萬億水泥市場，數(shù)字化智能制造是下一個風口

中國北京，2021年1月5日——近年來，一系列關(guān)于推進建材工業(yè)智能制造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的政策、計劃及目標相繼出臺，讓曾被稱為“兩高一資”的水泥產(chǎn)業(yè)加速向智能制造和綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型，巨大的水泥智能制造市場也逐漸顯露雛形。2020年12月，工業(yè)和信息化部發(fā)布《水泥玻璃行業(yè)產(chǎn)能置換實施辦法（修訂稿）》，為深入推進水泥玻璃行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，更好的指導各地開展產(chǎn)能置換，鞏固化解過剩產(chǎn)能成效，做了行之有效的鋪墊。

此前，工信部在9月份印發(fā)《建材工業(yè)智能制造數(shù)字轉(zhuǎn)型行動計劃（2021-2023年）》，目標到2023年修訂30項以上建材行業(yè)智能制造相關(guān)標準，明確指出要促進水泥行業(yè)生產(chǎn)方式的自動化、智能化、無人化變革。

未來的水泥工業(yè)要實現(xiàn)智能化，需要的不僅僅是裝備升級、線控系統(tǒng)升級、專家優(yōu)化系統(tǒng)升級，更重要的是利用大數(shù)據(jù)資源，推進生產(chǎn)及業(yè)務決策的智能化升級，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營提供科學依據(jù)，實現(xiàn)精準決策。未來的水泥工廠將不再是一個完全依賴于人組織生產(chǎn)的工廠，而是一個擁有自我思維能力，自我糾錯能力，自我學習能力的“巨型機器人”。

但目前，水泥行業(yè)的智能化之路仍面臨著一些挑戰(zhàn)，其中，如何最大化地實現(xiàn)節(jié)能降耗、安全穩(wěn)產(chǎn)都是傳統(tǒng)水泥行業(yè)生產(chǎn)面臨的痛點。

以熟料燒成環(huán)節(jié)為例，過去在生產(chǎn)過程中，窯操作員往往需要同時觀察多達上百個工藝參數(shù)的動態(tài)變化，不僅要在數(shù)秒內(nèi)迅速做出判斷，還得通過計算機給出正確的調(diào)節(jié)指令，這項工作對窯操作員的技能、體力和精力都是巨大的考驗。種種人為因素的限制使得水泥窯的連續(xù)最優(yōu)運行無法保證，最終導致低消耗高產(chǎn)出。

過去，祁連山水泥集團旗下漳縣祁連山水泥有限公司就在生產(chǎn)中面臨著這樣的困難，而施耐德電氣依托先進的EcoStruxure架構(gòu)，提供了包括數(shù)字化咨詢與服務、APC先進過程控制系統(tǒng)、EMS能源管理系統(tǒng)在內(nèi)的軟硬件一體化的整體解決方案，使得漳縣祁連山水泥在降本、節(jié)能、提質(zhì)方面均取得了顯著成果。

據(jù)了解，在漳縣祁連山水泥有限公司剛剛開始推行APC的時候，有位基層管理人員對該系統(tǒng)并不完全信任，害怕投用之后會面臨風險。可是在歷經(jīng)重重考驗之后，這位管理人員早已完全放下心來。如今，依靠這套系統(tǒng)，他的工作強度大大降低。

漳縣祁連山水泥有限公司高級主任工程師程俊生表示：“我們是西北水泥行業(yè)第一家部署水泥窯APC系統(tǒng)的企業(yè)，只用了半年的時間就一次性投運成功。施耐德電氣的APC系統(tǒng)幫助我們合理優(yōu)化水泥窯操作參數(shù)，通過數(shù)據(jù)分析，建立預測模型，達到少人操作。使熟料標準煤耗下降1公斤以上，熟料工序電耗下降0.7度/噸；出窯熟料游離氧化鈣合格率達85%以上，標準偏差下降了10%以上，熟料強度穩(wěn)中有升；三年來，APC系統(tǒng)在線率高達99%以上，沒有發(fā)生過任何誤操作導致的失控狀態(tài)。”

此外，水泥生產(chǎn)是建材行業(yè)的能耗之王，水泥的能耗約占全球能源消耗的2%，二氧化碳排放量占全球碳排放的5%，水泥生產(chǎn)總成本的60%以上都是能源消耗，如果能在節(jié)能減排方面實現(xiàn)方案落地，就能幫助企業(yè)節(jié)約大量的生產(chǎn)成本。

然而，很多水泥企業(yè)雖然“有心”進行能耗管理，但卻“無力”發(fā)現(xiàn)改進的點藏在哪里。甘肅祁連山水泥集團股份有限公司下屬宏達建材有限責任公司發(fā)現(xiàn)，其能效管理路上的最大障礙之一就是能源使用情況的不透明，過去公司管理層明明知道設備的空運轉(zhuǎn)會導致能源的浪費，卻無法實時獲悉設備的運行工況并在第一時間發(fā)現(xiàn)浪費。

而施耐德電氣EMS能源管理系統(tǒng)既能動態(tài)監(jiān)測水、電、煤、氣等能源的實時消耗量，又能隨時掌握和能耗相關(guān)的原料使用和設備運轉(zhuǎn)情況，從而助力工廠管理者識別和挖掘生產(chǎn)過程中的節(jié)能契機，做出正確決策。

“施耐德電氣的能源管理系統(tǒng)在很大程度上完善了企業(yè)能源數(shù)據(jù)的實時性和完備性，為全面提升企業(yè)的能效管理水平奠定了基礎。系統(tǒng)投運后，我們工廠最好的單月熟料標準煤耗降低到了100公斤/噸以下，2019年降低電費453.6萬元?！焙赀_建材有限責任公司副總經(jīng)理常占新說，“EMS能源管理系統(tǒng)不只是一項工具，更為重要的是，它把先進的、成熟的能效管理理念引入到了我們生產(chǎn)的方方面面，讓我們能夠從節(jié)能、綠色的角度去重新思考這個行業(yè)。施耐德電氣的能源管理系統(tǒng)還促成了我們公司水泥窯的模塊化生產(chǎn)、精細化操作，水泥窯日產(chǎn)突破6200噸，低堿、核電工程用硅酸鹽水泥進入新京高速、四零四核電工程河西重點工程項目?！?/p>

事實上，早在多年前，作為國際電氣業(yè)巨頭的施耐德電氣就提出了水泥生產(chǎn)的數(shù)字化升級方案，依托其基于物聯(lián)網(wǎng)的新一代EcoStruxure架構(gòu)與平臺，提供過程監(jiān)控系統(tǒng)、窯磨專家優(yōu)化控制系統(tǒng)、能源監(jiān)控和信息系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、設備管理和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、企業(yè)資產(chǎn)管理等水泥生產(chǎn)管理的解決方案，為水泥企業(yè)無縫、低成本、大規(guī)模地實施物聯(lián)網(wǎng)提供了可能。

截止目前，施耐德電氣已經(jīng)為中聯(lián)水泥、祁連山水泥、金隅水泥等國內(nèi)水泥巨頭提供數(shù)字化生產(chǎn)解決方案。

“我國現(xiàn)有的試點示范型智能水泥生產(chǎn)線約有10條，其智能化程度都遠沒有達到100%，平均約為30%左右?！钡準访芩梗ㄖ袊┕靖呒壖夹g(shù)顧問、英國ICR《國際水泥評論》雜志亞太區(qū)高級編審、中國水泥網(wǎng)高級顧問高長明表示，2020年我國已決定新建和在建的水泥生產(chǎn)線有20條，其中有4-5條是日產(chǎn)萬噸線，其他的均為5000噸/天以上線，這些新線都將在2023年以前投產(chǎn)，其中大部分都將進入智能水泥廠的行列。

“所以近兩、三年內(nèi)，我國需要完善和新建的智能水泥廠就有30項以上，市場需求十分可觀，假如每項的投資平均按1.0億-1.5億元計，則總投資將達30億-45億元?！备唛L明稱。

頭豹研究院在《水泥研究——“互聯(lián)網(wǎng)+”助力水泥智能化發(fā)展》報告中指出，未來中國水泥行業(yè)銷售收入將持續(xù)擴大，預計將在2022年突破11809.3億元，發(fā)展前景廣闊。根據(jù)沙利文數(shù)據(jù)測算，預計亞太地區(qū)未來10年間的基礎設施投資需求將達到50.0萬億元，如按每億元投資消耗一萬噸水泥計算，亞太地區(qū)平均每年將帶動水泥消費量為5.0億噸。

水泥需求的增長趨勢，也將帶動水泥企業(yè)數(shù)字化升級的需求增長。隨著5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在垂直行業(yè)的推進，越來越多的水泥企業(yè)意識到智能制造是水泥工業(yè)由大變強的必由之路，是水泥企業(yè)適應經(jīng)濟新常態(tài)的必走之路，傳統(tǒng)水泥行業(yè)對智能化升級的需求越發(fā)迫切，針對水泥產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化解決方案也將迎來更為廣闊的發(fā)展前景和市場空間。