[原創(chuàng)]如何讓水泥廠擁有“智慧”? 探秘洛陽(yáng)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(dòng)計(jì)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(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、5G通信、虛擬現(xiàn)實(shí)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景。推選6家智能制造標(biāo)桿企業(yè),建立50個(gè)建材行業(yè)智能工廠,打造20個(gè)數(shù)字礦山,培育100個(gè)在研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、電子商務(wù)、設(shè)備運(yùn)維等領(lǐng)域單項(xiàng)應(yīng)用取得突出成效的典型項(xiàng)目。
自《中國(guó)制造2025》發(fā)布以來(lái),在建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略背景下,智能制造成為推動(dòng)水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量。近年來(lái),泰安中聯(lián)、洛陽(yáng)中聯(lián)、全椒海螺、槐坎南方等一批水泥智能工廠應(yīng)運(yùn)而生,標(biāo)志著我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展水平正在邁向一個(gè)全新的高度。
洛陽(yáng)中聯(lián)水泥有限公司
洛陽(yáng)中聯(lián)水泥有限公司(簡(jiǎn)稱:洛陽(yáng)中聯(lián))是中國(guó)建材旗下中國(guó)聯(lián)合水泥集團(tuán)有限公司核心企業(yè)。近年來(lái),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(jí),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(yùn)營(yíng)區(qū)打造的首個(gè)智能化標(biāo)桿企業(yè),洛陽(yáng)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(tái)、運(yùn)行維護(hù)平臺(tái)、智慧管理平臺(tái)”等智能化平臺(tái),極大提高生產(chǎn)效率和員工安全保障,實(shí)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)?!薄?/p>
干凈整潔的洛陽(yáng)中聯(lián)廠區(qū)
全流程系統(tǒng)推進(jìn) 洛陽(yáng)中聯(lián)智能化升級(jí)成果初顯
洛陽(yáng)中聯(lián)的智能化始于2019年。當(dāng)年,洛陽(yáng)中聯(lián)以“綠色化、智能化、循環(huán)化”升級(jí)改造為契機(jī),成立了綠色智能化工作小組。
在經(jīng)過(guò)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(dòng)化驗(yàn)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(cè)系統(tǒng)、點(diǎn)巡檢及設(shè)備運(yùn)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(tái)、三維數(shù)字孿生VR系統(tǒng)、智能包裝裝車發(fā)運(yùn)等的智能化改造內(nèi)容。
洛陽(yáng)中聯(lián)廠區(qū)
隨后,在中聯(lián)河南運(yùn)營(yíng)區(qū)總裁劉宗虎以及洛陽(yáng)中聯(lián)總經(jīng)理冀亞瓊等相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的重視和推動(dòng)下,構(gòu)建起智能工廠的頂層設(shè)計(jì)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(tái),在礦山、能管、質(zhì)量、設(shè)備、物流、控制等生產(chǎn)管理運(yùn)營(yíng)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(cāng)庫(kù),和OA、ERP、銷售、物流供應(yīng)鏈等信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,徹底杜絕“信息孤島”。
通過(guò)對(duì)生產(chǎn)、能源、設(shè)備、過(guò)程管控、物流等各個(gè)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(yùn)行效率,降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度,最大限度杜絕安全隱患,降低污染廢棄物排放。經(jīng)過(guò)多輪優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)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(xiàng)目驗(yàn)收。
洛陽(yáng)中聯(lián)
中國(guó)聯(lián)合水泥集團(tuán)河南運(yùn)營(yíng)區(qū)相關(guān)人士介紹稱,洛陽(yáng)中聯(lián)智能化升級(jí)涵蓋了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的方方面面。
以發(fā)運(yùn)為例,洛陽(yáng)中聯(lián)采用全封閉式機(jī)器人裝車系統(tǒng),自動(dòng)適應(yīng)當(dāng)前所有車型,在提升發(fā)運(yùn)效率的同時(shí),徹底解決了水泥發(fā)運(yùn)環(huán)節(jié)粉塵無(wú)組織排放問(wèn)題。同時(shí),由于實(shí)現(xiàn)了全程無(wú)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(yáng)中聯(lián)全封閉式無(wú)人智能發(fā)運(yùn)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(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)設(shè)備全生命周期的實(shí)時(shí)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(yùn)輸?shù)臒o(wú)人化,洛陽(yáng)中聯(lián)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)夜班無(wú)人巡檢,大大降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度并降低了夜班安全風(fēng)險(xiǎn)。
除此之外,據(jù)相關(guān)人士介紹,在智慧物流、無(wú)人巡檢、噪音治理、安全防護(hù)、智能礦山、能源管理、質(zhì)量控制等等方面,洛陽(yáng)中聯(lián)也均做了大量工作。
在眾多智能化改造中,智能化驗(yàn)室系統(tǒng)被洛陽(yáng)中聯(lián)給予厚望。相關(guān)人士表示,智能化化驗(yàn)室功能強(qiáng)大,當(dāng)前相關(guān)技術(shù)還在消化吸收當(dāng)中,未來(lái)基于智能化驗(yàn)室對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)端的反饋,將為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式帶來(lái)巨大變革。
資料顯示,該智能化實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)由德國(guó)克虜伯公司提供,通過(guò)下料口自動(dòng)采樣,炮彈管道輸送至自動(dòng)化驗(yàn)室。機(jī)器人自動(dòng)識(shí)別物料后,長(zhǎng)長(zhǎng)的機(jī)械手臂抓取到相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備,進(jìn)行自動(dòng)元素分析,分析結(jié)果自動(dòng)反饋至質(zhì)量控制系統(tǒng),并根據(jù)質(zhì)量要求,自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)配料,改變了過(guò)去人工取樣勞動(dòng)強(qiáng)度大、取樣頻次低、滯后性強(qiáng)等不利因素,有效提高了產(chǎn)品合格率。
洛陽(yáng)中聯(lián)相關(guān)人士表示,智能化驗(yàn)室的核心在于對(duì)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)端的反饋,基于這樣的能力,未來(lái)水泥甚至有可能實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)。即,根據(jù)用戶對(duì)水泥各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求,反饋到生產(chǎn)和礦山開(kāi)采端,實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品性能的精準(zhǔn)控制。
以反饋礦山開(kāi)采為例,以往由于礦山各部位礦石品質(zhì)存在差異,對(duì)熟料和水泥質(zhì)量穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。在實(shí)現(xiàn)對(duì)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(chǔ)量一覽無(wú)余,結(jié)合智能化驗(yàn)室提供的生產(chǎn)數(shù)據(jù),礦山將實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)開(kāi)采,礦石利用率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性空前提高。
洛陽(yáng)中聯(lián)低堿非活性石灰石綜合利用項(xiàng)目
另外,利用先進(jìn)的能管系統(tǒng)和大數(shù)據(jù),洛陽(yáng)中聯(lián)實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(yáng)中聯(lián)的設(shè)想,接下來(lái)隨著能管系統(tǒng)自學(xué)習(xí)能力的提升,未來(lái)洛陽(yáng)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(shí)水泥廠將能夠根據(jù)市場(chǎng)變化自動(dòng)調(diào)節(jié)用能,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本和能耗的最優(yōu)平衡。
如今,隨著洛陽(yáng)中聯(lián)不斷加快智能化進(jìn)程,眾多重復(fù)性、危險(xiǎn)性、精確性的崗位被人工智能取代。據(jù)了解,智能化全面運(yùn)用后,該公司的一線實(shí)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(guò)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(lái)實(shí)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(cuò)等能力的“大型機(jī)器人”。此時(shí)的水泥廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)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(duì)各種外部因素的變化,實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)。
在洛陽(yáng)中聯(lián)看來(lái)亦是如此,不過(guò)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(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)還存在較大的難度。而根據(jù)洛陽(yáng)中聯(lián)相關(guān)人士的介紹接下來(lái),洛陽(yáng)中聯(lián)將重點(diǎn)在質(zhì)量和能耗兩個(gè)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(shí)依托智能化實(shí)驗(yàn)室反推生產(chǎn)經(jīng)營(yíng),實(shí)現(xiàn)水泥定制化生產(chǎn)。
洛陽(yáng)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(guò)程中的難點(diǎn)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(shí)驗(yàn)室的潛能充分發(fā)揮,使其反推生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)至關(guān)重要。未來(lái)的智能化驗(yàn)室將在某種程度上扮演企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)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(gè)高度集成化,具備自主意識(shí)的超級(jí)AI系統(tǒng),讓企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)最大限度擺脫人為干預(yù)。
而根據(jù)相關(guān)介紹,未來(lái)洛陽(yáng)中聯(lián)將全面深化智能制造與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的融合,通過(guò)精細(xì)管理、技術(shù)升級(jí)、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(lái)的洛陽(yáng)中聯(lián),將是一個(gè)真正具備自我思考和學(xué)習(xí)能力,能夠獨(dú)立科學(xué)處置生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)問(wèn)題的“大型機(jī)器人”。
回顧過(guò)去,中國(guó)水泥工業(yè)通過(guò)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(chǎng)普遍面臨降本增效、轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求,水泥工業(yè)要在質(zhì)量上實(shí)現(xiàn)引領(lǐng),智能化是其中一個(gè)必不可少的手段。
洛陽(yáng)中聯(lián)
洛陽(yáng)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(shù)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(yáng)中聯(lián)為代表的的行業(yè)先行者,已經(jīng)點(diǎn)燃了水泥行業(yè)智能化升級(jí)的“星火”,未來(lái)中國(guó)水泥行業(yè)的智能化也必將呈現(xiàn)燎原之勢(shì)。
中國(guó)水泥網(wǎng)定于 2020 年10 月 28-29 日在洛陽(yáng)舉辦“2020中國(guó)水泥智能化高峰論壇暨第十二屆國(guó)際粉磨峰會(huì)”,本屆峰會(huì)以“數(shù)馭未來(lái) 智賦水泥”為主題,邀請(qǐng)來(lái)自工業(yè)機(jī)器人、控制系統(tǒng)、工業(yè)通訊、機(jī)器視覺(jué)、自動(dòng)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(shì)、最新應(yīng)用、合作機(jī)遇等議題展開(kāi)深入探討和廣泛交流。會(huì)后將參觀洛陽(yáng)中聯(lián)智能化生產(chǎn)示范線。
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