提升
2）产品质量稳定受控
广泛应用物联网、工业数据分析、自动化控制等技术，自主对重点工序和关键设备进行数字化改造，推进实施“一键式操作、无人化工序、集成式作业”项目，国内率先实现了程序自动控制的自由锻，进一步提高了锻件的精度和效率。设备自动化程度的提升进一步提高了生产作业的标准化和一致性，进而提升产品质量的稳定性，在全球同行业中处于领先水平。
3）生产效率进一步提升
在轧辊行业建立首家APS自动排程系统，实现冷、热加工工序的全流程排程，在满足合同和交货期的前提下，综合考虑设备利用率、成本和产量最大化等要求，建立动态排程模型，代替原有的人工排产，将产品生产按小时、分钟具体排到工序、设备、人员上，实现设备利用率最优、生产成本最低、产量最大的最优化排程，从而提高排程的效率、减少生产等待时间、提高设备利用率。
4）形成的新模式新业态
推动企业91亚色 视频，产品全生命周期一体化管理系统的构建支撑了中钢邢机敏捷、高效的数字管理模式，通过对各流程环节及上下游的大数据分析，推进了以数据为核心驱动力的管理新模式，实现了以数据为支撑的智能化辅助决策、数据驱动业务数字化、智能化管理，提高了企业的业务运行效率和管理水平。
中钢邢机将“深耕细作”管理思想和“深、细、严、稳、准、精”工作要求，具体融入、落实和固化到产品全生命周期一体化管理系统中，改变原来只有在生产出现问题后的事后分析为产前预测、产中控制、产后分析总结的三级管控机制和班组、车间、分厂（部室）三级监控报警机制，提高管理效率和水平。进一步优化业务流程，削减过程不增值环节，进一步提高企业精细化管理和精确化操作水平，保证了产品质量的提升和成本的降低，进而提高了企业在激烈市场中的竞争力。
4. 形成的经济效益和社会效益
1）经济效益
通过分析轧辊在用户现场的使用数据，加快新产品研发，提升创新能力，工艺改进每年预计增加5-10项。
轧辊使用问题处置速度提高40%以上，差旅费减少15%，轧辊库存资金占用降低10%。
通过对成本数据的采集与控制，每月产能的盈亏平衡点下降20%。
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15-20%。
设备的智能化升级改造、年均减少用工成本200万元，废品损失率下降2%。
2）社会效益
通过自动排产系统建设，减少因生产等待而带来的能源浪费，在排产时充分考虑峰谷用电，可降低用电成本10%，促进企业节能减排工作。
五、个人在智能制造工作中的体会
以中钢邢机为代表的装备制造行业，包含铸造、锻造、热处理、机械加工等工序，属于典型的多品种、小批量、多批次、定制化的生产模式，产品品种规格繁多、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。
装备制造行业已从“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。另外，传统的单项业务应用系统成熟、系统各自为战、单一业务系统缺乏有效的流程和数据整合的情况也已经无法满足互联网时代的发展需求，企业迫切需要基于信息化技术构建一套全新的价值创造平台，使得企业的发展能够摆脱低端竞争、减少资源浪费，实现健康发展。
智能制造的关键是实现贯穿企业设备层、单元层、车间层、工厂层、协同层不同层面的纵向集成，跨资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态不同级别的横向集成，以及覆盖设计、生产、物流、销售、服务的端到端集成。因此智能应用系统是实现智能制造的关键。
智能应用系统对于非流程、离散性装备制造行业，是综合应用人工智能技术、智能制造机器、材料技术、制造技术、现代管理技术、信息技术、自动化技术和系统工程的理论及方法，使装备制造企业制造系统中的各个生产环节子系统系统分别智能化，并使制造系统形成由网络集成的、高度自动化的、具有自感知/自学习/自决策/自执行的一种应用系统。
图4 中钢邢机工业互联网平台架构
1. 智能设备层
智能工厂层更准确地说应该是设备层和单元层，是实现智能制造的基础，硬件上包括智能生产设备、AGV、立体仓库、传感器、仪器仪表、条码、射频识别等，结合可编程逻辑控制器（PLC）、数据采集与监视控制系统（SCADA）、分布式控制系统（DCS）、边缘计算等技术组成了多个单元级CPS，实现单设备、单工序、单任务的智能化。
2. 智能单元层
主要针对造型、冶炼、浇注、热处理、锻造、机加工等离散制造关键工序，进行自动化、智能化升级改造，陆续实现单工序的一键化、自动化和智能化生产，打造各工序的智能生产单元，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，工保证序过程的稳定性、一致性，大幅度提高产品质量和工作效率。
3. 智能车间层
车间层主要由制造执行系统（MES）、高级排产系统（APS）、能源管理系统（EMS）、仓储管理系统(WMS)等构成。通过生产计划管理、工艺管理、工序管理、生产计划排程、质量管理、生产设备管理、生产现场数据采集和分析等让生产信息目视化，从而监控、协同、调度、分析、预警制造执行过程，实现生产管控一体化。
4. 企业管理层
企业层主要由ERP系统、PLM、HR系统、CRM系统、SRM系统、OA系统等组成，是企业经营管理的核心。
5. 业务协同层
充分发挥装备制造行业中龙头企业的技术优势、产业链整合优势和数据资源优势，打造面向行业及上下游产业的工业互联网平台，通过该平台积极培育供应链协同制造、生产制造管理、设备监控运维、产品推广等细分数字化服务场景，为行业和产业链上下游企业提供数据上云、数据应用、数据分析等服务。平台可以将社会生产资源和能力自由匹配、择优组合，使产品制造和服务效率、效益最大化，让社会优秀资源和能力充分释放，实现产品生产的协同。
通过平台的稳定运营发展，形成公司工业互联网技术优势，吸引高端技术人才，持续提升企业数字化创新服务能力，在工业互联网建设标准上占据话语权，打造以企业为核心的跨地区、跨行业数字平台经济圈。
