水泥工廠智能化的認識

10月29日，中國聯合水泥集團河南運營區(qū)技術中心總經理朱其川在“2020中國水泥智能化高峰論壇暨第十二屆國際粉磨峰會”上作《水泥工廠智能化的認識》的精彩報告。

他表示，生產的自動化和數字化是智能化的基礎，水泥工廠智能化的技術目標是結合大數據、人工智能和工業(yè)互聯網等技術，使水泥生產系統(tǒng)具備自適應、自學習、自尋優(yōu)功能，可實現自動控制、調整、決策，減少人工干預，直至全系統(tǒng)無人化。

朱其川本次報告主要分成三部分：水泥工廠智能化的目標；實現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的建議。

水泥工廠智能化的目標：

2020年9月16日，我國工信部印發(fā)了《建材工業(yè)智能制造數字轉型行動計劃（2021-2023）》，提出了建材工業(yè)智能化發(fā)展的目標。

1、自動化、數字化、無人化

水泥工廠要做到智能化，要具備一定的基礎條件，如必須的、相對準確的現場檢測設備，一定功能的控制系統(tǒng)，可靠的執(zhí)行機構等。生產的自動化和數字化是智能化的基礎，水泥工廠智能化的技術目標是結合大數據、人工智能和工業(yè)互聯網等技術，使水泥生產系統(tǒng)具備自適應、自學習、自尋優(yōu)功能，可實現自動控制、調整、決策，減少人工干預，直至全系統(tǒng)無人化。能耗管理從單個耗能設備自動化管理向工藝過程以人機結合為特征的集約化管理再向智能化管理的階段性演進。

2、節(jié)能減排

通過建立反映生產工藝特征的自學習自尋優(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、水泥生產各環(huán)節(jié)的智能化控制系統(tǒng)，降低能耗，全社會污染物排放降低。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，協同處置其他社會固危廢。

3、提高勞動生產率

勞動用工大幅減少，全員勞動生產率1.4-2.8萬噸/人·年，降低人員勞動強度。

4、可提供定制化的產品

水泥企業(yè)應該考慮用戶的需求，通過不斷地調配來滿足不同工程地實際產品要求，這是智能化要實現的，目前還沒有實現。通過智能質量控制系統(tǒng)的預測，與專家優(yōu)化操作系統(tǒng)等其他系統(tǒng)的配合，實現滿足化學成份、礦物組成、物理性能的水泥（熟料）產品的定制化、柔性生產。

5、降低成本

降低成本是智能化的終極目標和最終要實現的，智能化不是為了好看，智能化后成本降低才是關鍵。水泥工廠智能化改造后，生產線故障率、能源和物料消耗、人工、產品品種轉換浪費降低，必然會體現在生產成本降低這個智能化的最終目的上。

6、提高安全水平

智能化其中一個目標就是無人化，生產現場無人化和智能安防系統(tǒng)必然會降低員工作業(yè)安全風險。雖然這些方面涌現了大量工業(yè)企業(yè)，但是完全成功的還不多。

實現水泥工廠智能化目前急需解決的問題

通過洛陽中聯的智能化建設實踐和與業(yè)內專家的討論，朱其川也總結和發(fā)現了目前要實現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

在智能礦山的建設中，特別是鉆孔中能否做到實時、在線的礦石成份分析。可即時分析礦山鉆孔中礦石的化學成份，與5G、衛(wèi)星定位系統(tǒng)相結合，參照礦山詳勘成果，形成動態(tài)的、詳實的礦山成份數字模型。這項技術還需要廣大行業(yè)同仁共同探索。

2、可靠的高溫、高塵氣體分析技術

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

3、自動（在線）熟料巖相分析技術

自動完成熟料取樣、樣品輸送、制片、拍照、巖相圖像對比分析等環(huán)節(jié)，形成數字化分析結果，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

這項技術能夠在線精確測量水泥中熟料含量或混合材的含量，為智能質量控制系統(tǒng)提供支撐。如果可以實現，這對于水泥產品質量和成本降低有重要意義。

5、無人化運輸系統(tǒng)

智能化的水泥廠應該能夠自動進行所有物料（包括粘濕物料）輸送設備運行、堵料、斷料等狀態(tài)的監(jiān)控和處理，真正做到生產現場的全天候無人化，這也是目前智能化推進中所忽視的。

6、準確的物流、庫存管理系統(tǒng)

在實際的生產經營中，廣大水泥企業(yè)并做不到準確的物流和庫存的掌握。該系統(tǒng)重點是能夠對所有物流量、儲存量進行精確計量，并可進行短期定時調整，為工廠管理信息化系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)提供基準數據。

7、柔性的智能生產管理系統(tǒng)

這是終極的智能化目標，以智能質量控制系統(tǒng)為主線，集成數字礦山系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)、專家優(yōu)化系統(tǒng)、生產數據智能分析決策系統(tǒng)等，形成統(tǒng)一的智能生產管理系統(tǒng)，實現水泥生產的定制化柔性生產。

水泥工廠智能化建設的建議

1、水泥工廠智能化建設的建議

水泥企業(yè)智能化建設首先要自上而下做好頂層架構設計，明確目標，統(tǒng)一各子系統(tǒng)接口標準，避免出現信息孤島、系統(tǒng)孤島現象。這些現象是在智能化升級中經常出現的現象。

2、廣泛參與（自下而上）

智能化是一個系統(tǒng)工程，在具體實施過程中，要自下而上，除領導重視以外，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，設備和裝備還正在完善中，企業(yè)應量力而行，推廣經多方檢驗成熟的系統(tǒng)，不可一哄而上，從而為了智能化而智能化，導致許多目標無法實現。大型企業(yè)也都是正在試點成功后才逐步推廣。

4、安全問題

工業(yè)領域業(yè)務復雜，關系到整個生產的安全，數據種類和保護需求多樣，數據流動方向和路徑復雜，數據保護難度增大，工業(yè)互聯網的安全問題要引起特別重視。

5、人力需求

雖然水泥企業(yè)智能化會導致生產現場生產人員需求的降低，但會增加系統(tǒng)維護、二次開發(fā)人員的需求，維護成本會逐步提高，企業(yè)在人才培養(yǎng)方面應適應這種變化，避免依賴外部企業(yè)。因為智能化升級而帶來的裁員，員工的再就業(yè)問題也是企業(yè)應當考慮的。