【】中國(guó)建材集團(tuán)旗下的中聯(lián)水泥集團(tuán)于2011年下半年開始醞釀籌建一條5000噸/日低碳、節(jié)能、環(huán)保的智能化水泥示范線。他們打造出的泰安中聯(lián)示范線是我國(guó)水泥行業(yè)首條世界級(jí)低能耗新型干法水泥全智能生產(chǎn)線，堪稱世界水泥的“夢(mèng)工廠”。
長(zhǎng)期以來，我國(guó)水泥行業(yè)的能源、資源利用效率偏低，單位水泥熟料實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)煤耗平均為115千克/噸熟料，比國(guó)外高出約5千克/噸熟料;水泥單位綜合電耗平均約為100千瓦時(shí)/噸水泥，比國(guó)外高出約5-10千瓦時(shí)/噸水泥;石灰石礦山平均使用年限一般為100年，而國(guó)外同等儲(chǔ)量的礦山可用到210年以上。水泥行業(yè)原燃料可替代率低，粉塵和廢氣排放值較高，信息化、智能化相對(duì)落后。這些因素制約著中國(guó)水泥產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展，也影響著中國(guó)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
中國(guó)建材集團(tuán)旗下的中聯(lián)水泥集團(tuán)于2011年下半年開始醞釀籌建一條5000噸/日低碳、節(jié)能、環(huán)保的智能化水泥示范線。他們打造出的泰安中聯(lián)示范線是我國(guó)水泥行業(yè)首條世界級(jí)低能耗新型干法水泥全智能生產(chǎn)線，堪稱世界水泥的“夢(mèng)工廠”。其電耗、熱耗、自動(dòng)控制、縮短水泥制造流程、勞動(dòng)生產(chǎn)率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。其特有的礦山開采智能化、原料處理無均化、生產(chǎn)管理信息化、過程控制自動(dòng)化、耐火材料無鉻化、物料粉磨無球化、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無人化、生產(chǎn)過程可視化等亮點(diǎn)，使這條生產(chǎn)線自誕生就成為水泥行業(yè)兩化融合的典范。
智能工廠實(shí)現(xiàn)“智能夢(mèng)”
智能化，是全世界制造業(yè)的夢(mèng)想，也是中國(guó)水泥人近年的追求。
1989年，日本率先提出了智能制造系統(tǒng)計(jì)劃，此后歐美、韓國(guó)等也相繼提出了國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)計(jì)劃、信息技術(shù)研究發(fā)展戰(zhàn)略、高級(jí)先進(jìn)技術(shù)國(guó)家計(jì)劃等國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略和規(guī)劃。2011年，德國(guó)政府在已有工業(yè)的基礎(chǔ)上提出了工業(yè)4.0，瞄準(zhǔn)了智能化生產(chǎn)技術(shù)和以此為核心的高端制造服務(wù)業(yè)，力求通過政府、企業(yè)、科研院所等通力合作，促進(jìn)“智能生產(chǎn)技術(shù)”的發(fā)展。
上世紀(jì)90年代，“智能化”的概念在我國(guó)開始被提及，通信業(yè)、汽車工業(yè)、生物醫(yī)藥工業(yè)等新興工業(yè)、行業(yè)率先進(jìn)行了智能化生產(chǎn)的探索。但到目前為止，智能化生產(chǎn)大多停留在通過機(jī)器人或者數(shù)控機(jī)床來替代部分人工生產(chǎn)，或是在銷售環(huán)節(jié)上，通過網(wǎng)絡(luò)電商，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的推廣與銷售。以水泥為代表的傳統(tǒng)重工業(yè)，似乎與“智能化”相隔甚遠(yuǎn)。事實(shí)上，打造傳統(tǒng)工業(yè)的“智能世界”，雖是全球水泥人內(nèi)心深處的至高夢(mèng)想，但因?yàn)槿鄙俪晒Π咐?，的確顯得有些遙不可及。
項(xiàng)目投資方中聯(lián)水泥集團(tuán)和總承包方南京凱盛國(guó)際工程有限公司聯(lián)合組織了多次考察調(diào)研和技術(shù)研討，通過對(duì)泰安中聯(lián)智能制造方案經(jīng)過多次調(diào)研、論證，結(jié)合泰安中聯(lián)試運(yùn)行的情況，最終確定將從智能物流、智能質(zhì)控、智能生產(chǎn)、智能巡檢、智能遠(yuǎn)程管理五個(gè)方面對(duì)泰安中聯(lián)生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化完善，結(jié)合工廠無人值守系統(tǒng)改造，以達(dá)到節(jié)能降耗、管理提升、設(shè)備保障和減員增效的目的。智能物流、智能質(zhì)控、智能生產(chǎn)、智能巡檢、智能遠(yuǎn)程管理各個(gè)系統(tǒng)即可獨(dú)立運(yùn)行，也可協(xié)作運(yùn)行，使其具有很高的適應(yīng)性。協(xié)作運(yùn)行時(shí)，由于各個(gè)模塊相輔相成，通過數(shù)據(jù)的共享，使系統(tǒng)如同具備一定自我學(xué)習(xí)能力的智慧生物一般，對(duì)工廠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和決策，讓工廠成為真正意義上的智能制造智慧工廠。
工程設(shè)計(jì)模式構(gòu)架示意圖
項(xiàng)目分三期逐步建成水泥智能工廠、建材智能物流園區(qū)和涵蓋光伏發(fā)電、城市垃圾協(xié)同處理等內(nèi)容的建材生態(tài)園。目前，一期已建成投產(chǎn)年產(chǎn)200萬噸世界級(jí)低能耗新型干法水泥全智能生產(chǎn)線。生產(chǎn)線是國(guó)內(nèi)同行業(yè)節(jié)能、環(huán)保、自動(dòng)化水平最高的生產(chǎn)線，是世界領(lǐng)先的低能耗環(huán)保示范線，集中呈現(xiàn)礦山開采智能化、原料處理無均化、生產(chǎn)管理信息化、生產(chǎn)控制自動(dòng)化、耐火材料無鉻化、物料粉磨無球化、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無人化、生產(chǎn)過程可視化八大特點(diǎn)。生產(chǎn)線生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)全封閉無塵化，噸產(chǎn)品能耗比同比節(jié)約20%以上，人均勞動(dòng)生產(chǎn)率提高80%。
項(xiàng)目采用了大量自有技術(shù)和裝備，南京凱盛在建成國(guó)內(nèi)首條具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的萬噸水泥生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)配套雙系列六級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器、在線雙噴騰式分解爐、兩檔短窯等一系列的新型干法水泥生產(chǎn)工藝，集成應(yīng)用數(shù)字化礦山開采、自動(dòng)配料、窯磨智能控制等信息技術(shù)，將礦山、生料、燒成、粉磨等多個(gè)子智能系統(tǒng)集成為短流程全自動(dòng)水泥智能制造系統(tǒng)，是水泥工藝流程布局一次突破性變革。生產(chǎn)線設(shè)計(jì)全線配備在線智能儀表和設(shè)備，建成大數(shù)據(jù)、智能巡檢等信息系統(tǒng)，確保全廠設(shè)備自動(dòng)控制及監(jiān)測(cè)，生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)自動(dòng)數(shù)采率達(dá)100%。同時(shí)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，利用網(wǎng)絡(luò)化分布式的生產(chǎn)設(shè)施提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，合理編排生產(chǎn)進(jìn)度，并加上綠色智能專家優(yōu)化系統(tǒng)、在線模擬仿真技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的水泥智能工廠。
作為世界水泥行業(yè)智能化生產(chǎn)的先行者，泰安中聯(lián)在智能化工廠的研發(fā)與應(yīng)用上，即便目前還未達(dá)到百分百，尚有繼續(xù)提升的空間，但依然代表了傳統(tǒng)制造業(yè)在智能化先進(jìn)生產(chǎn)方式中取得的最高成就，代表著全球水泥人集體夢(mèng)想的現(xiàn)實(shí)碩果。
智能制造 制勝未來
泰安中聯(lián)5000噸/日水泥生產(chǎn)線是中國(guó)建材集團(tuán)在新形勢(shì)下傾力打造的具有國(guó)際先進(jìn)水平的智能制造和節(jié)能示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目建設(shè)之初就確立了低能耗這個(gè)主要目標(biāo)。項(xiàng)目的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括燒成熱耗、熟料電耗、水泥綜合電耗、全員勞動(dòng)生產(chǎn)力等都要求達(dá)到世界水泥領(lǐng)先水平。中聯(lián)水泥對(duì)該項(xiàng)目提出了項(xiàng)目建設(shè)要實(shí)現(xiàn)“五全”(全變頻、全消音、全封閉、全收塵、全利廢)、“七化”(礦山開采智能化、原料處理無菌化、生產(chǎn)管理信息化、生產(chǎn)過程智能化、耐火材料無鉻化、物料粉磨無球化、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無人化)、“四一流”(工藝一流、技術(shù)一流、環(huán)境一流、形象一流)和“四不漏”(不漏風(fēng)、不漏料、不漏油、不漏水)的建設(shè)目標(biāo)。
通過五大智能模塊與工廠生產(chǎn)、管理的融合，實(shí)現(xiàn)了工廠以數(shù)據(jù)分析、挖掘來精確制導(dǎo)工廠的生產(chǎn)與管理。由于工廠在設(shè)計(jì)之初，就將智能化貫穿于工廠設(shè)備、工藝、控制、管理的各個(gè)系統(tǒng)，并且系統(tǒng)具有可拓展及可升級(jí)的特性，使整個(gè)智能制造系統(tǒng)隨著電氣化、自動(dòng)化、信息化、智能化的技術(shù)進(jìn)步及南京凱盛國(guó)際工程公司開發(fā)團(tuán)隊(duì)的不斷創(chuàng)新，獲得更多的優(yōu)化和功能，確保整個(gè)智能制造系統(tǒng)全生命周期的運(yùn)行，使泰安中聯(lián)水泥有限公司成為國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)“智能制造”的典范。
通過實(shí)施智能制造，南京凱盛國(guó)際工程公司將多年水泥行業(yè)設(shè)計(jì)、研發(fā)、工程經(jīng)驗(yàn)與泰安中聯(lián)水泥有限公司的中國(guó)聯(lián)合水泥的先進(jìn)生產(chǎn)、管理經(jīng)驗(yàn)結(jié)合，將當(dāng)前最先進(jìn)的智能技術(shù)融入泰安中聯(lián)水泥工藝流程和生產(chǎn)管理中，實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)線全生命周期的智能管控。智能化系統(tǒng)全部完成投運(yùn)后，項(xiàng)目的能耗將進(jìn)一步降低，煤耗將降低到97千克/噸熟料以下，電耗降低到70千瓦時(shí)/噸水泥以下：粉塵、廢氣排放比目前國(guó)內(nèi)最好水平減少10%以上。智能化系統(tǒng)的應(yīng)用，有效增加了熟料產(chǎn)量，提高了熟料和水泥質(zhì)量，大幅降低了能源消耗，提高了礦山使用年限，大幅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，使5000噸/日生產(chǎn)線定員從目前的250人以上降低到100人以下，生產(chǎn)線管理、維護(hù)費(fèi)用成本大幅下降，為工廠帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
智能制造，不是遙不可及，但也不是觸手可及。一個(gè)工廠只有從其基礎(chǔ)建設(shè)階段開始進(jìn)行數(shù)字化工廠的建設(shè)，才可通過信息管理手段使其成為一個(gè)智能化工廠，而只有通過對(duì)智能化工廠的數(shù)據(jù)分析，結(jié)合專家智能進(jìn)行工廠生產(chǎn)控制、決策，才能使工廠成為真正實(shí)現(xiàn)智能化。
泰安中聯(lián)示范線的順利建成，用事實(shí)證明了兩化融合是行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展方向。人們更堅(jiān)信水泥行業(yè)是大有可為的行業(yè)，是可以實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的行業(yè)。毫無疑問，泰安中聯(lián)帶來的驚喜是顛覆性的。它讓世人看到在水泥這樣一個(gè)傳統(tǒng)得不能再傳統(tǒng)的行業(yè)，也能與智能制造這樣的現(xiàn)代生產(chǎn)方式完美結(jié)合。
事實(shí)上，泰安中聯(lián)已經(jīng)確立了新的目標(biāo)，下一步將以示范線為核心，配套建設(shè)年產(chǎn)能100萬噸水泥、60萬方商混、200萬噸超短流程低能耗骨料線，進(jìn)一步打造涵蓋骨料、熟料、水泥、商品混凝土的全產(chǎn)業(yè)鏈建材產(chǎn)業(yè)園。
國(guó)外，工業(yè)4.0方興未艾;國(guó)內(nèi)，“中國(guó)制造2025”的號(hào)角業(yè)已吹響。無論從國(guó)際大環(huán)境，還是國(guó)家大戰(zhàn)略，智能制造已成為以水泥行業(yè)為代表的傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的不二法門。
