【】中國建材集團旗下的中聯(lián)水泥集團于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)示范線是我國水泥行業(yè)首條世界級低能耗新型干法水泥全智能生產線，堪稱世界水泥的“夢工廠”。
長期以來，我國水泥行業(yè)的能源、資源利用效率偏低，單位水泥熟料實際標準煤耗平均為115千克/噸熟料，比國外高出約5千克/噸熟料;水泥單位綜合電耗平均約為100千瓦時/噸水泥，比國外高出約5-10千瓦時/噸水泥;石灰石礦山平均使用年限一般為100年，而國外同等儲量的礦山可用到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、智能化相對落后。這些因素制約著中國水泥產業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展，也影響著中國經濟戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。
中國建材集團旗下的中聯(lián)水泥集團于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)示范線是我國水泥行業(yè)首條世界級低能耗新型干法水泥全智能生產線，堪稱世界水泥的“夢工廠”。其電耗、熱耗、自動控制、縮短水泥制造流程、勞動生產率等技術經濟指標均達到了世界領先水平。其特有的礦山開采智能化、原料處理無均化、生產管理信息化、過程控制自動化、耐火材料無鉻化、物料粉磨無球化、生產現(xiàn)場無人化、生產過程可視化等亮點，使這條生產線自誕生就成為水泥行業(yè)兩化融合的典范。
智能工廠實現(xiàn)“智能夢”
智能化，是全世界制造業(yè)的夢想，也是中國水泥人近年的追求。
1989年，日本率先提出了智能制造系統(tǒng)計劃，此后歐美、韓國等也相繼提出了國家關鍵技術計劃、信息技術研究發(fā)展戰(zhàn)略、高級先進技術國家計劃等國家級戰(zhàn)略和規(guī)劃。2011年，德國政府在已有工業(yè)的基礎上提出了工業(yè)4.0，瞄準了智能化生產技術和以此為核心的高端制造服務業(yè)，力求通過政府、企業(yè)、科研院所等通力合作，促進“智能生產技術”的發(fā)展。
上世紀90年代，“智能化”的概念在我國開始被提及，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)率先進行了智能化生產的探索。但到目前為止，智能化生產大多停留在通過機器人或者數(shù)控機床來替代部分人工生產，或是在銷售環(huán)節(jié)上，通過網絡電商，實現(xiàn)產品的推廣與銷售。以水泥為代表的傳統(tǒng)重工業(yè)，似乎與“智能化”相隔甚遠。事實上，打造傳統(tǒng)工業(yè)的“智能世界”，雖是全球水泥人內心深處的至高夢想，但因為缺少成功案例，的確顯得有些遙不可及。
項目投資方中聯(lián)水泥集團和總承包方南京凱盛國際工程有限公司聯(lián)合組織了多次考察調研和技術研討，通過對泰安中聯(lián)智能制造方案經過多次調研、論證，結合泰安中聯(lián)試運行的情況，最終確定將從智能物流、智能質控、智能生產、智能巡檢、智能遠程管理五個方面對泰安中聯(lián)生產線進行優(yōu)化完善，結合工廠無人值守系統(tǒng)改造，以達到節(jié)能降耗、管理提升、設備保障和減員增效的目的。智能物流、智能質控、智能生產、智能巡檢、智能遠程管理各個系統(tǒng)即可獨立運行，也可協(xié)作運行，使其具有很高的適應性。協(xié)作運行時，由于各個模塊相輔相成，通過數(shù)據(jù)的共享，使系統(tǒng)如同具備一定自我學習能力的智慧生物一般，對工廠進行實時監(jiān)控和決策，讓工廠成為真正意義上的智能制造智慧工廠。
工程設計模式構架示意圖
項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)同處理等內容的建材生態(tài)園。目前，一期已建成投產年產200萬噸世界級低能耗新型干法水泥全智能生產線。生產線是國內同行業(yè)節(jié)能、環(huán)保、自動化水平最高的生產線，是世界領先的低能耗環(huán)保示范線，集中呈現(xiàn)礦山開采智能化、原料處理無均化、生產管理信息化、生產控制自動化、耐火材料無鉻化、物料粉磨無球化、生產現(xiàn)場無人化、生產過程可視化八大特點。生產線生產流程實現(xiàn)全封閉無塵化，噸產品能耗比同比節(jié)約20%以上，人均勞動生產率提高80%。
項目采用了大量自有技術和裝備，南京凱盛在建成國內首條具有自主知識產權的萬噸水泥生產線的基礎上，系統(tǒng)配套雙系列六級旋風預熱器、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工藝，集成應用數(shù)字化礦山開采、自動配料、窯磨智能控制等信息技術，將礦山、生料、燒成、粉磨等多個子智能系統(tǒng)集成為短流程全自動水泥智能制造系統(tǒng)，是水泥工藝流程布局一次突破性變革。生產線設計全線配備在線智能儀表和設備，建成大數(shù)據(jù)、智能巡檢等信息系統(tǒng)，確保全廠設備自動控制及監(jiān)測，生產工藝數(shù)據(jù)自動數(shù)采率達100%。同時加強信息管理和服務，利用網絡化分布式的生產設施提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、即時正確地采集生產線數(shù)據(jù)，合理編排生產進度，并加上綠色智能專家優(yōu)化系統(tǒng)、在線模擬仿真技術，構建了一個高效節(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)智能化生產的先行者，泰安中聯(lián)在智能化工廠的研發(fā)與應用上，即便目前還未達到百分百，尚有繼續(xù)提升的空間，但依然代表了傳統(tǒng)制造業(yè)在智能化先進生產方式中取得的最高成就，代表著全球水泥人集體夢想的現(xiàn)實碩果。
智能制造 制勝未來
泰安中聯(lián)5000噸/日水泥生產線是中國建材集團在新形勢下傾力打造的具有國際先進水平的智能制造和節(jié)能示范項目，該項目建設之初就確立了低能耗這個主要目標。項目的主要經濟指標包括燒成熱耗、熟料電耗、水泥綜合電耗、全員勞動生產力等都要求達到世界水泥領先水平。中聯(lián)水泥對該項目提出了項目建設要實現(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、生產管理信息化、生產過程智能化、耐火材料無鉻化、物料粉磨無球化、生產現(xiàn)場無人化)、“四一流”(工藝一流、技術一流、環(huán)境一流、形象一流)和“四不漏”(不漏風、不漏料、不漏油、不漏水)的建設目標。
通過五大智能模塊與工廠生產、管理的融合，實現(xiàn)了工廠以數(shù)據(jù)分析、挖掘來精確制導工廠的生產與管理。由于工廠在設計之初，就將智能化貫穿于工廠設備、工藝、控制、管理的各個系統(tǒng)，并且系統(tǒng)具有可拓展及可升級的特性，使整個智能制造系統(tǒng)隨著電氣化、自動化、信息化、智能化的技術進步及南京凱盛國際工程公司開發(fā)團隊的不斷創(chuàng)新，獲得更多的優(yōu)化和功能，確保整個智能制造系統(tǒng)全生命周期的運行，使泰安中聯(lián)水泥有限公司成為國內水泥行業(yè)“智能制造”的典范。
通過實施智能制造，南京凱盛國際工程公司將多年水泥行業(yè)設計、研發(fā)、工程經驗與泰安中聯(lián)水泥有限公司的中國聯(lián)合水泥的先進生產、管理經驗結合，將當前最先進的智能技術融入泰安中聯(lián)水泥工藝流程和生產管理中，實現(xiàn)水泥生產線全生命周期的智能管控。智能化系統(tǒng)全部完成投運后，項目的能耗將進一步降低，煤耗將降低到97千克/噸熟料以下，電耗降低到70千瓦時/噸水泥以下：粉塵、廢氣排放比目前國內最好水平減少10%以上。智能化系統(tǒng)的應用，有效增加了熟料產量，提高了熟料和水泥質量，大幅降低了能源消耗，提高了礦山使用年限，大幅提高了勞動生產率，使5000噸/日生產線定員從目前的250人以上降低到100人以下，生產線管理、維護費用成本大幅下降，為工廠帶來了明顯的經濟效益。
智能制造，不是遙不可及，但也不是觸手可及。一個工廠只有從其基礎建設階段開始進行數(shù)字化工廠的建設，才可通過信息管理手段使其成為一個智能化工廠，而只有通過對智能化工廠的數(shù)據(jù)分析，結合專家智能進行工廠生產控制、決策，才能使工廠成為真正實現(xiàn)智能化。
泰安中聯(lián)示范線的順利建成，用事實證明了兩化融合是行業(yè)轉型升級的發(fā)展方向。人們更堅信水泥行業(yè)是大有可為的行業(yè)，是可以實現(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)代生產方式完美結合。
事實上，泰安中聯(lián)已經確立了新的目標，下一步將以示范線為核心，配套建設年產能100萬噸水泥、60萬方商混、200萬噸超短流程低能耗骨料線，進一步打造涵蓋骨料、熟料、水泥、商品混凝土的全產業(yè)鏈建材產業(yè)園。
國外，工業(yè)4.0方興未艾;國內，“中國制造2025”的號角業(yè)已吹響。無論從國際大環(huán)境，還是國家大戰(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)轉型升級的不二法門。