中材國際：從“中國制造”到“中國智造”

中材國際深入踐行國家高質量發(fā)展要求，積極推進行業(yè)供給側結構性改革，切實落實中國建材集團周育先董事長提出的數字化、智能化、綠色化、高端化水泥業(yè)務未來持續(xù)升級方向，承建了南方水泥優(yōu)化升級示范項目——槐坎南方日產7500噸熟料生產線。該項目作為中國自主研發(fā)、國際領先的二代新型干法示范線，代表著中國水泥行業(yè)技術進步和升級的方向。

推動全球水泥行業(yè)智能化發(fā)展

抓住智能制造快速發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期，立足企業(yè)實際，突出應用主題，激發(fā)企業(yè)智能制造的積極性和內生動力，按照世界一流企業(yè)發(fā)展需求，務實推進智能制造發(fā)展，把發(fā)展智能制造作為水泥行業(yè)高質量發(fā)展的主要路徑。

槐坎南方日產7500噸熟料新型干法水泥生產線是中材國際繼蕪湖南方項目后，與南方水泥集團合作的減量置換EPC項目，是中材國際自主研發(fā)的我國第二代新型干法水泥生產技術的集中體現。

槐坎南方項目于2019年1月1日樁基施工，12月23日提前點火烘窯，12月31日正式投料，克服了惡劣冬雨天氣等重重困難，“大干百日”、“勞動競賽”創(chuàng)造了當年開工、當年投產的中材國際速度，展示了中材國際的實力與水平。

槐坎南方項目是中材國際以技術創(chuàng)新驅動高質量發(fā)展的典范，實現了第二代新型干法水泥技術裝備主要研發(fā)成果的工程化應用，燒成熱耗小于每千克熟料640大卡，月均熟料電耗小于40.7度，實現了低能耗、超低排放、低品位原料全利用。項目減量置換建成后，每年節(jié)約能耗24.5萬噸，減排氮氧化物1295噸、二氧化硫194噸，減排二氧化碳168.10萬噸，降低萬元產值能耗0.35噸標煤，每噸制造成本下降超過30元。

如何促進水泥工業(yè)與數字化智能化技術在更深程度、更廣范圍、更高水平上融合發(fā)展？中材國際自主開發(fā)了公司工業(yè)互聯網賦能與服務平臺，為客戶提供全周期數字化服務，交付數字孿生工廠解決方案。綜合運用工業(yè)互聯網、邊緣計算、大數據分析、機器學習等智能化技術，開發(fā)了基于雙中臺MES平臺和工廠全流程生產智能控制系統(tǒng)，實現了一鍵啟停，自動控制，AI自動駕駛、自動尋優(yōu)等輔助決策場景應用，勞動生產率顯著提高。

窯系統(tǒng)AI自動駕駛

有抓手、有步驟推進數字化轉型

依托數字平臺，項目實現了設計建造全過程的數字化管理，在質量、進度、成本、安全等方面全面完成了既定目標，順利實現了項目全數字化交付。

智能化、數字化已經成為中材國際創(chuàng)新發(fā)展的革命性利器。在槐坎項目起始時，中材國際就采用協(xié)同三維設計BIM平臺將設計可視化，極大提高了設計效率和質量，項目實現了六個月完成主體車間設計，設計零失誤、零返工。數字采購實現了采購流程及設備制造全過程跟蹤，信息實時反饋，供應商在線協(xié)同，確保各種物資準確無誤，可查可點。智慧物流實現了發(fā)貨包裝可視化模擬，物流全過程跟蹤，有效杜絕了錯發(fā)、漏發(fā)。項目累計供貨設備逾八千臺套，零延期、零設備質量事故。智慧進度依托三維模型進行精準管控，通過虛擬建造、模型進度實時更新，實現了進度可視化管理，確保了項目12個月建成投產。智慧質控通過手機APP協(xié)同工作，QCP與質檢項自動掛接，有效避免了錯檢、漏檢，確保了建設質量。智慧成本通過工程量自動獲取，施工預結算自動生成，確保了項目成本可控。智慧安全通過視頻監(jiān)控全覆蓋、車輛實時監(jiān)控、人員定位實時跟蹤、掃碼巡更、高風險作業(yè)票審批等智慧應用，實現了零傷亡、零事故、零職業(yè)病的安全管理目標，項目累計安全工時達310萬。智能化的充分運用，催生了新技術、新業(yè)態(tài)、新模式和新動能，強力助推“中國水泥智造”邁向高質量發(fā)展。

中控室大屏

建設世界一流的智能化水泥工廠

融入多項自主研發(fā)創(chuàng)新成果，打造出“集約、綠色、高端、智能”的現代化水泥熟料生產基地。

槐坎南方項目生產采用石灰石、砂巖、頁巖和硫酸渣四種原料配料，Φ90m石灰石預均化堆場，設置了干霧抑塵裝置，改善了堆場內環(huán)境。廠區(qū)大跨度廠房采用鋼結構，優(yōu)先考慮自然采光及通風。原料磨、風機集群等噪聲顯著區(qū)域，考慮傳統(tǒng)砌筑墻體以及門窗洞口優(yōu)化設置，有效減少噪聲排放量。廠區(qū)局部采用吸音的建筑材料及結構，營造公建化造型。整體突出綠化建設，綠色植被有效遮蔽陽光，創(chuàng)造良好的微氣候。

生產線通過三個技術突破實現了綠色化，即高能效低碳低氮預熱預分解熟料燒成系統(tǒng)、新一代料床粉磨生料制備系統(tǒng)、生產過程污染物超低排放廢氣治理系統(tǒng)，傳統(tǒng)技術裝備在節(jié)能、環(huán)保兩個方面再升級，并融入智能化、數字化在槐坎南方項目集成應用，建成了新一代綠色低碳智能水泥工廠。

項目燒成系統(tǒng)突破傳統(tǒng)燃燒與污染控制理論，提出了多級重構換熱、梯度燃燒和多孔介質冷卻理論，研制出了高能效低碳低氮預分解技術及裝備，開發(fā)應用了弱渦流高能效低阻型預熱預分解系統(tǒng)、梯度燃燒自脫硝分解爐系統(tǒng)，高窯速、高可靠性的回轉窯，配有新型高效流量調節(jié)閥、高溫區(qū)域供風、中置輥破前移的第四代行進式冷卻機，綠色低碳燒成系統(tǒng)實現預熱器出口溫度240——250℃，阻力低于4500Pa，自脫硝效率大于70%，冷卻機熱回收效率超過75%，燒成熱耗低于640kcal/kg熟料。

能源管控駕駛艙

項目粉磨系統(tǒng)攻克了新型立式組合選粉技術，開發(fā)了高能效帶立式轉子組合式選粉機生料輥壓機終粉磨技術，采用兩套—單機400t/h大型輥壓機，解決了傳統(tǒng)料床粉磨技術電耗高、效率低等問題，提高了粉磨效率，實現生料制備電耗低于10 kWh/t（生料），全廠生產電耗低于40.5 kWh/t（熟料），項目能耗水準處于國際領先水準。

項目采用了自主研發(fā)的梯度燃燒自脫硝分解爐+高效SNCR脫硝裝置+窯灰循環(huán)濕法脫硫系統(tǒng)+高效袋收塵器綜合治理技術與裝備，可實現窯爐廢氣排放NOx≤80mg/m³，氨逃逸≤4mg/m³，SO₂≤35 mg/m³，粉塵≤5 mg/m³，特別通過脫硫裝置及設備防腐措施攻克高硫石灰石的硫排放問題實現資源綜合利用，達到水泥窯煙氣NOx、SO₂、粉塵的超低排放指標，達到國際一流水平。

數字引領，實現智能化深度融合

開創(chuàng)工業(yè)互聯網落地場景應用，云邊協(xié)同AI賦能輔助決策，為業(yè)主提供更安全、便捷、準確的智能運維。

槐坎項目集成500余套設備模型、6687點DCS實時數據、1620個能源監(jiān)測數據、1596個振動溫度在線數據、2918個點檢數據、258個高清視頻數據、26個全自動過程質量控制數據、18個環(huán)保排放數據等，合計整合13800余項數據精準形成全流程生產運營畫像。通過全面對接整合原有物流、辦公等7個存量信息化系統(tǒng)，為生產、設備、能源、質量等21個新上子系統(tǒng)提供統(tǒng)一大數據倉庫支撐。多源異構數據源的融合流動就像這個智能工廠的眼睛，使得產線關鍵設備數控化率達到96%以上、質量數據在線采集率達到98%以上。生產數據自動采集率100%，整合子系統(tǒng)數據互聯互通率100%。

生產線部署了全自動化驗室、在線/高頻質量檢測儀器，回轉窯、篦冷機、立磨、輥壓機等主機設備全面實現數字化、故障智能診斷和預知性維護。融合集成視頻監(jiān)控智能識別分析、設備健康狀態(tài)在線監(jiān)測及智能分析預警、構建全生命周期設備智能運維平臺。生產運營全流程貫通，實現數字孿生工廠全鏈路的數字化貫通，關鍵指標生產平穩(wěn)率提高43%以上，能耗降低1%以上?；笨材戏街悄芄S率先通過云邊協(xié)同的方式實現對生產過程的直接反控和輔助決策，在AI工業(yè)大腦的算法模型迭代中，24個復雜算法不斷的強化訓練學習生產過程數據，實現對強度預測、堵料預測、斷煤預測、煅燒分析和窯況預測等復雜場景的預判。AI對多源異構數據進行分析做出決策并主導過程控制，輔以不斷完善的專家知識庫、異常工況規(guī)則庫，它正在嘗試著慢慢去替代人，進行全天候的自主學習、自主尋優(yōu)。

槐坎南方率先使用了自主研發(fā)的基于工業(yè)互聯網架構的數據、業(yè)務雙“中臺”技術，支持SaaS化部署，采用協(xié)同共建模式，探索形成南方集團智能化建設標準體系，信息化平臺實施周期由平均6個月減少到了2個月，后期運維完全實現無代碼化，用戶方全程參與平臺建設。實施模式的創(chuàng)新促進集團數字化管控快速部署，實現集團生產數據一體化、業(yè)務一體化和管理一體化。

中材國際的智能制造和數字化轉型，是實現制造業(yè)質量變革、效率變革和動力變革的原動力，助推著中材國際高質量、高端化、綠色化發(fā)展?；笨材戏巾椖康闹悄芑底只瘜嵤?，實現了生產的優(yōu)質、高效、低耗，提高了整體能源利用效率，深化了人工智能、工業(yè)互聯網、大數據等新一代信息技術與水泥工業(yè)在裝備、工藝、生產、管理、服務等方面的深度融合，體現了生產制造模式向數字化、網絡化、智能化的具體轉變，對公司高質量發(fā)展、產業(yè)結構調整、發(fā)展方式轉變、增長動力轉化，特別是公司自主研究和制定的水泥行業(yè)智能化制造標準體系和智能制造技術標準使用，對水泥行業(yè)智能化發(fā)展和探索，具有示范引領和廣泛推廣意義。