水泥工廠智能化的認(rèn)識(shí)

10月29日，中國聯(lián)合水泥集團(tuán)河南運(yùn)營區(qū)技術(shù)中心總經(jīng)理朱其川在“2020中國水泥智能化高峰論壇暨第十二屆國際粉磨峰會(huì)”上作《水泥工廠智能化的認(rèn)識(shí)》的精彩報(bào)告。

他表示，生產(chǎn)的自動(dòng)化和數(shù)字化是智能化的基礎(chǔ)，水泥工廠智能化的技術(shù)目標(biāo)是結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，使水泥生產(chǎn)系統(tǒng)具備自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自尋優(yōu)功能，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、調(diào)整、決策，減少人工干預(yù)，直至全系統(tǒng)無人化。

朱其川本次報(bào)告主要分成三部分：水泥工廠智能化的目標(biāo)；實(shí)現(xiàn)水泥工廠智能化目前急需解決的問題；水泥工廠智能化建設(shè)的建議。

水泥工廠智能化的目標(biāo)：

2020年9月16日，我國工信部印發(fā)了《建材工業(yè)智能制造數(shù)字轉(zhuǎn)型行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023）》，提出了建材工業(yè)智能化發(fā)展的目標(biāo)。

1、自動(dòng)化、數(shù)字化、無人化

水泥工廠要做到智能化，要具備一定的基礎(chǔ)條件，如必須的、相對(duì)準(zhǔn)確的現(xiàn)場檢測設(shè)備，一定功能的控制系統(tǒng)，可靠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。生產(chǎn)的自動(dòng)化和數(shù)字化是智能化的基礎(chǔ)，水泥工廠智能化的技術(shù)目標(biāo)是結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，使水泥生產(chǎn)系統(tǒng)具備自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自尋優(yōu)功能，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、調(diào)整、決策，減少人工干預(yù)，直至全系統(tǒng)無人化。能耗管理從單個(gè)耗能設(shè)備自動(dòng)化管理向工藝過程以人機(jī)結(jié)合為特征的集約化管理再向智能化管理的階段性演進(jìn)。

2、節(jié)能減排

通過建立反映生產(chǎn)工藝特征的自學(xué)習(xí)自尋優(yōu)的能耗、污染物排放和物耗管理的智能化控制系統(tǒng)，自礦山開采的智能化開始，形成生料、熟料、水泥生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的智能化控制系統(tǒng)，降低能耗，全社會(huì)污染物排放降低。熟料單位熱耗670 kcal/kg（3226 kJ/kg）以下，P·O42.5水泥單位綜合電耗82kWh/t以下，熟料單位電耗52kWh/t以下；廢水廢渣零排放，協(xié)同處置其他社會(huì)固危廢。

3、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

勞動(dòng)用工大幅減少，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率1.4-2.8萬噸/人·年，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

4、可提供定制化的產(chǎn)品

水泥企業(yè)應(yīng)該考慮用戶的需求，通過不斷地調(diào)配來滿足不同工程地實(shí)際產(chǎn)品要求，這是智能化要實(shí)現(xiàn)的，目前還沒有實(shí)現(xiàn)。通過智能質(zhì)量控制系統(tǒng)的預(yù)測，與專家優(yōu)化操作系統(tǒng)等其他系統(tǒng)的配合，實(shí)現(xiàn)滿足化學(xué)成份、礦物組成、物理性能的水泥（熟料）產(chǎn)品的定制化、柔性生產(chǎn)。

5、降低成本

降低成本是智能化的終極目標(biāo)和最終要實(shí)現(xiàn)的，智能化不是為了好看，智能化后成本降低才是關(guān)鍵。水泥工廠智能化改造后，生產(chǎn)線故障率、能源和物料消耗、人工、產(chǎn)品品種轉(zhuǎn)換浪費(fèi)降低，必然會(huì)體現(xiàn)在生產(chǎn)成本降低這個(gè)智能化的最終目的上。

6、提高安全水平

智能化其中一個(gè)目標(biāo)就是無人化，生產(chǎn)現(xiàn)場無人化和智能安防系統(tǒng)必然會(huì)降低員工作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。雖然這些方面涌現(xiàn)了大量工業(yè)企業(yè)，但是完全成功的還不多。

實(shí)現(xiàn)水泥工廠智能化目前急需解決的問題

通過洛陽中聯(lián)的智能化建設(shè)實(shí)踐和與業(yè)內(nèi)專家的討論，朱其川也總結(jié)和發(fā)現(xiàn)了目前要實(shí)現(xiàn)水泥工廠智能化目前急需解決的問題。

1、便攜式在線鉆孔礦石成份分析技術(shù)

在智能礦山的建設(shè)中，特別是鉆孔中能否做到實(shí)時(shí)、在線的礦石成份分析?？杉磿r(shí)分析礦山鉆孔中礦石的化學(xué)成份，與5G、衛(wèi)星定位系統(tǒng)相結(jié)合，參照礦山詳勘成果，形成動(dòng)態(tài)的、詳實(shí)的礦山成份數(shù)字模型。這項(xiàng)技術(shù)還需要廣大行業(yè)同仁共同探索。

2、可靠的高溫、高塵氣體分析技術(shù)

可靠的高溫、高塵氣體分析技術(shù)是目前水泥行業(yè)非常需要的。這項(xiàng)技術(shù)也是行業(yè)專家優(yōu)化系統(tǒng)升級(jí)、智能化必不可少的。

3、自動(dòng)（在線）熟料巖相分析技術(shù)

自動(dòng)完成熟料取樣、樣品輸送、制片、拍照、巖相圖像對(duì)比分析等環(huán)節(jié)，形成數(shù)字化分析結(jié)果，為專家優(yōu)化控制系統(tǒng)提供支撐。

4、精確的水泥熟料、混合材使用量在線測定技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)能夠在線精確測量水泥中熟料含量或混合材的含量，為智能質(zhì)量控制系統(tǒng)提供支撐。如果可以實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于水泥產(chǎn)品質(zhì)量和成本降低有重要意義。

5、無人化運(yùn)輸系統(tǒng)

智能化的水泥廠應(yīng)該能夠自動(dòng)進(jìn)行所有物料（包括粘濕物料）輸送設(shè)備運(yùn)行、堵料、斷料等狀態(tài)的監(jiān)控和處理，真正做到生產(chǎn)現(xiàn)場的全天候無人化，這也是目前智能化推進(jìn)中所忽視的。

6、準(zhǔn)確的物流、庫存管理系統(tǒng)

在實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)營中，廣大水泥企業(yè)并做不到準(zhǔn)確的物流和庫存的掌握。該系統(tǒng)重點(diǎn)是能夠?qū)λ形锪髁?、?chǔ)存量進(jìn)行精確計(jì)量，并可進(jìn)行短期定時(shí)調(diào)整，為工廠管理信息化系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

7、柔性的智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)

這是終極的智能化目標(biāo)，以智能質(zhì)量控制系統(tǒng)為主線，集成數(shù)字礦山系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、專家優(yōu)化系統(tǒng)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)智能分析決策系統(tǒng)等，形成統(tǒng)一的智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)的定制化柔性生產(chǎn)。

水泥工廠智能化建設(shè)的建議

1、水泥工廠智能化建設(shè)的建議

水泥企業(yè)智能化建設(shè)首先要自上而下做好頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)，明確目標(biāo)，統(tǒng)一各子系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)信息孤島、系統(tǒng)孤島現(xiàn)象。這些現(xiàn)象是在智能化升級(jí)中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象。

2、廣泛參與（自下而上）

智能化是一個(gè)系統(tǒng)工程，在具體實(shí)施過程中，要自下而上，除領(lǐng)導(dǎo)重視以外，員工的廣泛參與也很重要，越多基層員工的參與和理解，智能化系統(tǒng)才能越好地發(fā)揮作用。

3、量力而行

水泥企業(yè)智能化還處于初期階段，設(shè)備和裝備還正在完善中，企業(yè)應(yīng)量力而行，推廣經(jīng)多方檢驗(yàn)成熟的系統(tǒng)，不可一哄而上，從而為了智能化而智能化，導(dǎo)致許多目標(biāo)無法實(shí)現(xiàn)。大型企業(yè)也都是正在試點(diǎn)成功后才逐步推廣。

4、安全問題

工業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)復(fù)雜，關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)的安全，數(shù)據(jù)種類和保護(hù)需求多樣，數(shù)據(jù)流動(dòng)方向和路徑復(fù)雜，數(shù)據(jù)保護(hù)難度增大，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全問題要引起特別重視。

5、人力需求

雖然水泥企業(yè)智能化會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)人員需求的降低，但會(huì)增加系統(tǒng)維護(hù)、二次開發(fā)人員的需求，維護(hù)成本會(huì)逐步提高，企業(yè)在人才培養(yǎng)方面應(yīng)適應(yīng)這種變化，避免依賴外部企業(yè)。因?yàn)橹悄芑?jí)而帶來的裁員，員工的再就業(yè)問題也是企業(yè)應(yīng)當(dāng)考慮的。