“夢工廠”起源于電影工業(yè)。100多年前,美國部分獨立電影人決定在加州洛杉磯郊外一個叫“好萊塢”的荒蠻之地建設一個“夢的制造地”。當時大多數(shù)人都以嘲笑的語氣諷刺:“那怎么可能?讓他們做夢去吧!”。若干年后,當這個世界電影中心冉冉升起,無數(shù)人趨之若鶩時,好萊塢的締造者們則信心滿滿又別出心裁地向世界宣布:這里就是全球影業(yè)的“夢工廠”。
所謂“夢工廠”,有兩層含義。首先,一定是“制造夢的地方”;再有,一定要把“不可能”變?yōu)楝F(xiàn)實。
當今中國的水泥工業(yè),就有那么一批“夢的織造者”,他們致力于在這個最傳統(tǒng)的行業(yè)里開墾屬于自己的“夢想之地”,堅定地將大多數(shù)人眼里的“不可能”變?yōu)楝F(xiàn)實。
中國建材集團旗下的技術(shù)、設計團隊就是其中的杰出代表。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(chǎn)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(chǎn)率等技術(shù)經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)現(xiàn)場無人化、生產(chǎn)過程可視化等亮點,使這條生產(chǎn)線自誕生就成為水泥行業(yè)兩化融合的典范。
不久前,泰安中聯(lián)作為全國水泥行業(yè)唯一一家企業(yè),入選國家工信部“2015年智能制造試點示范項目”,并入選全球契約組織2015“生態(tài)文明美麗家園”關注氣候中國峰會“中國綠色技術(shù)創(chuàng)新成果”。
一幅行云流水的畫卷
來到泰山腳下的泰安中聯(lián),第一個直觀印象就是“靜”。與以往轟鳴作響的水泥企業(yè)形成鮮明對比,兩個足球場大的廠區(qū)非常安靜,即便走入生產(chǎn)區(qū)域,也全然聽不到水泥窯生產(chǎn)時發(fā)出的巨大轟隆聲。偶爾有員工經(jīng)過,輕輕打著招呼,或低聲談著事情,清風搖曳,風吹樹葉的沙沙聲也似帶著旋律,令人心情愉悅。
之所以如此靜謐,是因為這條全新的生產(chǎn)線有著與其他水泥企業(yè)不同的“智能大腦”在“降噪”。這個可以操控整條水泥生產(chǎn)線的“大腦”,就在與生產(chǎn)線一路之隔的中控室里。
泰安中聯(lián)的中控室和很多水泥廠的中控室并無太大差別,都是一面墻的大屏幕和坐在電腦前操縱的工程師……
但當我們深入地看下去,一組組達到世界領先水平的數(shù)據(jù)躍入眼簾:預熱器的一級筒出口溫度248度,熟料綜合電耗48.56度,標準煤耗96.85公斤。當我們進一步了解到這條線定員僅為100人時,所有的情緒和思維,都瞬間被一個詞不斷撞擊,那就是:震撼。
泰安中聯(lián)的智能制造包括七個方面:進廠原燃材料自動檢測計量系統(tǒng);廠內(nèi)物流自動管理系統(tǒng);礦山智能開采系統(tǒng);在線分析自動控制系統(tǒng);生產(chǎn)線全線專家優(yōu)化系統(tǒng),包括生料、燒成、水泥、煤磨幾個方面;生產(chǎn)現(xiàn)場無人值守系統(tǒng);互聯(lián)網(wǎng)遠程終端管控及診斷系統(tǒng)。
進廠原燃材料自動檢測系統(tǒng),通過全過程無人介入的自動取樣、檢測、稱量,能完美解決原燃材料管控問題。
它是一個概率高手,通過隨機均勻取樣,自動進行檢測分析,原燃材料質(zhì)量的好壞瞞不過它的“火眼金睛”;它又是一個稱重達人,載著原燃材料的車輛進入廠區(qū)時,它會自動稱重并記錄數(shù)據(jù)。
礦山智能開采系統(tǒng)使礦山開采變得與以往大不相同。
它是一個分析高手,先是建立三維數(shù)據(jù)模型,而后自動分析生成開采方案及搭配計劃,整個礦山的情況更加清晰地展現(xiàn)在工作人員眼前,既提高了開采效率又保障了工人安全。
開采后,通過配備GPS智能礦車調(diào)度系統(tǒng)的車輛將石灰石運輸入廠,同時通過在線分析儀監(jiān)測進廠石灰石的成分與波動,及時對石灰石的搭配開采和運輸進行控制,使得石灰石成分更加穩(wěn)定。
現(xiàn)代化的手段,使水泥生產(chǎn)流程發(fā)生了巨大變化。石灰石均化在礦山區(qū)域就可完成,無須再建設龐大的預均化堆場。全智動的礦山開采方式除節(jié)約開采成本、提高生產(chǎn)效率外,更為提高水泥行業(yè)的技術(shù)水平做出了貢獻。
生產(chǎn)線全線優(yōu)化系統(tǒng)的核心是專家優(yōu)化系統(tǒng),用于控制和優(yōu)化生產(chǎn)過程的專家系統(tǒng)。
它是一個博學的智者,有著聰慧的“大腦”,通過對大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集和錄入,能夠調(diào)控生產(chǎn),給予管理者提醒;它有靈敏的感官和無形的大手,能對水泥窯的工況進行實時調(diào)節(jié),保證生產(chǎn)過程始終處在最佳狀態(tài);它有一雙銳利的眼睛,能隨時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的問題,及時予以警告,使得維修更精準,窯的運轉(zhuǎn)更高效。
遠程管控及診斷系統(tǒng)同樣是泰安中聯(lián)引入的智慧系統(tǒng),這里成就了“鼠標+水泥”的中國夢。
它是一個傳播高手,通過采集生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)并上傳到網(wǎng)絡,縮短了人與工廠的距離;它有一雙日行千里的飛毛腿,只要有互聯(lián)網(wǎng)的地方,生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀況及主機運轉(zhuǎn)情況,以及原材料、水泥進出廠、水泥成品、半成品及備品備件等數(shù)據(jù)就能傳遞到每一個需要的人眼前。
“通過幾個人的操作和安裝在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的百余個攝像頭,我們就能控制整個生產(chǎn)過程?!敝新?lián)水泥總工程師袁亮國告訴我們。
站在中控室,窗外景色像是一幅潑墨山水圖,“清風襲來,水波不興”。遠眺群山巍巍,近處微波粼粼,若不是聳立旁邊的巨大水泥料倉,倒像身在一處文化公園,沁人心脾;而窗內(nèi),智能化生產(chǎn)線全部生產(chǎn)過程盡收眼底,又仿佛是一氣呵成的現(xiàn)代派畫作,蕩氣回腸、氣勢恢弘,充盈著顛覆傳統(tǒng)、織造夢想的底蘊和風范。
智能化生產(chǎn)方式,讓人們眼中最“沉重”的傳統(tǒng)水泥企業(yè),可以如此輕盈地呈現(xiàn)于互聯(lián)網(wǎng)時代之中。如果說以往談及“兩化融合”,更多是以理性思維去分析和思考的話,在泰安中聯(lián),我們看到了“兩化融合”最感性、最生動、最美好的真實畫面。
“生產(chǎn)現(xiàn)場就像行云流水的一幅畫,這就是一流的工廠?!?a href="http://www.btsfclj.com/tag/390.html" target="_blank" class="keylink">中國建材集團董事長宋志平今年5月來到這里時,不禁發(fā)出這樣的感慨。
中國水泥業(yè)的“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(shù)計劃、信息技術(shù)研究發(fā)展戰(zhàn)略、高級先進技術(shù)國家計劃等國家級戰(zhàn)略和規(guī)劃。經(jīng)過20余年的發(fā)展,日本在智能化生產(chǎn)方面取得了一些成績。比如,豐田汽車可以做到通過“自動”實現(xiàn)智能化發(fā)展,當機械設備、品質(zhì)、作業(yè)等發(fā)生異常時,自動檢測、自動停止。
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(chǎn)技術(shù)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(chǎn)技術(shù)”的發(fā)展。德國的制造業(yè)巨頭西門子公司就集合了政府、企業(yè)和大學以及研究機構(gòu)的力量,打造了一個智能化的樣板工廠,廠內(nèi)1000個制造單元通過網(wǎng)絡控制,可以在脫離人類勞動力的情況下對零部件進行挑選和組裝。
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(chǎn)的探索。
但到目前為止,智能化生產(chǎn)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(chǎn),或是在銷售環(huán)節(jié)上,通過網(wǎng)絡電商,實現(xiàn)產(chǎn)品的推廣與銷售。像富士康這樣大型的電子產(chǎn)品制造企業(yè),在2011年提出的“百萬機器人”計劃,也只是在完成某些固定操作時采用機器人代替工人。
縱觀全球不難發(fā)現(xiàn),制造業(yè)中走在智能化前列的大多是電子、汽車、通訊等相對新興的行業(yè)。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(nèi)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。
泰安中聯(lián)的智能化生產(chǎn)線橫空出世,大大縮短甚至超越了傳統(tǒng)工業(yè)與新興工業(yè)在智能化研發(fā)與應用方面的距離。其生產(chǎn)過程中基本實現(xiàn)了生產(chǎn)管理信息化、生產(chǎn)控制自動化、生產(chǎn)現(xiàn)場無人化、生產(chǎn)過程可視化等功能,不僅在水泥領域中極為罕見,在整個制造業(yè)的智能化發(fā)展方面,也處于領先地位。
智能制造的關鍵詞在于“智”,即給機械裝上大腦。智能制造不僅是要機械聽從人的指令,更通過人類賦予它的“大腦”代替人類操控生產(chǎn),甚至運用其強大的計算和分析能力給予管理者意見和幫助。
作為世界水泥行業(yè)智能化生產(chǎn)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(chǎn)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。
不可估量的“智能化效應”
泰安中聯(lián)示范線作為世界水泥行業(yè)智能制造的先行者,不僅僅是中國水泥工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一大突破,還是向“中國制造2025”扎實邁出的一大步,更實現(xiàn)了世界同行業(yè)“智能制造”的集體夢想。其所帶來的巨大價值和效益,難以想象;其所起到的影響和作用,不可估量。
這條智能化生產(chǎn)線,可以說直接為我國水泥工業(yè)找到了一條向資源節(jié)約型、環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要途徑。其重大意義和直接效益,至少表現(xiàn)為以下4點。
質(zhì)量大幅提升
作為智能化生產(chǎn)的重要一環(huán),生料自動配料系統(tǒng)的使用,極大地提升了配料的精準性。眾所周知,生料的配比如果能處在合理與穩(wěn)定的狀態(tài)下,煅燒出的水泥質(zhì)量也會相應提高,其性能也會更加穩(wěn)定。
生料自動配料系統(tǒng),采用在線分析儀對物料成分進行分析,瞬時監(jiān)測綜合原料的成分與波動,按照目標率值及時控制配料皮帶秤給料量,保證生料成分穩(wěn)定,對接窯專家系統(tǒng)后,窯系統(tǒng)的各項參數(shù)更趨于穩(wěn)定。
尤其對于產(chǎn)品質(zhì)量控制,人工操作和生產(chǎn),其產(chǎn)品質(zhì)量很難達到較高的穩(wěn)定性。泰安中聯(lián)七個方面的智能制造系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣,極大減少了生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)的人工干預,使生產(chǎn)過程的質(zhì)量標準偏差控制在小于0.5的范圍內(nèi),這一穩(wěn)定性達到了世界先進水平。