[原創(chuàng)]如何讓水泥廠擁有“智慧”？ 探秘洛陽中聯(lián)智能工廠

9月16日，工信部印發(fā)《建材工業(yè)智能制造數(shù)字轉(zhuǎn)型行動計劃（2021-2023年）》，并提出建材工業(yè)智能化發(fā)展具體目標(biāo)。

即：到2023年形成若干大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、5G通信、虛擬現(xiàn)實、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代技術(shù)應(yīng)用場景。推選6家智能制造標(biāo)桿企業(yè)，建立50個建材行業(yè)智能工廠，打造20個數(shù)字礦山，培育100個在研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、電子商務(wù)、設(shè)備運維等領(lǐng)域單項應(yīng)用取得突出成效的典型項目。

自《中國制造2025》發(fā)布以來，在建設(shè)制造強國的國家戰(zhàn)略背景下，智能制造成為推動水泥行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量。近年來，泰安中聯(lián)、洛陽中聯(lián)、全椒海螺、槐坎南方等一批水泥智能工廠應(yīng)運而生，標(biāo)志著我國水泥工業(yè)發(fā)展水平正在邁向一個全新的高度。

洛陽中聯(lián)水泥有限公司

洛陽中聯(lián)水泥有限公司（簡稱：洛陽中聯(lián)）是中國建材旗下中國聯(lián)合水泥集團有限公司核心企業(yè)。近年來，企業(yè)圍繞“綠色化、智能化、循環(huán)化、部品化”推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級，取得豐碩成果。

尤其是在智能化建設(shè)方面，作為中聯(lián)水泥河南運營區(qū)打造的首個智能化標(biāo)桿企業(yè)，洛陽中聯(lián)集成當(dāng)前業(yè)內(nèi)先進(jìn)的智能化生產(chǎn)和管理系統(tǒng)，全力打造“智能生產(chǎn)平臺、運行維護平臺、智慧管理平臺”等智能化平臺，極大提高生產(chǎn)效率和員工安全保障，實現(xiàn)了“穩(wěn)產(chǎn)助優(yōu)產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)促節(jié)能、節(jié)能優(yōu)環(huán)?！?。

干凈整潔的洛陽中聯(lián)廠區(qū)

全流程系統(tǒng)推進(jìn) 洛陽中聯(lián)智能化升級成果初顯

洛陽中聯(lián)的智能化始于2019年。當(dāng)年，洛陽中聯(lián)以“綠色化、智能化、循環(huán)化”升級改造為契機，成立了綠色智能化工作小組。

在經(jīng)過大量的前期調(diào)研之后，工作小組確定了主要包括數(shù)字化礦山、全自動化驗室、窯磨專家優(yōu)化控制系統(tǒng)、設(shè)備健康狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)、點巡檢及設(shè)備運維管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、物流一卡通、生產(chǎn)管控MES數(shù)字化平臺、三維數(shù)字孿生VR系統(tǒng)、智能包裝裝車發(fā)運等的智能化改造內(nèi)容。

洛陽中聯(lián)廠區(qū)

隨后，在中聯(lián)河南運營區(qū)總裁劉宗虎以及洛陽中聯(lián)總經(jīng)理冀亞瓊等相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的重視和推動下，構(gòu)建起智能工廠的頂層設(shè)計和統(tǒng)籌規(guī)劃，由工廠負(fù)責(zé)人直接領(lǐng)導(dǎo)，各相關(guān)專業(yè)全程參與，由中材邦業(yè)MES系統(tǒng)為生產(chǎn)管控集成大平臺，在礦山、能管、質(zhì)量、設(shè)備、物流、控制等生產(chǎn)管理運營全流程，由專業(yè)化公司完成專業(yè)化子系統(tǒng)，并且以MES為核心建立工業(yè)大數(shù)據(jù)倉庫，和OA、ERP、銷售、物流供應(yīng)鏈等信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實現(xiàn)互聯(lián)互通，徹底杜絕“信息孤島”。

通過對生產(chǎn)、能源、設(shè)備、過程管控、物流等各個維度的有效融合，優(yōu)化人員結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)流程管控，有效保障生產(chǎn)穩(wěn)定性與產(chǎn)品質(zhì)量；進(jìn)一步提高了生產(chǎn)系統(tǒng)運行效率，降低了人員勞動強度，最大限度杜絕安全隱患，降低污染廢棄物排放。經(jīng)過多輪優(yōu)化，實現(xiàn)了系統(tǒng)運行自動化、管理可視化、故障預(yù)控化、內(nèi)外協(xié)調(diào)化、決策智慧化，并于2020年6月完成了項目驗收。

洛陽中聯(lián)

中國聯(lián)合水泥集團河南運營區(qū)相關(guān)人士介紹稱，洛陽中聯(lián)智能化升級涵蓋了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的方方面面。

以發(fā)運為例，洛陽中聯(lián)采用全封閉式機器人裝車系統(tǒng)，自動適應(yīng)當(dāng)前所有車型，在提升發(fā)運效率的同時，徹底解決了水泥發(fā)運環(huán)節(jié)粉塵無組織排放問題。同時，由于實現(xiàn)了全程無人參與，也有效保障了員工身體健康，避免了職業(yè)病危害。

洛陽中聯(lián)全封閉式無人智能發(fā)運系統(tǒng)

而在設(shè)備巡檢方面，基于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的設(shè)備健康管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對生產(chǎn)設(shè)備全生命周期的實時監(jiān)控與健康預(yù)警?；谠O(shè)備管理水平的提升，以及物料運輸?shù)臒o人化，洛陽中聯(lián)已經(jīng)實現(xiàn)夜班無人巡檢，大大降低員工勞動強度并降低了夜班安全風(fēng)險。

除此之外，據(jù)相關(guān)人士介紹，在智慧物流、無人巡檢、噪音治理、安全防護、智能礦山、能源管理、質(zhì)量控制等等方面，洛陽中聯(lián)也均做了大量工作。

在眾多智能化改造中，智能化驗室系統(tǒng)被洛陽中聯(lián)給予厚望。相關(guān)人士表示，智能化化驗室功能強大，當(dāng)前相關(guān)技術(shù)還在消化吸收當(dāng)中，未來基于智能化驗室對生產(chǎn)經(jīng)營端的反饋，將為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式帶來巨大變革。

資料顯示，該智能化實驗室系統(tǒng)由德國克虜伯公司提供，通過下料口自動采樣，炮彈管道輸送至自動化驗室。機器人自動識別物料后，長長的機械手臂抓取到相應(yīng)的檢測設(shè)備，進(jìn)行自動元素分析，分析結(jié)果自動反饋至質(zhì)量控制系統(tǒng)，并根據(jù)質(zhì)量要求，自動調(diào)節(jié)生產(chǎn)配料，改變了過去人工取樣勞動強度大、取樣頻次低、滯后性強等不利因素，有效提高了產(chǎn)品合格率。

洛陽中聯(lián)相關(guān)人士表示，智能化驗室的核心在于對生產(chǎn)和經(jīng)營端的反饋，基于這樣的能力，未來水泥甚至有可能實現(xiàn)定制化生產(chǎn)。即，根據(jù)用戶對水泥各項性能指標(biāo)的要求，反饋到生產(chǎn)和礦山開采端，實現(xiàn)對產(chǎn)品性能的精準(zhǔn)控制。

以反饋礦山開采為例，以往由于礦山各部位礦石品質(zhì)存在差異，對熟料和水泥質(zhì)量穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。在實現(xiàn)對礦山的數(shù)字化改造之后，企業(yè)將建成“透明礦山”，水泥礦山各部位石灰石品位和儲量一覽無余，結(jié)合智能化驗室提供的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，礦山將實現(xiàn)精準(zhǔn)開采，礦石利用率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性空前提高。

洛陽中聯(lián)低堿非活性石灰石綜合利用項目

另外，利用先進(jìn)的能管系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)，洛陽中聯(lián)實現(xiàn)了對生產(chǎn)能耗的智能化控制，噸熟料煤耗降低至96kg標(biāo)煤。根據(jù)洛陽中聯(lián)的設(shè)想，接下來隨著能管系統(tǒng)自學(xué)習(xí)能力的提升，未來洛陽中聯(lián)將可以根據(jù)生產(chǎn)需要制定不同的能效模式，屆時水泥廠將能夠根據(jù)市場變化自動調(diào)節(jié)用能，實現(xiàn)生產(chǎn)成本和能耗的最優(yōu)平衡。

如今，隨著洛陽中聯(lián)不斷加快智能化進(jìn)程，眾多重復(fù)性、危險性、精確性的崗位被人工智能取代。據(jù)了解，智能化全面運用后，該公司的一線實操人工崗位削減了三分之一多。智能化不但提高了工作效率，還通過大數(shù)據(jù)分析，確保數(shù)據(jù)精確度，為進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量提供了依據(jù)。

讓水泥廠擁有“智慧” 未來實現(xiàn)自主生產(chǎn)

何為水泥工廠真正的智能化？

從某種意義上講，真正的智能工廠應(yīng)該是以人工智能為基礎(chǔ)，具備自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自糾錯等能力的“大型機器人”。此時的水泥廠生產(chǎn)經(jīng)營將很少有人的參與，AI系統(tǒng)賦予水泥廠的“智慧”，讓其可以自主應(yīng)對各種外部因素的變化，實現(xiàn)自主生產(chǎn)。

在洛陽中聯(lián)看來亦是如此，不過由于當(dāng)前行業(yè)相關(guān)技術(shù)水平及融合情況等因素制約，水泥廠要真正實現(xiàn)自主生產(chǎn)經(jīng)營還存在較大的難度。而根據(jù)洛陽中聯(lián)相關(guān)人士的介紹接下來，洛陽中聯(lián)將重點在質(zhì)量和能耗兩個方面深化推進(jìn)智能制造。特別是在質(zhì)量控制領(lǐng)域，結(jié)合大數(shù)據(jù)及AI系統(tǒng)，同時依托智能化實驗室反推生產(chǎn)經(jīng)營，實現(xiàn)水泥定制化生產(chǎn)。

洛陽中聯(lián)技術(shù)人員還告訴筆者，水泥質(zhì)量控制是當(dāng)前水泥廠智能化建設(shè)過程中的難點之一，而質(zhì)量控制的核心又在于熟料用量和質(zhì)量控制。因此，將智能化實驗室的潛能充分發(fā)揮，使其反推生產(chǎn)經(jīng)營至關(guān)重要。未來的智能化驗室將在某種程度上扮演企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的中樞作用，并以此為突破口，串聯(lián)企業(yè)所有智能化系統(tǒng)，進(jìn)而形成一個高度集成化，具備自主意識的超級AI系統(tǒng)，讓企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營最大限度擺脫人為干預(yù)。

而根據(jù)相關(guān)介紹，未來洛陽中聯(lián)將全面深化智能制造與生產(chǎn)經(jīng)營的融合，通過精細(xì)管理、技術(shù)升級、打造智能工廠等舉措，進(jìn)一步提升精細(xì)化和智能化管理水平。未來的洛陽中聯(lián)，將是一個真正具備自我思考和學(xué)習(xí)能力，能夠獨立科學(xué)處置生產(chǎn)經(jīng)營問題的“大型機器人”。

回顧過去，中國水泥工業(yè)通過最近20年的蓬勃發(fā)展，體量上已經(jīng)引領(lǐng)世界多年，巨大的存量市場普遍面臨降本增效、轉(zhuǎn)型升級的需求，水泥工業(yè)要在質(zhì)量上實現(xiàn)引領(lǐng)，智能化是其中一個必不可少的手段。

洛陽中聯(lián)

洛陽中聯(lián)是水泥行業(yè)中最早完成智能工廠建設(shè)的企業(yè)之一，和泰安中聯(lián)、蕪湖南方、全椒海螺、槐坎南方等優(yōu)秀企業(yè)一樣，是水泥行業(yè)的探索者、先行者。這些企業(yè)給行業(yè)樹立了標(biāo)桿，隨著新一代信息技術(shù)的不斷發(fā)展和在水泥工業(yè)中的加速迭代和推廣應(yīng)用，將促進(jìn)水泥企業(yè)的智能化生產(chǎn)和智慧化管理能力，加速水泥工業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展。

水泥行業(yè)的智能化進(jìn)程不可能一蹴而就，以洛陽中聯(lián)為代表的的行業(yè)先行者，已經(jīng)點燃了水泥行業(yè)智能化升級的“星火”，未來中國水泥行業(yè)的智能化也必將呈現(xiàn)燎原之勢。

中國水泥網(wǎng)定于 2020 年10 月 28-29 日在洛陽舉辦“2020中國水泥智能化高峰論壇暨第十二屆國際粉磨峰會”，本屆峰會以“數(shù)馭未來 智賦水泥”為主題，邀請來自工業(yè)機器人、控制系統(tǒng)、工業(yè)通訊、機器視覺、自動化設(shè)備等領(lǐng)域的先進(jìn)企業(yè)、專家代表，聚焦智能制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并就智能制造的技術(shù)趨勢、最新應(yīng)用、合作機遇等議題展開深入探討和廣泛交流。會后將參觀洛陽中聯(lián)智能化生產(chǎn)示范線。