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水泥“智”造!槐坎南方水泥又获奖啦!——全系统数字化、全流程智能化,助推槐坎南方转型升级

作者:匿名

槐坎南方的智能化、数字化转型升级实践,实现了生产的优质、高效、低耗,提高了整体能源利用效率,深化了人工智能、工业互联网、大数据等新一代信息技术与水泥工业在装备、工艺、生产、管理、服务等方面的深度融合,体现了生产制造模式向数字化、绿色化、智能化的具体转变,不仅大幅提高了企业自身竞争力,还对水泥行业的智能化发展和探索,具有示范引领和广泛推广意义。

  近日,中国水泥网获悉,湖州槐坎南方水泥有限公司(以下简称“槐坎南方”)的“水泥生产管控智能化”项目荣获中国建材集团2021年技术革新奖一等奖。

  领导给予项目的定位:

  为深入践行智能制造2025、推动水泥工业数字化、智能化转型升级,切实落实中国建材集团周育先董事长提出的数字化、智能化、绿色化、高端化水泥业务未来持续升级方向,槐坎南方携手与中材邦业(杭州)智能技术有限公司、天津水泥工业设计研究院有限公司深度协同共建模式,以既要有先进性、也要用经济性的指导方针开展智能化建设,深入挖掘水泥生产运营数字化、智能化需求,探索水泥生产运营数字化转型升级路线。

  灰色水泥,绿色智造,槐坎南方究竟是怎么做到的?

  现有2条4000t/d熟料生产线和1条7500t/d第二代新型干法熟料生产线,并分别配套18MW和15MW纯低温余热电站,是浙江省内最大的水泥熟料生产企业之一,同时也是中国建材集团旗下规模最大的水泥企业之一,其中7500t/d线是国内第一条采用“第二代”新型干法水泥生产技术建设的水泥生产线,2020年由中国建筑材料联合会认定为“中国第二代新型干法水泥技术示范线”。槐坎南方深入践行“两山”理念,实现绿色发展,荣获浙江省绿色工厂,入围国家工信部重点用能行业能效“领跑者”企业,也被评为中国建材“六星企业”。中国建材董事长周育先做客央视财经cctv-2《对话》,槐坎南方作为水泥行业智能化、绿色化转型升级的示范在节目中予以重点推介。槐坎南方也是中国建材集团面向水泥行业碳达峰、碳减排目标重点打造的智能制造示范线。在水泥行业最先开展“数字化转型2.0”流程级两化融合贯标。秉承以智能装备、智能生产、智能运维、智能运营、智能决策为核心,以数据、算力、算法、场景和全链路的技术集群为技术驱动的理念进行生产管控智能化建设。

  生产管控智能化建设依托全自动化验室及在线分析检测设备、全生命周期设备智能运维系统、基于APC+大数据+AI算法的全流程智能实时优化控制平台、基于工业互联网双中台的生产管控数字化平台等先进装备技术,深度融合槐坎南方三精管理、精益生产、TPM全员设备运维等优秀管理模式,协同打造水泥生产运营全流程智能制造生态平台。

  创新性的践行了“以数据智能为基础”、“以智能运维做保障”、“以智能生产提效益”的数字化、智能化转型升级生产运营模式,实现了工厂运营自动化、管理可视化、故障预控化、全要素协同和科学智慧决策,助力打造国际一流水泥智能工厂。依托水泥智能制造生态平台提供的数据可视化、数据智能分析、辅助决策功能,优化资源配置效率及生产过程控制参数,提升管理效率,提升产品质量,降低经营成本。

  全系统数字化、全流程智能化,助推槐坎南方转型升级

  一、以“数据智能为基础”,实现数据采集标准化、生产数字化、运营管理可视化

  采用国内自主知识产权BIM三维设计和EPC建设管理平台,生产线数字化交付后,无缝迁移到生产管控数字化MES平台,数字化平台集成500余套设备模型、6687点DCS实时数据、1620个能源监测数据、1596个振动温度在线数据、2918个离线点巡检数据、258个高清摄像头视频数据、26个全自动过程质量控制数据、18个环保排放数据,合计使用13800余项数据。搭建时序大数据库及数据湖标准接口,自动采集多维度异构数据数据,探索形成南方水泥集团数据采集标准体系,实现生产数据自动采集率100%,整合子系统数据100%互联互通。

  通过配置先进的在线分析检测设备,实现关键设备数控化率达到96%以上、生产数据自动采集率达到98%以上、烧成工序关键指标实时量化检测、过程质量数据高频检测、实现质量的预测和闭环控制;全面对接整合原有一卡通、办公系统等7个存量信息化系统,为智能控制系统、设备管理、能源管控、质量管控等21个新上子系统提供统一大数据仓库支撑,实现生产、能源、质量、设备、运维、备件、绩效、成本、采购等全生产运营流程的异构数据整合,生产数字化整合率达到98%。数据采集标准化、生产过程数字化、运营管理可视化,为精益生产、三精管理充分落实奠定基础。

  以大数据仓库为基础,利用AI及大数据分析算法,多维度数据汇总并自动推送例会报告、分析报告、月度运行报告,产线运营绩效量化评价,关键设备智能预警分析,集优势资源聚焦薄弱点管控,使数字化、可视化、智能化、科学决策贯穿生产运营全流程。

  二、以“智能运维做保障”,实现巡检少人化、设备状态可视化、预警智能化

  改变传统运维管理模式,依托IT技术、工业物联网、图像识别、机器学习、大数据分析、频谱分析等先进技术,集成设备健康状态在线监测及智能分析预警、视频监控智能识别分析、自动润滑、无线温度集采、润滑油站油品在线监测等在线系统,辅助点巡检系统,构建全生命周期设备智能运维平台。融合吸收TPM理念及管理经验,构建全息动态设备台账,基于运维数据搭建设备失效模式分析策略,建立科学、针对性的巡检、计划性和预防性维修策略。通过对离线巡检系统、四个维度的在线巡检系统数据整合,优化巡检周期,动态生成巡检内容,提升巡检质量。打通润滑管理,备件预防维护、保障体系、备件库存管理等系统,落实设备OEE考核制度实现流程闭环管控,提升设备运维效率和质量。结合大数据分析预测技术,挖掘设备健康状态量化评价、寿命预测、智能预警、故障诊断等维度数据价值,把大量被动维护逐步过渡到主动维护,甚至预防维护,降低设备维修费用6%以上,降低意外停机时间20%以上。

  三、以“智能生产提效益”,实现生产操作智能化、生产管理可视化、生产决策科学化

  建立基于流程工业专家知识库+大数据+AI技术的全流程智能生产实时优化控制平台,通过边缘计算平台、专家知识库规则引擎、大数据分析平台、生产管控数字化平台、专家优化智能控制平台等,借助先进过程控制技术、在线寻优技术、大数据深度挖掘、深度学习技术建立工艺优化控制及智能决策体系,使水泥生产专家经验和工业互联网、先进过程控制、人工智能、机器学习等新技术深度融合,初步实现窑况智能识别,全局自主寻优控制,游离氧化钙和熟料28天强度实时预测,生产线实时优化控制,AI替代率达到98%以上,窑系统异常工况识别率90%以上,实现生产效益最大化。

  建设全流程的能源管控平台,通过对生产过程中的能源介质生产消耗数据实时采集统计,实现了能源生产消耗数据实时监测,全流程信息化、可视化、数字化,通过能效KPI指标实时计算、超标报警,查漏补缺,杜绝能源空耗、低效环节。提供企业能效、成本对标、绩效考核管理工具,能耗数据纵向横向对比、诊断,协助生产管理者形成最佳生产调度、能源消耗、工艺操作方案。通过主机设备综合能效实时监测,强化设备预知性维护,提高设备连续运转率,为生产管理运营实施精细化管理和生产运营调度提供有效决策辅助。

  通过引进国际先进的全自动化验室及在线检测分析仪器的应用,过程数据在线采集率达到98%以上,让数据链路初步形成闭环,确保原料端质量稳定,烧成工序关键指标实时量化检测,过程质量数据高频检测及自动采集,搭载生料质量控制闭环优化控制算法、熟料游离钙、熟料28天强度预测算法,形成全流程过程质量管控平台。实现过程质量数据可追溯,生料质量合格率提升10%以上,熟料质量合格率提升15%以上。

  贴合水泥企业安全环保管理需求,建立安环管理信息化平台,实现生产流程环保数据实时监测、安全生产实时跟踪预警、移动端推送,监督检查、制度规范信息化,提升安全生产工作效率及实时性,配套制度建立安全生产、安全教育、安全检查、应急事件处理预案,实现安全生产在线培训,建立安全环保知识库及职业健康管理。

  建立涵盖生产、能源、设备、质量、安环、绩效等全流程生产运营信息化管控平台,实现生产过程可视化,异常数据实时报警推送、根因溯源分析,生产运营绩效量化评价,及时发现短板环节,自动生成生产调度排产最优方案,逐步形成生产运营决策辅助工具,进一步提升智能化应用深化。

  通过生产线信息化、数字化、智能化建设,全面赋能各级生产管理者,生产一线人员工作方式大幅改变,整体生产模式发生“质变”,操作人员从原先的“操作者”变为“监管者”,巡检人员从原先的“固定巡检”变为“目标巡检”,统计人员从原先的“制表者”变为“核对者”,通过数字技术有效打通员工、管理者、现场之间的“信息壁垒”。未来,槐坎南方将继续坚持走“数字化、信息化、智能化”的高质量持续发展之路,探索水泥企业数字化、智能化转型升级技术路线,助力上海南方智能化升级转型,早日实现“双一流”目标。

  稳步推进数字化、智能化转型及深化,人才梯队培养

  依托天津院BIM数字平台,槐坎南方项目实现了设计建造全过程的数字化管理,极大提升了设计效率和质量。数字化设计实现了六个月完成主体车间设计工作,零失误、零返工。数字化采购实现了采购流程及设备制造全过程跟踪、信息实时反馈、供应商在线协同,确保各种物资准确无误、可查可点。智慧化物流实现了发货包装可视化模拟、物流全过程跟踪,有效杜绝了错发、漏发。项目累计供货设备逾八千台套,都做到了零延期、零设备质量事故。在质量、进度、成本、安全等方面全面完成了既定目标,顺利实现了项目全数字化交付。智慧化进度管理依托三维模型进行精准管控,通过虚拟建造、模型进度实时更新,实现了进度可视化管理,确保了项目12个月建成投产。智慧化质控通过手机APP协同工作,QCP与质检项自动挂接,有效避免了错检、漏检,确保了建设质量。智慧化成本管理通过工程量自动获取,施工预结算自动生成,确保了项目成本可控。智能化安全管理通过视频监控全覆盖、车辆实时监控、人员定位实时跟踪、扫码巡更、高风险作业票审批等智能应用,实现了零伤亡、零事故、零职业病的安全管理目标。

  为巩固、深化槐坎南方第二代新型干法水泥技术智能化建设成果,务实稳慎推进智能化工厂和区域数字化平台建设,培养智能化专业人才,2021年4月,上海南方整合下属企业优秀技术人员与中材邦业共计52人,联合天津水泥设计院5位技术专家,组成槐坎南方智能化深化提升三年规划工作组。专项小组围绕工艺、设备、电气、IT、安环等专业方向,多角度、多方位推进智能化进程,集思广益、通力合作为智能技术与水泥制造深度融合提供有力保障,进一步探索、提升槐坎南方智能化建设深度和广度,探索智能化建设新阶段技术路径,在窑磨智能优化控制、智能高效巡检、设备健康度智能诊断、仓储备件智能管理、智能润滑、智能安全、物检自动化、智能堆场等课题方向开展技术攻关。

  同时南方水泥也已经组织三个批次的智能化岗位人员技能培训,培训人员达百人,结合槐坎南方智能化建设实践,实战培养一批智能化专业人才。

  槐坎南方的智能化、数字化转型升级实践,实现了生产的优质、高效、低耗,提高了整体能源利用效率,深化了人工智能、工业互联网、大数据等新一代信息技术与水泥工业在装备、工艺、生产、管理、服务等方面的深度融合,体现了生产制造模式向数字化、绿色化、智能化的具体转变,不仅大幅提高了企业自身竞争力,还对水泥行业的智能化发展和探索,具有示范引领和广泛推广意义。

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