【公益案例展】鞍钢股份：产品碳智慧管理平台，赋能钢铁绿色转型

达梦数据案例

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当前国家持续推进“双碳”战略、新型工业化与数字中国建设并行落地，ESG 信息强制披露、欧盟CBAM碳边境关税、下游制造业全链条碳溯源等多重政策约束，倒逼高耗能钢铁行业完成碳管理数字化升级。钢铁作为国内碳排放重点工业领域，全流程工序复杂、原料能源数据海量，传统人工碳核算模式存在数据割裂、计算滞后、误差偏高、无法细化至单钢卷/单牌号层级等痛点，难以满足汽车、家电、出口外贸客户的碳足迹透明披露要求。

从产业宏观层面看，我国工业数字化转型强调核心基础软件自主安全，摆脱海外数据库技术依赖是产业安全底线；同时“十五五”规划明确要求以数字技术赋能绿色制造，推动数智技术向善落地环境治理、可持续发展等公共价值场景。

鞍钢股份作为特大型钢铁央企，鞍山、营口、朝阳三大基地年产钢超2600万吨，亟需一套覆盖全生产链路、可自动建模、合规适配国内外碳标准的碳智慧管理系统；但原有信息化底座采用国外数据库，存在数据安全、算力成本、定制化适配三重瓶颈。

达梦数据作为国产数据库龙头，立足自主内核技术与ESG可持续发展战略，主动对接鞍钢低碳转型需求，依托全栈国产化数据底座、分布式计算、密态安全、海量并发处理核心能力，联合打造产品碳智慧管理平台。项目以自主数智技术破解钢铁行业碳核算堵点，打通生产、能源、排放、认证全链路数据，兼顾产业信息安全与绿色低碳公益目标，是基础软件企业践行技术向善、助力工业ESG、服务国家双碳战略标杆实践。

时间周期

鞍钢股份产品碳智慧管理平台项目，核心目标为搭建鞍钢LCA碳排放管理平台，项目关键节点如下：

前期筹备阶段（2022年11月）：启动LCA碳排放管理平台需求调研、方案编制及立项申报工作；

开发启动阶段（2023年1月）：完成达梦测试数据库环境部署，并开展系统适配调试；

上线部署阶段（2023年3月）：搭建达梦读写分离集群，完成系统正式生产环境部署；

正式投运阶段（2023年5月）：鞍钢LCA碳排放管理平台全面上线，实现稳定常态化运行；

技术服务周期（2023年5月—2024年5月）

应用场景

本项目的应用场景为钢铁行业产品碳足迹全流程量化管理，具体涉及以下三大核心场景：

1.产品碳足迹建模与计算场景。鞍钢股份产品结构多元，拥有热轧卷板、中厚板、冷轧板、镀锌板、彩涂板、冷轧硅钢、重轨等比较完整的产品系列，产品广泛应用于机械、冶金、石油、化工、煤炭、电力、铁路、船舶、汽车、建筑、家电、航空等行业。平台实施范围覆盖鞍钢股份鞍山区域、鲅鱼圈基地、朝阳基地全品种产品，需针对大类产品、明细产品等不同层级构建碳足迹模型，精准刻画钢铁生产各环节的碳排放情况。

2.碳标签自动生成与披露场景。下游汽车、家电、消费电子等行业客户对钢铁产品的碳足迹数据提出了“钢卷级、牌号级”的细化披露要求。平台需依据实时生产数据自动完成产品碳足迹的精确计算，并自动生成产品碳标签。同时，完成碳标签第三方认证并在质保书中生成碳标签，提高产品透明度和市场认可度。

3.出口欧盟产品CBAM计算场景。面对欧盟碳边境调节机制的正式实施，平台需实现出口欧盟产品的CBAM计算功能，提升出口产品碳排放强度计算的准确性与可靠性，增强企业在国际市场上的竞争力。

在上述场景中，平台从业务系统中抽取数据，经大数据平台处理后为碳智慧管理平台提供数据服务，打造了一个集成化、智能化的碳管理与数据服务体系，为企业的碳战略决策提供有力支持。

面临挑战

本项目在实施过程中面临以下四大核心挑战：

1.模型构建与优化。构建产品碳足迹模型，包括大类产品、明细产品等不同层级模型，需精准刻画钢铁生产各环节碳排放情况，并不断优化模型以提高计算结果的准确性和可靠性，满足不同用户对碳足迹指标披露的细致要求。钢铁生产工艺流程长、环节多、数据量大，碳排放因子的确定和分配方法复杂，模型构建的技术难度极高。

2.性能与稳定性保障。在处理庞大且复杂的数据时，系统要保持高性能和稳定运行，避免出现卡顿、延迟或故障，确保用户能实时获取准确的碳足迹信息及相关服务。鞍钢股份三大生产基地年产钢铁规模达2600万吨以上，生产数据体量巨大、环节复杂，对数据库的并发处理能力和系统稳定性提出了极高要求。

3.技术自主安全。需采用自主安全技术，配置国产操作系统、国产数据库等，满足信息系统安全等级保护要求，防止技术受制于人，保障数据安全和系统稳定运行。钢铁行业的碳足迹数据涉及生产工艺、产能等核心商业秘密，信息安全防护要求极高。

4.满足特殊要求与标准。面对下游用户提出的钢卷级、牌号级等细化的碳足迹数据披露要求，以及欧盟CBAM计算等特殊标准，需要针对性地开发和优化系统功能，确保项目成果符合相关要求。这些特殊要求对系统的精细化计算能力和标准适配能力提出了严峻考验。

技术开发过程

一、项目背景与技术挑战

鞍钢股份作为中国现代化特大型钢铁联合企业，拥有鞍山、营口、朝阳三大生产基地，铁、钢、材产能规模均达到2600万吨以上。在“双碳”目标与欧盟碳边境调节机制（CBAM）双重驱动下，企业面临着四大核心技术挑战：一是碳足迹模型构建难度大，需针对钢铁生产长流程、多环节的特点精准刻画各工序碳排放情况；二是系统性能要求高，庞大生产体量下的数据处理对数据库并发能力和稳定性提出极高要求；三是技术自主安全需求迫切，需摆脱对外部技术的依赖；四是需满足下游用户“钢卷级、牌号级”碳足迹披露及欧盟CBAM计算等特殊标准。

二、总体技术架构

本项目基于全国产化环境建设产品碳智慧管理平台，采用达梦数据自主研发的数据库产品作为核心数据底座。平台整体技术架构遵循“数据采集—数据处理—模型计算—结果输出”的闭环路径，实施范围覆盖鞍钢股份鞍山区域、鲅鱼圈基地、朝阳基地全品种产品。

平台采用达梦数据库管理系统DM8、达梦数据共享集群DMDSC加达梦数据守护集群DMDataWatch的“2+1”系统架构，为鞍钢股份打造了一套高可用、负载均衡且性能可靠的全栈式解决方案。该方案中的产品与鞍钢羽嘉工业互联网平台、飞腾CPU、麒麟操作系统等实现了深度适配。

三、核心技术组件

1.达梦数据库管理系统DM8：100%自主研发的大型通用关系型数据库

DM8是达梦数据在总结DM系列产品研发与应用经验的基础上,坚持开放创新、简洁实用的理念,历经五年匠心打磨,推出的新一代自研数据库。DM8是100%自主研发的大型通用关系型数据库，具备极致兼容性、高可用性、高可靠性和高安全性，是解决我国基础软件领域“卡脖子”痛点的数据库产品，目前已助力50+重点行业实现核心系统升级。

DM8吸收借鉴当前先进新技术思想与主流数据库产品的优点，融合了分布式、弹性计算与云计算的优势，对灵活性、易用性、可靠性、高安全性等方面进行了大规模改进，多样化架构充分满足不同场景需求,支持超大规模并发事务处理和事务-分析混合型业务处理,动态分配计算资源,实现更精细化的资源利用、更低成本的投入。一个数据库，满足用户多种需求,让用户能更加专注于业务发展。

DM8采用了独特的双存储引擎架构，行存储引擎和列存储引擎可相互配合、协同工作。同时实现了计算层和存储层的分离，同一内核既支持共享存储式集群，也支持分布式事务集群。相较于目前主流产品架构——不同特性依靠不同内核去实现，DM8架构为业界首创，也是未来数据库架构的发展方向。

在本项目中，DM8作为碳智慧管理平台的核心数据存储与计算引擎，承担了三大基地全品种产品碳足迹计算的海量数据存储与高性能处理任务。平台从各业务系统抽取生产数据，经大数据平台清洗整合后，由DM8完成碳足迹建模数据的存储、查询与计算。

2.达梦数据共享集群DMDSC：高性能与高可用保障

达梦数据共享集群DMDSC是达梦数据自主研发的高性能共享存储集群，是国内首款共享存储数据库集群。DMDSC是一个多实例、单数据库的系统。主要由数据库和数据库实例、共享存储、本地存储、通信网络、以及集群控制软件DMCSS组成，允许多个数据库实例同时访问、获得完整的数据库服务。

核心技术性能优化包括：

事务日志批量刷盘技术：合并微小IO为大块IO，大幅减少rlog锁等待，高并发场景性能最高提升200%；

数据页智能预加载技术：解决冷数据访问瓶颈，查询性能最高提升4倍，大幅缩短复杂查询响应时间；

CR页机制：访问远程克隆副本，无需全局封锁，从根源减少并发冲突，读写并发场景性能提升10倍；

远端缓存推送技术：数据拥有节点主动推送缓存页至请求节点，缓存交换流程缩短1/3。

DMDSC关键业务性能指标达到：

TPC-C实测吞吐量达400万+tpmC，具备顶尖级联机事务处理能力；

系统可用性达99.9999%，支持故障自动切换，切换时间≤15秒；

支持最多8个节点协同工作，无备用节点设计，资源利用率最大化。

在本项目中，DMDSC成功打破了传统数据库的单点性能瓶颈，实现负载均衡以及故障的自动切换。通过共享存储技术，多个数据库实例能够同时访问同一数据文件，在任一节点发生故障时，RTO小于5秒，数据库CPU使用率稳定控制在20%以下，内存利用率优化至60%，数据传输畅通无阻。

3.达梦数据守护集群DMDataWatch：数据容灾保障

达梦数据守护集群是一种高可用数据库解决方案，主备节点间通过日志同步来保证数据的同步，可以实现数据库快速切换与灾难性恢复，满足用户对数据安全性和高可用性的需求，提供不间断的数据库服务。

产品架构上，DMDataWatch包含的主要部件有：主数据库、备数据库、联机REDO日志系统、本地REDO日志归档服务、实时REDO日志归档服务、REDO日志重做服务、MAL系统、守护进程和监视器。实时REDO归档服务将主数据库的REDO日志发送到备数据库的REDO，重做服务进行重演，保证了主备数据库的完全一致。当主数据库实例或存储故障时，备数据库可快速接管并对外提供服务，满足用户对数据库的高可用要求。

4.碳足迹建模与计算引擎

平台针对钢铁生产全流程构建了多层级产品碳足迹模型体系：

大类产品模型：覆盖热轧卷板、中厚板、冷轧板、镀锌板、彩涂板、冷轧硅钢、重轨等主要产品类别，建立各产品类别的标准碳排放因子库与计算模型；

明细产品模型：针对“钢卷级、牌号级”的精细化披露要求，建立明细产品的碳足迹计算模型，实现单卷、单牌号的碳排放精确核算。

计算引擎核心计算逻辑为：从业务系统（生产执行系统MES、能源管理系统、ERP系统等）自动抽取碳核算所需的基础数据→经大数据平台进行数据清洗、格式标准化、异常值检测→输入碳足迹模型→依据内置算法自动完成碳排放计算→输出碳标签与CBAM报告。整个流程实现了全自动化运行。

5.碳标签自动生成系统

平台实现了产品碳标签的自动化生成功能：

基于实时生产数据自动完成碳足迹计算，生成符合第三方认证要求的产品碳标签；完成碳标签第三方认证后，在质保书中自动生成碳标签，实现“一产品一标签”的精细化管理；标签数据可追溯、可审计，满足下游客户对碳足迹数据的核查需求。

6.CBAM计算模块

为应对欧盟碳边境调节机制，平台专门开发了CBAM计算模块：

按照欧盟CBAM的技术规范和要求，建立针对出口欧盟产品的碳排放强度计算模型；自动完成出口产品的CBAM数据填报与计算，确保出口业务合规。

7.数据服务体系

平台通过抽取业务系统数据，经大数据平台处理后为碳智慧管理平台提供数据服务。自2024年年底起，由达梦数据提供技术支持的多个鞍钢集团核心业务系统陆续上线，系统始终维持着稳定的运行状态。数据库CPU使用率稳定保持在20%，内存使用率为60%，系统TPS提升30%以上，应用响应时间缩短12%，数据传输过程中未出现瓶颈问题。

四、系统集成与部署

平台实现了与鞍钢股份现有业务系统的深度集成：

与生产执行系统（MES）集成，自动获取各产线的产量、能耗等生产数据；

与能源管理系统集成，获取各环节的能源消耗数据；

与质量管理系统集成，确保碳标签与产品质量信息的关联一致性；

与ERP系统集成，实现碳数据与财务、供应链数据的协同管理。

平台部署采用全国产化软硬件环境，从底层操作系统（麒麟操作系统）到数据库系统（达梦DM8）全部实现国产化升级。达梦数据已完成了与飞腾、龙芯、海光、鲲鹏、申威、兆芯等国产芯片的全面适配和优化。

五、技术创新亮点

亮点一：全流程自动化碳足迹管理。平台实现了从数据自动采集、自动建模计算到碳标签自动生成的全流程自动化运作，人工数据收集消耗减少约60%，工作效率大幅提升。

亮点二：钢卷级精细化碳核算。平台突破了钢铁行业碳足迹“大类核算”的传统模式，实现了钢卷级、牌号级的精细化碳足迹核算，满足了下游客户最严苛的披露要求。

亮点三：国产化全栈技术方案。平台基于达梦数据库及国产软硬件平台构建，实现了碳管理核心系统的技术自主安全，为钢铁行业关键信息系统的国产化升级提供了示范。

亮点四：碳标签+CBAM双轨输出。平台同时支持国内碳标签认证和欧盟CBAM计算两大输出体系，兼顾国内国际双重合规需求。

六、量化效益

1.平台上线后，在达梦数据库的支撑下，业务处理效率提升了约40%，服务能力增强了约35%。

2.按平均每年10个大类产品碳足迹第三方认证计算，降低第三方认证费用约300万元/年。

3.平台通过满足下游用户对钢铁产品碳足迹指标披露的需求，助力鞍钢股份提高产品竞争力，实现收入年增长率15%。

4.依据生产数据自动完成碳足迹计算和碳标签生成，节约了人工收集数据所需的时间，提升了数据的准确性，工作效率提升了60%。

社会公益价值

本项目以数字技术驱动钢铁行业碳减排，在环境效益、经济效益和社会效益三个维度产生了显著的社会公益价值：

1.环境效益：助力国家“双碳”目标落地

钢铁行业是工业领域的碳排放大户，鞍钢股份作为行业龙头企业，其碳管理的数字化升级对行业整体减排具有重要的示范意义。平台通过精确计算产品碳足迹，为鞍钢股份制定精准的减碳方案提供了数据支撑。依据鞍钢集团此前发布的“双碳”目标：2025年将实现碳排放总量达峰，2035年碳排放总量较峰值降低30%，吨钢碳排放强度降低30%以上。本平台的上线运行，为上述目标的实现提供了关键的数字化能力保障。同时，平台支持欧盟CBAM计算，帮助中国企业应对国际碳关税政策，避免合规风险，保障了出口业务的可持续发展。

2.经济效益：降本增效与竞争力提升

平台上线后，在成本节约和市场竞争力提升方面成效显著：按平均每年10个大类产品碳足迹第三方认证计算，降低第三方认证费用约300万元/年；人工收集数据的工作量减少约60%，人力成本大幅降低；通过满足下游用户对钢铁产品碳足迹指标披露的需求，提高产品竞争力，助力鞍钢股份实现收入年增长率15％。

3.社会效益：引领行业绿色转型

本项目为钢铁行业树立了低碳转型的标杆，展示了如何通过数字化技术实现碳足迹的量化和管理。平台采用的全国产化技术方案，为同行业企业提供了可借鉴的经验和模式，促进了整个钢铁行业的绿色发展和转型升级。通过推动钢铁行业向低碳、环保、可持续的方向发展，本项目对整个行业的绿色转型具有重要的示范和引领作用。

关于企业

·达梦数据

武汉达梦数据库股份有限公司成立于2000年，是国内领先的数据库产品开发服务商及基础软件产业发展的关键推动者。公司为客户提供数据库软件及集群软件、云计算、大数据、人工智能等一系列产品及相关技术服务。2024年6月，公司在科创板成功上市，成为国产数据库领域首家上市公司。公司始终坚持原始创新、自主研发的技术路线，已掌握数据管理与数据分析领域的核心前沿技术，拥有主要产品全部核心源代码的自主知识产权。达梦数据产品市占率连续多年位居中国数据库管理系统市场国内数据库厂商前列，产品广泛应用于金融、党政、央国企、电力、能源、通信、交通、医疗等关乎国计民生的多个关键行业。

·鞍钢股份

鞍钢股份有限公司是中国现代化特大型钢铁联合企业，是享有“新中国钢铁工业的摇篮”之称的鞍钢集团的核心企业。公司主要从事钢铁制造业，拥有鞍山、营口、朝阳三大生产基地，铁、钢、材产能规模均达到2600万吨以上。鞍钢股份产品结构多元，拥有热轧卷板、中厚板、冷轧板、镀锌板、彩涂板、冷轧硅钢、重轨等比较完整的产品系列，产品广泛应用于机械、冶金、石油、化工、煤炭、电力、铁路、船舶、汽车、建筑、家电、航空等行业。近年来，鞍钢股份积极争当推动数字化、智能化转型升级的排头兵，持续推进全流程、全场景、全链条数字化转型。