天瑞水泥：互联网赋能“水泥智造”

  在很多人眼里，水泥企业是传统落后型产业的代名词，工艺简单、高耗能、生产粗放。其实不然。在天瑞集团许昌水泥有限公司（以下简称天瑞水泥），从原燃材料进场，到水泥产品发运出厂，全部采用全流程化和自动化闭环作业，基本实现了生产过程无人化，资源利用、质量控制和生产控制的智能化，迈入了国内领先行列。2019年，天瑞水泥成功入选省级智能工厂。

  天瑞水泥是如何实现从传统生产到智能制造的蝶变的？近日，记者来到天瑞水泥进行了采访。

  顺势而为加快推进智能化改造

  天瑞水泥位于许昌市东城区祖师街道办事处将官池村，总占地面积132亩，项目总投资2.2亿元。该公司年产水泥200万吨，是许昌市东城区热电厂粉煤灰综合利用的配套项目，于2008年9月1日正式带料生产。

  近年来，传统企业发展遭遇瓶颈和困难，水泥行业转型升级也势在必行。但这一转变并非是一蹴而就的事情，从传统向智能化升级是一项十分复杂且庞大的工程。2012年，天瑞水泥便启动了数字工厂建设，率先开始了对水泥产业信息化建设、数字化转型的探索。

  天瑞水泥智能工厂在数字工厂的基础上，基于智能制造标准体系，采用顶层设计思路，结合行业智能工厂示范和最佳实践，按照统一规划、分步实施的原则进行建设。该项目共分3期，一期完成能源管理、安全环保管理、生产MES管理、实时成本管理、设备管理、质量管理、供应链管理、计量一卡通管理等系统建设，二期完成智能物流管理等系统建设，三期规划建设优化控制和生产大数据分析平台等。目前，一期、二期项目均已完工，三期项目正在建设中，智能工厂已经初步投入使用。

  新建成的天瑞水泥智能工厂实现了运营管理可视化、生产过程数字化、执行控制智能化、生产现场无人化，成为企业实现节能降耗、降低成本、生产智能化的有效手段。其中，该公司自动控制系统投运率大于99%，控制系统人为干预率小于3.6%，劳动生产率提高35%，劳动人员的劳动强度降低90%，样品检测合格率提高50%，生产效率提升35.58%，运营成本降低14.96%，单位产值能耗降低5.5%。

  “天瑞水泥智能工厂是由集团总公司20多年在生产、技术、管理等方面的经验及国际生产领先技术集合而成的。该项目的实施不仅有利于促进企业不断转型升级发展，还对传统产业振兴发挥重要的示范带动作用。”天瑞水泥总经理冯强伟说。

  全流程无人自动化数字化生产

  “以前没用自动控制的时候，料层波动就跟蹦极一样，每天80%的时间都浪费在稳定料层上，看着操作挺频繁的，可实际效果不佳。自从用上了自动控制，每天上班只要设定好控制参数，完全不用操心料层了。”天瑞水泥副总经理任战民告诉记者。

  天瑞水泥利用信息化和自动化手段建设符合当前互联网时代的智能工厂，充分利用物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术，让生产更加智能。天瑞水泥智能工厂主要包含企业管理和生产管控两大方面，其中企业管理包含智能物流、物资管理、信息安全和移动应用等，生产管控包含能源管理、设备管理、质量管理、生产运行、优化控制和安环管理等。

  据介绍，在生产管控方面，天瑞水泥通过数据采集系统和MES系统的应用，实现了整个生产管理过程的透明化管理，实时跟踪生产成本、过程质量、工艺参数的变化，通过电子分析报表纵向、横向对比，进行生产管理的优化调整，实现生产过程的数字化、精细化管理。在设备管理方面，天瑞水泥建立了设备电子档案信息和维修知识库，通过与MES系统对接，记录设备及其备件的维修和运行信息，用于分析设备运转数据，提前预警，减少设备故障率；通过覆盖全厂的无线网络系统，实现巡检工作实时化；安装智能巡检设备，进行设备全生命周期管理。

  此外，在生产监控中心方面，该公司对生产运行和安全管理工作进行监管，并提供在线指导，将企业生产的关键参数汇总统一监管，设定标准，超标报警，便于及时发现运行不正常的设备，防止生产事故发生；在质量管理方面，通过与ERP、MES系统集成，并与数据采集系统对接，实现质检数据的自动实时采集，确保质量管理流程电子化，提高数据的及时性、准确性、真实性，降低工作量和人员素质要求，最终实现原材料、产成品质量的正反向追溯。

  “值得一提的是，天瑞水泥还可以通过仪器仪表改造升级，分工段、分设备将能源消耗数据汇总，统一进行管理，实现电、气、水、油等4种主要能源全面集中管理；建立工厂3级安全教育及危险源登记台账，设定预警值，便于自动报警。”任战民说。

  目前，天瑞水泥建成了2条智能化生产线，设备的温度、电流、生产品种、质量检验等生产数据统一汇聚到MES系统中，从生产执行到过程监控，再到产品出厂，全程实现互联互通。这2条生产线实现仪器仪表、传感器数据采集率大于98%，自动控制系统投运率大于99%，在行业内处于领先水平。

  无人值守自动化实现降本增效

  打开微信、自主下单、三五日便能收货……让人们像购买日用品一样，免去从成千上万的品牌中精挑细选的烦恼，直接由工厂配货、物流配送，将高品质的水泥直接送到百姓家门口，这一切都能在天瑞水泥实现。

  天瑞水泥从生产到库存再到营销，甚至是经营管理，都完成了智能化建设，逐步实现了由信息化驱动业务变革，在降本增效方面有着非常重要的意义。

  任战民告诉记者，天瑞水泥通过物联网技术与厂区业务销售、采购、生产等各环节进行深度融合，实现了进出厂业务及车辆规范化统一管理。该系统由自助终端系统、RFID无线射频技术、智能道闸系统等集中监控调度管理，通过散装远程控制，将袋装自动计数器与喷码机联动，配合无人值守计量，环环相扣，互相制约，使整个物流环节实现数据精细化管理，有效规避漏洞、提升效率、减员增效，实现厂内物流信息采集的全自动化管理。

  此外，为加快转型升级，天瑞水泥在深入挖掘水泥行业生产和管理需求的基础上，围绕水泥生产核心业务，基于IC卡门禁一卡通系统、蓝牙或RFID无线射频技术、信息交互集成及自适应控制等关键技术，开发了无人值守称重管理系统，实现了原料采购、产品销售、计划下发、自助派车、自助取卡排队、自助叫号（包含自动、手动）、门禁自助验证、无人值守计量、装卸货验证、财务结算、报表统计分析等运销业务的信息化和自动化，企业的日常业务在信息系统的协助下变得高效、快捷。

  通过智能化改造，无人值守项目在实现发货率提高120%，厂区出入库业务过程全管控，降低打印耗材费用等的同时，还能提高司机的满意度。除此之外，数据分析实现全过程跟踪、智能决策，不仅可以提升企业品牌形象和核心竞争力，还可以强化企业管理和过程控制，推动企业自主创新能力的提升。

  “过去拉水泥因为人工操作等原因，经常出现车辆拥堵和重量差错，严重影响了企业的生产销售效率。无人值守项目的实施解决了这些问题，为企业带来了实实在在的效益。”任战民告诉记者。

  先进的自动控制技术，带来了经济效益的提高，极大地推动了节能降耗，带动了生产力的提高。搭乘智能化的快车，天瑞水泥洋溢着一种“科技范儿”，一步步从夕阳产业转变为高新技术企业。“下一步，我们继续积极响应国家产业转型升级的号召，加大智能化改造力度，把不同的生产系统和管理系统进行整合打通，努力使天瑞水泥的数字化、智能化水平再上一个新台阶，为行业转型升级贡献‘天瑞智慧’。”冯强伟说。