賈華平:智能水泥廠建設 —— 遠景藍圖與現(xiàn)實路線
6月25日,中國硅酸鹽學會、智能化與裝備分會理事、中國水泥網(wǎng)高級顧問賈華平在2020中國水泥產(chǎn)業(yè)峰會上帶來《智能水泥廠建設——遠景藍圖與現(xiàn)實路線》的演講。賈華平主要從水泥廠智能化趨勢、智能水泥廠遠景藍圖、智能水泥廠建設的現(xiàn)實路線三個方面做出分享。
一,水泥廠的智能化是大勢所趨
01第四次工業(yè)革命的驅(qū)動
5G時代已經(jīng)悄然到來,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)正在為以智能工廠、智能運輸、智能物流為主題的工業(yè)4.0奠定基礎,第四次工業(yè)革命的浪潮已經(jīng)掀起。國內(nèi)公開報道的無人工廠已有幾十家,包括各行各業(yè),從尖端技術、汽車制造業(yè)、家電生產(chǎn)、食品加工、交通運輸,都有了無人化的先例。
誠然,智能化不等于無人化,但無人化離不開大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能化,無人化體現(xiàn)了智能化的發(fā)展。如青島港2#碼頭,包括船舶的進出港,包括貨物的裝卸、分儲、分發(fā),實現(xiàn)了完全的無人化。
歷史上有三次著名的工業(yè)革命,第一個工業(yè)革命就是工業(yè)是機械化,人們學會了用機器;第二個是電氣化,人們學會了用電;第三個是自動化,人們學會了用電腦。首先,互聯(lián)網(wǎng)可以把原材料和生產(chǎn)設備;連接起來,實現(xiàn)智能生產(chǎn),這就是第四次工業(yè)革命。
5G的平均速率比4G快20~30倍,網(wǎng)絡容量是4G的1000倍,時延更是比4G快10倍,5G的進步不僅是個速度問題,量變到一定程度常常會發(fā)生質(zhì)變。5G不只是4+1G,在它起步的路口恰巧又遇上了AI、云、邊緣、大數(shù)據(jù)等大俠并行,進而將聚集合力、催生裂變,驅(qū)動百行千業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級,從而推動著整個社會的變革。
5G是未來智能社會的血脈,大數(shù)據(jù)如血液流淌于網(wǎng)絡全身,AI像神經(jīng)調(diào)度所需信息,云計算將從中心走向邊緣。這種革命性進步主要體現(xiàn)在兩個方面:
1,高速率為大容量奠定了基礎,大容量為大數(shù)據(jù)提供了平臺,大數(shù)據(jù)可實現(xiàn)萬物互聯(lián),從而由互聯(lián)網(wǎng)上升到物聯(lián)網(wǎng)。歐盟估計到2020年全世界有250億個設備上網(wǎng),中國預測到2025年僅中國就有100億個設備上網(wǎng),國際電信聯(lián)盟的專家說將來全球會有7萬億設備上網(wǎng)。7萬億是個什么概念,相當于平均每個人都有1000個設備入網(wǎng),這等于我們看到的所有物品都會上網(wǎng)。
2,高速率為低時延創(chuàng)造了條件,由4G以前的百毫秒縮短至5G的毫秒級。物聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)遠程互控、低時延可實現(xiàn)實時操控,低時延的遠程操控可為人工智能融通時間與空間的屏障,讓機器人擺脫有線連接的束縛,實現(xiàn)自由移動、組裝、升級和轉(zhuǎn)換生產(chǎn)線,完成眾多4G以前不可想象的事情。顛覆我們現(xiàn)有的生活結(jié)構(gòu),所以是革命性進步。
02水泥智能化已形勢逼人
智能化是大勢所趨、形勢逼人。水泥行業(yè)向來不甘落后,包括中國建材、海螺集團等水泥龍頭企業(yè),已經(jīng)開始了自己的智能工廠建設。
2019年3月4號,安徽省水泥行業(yè)智能制造現(xiàn)場會上,省經(jīng)信廳發(fā)出號召:學習全椒海螺水泥智能化工廠的建設和發(fā)展經(jīng)驗,提升安徽省水泥行業(yè)智能化、綠色化水平,加快智能制造、智能工廠的示范推廣,助力“制造強省”建設。
全椒海螺全流程智能化水泥廠投運以來,生產(chǎn)人員減少約18%,設備故障停機率降低約20%,生產(chǎn)效率提升超過20%、資源綜合利用率提升約5%,能源消耗下降超過1%、C02減排超過2.5萬噸/年,取得了良好的經(jīng)濟及社會效益。
2016年10月6號,遵義賽德水泥有限公司,采用在線監(jiān)測和控制技術,在國內(nèi)率先建成了一條5000t/d智能生態(tài)示范線,全廠人員控制在80人以內(nèi),熟料標煤耗93.8kg/t,熟料綜合電耗46.6kWh/t,水泥綜合電耗68kWh/t,粉塵排放低于10mg/Nm3。
2020年5月8號,“兩個二代”技術座談會在湖州槐坎南方水泥召開,有關方面介紹了調(diào)試中的7500t/d熟料智能化生產(chǎn)線:項目按照“集約化、綠色化、智能化、高端化”的總體規(guī)劃,建立了基于生產(chǎn)過程的在線尋優(yōu)和智能優(yōu)化等先進過程控制系統(tǒng)。全線定員60人,能耗設計熟料標準煤耗<94公斤/噸、熟料綜合電耗<42度/噸,環(huán)??刂品蹓m排放≤10mg/Nm3、氮氧化物排放≤100mg/Nm3、二氧化硫濃度≤50mg/Nm3。
人類社會已處于第四次工業(yè)革命興起的關鍵時刻,大數(shù)據(jù)、智能化、物聯(lián)網(wǎng),必將解構(gòu)、顛覆、重塑現(xiàn)有的社會結(jié)構(gòu),直至影響到企業(yè)的生產(chǎn)成本、勞動效率、環(huán)境持續(xù)、職工素質(zhì)、人員構(gòu)成,這是社會發(fā)展的必然趨勢,水泥行業(yè)必須抓住這次機會。
據(jù)建材情報所的崔源聲老所長介紹,對于一個4000t/d熟料能力的水泥廠(相當于國內(nèi)的5000t/d線),我們的定員水平都還在50人以上,早在2015年以前泰國的老城堡水泥(屬英國籃圈公司),就每班只有3個人了。其中中控室1人、現(xiàn)場巡檢2人。形勢所逼,不進則退。
實際上,在第四次工業(yè)革命的激烈浪潮中,我們這代人已經(jīng)是逃不掉了。早在2015年1月30號,工信部就發(fā)過《原材料工業(yè)兩化深度融合推進計劃(2015-2018年)》,要求在水泥行業(yè)選取2~3家先進企業(yè),建設基于自適應控制、模糊控制、專家控制等先進技術的智能水泥生產(chǎn)線。因此,國內(nèi)的智能化也將開始。
智能化不會毀滅人類,智能化只是將人類從重復勞動中解放出來,讓人類安心享受生活。機器人超越我們的智商運算、抗疲勞,而人的理解、情感、同情心、共鳴性,這些軟實力機器是無法實現(xiàn)的。未來的世界將屬于具有高感性能力的族群,未來的世界將屬于具有高感性能力的族群(這方面女生勝于男生)、有能力為事物賦予意義的人,大家要有所準備。
二、展望智能水泥廠的遠景藍圖。
01人工智能
人工智能是人類的“智慧”,是從感知(信息的檢測與傳遞)到記憶(信息的儲存)再到思維(對信息的邏輯化處理、對已有邏輯的因果類比),這一過程被稱為“智慧”;
智慧的結(jié)果(因果類比的導向作用)將產(chǎn)生行為和語言,將行為和語言的表達過程稱為“能力”;將智慧和能力合在一起簡稱“智能”,由人類創(chuàng)造的類似于人類智能的技術稱為“人工智能”。
人工智能應該具有以下一些特點。大家細看,一具有感知能力,二具有記憶能力記憶和思維能力。三具有學習和自適應能力,四是具有行為決策能力。
02智能制造。
所謂“制造”,是指對原材料進行加工或再加工,以及對零部件進行裝配,由此獲得產(chǎn)品的過程;被賦予一定人工智能的制造過程被稱為“智能制造”。像德國的工業(yè)4.0、美國的先進制造業(yè)、英國的工業(yè)2050、日本的戰(zhàn)略創(chuàng)新創(chuàng)造、韓國的制造業(yè)創(chuàng)新3.0、印度的印度制造計劃,包括我國的中國制造2025,盡管各家的叫法不同,但其本質(zhì)都是智能工業(yè)。有關智能制造并沒有明確定義,社會各界的認識及理解也各不相同。
我國工信部、財政部聯(lián)合制定的《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》對“智能制造”給出了較為明確的定義:智能制造是基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合,貫穿于設計、生產(chǎn)、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié),具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應等功能的新型生產(chǎn)方式。
智能制造并不單單是生產(chǎn)制造上的自動化、智能化,更是應用到從數(shù)據(jù)層的機器視覺、射頻識別等,到網(wǎng)絡層的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等,再到執(zhí)行層的智能裝備、機器人、3D打印等,最后形成智能工廠的制造方案。
03智能工廠
由工信部的定義可見,智能工廠是智能制造在整個應用層的概括。智能工廠涵蓋智能裝備集成、計算機輔助工具、生產(chǎn)管理、供銷系統(tǒng),通過大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算組構(gòu)智能化互操互控,實現(xiàn)生產(chǎn)資源、裝備運行、工藝流程、業(yè)務流程、資金流程的動態(tài)協(xié)同配置。
所謂智能裝備——屬于上游裝備制造廠的智能產(chǎn)品。對自身關鍵部位的關鍵參數(shù),諸如位移、溫度、振動、上油、過水等,具有感知、記錄、分析、推理、決策、控制、外傳功能,方便接入智能工廠的集成系統(tǒng)、方便智能工廠的運行管理和維護維修。
灌油的過程中,把這些東西全部給你做好。那么你就不會購買其他人的產(chǎn)品。
智能工廠具有如下特點:
1,生產(chǎn)廠通過物聯(lián)網(wǎng)獲取定制,通過物聯(lián)網(wǎng)把原料和生產(chǎn)設備連接起來,根據(jù)用戶喜好的特性,適時多品種、小批量、定制生產(chǎn),再通過物流系統(tǒng)發(fā)送給用戶;
2,而且其產(chǎn)品也是智能的,可以收集用戶信息通過物聯(lián)網(wǎng)上傳給生產(chǎn)廠,方便生產(chǎn)廠提供售后服務,進一步獲取附加值;
3,而且生產(chǎn)設備也是智能的,通過物聯(lián)網(wǎng)實時上傳數(shù)據(jù)反映自身狀況,方便生產(chǎn)廠調(diào)劑任務和檢修維護。
4,廣義的發(fā)展,每個智能工廠又可以通過物聯(lián)網(wǎng),將它的上游生產(chǎn)廠和下游生產(chǎn)廠連接起來,人類的重復勞動,最終被人工智能取代。
04智能化與自動化的區(qū)別。
自動化指的是機器設備、系統(tǒng)或過程在沒有人或較少人的直接參與下,按規(guī)定的程序或指令,自行的檢測狀態(tài)、處理信息、分析判斷、操縱控制,實現(xiàn)預期的目標。包括設備、系統(tǒng)、過程,均處于自動化狀態(tài)。
智能化指利用現(xiàn)代通信與信息技術、計算機網(wǎng)絡技術、智能控制技術、結(jié)合行業(yè)技術,匯集而成的針對某一個方面的應用,具有一定的人工智能或擬人智能的特性或功能。例如具有一定的自適應、自學習、自校正、自診斷、自修復、自組織、自協(xié)調(diào)等某些功能。
智能化的系統(tǒng)和裝置應該具有如下特征:
1,能自動完成某些任務,或在程序指導下完成預定工作;
2,具有進行某種復雜計算和修正誤差的數(shù)據(jù)處理能力;
3,具有自檢測、自校正、自診斷、自修復、自適應、自學習、自優(yōu)化、自組織、自協(xié)調(diào)等一些“自”字功能;
4,便于通過標準總線組成多種裝置的復雜系統(tǒng),實現(xiàn)復雜的控制功能,并且能靈活地改變功能和擴張功能。
我們對具有上述智能特征的系統(tǒng)冠以智能系統(tǒng),而對具有部分智能特征的系統(tǒng)冠以智能化系統(tǒng)。所以,智能化水泥廠不等于智能水泥廠。
自動化相對要簡單的多,一般的自動化系統(tǒng)或裝置能夠根據(jù)既定指令進行操作調(diào)整,也能實現(xiàn)無人控制。但一般會出現(xiàn)對于不同情況作出相同反應的結(jié)果,就像所有的生物具有一定的遺傳本能一樣,多用于重復性的工作或工程中。同一個事情如果你也是英國也是要變了,環(huán)境變了,他會改變結(jié)果。
智能化是自動化的高級發(fā)展,在自動化基礎上又加入了類似于人類的智慧程序。一般能根據(jù)多種不同情況作出不同反應,就像高等動物除了本能以外還具有一定的自適應能力。
智能化的工作過程包括:信息的檢測、采集、傳輸、處理與儲存,指令的形成、調(diào)整與發(fā)出,指令的執(zhí)行與結(jié)果的反饋,這些過程都離不開工業(yè)化、自動化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡化等基礎協(xié)同,所以說智能化是一個系統(tǒng)工程,每一個環(huán)節(jié)都非常重要。
總體上,智能化是自動化的高級發(fā)展,自動化是智能化的基礎部分。智能化與自動化并不相互否定,根據(jù)所實現(xiàn)目標的復雜程度,將相互依存共處于一個智能系統(tǒng)當中。
05機器人尚未達到智能化水平。
目前的機器人,多數(shù)還只是停留在自動化水平上,實現(xiàn)的是機和物之間的互動工作,被限定在精準設定的工作環(huán)境中,在精確、重復性的工作上效率很高,但當遇到從未執(zhí)行過的新任務、沒有確定的新環(huán)境時,機器人往往就“傻了”。這還不能叫人工智能,但可以作為人工智能的一個組成部分。
智能化的機器人,起碼要通過淺層學習,主要是計算機系統(tǒng)從大量訓練樣本中學習統(tǒng)計規(guī)律,能對一定的未知事件做出預測,取代現(xiàn)有藍領的人和機之間的互動工作,才能達到初級人工智能水平。
最終要過深度學習,主要是構(gòu)建多層的機器學習模型和海量訓練數(shù)據(jù),學習更有用的特征和因果關系。模擬人腦學習、模仿人腦解釋數(shù)據(jù)、模仿人類作出判斷,取代現(xiàn)有白領的人與人之間的互動工作,達到高級人工智能水平。
06自動化的水泥行業(yè)的局限性。
對于大工業(yè)生產(chǎn),各種原燃材料以及各工序的工況其波動難以避免,各項生產(chǎn)控制參數(shù)的穩(wěn)定、以及過程產(chǎn)品和成品性能指標的穩(wěn)定,都需要通過及時地操作調(diào)整才能得以實現(xiàn)。從預分解窯生產(chǎn)工藝誕生的第一天起,人們就在謀求生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化,從原料開采直到水泥出廠,引入了幾十個儀表自控調(diào)節(jié)回路。遺憾的是,大家在這方面費了不少勁,花了不少錢,但直到今天,仍然很不理想。
我國水泥工業(yè)在幾十年的產(chǎn)業(yè)升級后,幾乎全部采用了新型干法生產(chǎn)工藝,實現(xiàn)了中央控制室的DCS集散系統(tǒng)操控,相比于其他很多行業(yè),自動化水平應在工業(yè)領域居于前列。但是應該看到,雖然我們花錢裝備了幾十個自動調(diào)節(jié)回路,努力提高著自動化水平,但實際生產(chǎn)中仍多以手動人工調(diào)節(jié)為主。為什么會這樣呢?我們不妨就以大家認為非常重要的“預熱器C5旋風筒出口溫度自控調(diào)節(jié)回路”展開一下討論。
自控調(diào)節(jié)回路認為,出C5旋風筒的氣體,是窯尾廢氣和分解爐廢氣混合后的氣流。其溫度高低,一則反應C5旋風筒入窯物料的分解率,二則反應分解爐內(nèi)的燃燒狀況,是一個非常重要的特征參數(shù)。這一點值得肯定。
隨著窯尾氣體的變化及物料量的波動,出C5旋風筒氣體的溫度勢必會波動。通過調(diào)整分解爐的喂煤量來調(diào)節(jié)分解爐的廢氣溫度,便可保持C5旋風筒出口溫度的相對穩(wěn)定。用尾煤滯后跟蹤一個引起溫度波動的未知變量,這是難以實現(xiàn)的。
實踐證明,這個回路在燒成系統(tǒng)、特別在燒成系統(tǒng)出現(xiàn)較大波動時,幾乎沒有作用,甚至起副作用。問題出在哪兒了呢?仔細分析便會發(fā)現(xiàn),影響“C5旋風筒出口氣體溫度”的因素,并不只是一個“分解爐的喂煤量”,還有諸如系統(tǒng)的喂料量、物料的易燒性、系統(tǒng)的通風量等等,但由于自動化的能力有限,又無法關聯(lián)這么多影響因素。
07智能水泥廠的官方概念
2015年1月30號工信部發(fā)布的《原材料工業(yè)兩化深度融合推進計劃》,基本給出了一個智能水泥廠的概念。有幾條比較明確,智能工廠的優(yōu)勢值得肯定,但是智能化依然只是一個工具,為我們提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高勞動效率,縮短制造周期,降低勞動強度,降低資源浪費,降低生產(chǎn)成本而已,依然離不開人的管理。
為什么這么說?2018年6月29號,中國科學院院士、清華大學人工智能研究院院長張鈸提醒道:人非常聰明,很理性、很靈活,最大的優(yōu)點是“雖然小錯不斷、但是大錯不犯”;而計算機很笨、很認真,最大的缺點是“小錯不犯,一犯就犯大錯”,這是決策系統(tǒng)的大忌!所以,人工智能不可能超越人類。
原理上,人工智能的特征是自我學習,學習的原理是因果認知,認知的理念是再現(xiàn)的頻次越高越認為真理,人工智能有感無知、只認重復,但事實上重復的再現(xiàn)幷不一定就是真理,“謊言說一萬遍還是謊言”,這就是人工智能的局限性;
人類有判別真假、識別環(huán)境的能力,而人工智能沒有,所以不可能超越人類。
三,智能水泥廠建設的現(xiàn)實路線
01行動起來更加重要
中國的水泥行業(yè),生產(chǎn)規(guī)模,從1996年4.9億噸拿下世界第一后,就一路領先到現(xiàn)在,規(guī)模不可謂不大;工藝技術,已經(jīng)對國內(nèi)引進的生產(chǎn)線進行了大量改造,并且在國際上也得到認可;裝備質(zhì)量,已經(jīng)在國外建設投產(chǎn)了多條生產(chǎn)線,包括世界單線規(guī)模最大的12000t/d生產(chǎn)線,與國外的差距也在縮小。
但看看我們的勞動生產(chǎn)率,卻還存在較大的差距。5000t/d單線用工多數(shù)還在200人左右,先進水平的也在100人左右。而泰國同等規(guī)格的“老城堡”水泥廠,每班只有3個人,如此高的生產(chǎn)效率,除了可靠的裝備以外,主要體現(xiàn)在自動化和智能化方面。我們已經(jīng)是水泥大國,但還很難說是水泥強國,在智能化方面也還有差距。
華為已經(jīng)給我們帶了頭,并給我們奠定了基礎優(yōu)勢,中國水泥在智能化方面必須迎頭趕上,而且要引領世界,不能再走引進、提高的老路了。引領者可以制定有利于自己的游戲規(guī)則,被打壓者就會付出慘痛的代價。水泥行業(yè)在這方面是深有體會的。
曾記否,在引進技術和裝備上,中國的水泥行業(yè)付出了多大代價:比如一個燃燒器,國外產(chǎn)品需要200萬,國產(chǎn)的只要20-40萬;比如在線分析儀,國外以前賣400萬,現(xiàn)在賣300萬,國產(chǎn)的只要200萬。外國就因為技術領先,賺取我國的高額利潤。
早在2015年1月30號,工信部發(fā)布的《原材料工業(yè)兩化深度融合推進計劃》就對水泥行業(yè)提出了明確要求:為了縮小我國水泥行業(yè)在智能化方面與國外的差距,在水泥行業(yè)選取2~3家先進企業(yè),建設基于自適應控制、模糊控制、專家控制等先進技術的智能水泥生產(chǎn)線;到2018年,要建成一批生產(chǎn)裝備智能、生產(chǎn)過程智能、生產(chǎn)經(jīng)營智能的智能化工廠。
按照以上進度和質(zhì)量要求,我國水泥行業(yè)顯然已經(jīng)慢了。個人認為,進度上慢了,與大環(huán)境有關,智能工廠牽涉到方方面面,特別是嚴重依賴的物聯(lián)網(wǎng)還不具備;質(zhì)量上差點,也是因為很多條件還不具備,任何事物都有個發(fā)展完善的過程。
本就應該先從智能化水泥廠做起,能做多少是多少,逐步向智能水泥廠趨近。
大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)是在迭代跟進的,就像汽車和公路一樣,它是互相促進的。需要強調(diào)的是,“智能化工廠”并不完全等同于“智能工廠”,這要看你“化”到什么程度。但要看到:兩者并不矛盾,方向一致、目標相同,智能工廠都是逐漸“化”過來的。比如,智能化離不開大數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)離不開物聯(lián)網(wǎng),都需要相互依存、迭代跟進、滾動發(fā)展。先在“化”中起步,然后再完善、提高。這是一條更切合實際的道路。
02生態(tài)系統(tǒng)的自動化.
看似簡單的水泥工藝,其過程包含有大量的物理反應、化學反應以及物理化學反應,囊括了地質(zhì)學、礦物學、巖相學、流體學、燃燒學、熱傳導、結(jié)晶學等等學科,要使整個過程處于受控狀態(tài),按照我們設計的P-T-t軌跡(礦物學術語)運行,不但需要維持物料的量和質(zhì)的均衡穩(wěn)定,而且必須維持好各系統(tǒng)、各工序、各個特征參數(shù)的穩(wěn)定。
關于采購、倉儲、銷售、運輸、質(zhì)量、管理等智能系統(tǒng),在水泥行業(yè)相較實體的生產(chǎn)系統(tǒng)進步要快,這幾年的智能化進步也主要體現(xiàn)在這些方面,這里就不再贅述,重點討論相對薄弱的生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化問題。對于水泥生產(chǎn)中的控制操作,可以是人工手動的,也可以是儀表自控的,但最好是智能程控的。因為變化無時不在,調(diào)節(jié)無時不需,人的精力和經(jīng)驗又是有限的,自動化又擔負不了如此復雜的問題,智能化就成為最佳選擇。
分析其前任自動化成效不大的原因,仍以大家最關注的“C5出口氣體溫度自控調(diào)節(jié)回路”為例:自動化建立的數(shù)學模型為:“分解爐的喂煤量”=>“C5出口氣體溫度”,(注:A=>B為邏輯學符號,表示命題A與B的閏涵關系)。實踐證明,這個控制回路的作用不大,有時甚至起副作用。主要是受自動化能力限制,因變量選取太少,調(diào)節(jié)模型建立得過于簡單。
而智能化有足夠的能力,完全可以模仿人類的智能,建立一個多變量調(diào)節(jié)模型:分解爐的喂煤量=>∑(C5出口氣體溫度,系統(tǒng)生料喂料量,生料KH、SM、細度,窯灰喂入量,預熱器各級(包括分解爐、后窯口)的溫度、壓力,C1出口、分解爐出口、后窯口的O2、CO、NOX,煤粉的熱值、揮發(fā)份、細度、水分,二次風溫度、三次風溫度、三次風閘板開度……)
總之,只要你能想到的因素就只管往閏含變量里加,然后進行相關性統(tǒng)計分析,根據(jù)不同的相關系數(shù)給予各變量不同的調(diào)節(jié)權重,各變量對于喂煤調(diào)節(jié)量的代數(shù)和,便是分解爐喂煤量的調(diào)節(jié)量。
相關性分析并不復雜,用程序來做更是小菜一碟。不僅可以從初始的統(tǒng)計分析開始,設定初始的調(diào)節(jié)權重,而且要每時、每天、每月、每年的一直做下去,以適應各種因素的變化。自主化適應變化,為什么要設計變化?就是它時刻在關注著各種變化.為了適應各種因素的新情況、新變化,按“先入先出的原則”設定滾動記錄最近10天數(shù)據(jù)、、并進行相關性分析。根據(jù)最新的分析結(jié)果及時地調(diào)整調(diào)節(jié)權重分配,使其在不斷地循環(huán)調(diào)整中趨于合理化,效果就會越來越好。實際上,這種自動調(diào)節(jié)回路已經(jīng)是智能調(diào)節(jié)回路了。
生產(chǎn)系統(tǒng)需要調(diào)控的參數(shù)很多,由于時間關系,這里僅選了這幾年大家非常重視的、已經(jīng)做了不少工作的“預熱器C5旋風筒出口溫度自控調(diào)節(jié)回路”進行了展開分析,其他參數(shù)的調(diào)控可以比照優(yōu)化。進一步放開講,智能水泥廠離不開大數(shù)據(jù)、智能化、物聯(lián)網(wǎng),這些都離不開5G平臺。雖然目前還沒有這個平臺,但我們將在世界上首先擁有這個平臺,我們的智能化現(xiàn)在就應該為利用好這個平臺作好準備。
接著C5出口氣體溫度的波動討論,還有如下因素關聯(lián):煤質(zhì)波動——煤粉制備(細度)——原煤進廠(可燃性、易磨性)——供煤點(煤礦)——煤層煤量波動——喂煤系統(tǒng)——煤粉制備(流動性)——煤粉質(zhì)量(細度、水分)——原煤變化——供應煤礦——煤層變化。
如果建立了大數(shù)據(jù),這些關聯(lián)的每個節(jié)點都能及時量化出來;如果建立了物聯(lián)網(wǎng),這些量化出來的變化,就能及時的得到層層傳遞,就能給燒成智控留出預知時間、提前采取相應的對策,最終減小甚至避免窯況波動。
所以說,智能制造不是花架子,可以給制造企業(yè)帶來生產(chǎn)效率的大幅度提高、資源綜合利用率的大幅度提升,研制周期的大幅度縮短、運營成本的大幅度下降、產(chǎn)品不良品率的大幅度下降。智能化是我國水泥工業(yè)由大變強的“彎道超車”機會,是水泥工業(yè)在新常態(tài)下的必走之路。
所以說,中國水泥不僅是大,而且會強,走對了路,就能引領世界水泥工業(yè)。
03不妨先從數(shù)智化基礎做起
水泥行業(yè)智能工廠建設是一個龐大的工程,目前國內(nèi)外的情況差不太多,尚處于起步階段,控制原理尚需要突破、大數(shù)據(jù)還需要積累?!爸悄芩鄰S”在概念上還不準確、在技術上還不成熟,不一定就要一步到位、建設嚴格意義上的智能水泥廠。把目標定的過高,反而會欲速不達!
智能工廠是建立在可靠的裝備、成熟的工藝、穩(wěn)定的生產(chǎn)、準確的在線監(jiān)測計量之上的技術,裝備、工藝、監(jiān)測、計量這些基礎的東西,不僅是智能工廠的必須,對提高現(xiàn)有企業(yè)的運營水平也是卓有成效的。如果這些條件不具備,在建設真正的智能工廠以前,不妨先在這幾方面給予完善提高,特別是一些成熟的在線監(jiān)測計量控制系統(tǒng)。
近年正在推向市場的在線監(jiān)測控制產(chǎn)品主要有:“原料成分、煤質(zhì)檢測、生料粒度、入窯成分、入窯分解率、出窯游離鈣、窯尾廢氣成分、水泥碳硫、水泥力度、水泥比表面積等。”能及時準確的提供這些數(shù)據(jù),既是現(xiàn)有生產(chǎn)的需要,也可為建設智能水泥廠準備大數(shù)據(jù)支撐,有條件者不妨先在這方面突破。
需要提醒的是,目前智能工廠的建設在運輸和管理上已經(jīng)取得了一定的成績,這是應該給予肯定的良好開端,但在生產(chǎn)工序上還差的很遠。對這一點必須要有充分的認識,因為工廠的主體就是生產(chǎn),最終不能避重就輕!
企業(yè)不能為了“智能制造”而智能制造,應該以智能、協(xié)同、綠色、安全發(fā)展為突破口,以“提高生產(chǎn)效率和能源效率,縮短和降低產(chǎn)品的研制周期,降低運營成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量”為目標,本著長遠規(guī)劃、逐步實施、重點突破的原則,先對整個制造業(yè)進行逐步的升級改造?,F(xiàn)實路線是:先行建設“智能化水泥廠”,再逐步的化為“智能水泥廠”。
編輯:李佳婷
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