2019年智能水泥廠的概念與架構.ppt

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1、智能水泥廠的概念與架構,2019中國水泥產業峰會暨智能技術交流大會,報告主要內容,一、悄然興起不可阻擋的智能化；二、智能化的重要性與可控性；三、智能制造和智能工廠；四、智能化與自動化、機器人、無人化；五、走向智能水泥廠的技術路線。,一，悄然興起不可阻擋的智能化,20190304中央廣播電視總臺融媒體展示平臺亮相人民大會堂，播出5G+4K兩會實況；20190305韓國電信公司在首爾麻浦區通過5G網絡，成功舉辦了首爾與洛杉磯全息圖演唱會，實現了全息圖人與現實人互動；工信部部長苗圩近日表示：5G牌照將很快發放，5G應用遠不局限于手機，“將來20%左右的5G的設施是用于人和人之間的通訊問題，80%還是

2、用于物與物、物和人，也就是物聯網，特別是移動的物聯網通訊問題?！?一時間“忽如一夜5G來”，第四次工業革命的浪潮已經掀起，央視近年公開報道過的無人工廠國內已有十多家。如：上海通用金橋工廠，阿里巴巴菜鳥無人倉，美的自動化空調生產線，華為榮耀東莞南方工廠，正大食品無人水餃工廠等，從尖端技術、汽車制造業、家電生產、食品加工、交通運輸，都有了無人化的先例。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，實現了完全的無人化，讓人無法淡定！,開創5G時代的呼聲越來越高，工業物聯網時代即將全面開啟，為以 智能工廠、智能運輸、智能物流 為主題的工業4.0打下了基礎，智能工廠躍躍欲試。水泥行業也不

3、甘落后，包括中國建材、海螺等水泥龍頭企業，也開始了建設自己的智能工廠。,原中聯水泥總工程師袁亮國指出：“智能化對水泥行業的管理包含方方面面，和人工的區別就突顯在及時性、準確性上?！庇伤鞒纸ㄔO的泰安中聯水泥，作為水泥行業首個工信部頒發的“2015年智能制造試點示范項目”就實現了：礦山開采智能化、生產管理信息化、生產控制自動化、生產現場無人化、生產過程可視化。,20190304 安徽省水泥行業智能制造現場會上召開，省經信廳牛弩韜發出號召：學習全椒海螺水泥智能化工廠 建設和發展經驗，提升安徽省水泥行業 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。,實際上，早在201

4、50130工業和信息化部就發布過 原材料工業兩化深度融合推進計劃(2015-2018年），對水泥行業提出了明確要求：在水泥行業選取23家先進企業，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線，到2018年水泥行業應用優化控制系統的生產線要達到50%，建成一批生產裝備智能、生產過程智能、生產經營智能的智能化工廠。,二，智能化的重要性與可控性,隨著信息化時代來臨，計算機的計算能力被大幅度提高，數據已成為可轉化為現實生產力的新能源。如何開采這種能源？需要依賴人工智能（AI）的力量。機械化、電氣化、信息化這三次產業革命解放了人類的五官和四肢，第四次智能化產業革命將解放我們的大腦，必

5、將帶來一場更大規模、更具顛覆性的變革。,國務院在2015年5月下發了 中國制造2025，將推進信息化與工業化深度融合，作為我國實施制造強國戰略的行動綱領，要求加快推動新一代信息技術與制造技術融合發展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向。隨后，工業和信息化部又下發了 原材料工業兩化深度融合推進計劃（2015-2018年），并對水泥工業提出了具體要求。,美國智庫在2017年7月發表的 人工智能與國家安全研究報告 更是強調：人工智能將是國家安全領域的顛覆性力量，可與核、航空航天、信息和生物技術比肩，將深刻改變軍事、信息、經濟領域的安全態勢。,目前，業界普遍認為 真正的人工智能 尚處于發展的初級階段

6、，但其應用 已經滲透到 我們的日常生活中，比如：人臉識別、刷臉支付、語音助手、服務機器人、無人機、自動駕駛和智能系統等。有專家認為，人工智能的應用 將使勞動生產率提高90%，至2035年將使年度經濟增長率提高一倍。,就工廠而言：人工智能 能夠代替現場的事務性控制，實現控制過程的無人參與。將控制人員解放出來，讓他們更專注于優化策略，以及對重大異常工況的調度處理；克服諸如專家可遇不可求、控制人員輪換帶來的控制策略波動、疲勞導致的精力分散等問題，從而提高系統的穩定性，繼而提高產品質量和能效。,除了生產領域，智能化還能滲透到企業管理的各個層面，在采購、倉儲、銷售、運輸、質量管理、能源管理、財務管理 等

7、方面發揮作用，借助大數據和先進管控手段，給予生產經營更科學的決策依據，降低經營風險提高經營效益。,具體就國內的5000t/d預分解水泥線定員，目前普遍在200人左右，通過智能化經營管控，可將管理部門人員優化掉10%左右，通過場內外智能物流、智能運行生產、智能監控巡檢，至少能優化掉50%左右。已有前車之鑒：泰國的老城堡水泥，同樣是5000t/d預分解水泥線，參與生產運行的就只有3339個人了。,不可能嗎？20190304復刻了白巖松聲音的AI記者助理，已經到今年的兩會現場上崗，并且采訪了它的老師白巖松，美國財經新聞網站稱，中國在淘汰傳統記者的路上又邁出了一大步；20190304央視的AI女主播，

8、已經正式上崗，美國KTLA5、英國Daily Mail、“今日俄羅斯”等，多家海外媒體給予了關注。,2019-04-04 央視AI記者采訪白巖松,2019-03-04 全球首個AI女主播上崗,人工智能，正以迅雷不及掩耳之勢取代人類，大致分為四個階段：第一階段取代藍領，第二階段取代白領，第三階段取代管理者，第四階段取代藝術家。,你可能覺得取代藍領工人容易理解，但不大可能連藝術家都取代吧？意大利機器人鋼琴師Teo 現場彈奏鋼琴，郎朗聽后都驚呼：“機器人速度超越人類，節奏精準！”,那么，問題來了：人工智能 最終將毀滅人類嗎？這倒不用擔心，機器人超越我們的是智商和運算層面，而人的理解、情感、同情心、共

9、鳴性 等軟實力，是機器無法取代的。不過，未來的世界 將屬于具有高感性能力的一個族群，以及為事物賦予意義的人！,20180629 中國科學院院士、清華大學人工智能研究院院長張鈸解釋：人非常聰明，很理性、很靈活，最大的優點是“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”，這是決策系統的大忌！所以，人工智能不可能超越人類。,從原理上講：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，但事實上重復再現的 不一定就是真理，這就是人工智能的局限性；人類有判別真假、識別環境的能力，而人工智能沒有，

10、所以不可能超越人類。,但是，這不等于可以輕視人工智能。目前，人類社會已處于第四次工業革命興起的關鍵時刻，大數據、智能化、物聯網，必將解構、顛覆、重塑現有的社會結構，直至影響到企業的生產成本、勞動效率、環境持續、職工素質、人員構成，這是社會發展的必然趨勢，我們必須抓住這次就會。中國作為世界第一的水泥大國，現在不能說我們缺少資金、沒有基礎了，已經沒有理由落后了！,中國的智能水泥廠 為什么必須引領世界，不能再走引進、提高的老路了。因為誰一旦領先，就能吸引其他沒有領先能力和愿望者的資金和市場，有了資金和市場的支撐，就可以進一步擴大發展優勢；而一旦失去了引領機會，在資金和市場上就會受到引領者的打壓，就會

11、形成一步跟不上步步跟不上的局面。引領者可以制定有利于自己的游戲規則，被打壓者就會付出慘痛的代價。,水泥行業在這方面是深有體會的，我們在引進技術和裝備上付出了多大代價，比如一個燃燒器，原來賣我們200萬，現在70萬他都賣，國產的只要20-40萬，讓人家賺了多少錢；比如在線分析儀，原來賣我們400萬，現在賣300萬，國產的只要200萬，讓人家賺了多少錢。歐美人的高福利是哪兒來的，都是吃的我們的血汗錢，都是因為他們引領了世界！我們已成為世界第二大經濟體，這種情況再也不能繼續下去了！,三，智能制造和智能工廠,1，人工智能 人類從感知（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、

12、對已有邏輯的因果類比），這一過程被稱為“智慧”；智慧的結果（因果類比的導向作用）將產生行為和語言，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為“智能”，由人類創造的 類似于人類智能的技術 稱為“人工智能”。,人工智能應該具有這樣一些特點：一是具有感知能力。即具有能夠感知外部世界、獲取外部信息的能力，這是產生智能活動的前提或必要條件；二是具有記憶和思維能力。即能夠存儲感知到的外部信息、再通過思維將信息轉化為知識、累積為經驗，同時能夠利用已有的知識和經驗對信息進行分析、計算、比較、判斷、聯想、決策；,三是具有學習和自適應能力。即通過與環境的交互作用，不斷學習積累知識、不斷的類比獲得

13、經驗，使自己能夠適應環境的不同變化；四是具有行為決策能力。即能對外界的信息作出反應，能在邏輯的驅動下形成意愿，然后通過語言和行為把意愿表達出來。,2，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4.0、美國的工業互聯網、中國制造2025，盡管各國家叫法不同，但其本質都是智能制造。有關智能制造還沒有明確定義，社會各界的認識及理解也各不相同。,不過，我國的工業和信息化部制定的 智能制造發展規劃（2016-2020年），還是對“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

14、術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的生產方式。,智能制并不單單是生產制造上的自動化、智能化，更是應用到從數據層的機器視覺、射頻識別、傳感器等，到網絡層的物聯網、大數據、云計算等，再到執行層的智能裝備、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 由以上工信部的定義可見，智能工廠是智能制造在整個應用層的概括?！爸悄芄S”涵蓋：智能裝備集成、計算機輔助工具、生產管理、供銷系統，通過大數據、物聯網、云計算實現智能化互操互控，進而實現生產資源、裝備運行、工藝流程、業務流程、資金流程的動態協同配置

15、，總體構成智能制造的工廠。,智能工廠具有如下特點：生產廠通過物聯網獲取定制，通過物聯網把原料和生產設備連接起來，根據用戶喜好的特性，適時多品種、小批量、定制生產，再通過智能物流系統發送給用戶；而且產品也是智能的，可以收集用戶信息通過物聯網上傳給生產廠，方便生產廠提供售后服務，進一步獲取附加值；而且生產設備也是智能的，通過物聯網實時上傳數據反映自身狀況，方便生產廠調劑任務和檢修維護。,智能工廠的廣義發展：每個智能工廠又可以通過物聯網，將它的上游生產廠和下游生產廠連接起來，人類勞動最終被人工智能取代。目前，各水泥企業在經歷了產能高速發展的時代后，其區域優勢和裝備工藝優勢越來越小，加之國家對產能、環

16、保、安全等領域的要求不斷嚴格，僅靠加強管理 已難以維持企業的核心競爭力。,但是，隨著國家對智能制造的大力推行，又為水泥企業提高競爭力打開了一扇窗。有遠見的企業已開始向智能工廠的建設邁進，但總體上還處于探索階段，探索就難免存在誤區、難免要走一些彎路，但不能因為有誤區、走彎路就不去探索，搞總比不搞好！只有行動起來，才能發現問題、解決問題。,四，智能化與自動化、機器人、無人化,工業化、電氣化、自動化是我們推進了多年的工作，數字化、信息化、網絡化在這幾年也有了概念，現在又要智能化。那么，什么是智能化呢？現代社會這么多的“化”又是什么關系呢？中國人工智能學會名譽理事長涂序彥指出，“什么是智能化？目前尚缺

17、乏明確的、公認的、科學的定義”。,“目前尚缺乏科學的定義”，不是說我們沒有一點概念，而是尚缺乏定義的“充要條件”。正因為如此，我們談起來就比較復雜、做起來也比較模糊，但要搞智能化就回避不了這個問題，如果連什么是智能化都說不清楚，你又怎么去搞智能化呢？,雖然現在還不能完整的定義智能化，但可以說清什么不是智能化：自動化不等于智能化，在一定條件下自動化可以實現無人化，目前的機器人多是自動化的產物。所以，自動化、機器人、無人化 都不等于智能化！,20171220 清華大學軟件學院訪問學者 郭朝暉：智能制造盡管很熱，但落地時存在很多困惑，最常見的有兩種：視野小了、未看到宏觀，將注意力主要集中于設備上，把

18、智能制造搞成自動化；只看眼前、未考慮明天，把無人監控技術用于有人監控的場景，往往顯得多余，沒必要要求過高。,郭朝暉講到：智能制造小范圍看是自動化的延伸，大范圍看是協同、共享、重用，再大的范圍就是生產組織關系的改革?？囱矍?，投入產出比不大，沒有吸引力；到明天，可能就關系到企業的存亡。,20180629 中國科學院院士、清華大學人工智能研究院院長張鈸：現在的人工智能至少要滿足五個條件：確定性信息、完全信息、靜態的、單任務、有限領域。在這五個條件限制下，其實就是照章辦事，不需要任何靈活性，這顯然不是智能的核心，是沒有理解的人工智能。,張鈸院士講到：智能體現在推理能力上，要解決這個問題，必須加上常識庫

19、、常識推理，沒有做到這一步不可能具有理解能力。而現在的人工智能基本方法有缺陷，離真正的智能還很遠，我們必須走向 具有理解的真正的人工智能，這是一條很漫長的路。,1，最近發生的一個不幸案例,20190310發生的埃塞俄比亞空難事故，導致149名乘客和8名機組人員遇難，與去年發生的印度尼西亞獅航空難很有相似之處。僅管最終原因還不好妄下結論，但中國民航局、印尼交運部第二天對波音 737MAX下了暫停令。截止20190313，除美國外，其余在用該機型的52個國家已全部停飛，歐洲甚至對其關閉了領空。20190314美國也宣布停飛。,為什么停飛波音 737MAX，就是因為他有一套自動化控制系統是重點懷疑對

20、象。有資深機長表示兩次空難都可以歸結為LOC-空中失控。印尼獅航空難已過去4個月，其原因已經分析得很清楚了，“飛機接收到一個顯示飛機抬頭的假信號，自控系統就持續給出了低頭指令。機組與自控系統搏斗了很長時間，最終還是發生了空難?！?飛機都怕失速，失速的原因大部分是機頭抬得太高，緊急壓機頭是唯一的拯救措施。波音公司便在737MAX機頭設置了2個傳感器隨時監測飛機迎角，開發采用了糾正飛機抬頭的自動化安全增強系統。遺憾的是這套安全系統并不可靠，而且一旦誤報觸發了自控，由于時間緊迫，它就不管不顧外界干預自己動了起來，更要命的是駕駛員也干預不了，救命系統就這樣變成了要命系統！,怎么會這樣呢？這就是自動化的

21、弊端不懂綜合判斷、不辨真假、不會隨機應變。如果不是自動化系統，而是采用智能化系統，在結合多項自變量判斷是不是誤報之后，再采取應變措施，就能避免這類事故。這就是智能化與自動化的區別。教訓不可謂不深刻！,2，智能化與自動化的區別 自動化（Automation）：指機器設備、系統或過程（生產、管理過程）在沒有人或較少人的直接參與下，按規定的程序或指令，自行的檢測狀態、處理信息、分析判斷、操縱控制，實現預期的目標。包括設備、系統、過程，均處于自動化狀態。,智能化（Intelligent）：指利用現代通信與信息技術、計算機網絡技術、智能控制技術、結合行業技術，匯集而成的針對某一個方面的應用。具有一定的人

22、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、自協調等某些功能。,智能化的系統和裝置應該具有如下特征：一是能自動完成某些任務，或在程序指導下完成預定工作；二是具有進行某種復雜計算和修正誤差的數據處理能力；三是具有自檢測、自校正、自診斷、自修復、自適應、自學習、自優化、自組織、自協調等一些“自”字功能；四是便于通過標準總線組成多種裝置的復雜系統，實現復雜的控制功能，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冠以智能系統，而對具有部分智能特征的系統冠以智能化系統?？傮w上講，智能化是自動化的高級發展，自動化是智能化的基礎部分；智能化

23、是在自動化基礎上，通過引入“數字化、信息化、網絡化”，實現了一些智慧和能力的高級發展。,自動化，相對要簡單的多，一般的自動化系統或裝置能夠根據既定指令進行操作調整，實現無人控制。一般會出現 對于不同情況作出相同反應的結果，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，其過程類比于數學的一元一次方程。,智能化，是自動化的高級發展，是在自動化基礎上又加入了類似于人類一樣的智慧程序。智能化具有一定的學習能力，能根據外界的信息豐富自己，自主產生新的指令。智能化一般能根據多種不同情況可以作出不同的反應，就像高等動物除了本能以外還具有一定的自適應能力，其過程類比于數學的多元多次方程。,

24、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、調整與發出，指令的執行與結果的反饋。這些過程都離不開工業化、自動化、數字化、信息化、網絡化這些基礎，所以說智能化是一個系統工程，每一個環節都非常重要。,類比于人類，我們講一個人非?！奥斆鳌?，本意是說他的腦子好用，但“聰明”的具體指向是“耳聰目明”，可見及時、準確、甚至量化的信息對“大腦”的作用是多么重要；我們說這個人“心靈手巧”，又強調了執行機構的重要性，沒有理想的執行機構，再好用的腦子又有什么用呢、而且沒有“巧手”的實踐又如何演化出“心靈”的大腦呢？,3，機器人尚未到智能水平 目前的機器人，還只是停留在自動化水平上，實現的

25、是機和物之間的互動工作，被限定在精準設定的工作環境中。在精確、重復性的工作上效率很高，但遇到從未執行過的新任務、沒有確定性的新環境，機器人往往就“傻了”，機器人尚未修煉出“人工智能”。,起碼要通過淺層學習，主要是計算機系統從大量訓練樣本中學習統計規律，能對一定的未知事件做出預測，取代現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，主要是構建多層的機器學習模型和海量訓練數據，學習更有用的特征和因果關系。模擬人腦學習、模仿人腦解釋數據、模仿人類作出判斷，取代現有白領的人與人之間的互動工作，才能達到高級人工智能水平。,4，自動化在水泥行業的局限性 對于大工業生產，各種原燃

26、材料以及各工序的工況其波動是難以避免的，各項生產控制參數的穩定、以及過程產品和成品性能指標的穩定，都需要通過及時的操作調整才能得以實現。所以，從預分解窯生產工藝誕生的第一天起，人們就在謀求生產系統的自動化，在整個水泥的生產控制中，從原料開采直到水泥出廠，引入了幾十個儀表自控調節回路。,我國水泥工業在幾十年的產業升級過程中，幾乎全部采用了新型干法生產工藝，實現了中央控制室的DCS集散系統操控、生產線全程流水生產作業，相比于其他很多行業的工業，自動化水平應在工業領域居于前列。但是應該看到，雖然我們花錢裝備了幾十個自動調節回路，努力提高我們的自動化水平，但實際生產中仍多以手動人工調節為主。我們可以看

27、看，在國內的上千條生產線上、每條線的幾十個控制回路中，又有幾個是好用的呢？,為了找出自動化控制系統不能有效運行的問題所在，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節回路”展開一下討論。自控調節回路認為，出C5旋風筒的氣體，是窯尾廢氣和分解爐廢氣混合后的熱氣流。其溫度的高低，一則反應C5旋風筒入窯物料的分解率，二則反應出分解爐內的燃燒狀況，是一個非常重要的特征參數。這個沒錯！,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。通過調整分解爐的喂煤量來調節分解爐的廢氣溫度，便可保持其相對穩定，繼而減少入窯物料分解率的波動，為窯的熱工制度的穩定創造良好條件。這

28、可就不一定了。用煤滯后跟蹤一個引起溫度波動的未知變量（除煤以外），那就是瞎碰運氣了！,實踐證明，這個自動化控制回路在燒成系統、特別在燒成系統出現較大波動時，幾乎沒有作用，甚至起副作用。問題出在哪兒了呢？仔細分析便會發現，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”，還有諸如系統的喂料量、物料的易燒性、系統的通風量等等等等，但由于自動化的能力有限，又無法接納更多的影響因素。,五，走向智能水泥廠的技術路線,當今工業生產的發展方向，美國提出了“工業互聯”、德國提出了“工業4.0”、中國提出了“中國制造2025”。但無論提法有何不同，其本質是一樣的，自動化的空間向上發展到智能化

29、，向下擴展到整個工業生產的全方位、全過程。整個社會生產，將被逐個、逐步的推向智能工廠，用人工智能逐漸取代人類勞動。,中國的水泥行業，生產規模，從1996年4.9億噸拿下世界第一后，就一路領先到現在，規模不可謂不大；工藝技術，已經對國內引進的生產線進行了大量改造，并且在國際上也得到認可；裝備質量，已經在國外建設投產了多條生產線，包括世界單線規模最大的12000t/d線，與國外的差距也在縮小。,但勞動生產率，還有較大差距：國內5000t/d單線用工多數還在200人左右，先進水平的也在100人左右。而泰國同等規格的“老城堡”水泥廠，每班只有3個人，主要是應付突發事件。其中中控室1人（而且包括化驗室所

30、有職能）、現場巡檢2人。如此高的生產效率，除了可靠的裝備以外，主要體現在自動化和智能化方面。,1，智能水泥廠的官方概念 20150130工業和信息化部發布了原材料工業兩化深度融合推進計劃(2015-2018年），基本給出了一個智能水泥廠的概念。智能水泥廠不僅包括如下內容：,（1）基于自適應控制、模糊控制、專家控制等先進技術，利用智能儀器儀表、工業機器人、計算機仿真、移動應用等信息系統與專用裝備，進一步突出實時控制、運行優化和綜合集成，基本實現礦山開采、配料管控、窯爐燒成、水泥粉磨全系統全過程的智能優化；（2）應用機器人等技術，在礦山爆破排險、窯爐運行維護、投料裝車作業、高溫高塵搶修等，危害、危

31、險、重復作業的環節，基本實現無人值守、或機器人替代人工作業；,（3）建設信息物理融合系統（CPS），實現企業生產運營的自動化、數字化、模型化、可視化、集成化，提高企業勞動生產率、安全運行能力、應急響應能力、風險防范能力和科學決策能力；（4）在生產管控和經營決策中，通過大數據平臺建設，應用商業智能系統（BI）和產品生命周期管理（PLM），建立對采購、生產、倉儲、銷售、運輸、質量、資源、能源和財務等全方位的智能管控平臺，實現產品、市場和效益的動態監控、預測預警，提升各環節的資源優化配置能力和智能決策水平；,（5）建立與供應商和用戶的上下游協作管理系統，按照供應商提前介入技術（EVI）、準時生產技術

32、（JIT）等模式，統一企業資源計劃（ERP）等企業業務系統間信息交換接口、標準和規范，通過信息共享和實時交互，實現物料協同、儲運協同、訂貨業務協同以及財務結算協同。,（6）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線，實現原料配備、窯爐控制和熟料粉磨的全系統智能優化，智能制造不僅要具有機械化、自動化、信息化功能和海量數據的分析能力，更要有針對具體問題的自我判斷和對癥自我糾錯能力。,（7）并在工業窯爐、投料裝車等危險、重復作業環節應用機器人智能操作。（8）開展具有采購、生產、倉儲、銷售、運輸、質量、能源和財務管理等功能的商業智能系統應用。,2，建設智能水泥廠的進度要求 上述“

33、推進計劃”對水泥行業提出了明確要求：為了縮小我國水泥行業在智能化方面與國外的差距，在水泥行業選取23家先進企業，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線；到2018年，水泥行業應用優化控制系統的生產線要達到50%；建成一批生產裝備智能、生產過程智能、生產經營智能的智能化工廠。,根據“推進計劃”要求，智能水泥廠涵蓋生產裝備、生產過程、生產經營的全面智能，就是實現讓水泥工廠關起門來自己生產。生產線的智能控制，是水泥智能工廠的基礎和主體。沒有這個基礎，所謂的“智能工廠”就只能是一個“智能化工廠”。這里有兩個概念需要注意，“智能化工廠”并不完全等同于“智能工廠”，這要看你“化”

34、到什么程度，智能工廠都是逐漸“化”過來的。,按照以上進度要求和質量要求，我們水泥行業顯然已經慢了。個人認為，進度上慢了，與大環境有關，智能工廠牽涉到方方面面，特別是嚴重依賴的物聯網還不具備；質量上差點，也是因為很多條件還不具備。水泥行業的積極性還是有的。任何事物都有個發展完善的過程，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。,3，走向智能水泥廠的技術路線 關于采購、倉儲、銷售、運輸、質量、管理等智能系統，在水泥行業相較實體的生產系統進步要快，這幾年的智能化進步也主要體現在這些方面，這里就不再贅述，重點討論相對薄弱的生產系統的智能化問題。,看似簡單的水泥工藝，其過程包含

35、有大量的物理反應、化學反應以及物理化學反應，囊括了地質學、礦物學、巖相學、流體學、燃燒學、熱傳導、結晶學等等學科。要使整個過程處于受控狀態，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的均衡穩定，而且必須維持好各系統各工序各個特征參數的穩定。,對于水泥生產中的控制操作，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，調節無時不需，人的精力和經驗又是有限的，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，以大家最關注的“C5出口氣體溫度自控調節回路”為例，自動化建立的數學模型為：“分解爐的喂煤量”“C

36、5出口氣體溫度”，（注：A=B為邏輯學符號，表示命題A與B的涵蓋關系）。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，應變量選取太少，調節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，建立一個多變量調節模型：分解爐的喂煤量（C5出口氣體溫度，系統生料喂料量，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、揮發份、細度、水分，二次風溫度、三次風溫度、三次風閘板開度，等等等等）,總之，只要你能想到的因素就只管往涵蓋變量里加，然后進行相關性統計分析。根據不

37、同的相關系數給予各變量不同的調節權重，各變量對于喂煤調節量的代數和，便是分解爐喂煤量的調節量。不要說沒關系、不要嫌多、不要怕錯！,某公司應用的這套控制系統，就接受某操作員的建議，引入一個看是不相干的尾煤鉸刀泵出口壓力信號，結果取得了意想不到的效果！每條生產線都不相同、每個時間段都不相同，你不可能知道哪個信號在什么時候會起關鍵作用，還是把它交給智能調節系統為好。,相關性分析并不復雜，用計算機程序來做更是小菜一碟。不僅可以從初始的統計分析開始，設定初始的調節權重，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。,為了適應各種因素的新情況、新變化，相關性分析，設定按照“先入先出的原則

38、”滾動記錄最近10天（可根據實際情況的異變速度和頻次，確定和調整滾動天數）的數據、并進行相關性分析。根據最新的分析結果，及時自動調整調節權重的分配，使其在不斷地循環調整中趨于合理化，效果就會越來越好。這就是自學習、自成長！實際上，這種自動調節回路已經變成了智能調節回路。,生產系統需要調控的參數很多，由于時間關系，這里僅選了這幾年大家非常重視的、已經做了不少工作的“預熱器C5旋風筒出口溫度自控調節回路”，進行了展開分析，其他參數的調控都可以比照優化。進一步放開講，智能水泥廠離不開大數據、智能化、物聯網，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

39、在就應該為利用好這個平臺作好準備。,接著上述C5出口氣體溫度的波動討論，存在如下因素關聯：煤質波動煤粉制備（細度）原煤進廠（煤質）供應煤礦煤層變化；煤量波動喂煤系統煤粉制備（流動性）煤粉（細度、水分）原煤變化供應煤礦煤層變化。,利用這些關聯情況，如果建立了大數據，每一個節點都能及時量化出來；如果建立了物聯網，這些量化出來的變化，就能及時的得到層層傳遞，就能給予燒成智控系統預知的時間，提前采取相應的對策，最終減小甚至避免波動。,所以說，智能制造不是花架子，可以給制造企業帶來生產效率的大幅度提升、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、產品不良品率的大幅度下降，是我

40、國水泥工業由大變強的必由之路，是水泥工業在新常態下的必走之路。所以說，中國水泥不僅是大，而且會強，必將引領世界水泥工業！,所以說，中國水泥不僅是大，而且會強，必將引領世界水泥工業！謝 謝！,4，后話 不妨先從智能化做起 水泥行業智能工廠建設是一個龐大的工程，目前國內外的情況差不太多，尚處于起步階段，控制原理尚需要突破、大數據還需要積累?！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、穩定的生產、準確的在線監測計量之上的技術，裝備、工藝、監測、計量這些基礎的東西，不僅是智

41、能工廠的必須，對提高現有企業的運營水平也是很見效的。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 在線監測計量控制系統。,近年正在推向市場的在線監測控制儀器主要有：原料成分、煤質檢測、生料粒度、入窯成分、入窯分解率、出窯游離鈣、窯尾廢氣、水泥碳硫、水泥比表面積等。這些儀器，能及時準確的提供 對生產控制非常必要的數據，既是現有生產的需要，也可為建設智能水泥廠提供大數據支撐，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，最終不能避重就輕！,企業不能為了“智能制造”而智能制造，應以智能、協同、綠色、安全發展為突破口，以“提高生產效率和能源效率，縮短和降低產品的研制周期、運營成本、不良品率”為目標，本著長遠規劃、逐步實施、重點突破的原則，先對整個制造業進行逐步的升級改造。先在“化”中起步，然后再完善、提高，這可能是一條更切合實際的道路！,