2019年6月22日，海螺集團(tuán)《水泥原料礦山智能化管控關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用》項目順利通過中國建筑材料聯(lián)合會舉辦的成果鑒定。

　　近年來，移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)發(fā)展迅猛，智能終端、高端芯片、5G技術(shù)研究與應(yīng)用催生眾多產(chǎn)業(yè)變革和技術(shù)創(chuàng)新。在“十三五”開局之年，海螺集團(tuán)召開了科技創(chuàng)新工作會議，按照新發(fā)展理念，明確了“工廠智能化、管理信息化、產(chǎn)業(yè)綠色化”的發(fā)展思路。隨后，以“兩化融合”為主線，歷時兩年，于2018年在全椒海螺建成投運(yùn)了國內(nèi)首個水泥生產(chǎn)全流程智能制造示范線。

全椒海螺廠區(qū)

　　智能是深入的人機(jī)交互

　　自動化不是智能化，信息化也不等同于智能化，真正的“智能”是人機(jī)交互，突出人在智能系統(tǒng)中的核心地位，機(jī)器智能和人的智慧真正地集成在一起，互相配合，相得益彰，在人的管理思想指導(dǎo)下，智能系統(tǒng)可獨(dú)立或協(xié)助承擔(dān)分析、判斷、決策等任務(wù)，海螺打造的就是這樣的智能工廠。

　　“專業(yè)水平最高、實踐經(jīng)驗最豐富、操作能力最強(qiáng)的一批海螺人，他們最實用的生產(chǎn)管理思想、最高的標(biāo)準(zhǔn)要求通過智能系統(tǒng)得到貫徹執(zhí)行”，海螺集團(tuán)技術(shù)中心副主任詹家干介紹說，全椒海螺智能工廠項目集成了海螺30多年來在生產(chǎn)、技術(shù)、管理等方面的運(yùn)行經(jīng)驗，通過與系統(tǒng)的交互融合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，最終固化下來，最大限度地保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高設(shè)備運(yùn)行周期和產(chǎn)品質(zhì)量，提升管理效率和勞動生產(chǎn)率。

　　全椒海螺智能工廠包含數(shù)字化礦山管理系統(tǒng)、專家優(yōu)化控制系統(tǒng)、智能質(zhì)量控制系統(tǒng)、設(shè)備管理及輔助巡檢系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、供銷物流管理系統(tǒng)和生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)七大系統(tǒng)，各子系統(tǒng)有序推動和貫通運(yùn)行，實現(xiàn)了工廠運(yùn)行自動化、故障預(yù)控化、管理可視化、全要素協(xié)同化、決策智慧化，進(jìn)一步提升了工廠運(yùn)行質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益和安全環(huán)保水平。

　　采礦是最高效的數(shù)字運(yùn)算

　　“從爆破、開采、鏟運(yùn)調(diào)度、破碎到化驗檢測和配礦，依靠人為組織安排，礦山開采管理很難實現(xiàn)并保持最優(yōu)，現(xiàn)在礦山開采實現(xiàn)了高效的數(shù)字運(yùn)算?！比泛Ｂ莸V山分廠副廠長支龍告訴記者，礦山開采管理是一項極為復(fù)雜的工程，礦山數(shù)字化管理系統(tǒng)運(yùn)行后，一切都變得簡單了，有效解決了礦山生產(chǎn)方面存在的配礦、監(jiān)督和管理問題。

　　在全椒海螺數(shù)字化智能化礦山管理中心，基于三維數(shù)字化建模，電子屏上清晰再現(xiàn)整個礦山的實時開采狀態(tài)；通過跨帶分析儀在線監(jiān)測分析，不同點(diǎn)位礦石氧化鈣、鎂、硅、硫、堿含量也即時顯示，指導(dǎo)配礦；人工調(diào)度已經(jīng)轉(zhuǎn)為自動智能調(diào)度，礦車在礦山上有序穿行。

數(shù)字化智能礦山管理中心

　　分管采礦工作的礦山分廠廠長助理牛彪表示：“以往人工取石、化驗、配礦配料，在精細(xì)化的配礦系統(tǒng)面前顯得極為粗糙和低效，如今各處礦石品位通過系統(tǒng)即時被計算出來，配礦更科學(xué)，質(zhì)量更穩(wěn)定，資源利用率更高?！?/p>

　　“系統(tǒng)根據(jù)分析運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行智能調(diào)度，不會因為人為調(diào)度導(dǎo)致有些礦點(diǎn)無車可裝，有些礦點(diǎn)扎堆排隊裝車，鏟運(yùn)效率顯著提高。”鏟裝駕駛員張偉說，他們現(xiàn)在結(jié)余了更多時間開展綠色礦山創(chuàng)建、專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和車輛檢修保養(yǎng)。

　　2019年上半年，全椒海螺下山石灰石堆平均氧化鈣合格率100%；破碎機(jī)臺時產(chǎn)量同比顯著上升；噸石灰石柴油、輪胎消耗同比均下降；出礦難的高硅、高鎂低品位物料得到有效搭配利用。

　　質(zhì)控是真正的深度“智”控

　　“智慧”是質(zhì)控處全體員工對智能質(zhì)量控制系統(tǒng)的一致印象。“炮彈”輸送系統(tǒng)快速完成物料樣品的自動取樣和輸送，跨帶中子活化分析技術(shù)實現(xiàn)了對下山石灰石、進(jìn)廠原煤實時在線檢測，智能中央化驗室能夠?qū)悠愤M(jìn)行自動制樣和自動檢測，設(shè)定熟料產(chǎn)品目標(biāo)值后，系統(tǒng)將根據(jù)原燃材料成分品質(zhì)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析計算，即時提供配料方案，科學(xué)有效地指導(dǎo)配料生產(chǎn)。

自動制樣、自動檢測的中央化驗室

　　“對我們來說最直接的好處，就是不用再反復(fù)去現(xiàn)場取樣化驗了，質(zhì)控工作全面提升的同時，也極大降低了我們的勞動強(qiáng)度?！迸淞现鞴茳h松利介紹說，全椒海螺質(zhì)量控制系統(tǒng)實現(xiàn)了從取樣、輸送、制樣、檢測、分析、配料全流程的自動、智能控制，提升了熟料、水泥生產(chǎn)過程及出廠產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定控制。

　　“水泥和熟料樣品都分別由每天12個提高到24個，入窯生料樣品由6個提高到24個?！秉h松利說，系統(tǒng)運(yùn)行后，檢測效率和準(zhǔn)確度提升了，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)自動取樣檢測，避免人為干擾，取樣代表性和數(shù)據(jù)可靠性得到保證，中子活化分析、熒光分析使樣品成分一覽無余。2019年上半年，系統(tǒng)檢測樣品31260份，為準(zhǔn)確生產(chǎn)配料提供了及時、充足、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

　　智能質(zhì)量控制系統(tǒng)融入海螺集團(tuán)對質(zhì)量控制的創(chuàng)新理念，運(yùn)用信息交互集成和自適應(yīng)控制等技術(shù)，調(diào)整操作優(yōu)化工藝，產(chǎn)品質(zhì)量管控手段得到進(jìn)一步強(qiáng)化，質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)中有升。同時，通過石灰石在線檢測數(shù)據(jù)與數(shù)字化礦山管理系統(tǒng)的互通，實現(xiàn)低品位石灰石的高效開采搭配，提升了資源利用率。

　　巡檢是最全面的“精準(zhǔn)把脈”

　　在傳統(tǒng)水泥工廠，想要設(shè)備運(yùn)行更穩(wěn)定，最主要還是要依靠巡檢人員。巡檢人員專業(yè)能力越強(qiáng)，越能更好地發(fā)現(xiàn)問題。但很多時候，是等到設(shè)備故障發(fā)生后再查找原因、進(jìn)行處置，要保障生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定且保持在一個較高水平極為困難。

　　“在任何地方，通過手機(jī)或電腦終端都能實時觀測設(shè)備運(yùn)行溫度、震動、壓力等一系列參數(shù)，準(zhǔn)確了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)?！睓C(jī)械主管周斌告訴記者，設(shè)備管理及輔助巡檢系統(tǒng)運(yùn)行后，依托工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及加速度傳感器、頻譜分析等新技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)了生產(chǎn)線的智能點(diǎn)巡檢。

穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)線

　　“以前，無論夏日正午還是寒冬深夜，無論刮風(fēng)還是下雨，從高偏遠(yuǎn)的礦山到最終的發(fā)運(yùn)環(huán)節(jié)，我們每天都要定時對設(shè)備進(jìn)行全面巡檢。”如今的全椒海螺廠區(qū)，除了有計劃、有組織的檢修作業(yè)，一天二十四小時，巡檢人員不需要在深夜和惡劣天氣到高危位置進(jìn)行巡檢。這不僅極大減輕了巡檢人員勞動強(qiáng)度，而且有效規(guī)避特殊時段巡檢作業(yè)的安全風(fēng)險。

　　“我在中控室發(fā)現(xiàn)任何參數(shù)異常，都可以第一時間調(diào)取對應(yīng)參數(shù)和實時的監(jiān)控視頻，及時準(zhǔn)確判斷出設(shè)備的運(yùn)行狀況，操作調(diào)整‘對癥下藥’！”操作員馬國棟說，對比人工巡檢，這一系統(tǒng)預(yù)判故障能力更強(qiáng)、預(yù)知時間更早、隱蔽位置故障預(yù)判更精準(zhǔn)。

　　上半年，系統(tǒng)超前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患30余起，有效避免了重大設(shè)備事故的發(fā)生，預(yù)判故障能力明顯高于人工判斷。由于提前預(yù)知時間較長，為預(yù)檢預(yù)修、備件準(zhǔn)備等各項工作贏得時間。上半年，兩條窯實現(xiàn)了8個單月運(yùn)轉(zhuǎn)率100%，4次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期60天以上。

　　操作源自最優(yōu)秀的專家思想

　　由于受到生產(chǎn)線運(yùn)行數(shù)據(jù)反饋滯后、各種參數(shù)相互制約等不確定因素影響，水泥窯工藝操作極其復(fù)雜，對操作員技能水平要求極高，即便是最優(yōu)秀的操作員也不能保證持續(xù)最優(yōu)操作，新型干法水泥生產(chǎn)線走信息化、工業(yè)化融合發(fā)展道路就成了不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展方向。隨著新一代信息技術(shù)發(fā)展和設(shè)備自動化程度的提高，現(xiàn)場測點(diǎn)手段不斷豐富，生產(chǎn)過程的智能控制已經(jīng)具備現(xiàn)實的可能。

　　全椒海螺有兩臺煤磨、兩臺原料磨、兩條回轉(zhuǎn)窯、四臺水泥磨，核心控制全部在中央控制室實現(xiàn)，通常需要6-8名操作員同時作業(yè)，如今在中央控制室看到的只有2名操作員。

全椒海螺智能中央控制室

　　窯操作員馬國林告訴記者：“專家優(yōu)化控制系統(tǒng)上線運(yùn)行后，能夠通過自動導(dǎo)航方式來完成窯、磨的操作，保持生產(chǎn)以最優(yōu)狀態(tài)連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，也極大減輕了我們的勞動強(qiáng)度?！?/p>

　　制造分廠副廠長湯漢勝向記者介紹說，這一系統(tǒng)融合了海螺水泥專家優(yōu)化操作思想，以最穩(wěn)定的質(zhì)量、最低的能耗、最大的產(chǎn)出為目標(biāo)，通過高頻率的數(shù)據(jù)采集、計算、分析實現(xiàn)對工藝過程的監(jiān)控，并根據(jù)工藝過程變化對風(fēng)、煤、料、窯轉(zhuǎn)速、冷卻機(jī)篦床等進(jìn)行高頻率小幅度的調(diào)整，減少人工操作帶來的波動和干擾，使窯、磨運(yùn)行工況始終穩(wěn)定在最佳狀態(tài)，從而達(dá)到提高運(yùn)行效率的目標(biāo)。

　　全椒海螺專家優(yōu)化控制系統(tǒng)實現(xiàn)了運(yùn)用“專家級操作員的思維”來代替操作員進(jìn)行智能控制，使操作可以一直保持在“優(yōu)秀操作員級”。

　　搶抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的歷史機(jī)遇，大力發(fā)展智能制造，是推動實施高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。海螺集團(tuán)智能工廠建設(shè)，不僅為水泥行業(yè)轉(zhuǎn)型升級探索新理念、新路徑，也為傳統(tǒng)工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供經(jīng)驗和啟示，為加快制造強(qiáng)國建設(shè)貢獻(xiàn)“海螺力量”。

　　當(dāng)前，海螺集團(tuán)正積極推進(jìn)智能工廠各系統(tǒng)優(yōu)化提升，并著手與華為公司、中國電信安徽公司進(jìn)行5G業(yè)務(wù)合作，助推智能化工廠迭代升級，逐步在集團(tuán)內(nèi)完成智能工廠全覆蓋。