洛陽中聯(lián)無人值守生產(chǎn)模式建設(shè)探索

洛陽中聯(lián)水泥有限公司（以下簡稱洛陽中聯(lián)）是根據(jù)中國聯(lián)合水泥集團(tuán)戰(zhàn)略布局需要建設(shè)的水泥企業(yè)，是中國建材在洛陽布局的核心水泥企業(yè)。目前擁有一條4500t/d新型干法熟料水泥生產(chǎn)線,配套9MW純低溫余熱發(fā)電，配套年處理13.8萬噸生活垃圾和危廢固廢生產(chǎn)線。

近年來，洛陽中聯(lián)以“三大改造”為契機(jī)，進(jìn)行了信息化、智能化、綠色化提升改造，全力打造綠色智能化示范企業(yè)，建設(shè)了以MES系統(tǒng)為核心的智能管控平臺，涵蓋了生產(chǎn)管控系統(tǒng)、水泥生產(chǎn)專家智能控制系統(tǒng)、智慧水泥設(shè)備管理系統(tǒng)、智能質(zhì)量控制系統(tǒng)、智能礦山系統(tǒng)、精益生產(chǎn)管理系統(tǒng)、一卡通無人值守系統(tǒng)等七大模塊。通過采用信息化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)IOT技術(shù)、三維仿真、大數(shù)據(jù)分析和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工廠運(yùn)行智能化、管理可視化、故障預(yù)控化。

無人值守生產(chǎn)模式的建設(shè)背景

2020年洛陽中聯(lián)完成了智能化系統(tǒng)建設(shè)并投入運(yùn)行，在智能化系統(tǒng)建設(shè)完成后，怎么將智能化的建設(shè)成果更深的挖掘并充分利用，而不是僅僅停留在數(shù)據(jù)的淺層次使用上，一直是我們思考的重點(diǎn)，智能化不是靈丹妙藥，而是一個工具，關(guān)鍵是在于管理者和員工怎么共同使用好這個工具。為此，我們從無人值守車間創(chuàng)建開始，逐步探索建立無人值守生產(chǎn)模式，將員工從現(xiàn)場解脫出來，一方面讓員工共享企業(yè)創(chuàng)新成果，另一方面也逐步將智能化系統(tǒng)的應(yīng)用引向深入。

無人值守生產(chǎn)模式建設(shè)路徑的確定

根據(jù)目前生產(chǎn)運(yùn)行現(xiàn)狀，無人值守迫切要解決以下幾個問題：

一是系統(tǒng)啟停及運(yùn)行的問題，目前的專家系統(tǒng)解決了運(yùn)行中的操作問題，但開停機(jī)卻仍需要人為操作；

二是設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控，目前的ETM系統(tǒng)解決了設(shè)備運(yùn)行中溫度震動等關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)控，但設(shè)備整體運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控仍需解決；

三是區(qū)域內(nèi)人員安全，巡檢人員雖然不需要了，但在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)仍然有其他相關(guān)人員，這部分人的安全保障需要解決；

四是重點(diǎn)部位的消防安全，譬如煤磨系統(tǒng)的二氧化滅火裝置怎么和煤磨系統(tǒng)實(shí)時連接，以便第一時間開啟。

為解決以上問題，我們在充分利用現(xiàn)有智能化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過DCS軟件設(shè)計、信息化系統(tǒng)功能自主配置等，在工序自動控制、智能安全消防管控、設(shè)備智能巡檢等方面進(jìn)行了研究和自主創(chuàng)新。

從現(xiàn)場工作流程、中控工作流程及工序整體情況三個角度出發(fā)，依據(jù)現(xiàn)有智能化系統(tǒng)的同時，開發(fā)了新的功能。

無人值守自動啟停+自主尋優(yōu)

無人值守智能安防

無人值守智能消防

無人值守設(shè)備智能巡檢

無人值守輔助決策

通過以上五個功能的創(chuàng)新開發(fā)，確定了無人值守生產(chǎn)模式建設(shè)路徑；

無人值守模式的具體功能

（1）無人值守自動啟停+自主尋優(yōu)：

解決了系統(tǒng)啟停及運(yùn)行的問題，利用信息化系統(tǒng)及自動化系統(tǒng)高靈活、低時延的特點(diǎn)，固化中控操作員工藝操作思想，通過DCS系統(tǒng)SFC、CFC靈活多變的組態(tài)功能，模擬中控操作員操作流程，并通過APC系統(tǒng)多變量模型預(yù)測原理、最經(jīng)濟(jì)優(yōu)化操作策略，實(shí)現(xiàn)無人操作、穩(wěn)定工藝狀況、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品單位能耗效果。

（2）無人值守智能安防：

解決區(qū)域內(nèi)人員安全問題及設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控，通過智能安防可視化及管理平臺，實(shí)現(xiàn)了：①對廠區(qū)人員的動態(tài)位置、安全行為、實(shí)時狀態(tài)在線監(jiān)控；②對重點(diǎn)區(qū)域、受限區(qū)域的智能化分析、數(shù)字化管控；③設(shè)備啟停狀態(tài)的聯(lián)動監(jiān)控。從而有效加強(qiáng)了內(nèi)部員工及外協(xié)單位的管控，避免因人的不安全行為而造成的事故，大大提高安全管理水平。

（3）無人值守智能消防：

解決了重點(diǎn)部位的消防安全，利用重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)部位多點(diǎn)測溫裝置，通過DCS系統(tǒng)與智能消防控制器聯(lián)動控制，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域一段中控室聲光報警，二段自動啟動消防控制器，達(dá)到消防精準(zhǔn)控制，集中管理的目標(biāo)，有效消除火災(zāi)隱患。

（4）無人值守設(shè)備智能巡檢：

通過主機(jī)設(shè)備、巡檢通道等區(qū)域監(jiān)控，配合相應(yīng)算法模型，實(shí)現(xiàn)堵料預(yù)警及設(shè)備運(yùn)行環(huán)境實(shí)時監(jiān)控，可遠(yuǎn)程查看設(shè)備狀態(tài)、實(shí)時報警、智能診斷，從而減少設(shè)備巡檢工作量，保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。

（5）無人值守輔助決策：

通過能源管理系統(tǒng)功能擴(kuò)展，自主配置工序峰谷平用電分析，自主開發(fā)生產(chǎn)情況預(yù)測程序，實(shí)現(xiàn)工序電耗實(shí)時監(jiān)測、電力成本即時分析、生產(chǎn)情況預(yù)測（料倉趨勢、倉滿倉空時間等）等功能，有效提高生產(chǎn)經(jīng)營精細(xì)化管理水平。

無人值守模式的推廣實(shí)施

（1）為確保本項目成功實(shí)施，公司成立了項目研發(fā)小組，并制定了詳細(xì)的研發(fā)計劃。具體進(jìn)度執(zhí)行及計劃如下：

2021年4月 提出“無人值守”概念，根據(jù)實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，初步確定工序一鍵啟停、重點(diǎn)區(qū)域安防監(jiān)控、設(shè)備智能巡檢三項整體功能，成立煤磨工序無人值守創(chuàng)新小組，編制煤磨工序無人值守實(shí)施方案。

2021年5月——2021年8月 創(chuàng)新小組根據(jù)實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)的預(yù)期功能要求，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工藝、機(jī)械、電氣、信息化專業(yè)協(xié)同作業(yè)，先后實(shí)現(xiàn)煤磨區(qū)域安防監(jiān)控部署、煤磨工序一鍵啟停程序開發(fā)、設(shè)備管理系統(tǒng)功能優(yōu)化、重點(diǎn)區(qū)域及受限空間管理、智能安防平臺部署等工作，初步實(shí)現(xiàn)無人值守方案預(yù)期功能。

7-8月經(jīng)過多次小組研討會議，確定并實(shí)施工序自動啟停、工序啟動預(yù)警、設(shè)備監(jiān)控聯(lián)動、消防聯(lián)動、設(shè)備運(yùn)行智能分析、生產(chǎn)狀況分析預(yù)測等功能，通過系統(tǒng)協(xié)同互聯(lián)，功能聯(lián)動，最終實(shí)現(xiàn)煤磨區(qū)域無人值守。

2021年9月——2021年12月 基于煤磨區(qū)域無人值守建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，逐步實(shí)施窯頭區(qū)域、窯尾區(qū)域、生料磨區(qū)域、原料配料區(qū)域、水泥磨區(qū)域、水泥輸送區(qū)域無人值守建設(shè)。創(chuàng)新小組根據(jù)積累的數(shù)據(jù)結(jié)果，不斷修正工藝參數(shù)，逐步完善系統(tǒng)功能和軟件程序。總結(jié)試運(yùn)行過程中發(fā)生的問題，各區(qū)域改進(jìn)后進(jìn)行最后試運(yùn)行，并整理相關(guān)技術(shù)資料進(jìn)行驗(yàn)收和鑒定。這是一個不斷試驗(yàn)、不斷調(diào)試的過程，更重要的是如何將信息化系統(tǒng)與現(xiàn)場管理系統(tǒng)高效地結(jié)合起來是關(guān)鍵，無人值守智能工廠沒有極限，將會在生產(chǎn)的不斷優(yōu)化中持續(xù)完善、發(fā)展。

無人值守生產(chǎn)模式實(shí)施成果

從2021年5月開始創(chuàng)建到2021年8月實(shí)現(xiàn)煤磨區(qū)域無人值守車間應(yīng)用，在整個建設(shè)過程中取得了良好的效果。

一、人力資源利用方面，通過實(shí)時狀態(tài)在線監(jiān)控、工藝自動控制、信息化系統(tǒng)聯(lián)動，基本取消了現(xiàn)場巡檢人員，降低了中控操作人員的操作頻次，現(xiàn)場人員勞動強(qiáng)度減輕90%，中控操作員勞動強(qiáng)度降低80%，極大提高了勞動生產(chǎn)率。

二、現(xiàn)場管理優(yōu)化方面，生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行擺脫了對現(xiàn)場人員的依賴，真正實(shí)現(xiàn)了無人車間的生產(chǎn)模式，同時減少了生產(chǎn)保障人員出入易燃易爆、噪音、粉塵等危險區(qū)域的頻次，提升了公司員工職業(yè)健康管理能力。

三、安全環(huán)保管控方面，對CO、火災(zāi)、爆炸等危險因素進(jìn)行了嚴(yán)格、有效管控，實(shí)現(xiàn)設(shè)備隱患、危險源情況精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，減少中間環(huán)節(jié)，使信息反饋更加迅速、及時，提高企業(yè)對安全隱患及生產(chǎn)現(xiàn)場問題的快速反應(yīng)能力和企業(yè)的整體安全管理水平。

隨著無人值守生產(chǎn)模式的創(chuàng)建完成實(shí)施，將進(jìn)一步提高人力資源優(yōu)化配置及企業(yè)勞動生產(chǎn)率，展示我公司在生產(chǎn)經(jīng)營過程中對行業(yè)管理方法的積極探索，為水泥企業(yè)深化智能工廠建設(shè)及探索科學(xué)管理新模式提供經(jīng)驗(yàn)，真正將員工共享企業(yè)發(fā)展成果的理念落到實(shí)處，具有顯著的推廣意義。

未來，在智能化時代背景下，以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的智能生產(chǎn)將成為進(jìn)一步加速水泥工業(yè)技術(shù)升級的關(guān)鍵。為此，中國水泥網(wǎng)將舉行以“賦能新發(fā)展 智構(gòu)新格局”為主題的“第三屆中國水泥智能化高峰論壇”。會議將聚焦智能制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，深入探討水泥生產(chǎn)智能化未來，期待您的參與！