隨著《中國制造2025》的發布，智能制造已是未來幾年我國制造業發展方向，面對信息技術和工業技術的革新浪潮，德國提出了工業4.0戰略，美國出臺了先進制造業回流計劃和產業互聯網，中國加緊推進兩化深度融合，并發布中國制造2025戰略。這些戰略的核心都是利用新興信息化技術來提升工業的智能化應用水平，進而提升工業在全球市場的競爭力。

　　廣東塔牌集團股份有限公司，積極抓住這一向智能化轉型的機遇，從創新驅動、強化基礎、智能轉型、綠色發展四個方面謀篇布局。不斷探索新技術的應用，將信息技術和自動化技術全面融入到水泥生產經營管理中，使生產過程的物料流、信息流、能源流和資金流更加協調順暢，進而降低資源能源消耗，提高生產經營管理效率，提升企業市場的競爭力 。

　　廣東塔牌集團股份有限公司副總工程師陳慈明　　

　　新型干法熟料水泥生產線自動化技術

　　新型干法熟料水泥生產線采用集散控制技術，即分散控制、集中管理，生產線設備自動運行，現場生產管理采用巡檢方式，無需設置崗位操作，自動化程度較高；生產線安裝了數百塊自動化儀表，對生產過程和設備運行數據進行實時測量，實現工段、車間數字化；同一工段設備有關聯連鎖關系，當某一臺設備出現異常時，會自動跳停并連鎖相關聯設備停機，避免發生生產事故和設備損壞；中央控制室窯、磨操作員對生產進行集中操作和監控。

　　智能工廠

　　智能工廠是在數字化工廠基礎上，集初步智能手段和智能系統等新興技術于一體，利用物聯網技術和監控技術加強信息管理服務，提高生產過程可控性、減少生產線人工干預，以及合理計劃排程，構建高效、節能、綠色、環保、舒適的人性化工廠。

　　根據智能工廠的定義，在新型干法熟料水泥生產線集散控制系統基礎上升級為智能工廠，需要采取的智能手段有：

　　1、生產控制智能化：實現窯磨生產過程自動化；2、質量控制自動化：實現產品檢驗由人工分析到在線自動分析；3、管理信息化：實現生產經營信息互聯互通；4、物流控制智能化：實現工廠進出物資無人值守；5、生產過程可視化：實現遠程集中監視。

　　智能技術

　　塔牌集團高度重視技術進步，積極引進市場上先進、成熟、可靠的智能技術，通過進行有效的信息化和智能技術的應用，打造水泥工廠應用特色的工業互聯網平臺，將傳統水泥生產逐步向智能化生產轉型升級，引進了以下五項智能技術。

　　一．MFA無模型自適應控制技術

　　引進先進控制技術MFA無模型自適應控制技術，實現窯、磨生產控制智能化，通過尋找最佳效益運行點，減少人為干預和波動，穩定生產、安全運行、保證質量、提高產量、降低單位能耗。

　　系統特點：

　　先控軟件安裝在工業PC平臺上構成先控站，通過現場總線連接DCS控制系統，對原有設備和儀表沒有特殊要求，其設備安裝與調試均可于數天內在線完成，生產線無需停產；先控軟件可具有水泥生產線全程控制功能，包括回轉窯系統、磨機、余熱發電及脫硝等，能夠快速建立和維持系統的動態平衡，兼顧風-煤-料的運行，協調分解爐-回轉窯-篦冷機中各個熱工環節的操作，控制方案完整而實用；先控軟件的核心技術突破PID等傳統控制技術的局限性，有效解決水泥熟料燒成過程中的多變量、大滯后、非線性、時變等控制難題，尤其強化自動控制的自適應能力，有效抑制原燃料成分的波動，維持穩定的控制品質而無需人工干預，自動控制的投運率高，可實現生產運行操作的優化。

　　控制項目：

　　燒成工段：窯尾煤、高溫風機、窯頭風機、篦冷機篦速等自動控制；原料磨工段：入磨喂料量、磨尾排風機、磨出口溫度等自動控制；煤磨工段：煤磨冷熱風閥、煤磨喂料量等自動控制；水泥磨工段：磨機臺時、循環風機等自動控制；余熱發電：SP爐高壓汽包水位、AQC爐高壓汽包水位、AQC爐低壓汽包水位、冷凝器液位、主汽壓力、給水壓力、均壓箱壓力等自動控制；脫硝系統：脫硝NOx自動控制。

　　二．在線分析技術

　　跨帶式原料在線分析儀

　　引進先進在線分析技術--跨帶式原料在線分析儀和粒度分析儀，實現生產過程質量自動控制，改變傳統產品質量事后分析變為事前實時分析和控制，對保證生產質量穩定、安全運行具有重要意義。

　　跨帶式原料在線分析儀：儀器安裝在入磨皮帶機上，每一分鐘檢測出物料的化學成分，并計算出物料的KH、SM、IM三個率值，通過和生料質量計算機控制系統KH、SM、IM三個率值的目標值比較，連續不斷地調節各原料下料配比，使得入磨原料的KH、SM、IM三個率值不斷地逼近目標值。由于這個閉環控制幾乎是實時進行的，這就使得出磨生料的KH、SM、IM三個率值控制非常穩定，并提高了出磨生料KH、SM、IM三個率值的合格率。

　　粒度分析儀

　　粒度分析儀：在生料磨和水泥磨使用了在線粒度分析儀。

　　出磨生料細度分析儀安裝在生料入庫提升機上，實時分析生料細度使生料的均勻性顯著提高；水泥在線粒度分析儀安裝在水泥出磨輸送斜槽上，實時檢測出磨水泥細度和顆粒級配，提升水泥質量控制，提高水泥磨運行的能效水平。

　　使用在線粒度分析儀一是可以實時監控細粉料的粒徑分布和變化趨勢，提高產品質量的管控；二是可以減少化驗室對出磨生料細度、水泥比表面積的檢測次數，減輕員工的勞動強度，提高工作效率。

　　三．信息化

　　引進管理應用軟件，搭建數據高速集中管控、高效協同的業務信息化系統，集成生產管理、供應鏈系統、銷售系統、財務系統、人事管理等數據建立大數據中心，打造全公司一體化的信息化平臺。集中管控模式主要體現在:集中營銷，分散執行；集中采購，分散收貨；集中計劃，分散排程；集中財務，分散結算；集中物流，分散倉儲；統一工藝，分散制造。

　　CPS系統平臺采用J2EE架構，融合BS和CS的優點，平臺架構技術領先，具有以下特點：融合SOA理念的架構平臺和系統框架，具有跨平臺、易維護、可集成、可擴展、分層設計、可配置的特點。

　　1.信息化--CPS系統平臺特點

　　系統平臺采用分布式的系統架構,集團平臺和分公司平臺共同構建了集中一體化的私有云平臺。

　　系統平臺全面支持與設備的互聯互通。分布式的工業平臺架構支持海量工業數據的采集，確?，F場設備運行的穩定性和數據采集的及時性，即使在互聯網異常情況下，也不影響工廠本地的生產運行。

　　系統平臺全面支持系統與系統之間的集成整合。系統平臺為ERP系統、智能物流系統、生產系統、質量系統、設備系統、能源系統等提供統一的基礎數據源和平臺接口，實現工業大數據的互聯互通。

　　系統平臺支持集中扁平化的集團化管控建設，全面實現業務數據的一體化，真正實現集團總部對各分公司工廠的實時監控，提升管控水平。

　　2.信息化-建設水泥行業特色的工業互聯網

　　建設水泥行業特色的工業互聯網，銷售系統的互聯互通。

　　3.信息化--銷售系統的互聯互通

　　互聯網應用包含客戶訂單APP和銷售管理APP。其中，自電商平臺上線后80%的訂單已由傳統電話報單及現場報單模式轉為網上下單模式，極大的提高了銷售下單效率以及準確性，并且下單過程有據可查避免不必要的爭端，減少了業務室人員的工作量。

　　智能發貨系統和銷售訂單無縫整合，客戶代理司機持提貨碼在自助終端自助發貨，系統會對客戶資金進行校驗。

　　銷售智能發貨系統通過使用RFID卡流轉，將整個現場流程從進廠刷卡、業務開單、稱重放料、門衛收卡，各階段流程進行時時管控、防作弊、防疏漏。

　　銷售結算系統在銷售訂單、銷售發貨、銷售出庫以及資金管理的互聯互通基礎上，實現銷售結算的自動化。結算由原來三個部門手工結算改為系統根據出庫數量銷售結算政策自動結算，將原3批人4-5天的工作量壓縮至半天，并極大的提高了結算的準確性。

　　結算后自動形成結算報表以及各客戶對賬單，對賬單可通過郵件自動發送至客戶指定郵箱，客戶亦可在電商平臺進行自助查詢。

　　銷售開票智能化。原銷售開票為業務人員根據客戶發來的開票要求核對每一車發貨信息后，手工計算數量單價等進行開票且一張票只能一個強度等級，造成開票時間長工作量大且容易出錯，通常開票需要三到五天時間。系統根據銷售出庫情況以及結算模塊回填的結算單價計算出可開票的數量和金額，業務人員對照客戶發來的開票申請便可直接開票，一切數據由系統得出。

　　系統實現了業務與財務系統的無縫集成，將發票、收款單等自動集成至財務系統生成憑證。

　　銷售工業互聯網的價值呈現：提升銷售接單以及銷售發貨和銷售結算效率，降低銷售發貨成本，減少銷售管理人員，提高了客戶的滿意度，減輕銷售管理工作人員的工作強度。

　　4.信息化--采購系統的互聯互通

　　采購系統的互聯互通：采購系統實現了與倉庫系統、招標系統、物流系統、質量管理系統、 財務系統的互聯互通。

　　實現全集團物料統一編碼，從源頭實現一物一碼，實現各分公司倉庫系統數據互通。

　　實現從申報到簽收、詢價競價、供應商供貨、驗收入庫，再到領用出庫，系統進行了嚴謹的邏輯控制和數據共享，以及將供貨清單的核對和發票號碼錄入工作前移給供應商，減少了數據的重復核對，也減輕了倉庫和物資供應部相關人員的工作量。

　　搭建塔牌集團物資招采平臺，與ERP系統無縫集成，采購員可以根據申報內容直接生成詢價單發布到招采平臺，供應商報價，開標前任何人都無法查看報價內容以及報價附件，開標后統一查看，且在專家池隨機抓取評標人員。中標公告以及訂單（合同）信息直接發送給供應商，供應商根據訂單（合同）備貨配送，倉庫驗收后供應商可以根據物供部開出的開票通知單在招標平臺開具發票。

　　5.信息化--生產系統的互聯互通

　　生產系統的互聯互通：生產監控系統的互聯網，通過互聯網，可以對生產系統實施遠程監控。

　　生產過程管理

　　包括生產計劃、生產報表、物資采購驗收、進廠材料檢驗、生產過程及成品檢驗、質量報表等。根據生產、采購和銷售實際進行數據關聯，減少人工統計的繁瑣工作，各物料的購進、消耗、庫存數據清晰可查，實現了數據的實時傳遞和遠程共享。

　　與DCS系統集成，采集并結合生產系統運算得出各工序、各設備投入產出數據，根據庫存算法自動生成原材料庫、生料庫、熟料庫、成品庫的庫存信息，并將數據自動集成到成本管理系統。

　　6.信息化--設備系統的互聯互通

　　設備系統的互聯互通

　　通過設備管理系統，建立系統和動態的設備臺賬，用戶可直接查詢設備的檔案資料、維修保養歷史、故障歷史、潤滑記錄、油液檢測記錄等，實現對現場設備全生命周期的管理。

　　四．智能物流

　　智能物流系統由電子汽車衡、自動打印系統、視頻監控、紅外監控、智能道閘、LED大屏顯示器、一卡通系統組成。主要包括以下流程：發貨、收貨流程管理；一卡通發卡管理；車輛排隊管理；票據打印審核；無人值守地磅；散裝、袋裝裝車控制；手持終端管理裝車、卸車。

　　系統貫穿于車輛進廠到車輛出廠，使用一卡通系統和智能道閘規范車輛的行車，使用紅外監控和視頻監控實現對車輛過磅行為的控制和監控；使用自動包裝控制與一卡通集成完成自動噴碼、自動計數；使用散裝下料控制與一卡通集成實現自動裝車功能。通過與系統平臺結合，最大幅度的減少水泥廠由于人員或流程的因素出現的作弊現場和操作問題，從而達到減少人員配置，提高稱重效率，減少過磅給企業帶來不必要的經濟損失。

　　五．可視化技術

　　針對水泥生產線監控區域的需要，采用網絡紅外IP高清攝像頭的方式，來實現對整個水泥線生產范圍內的監控覆蓋。再以光纖和網線為傳輸媒介，通過光纖收發器實現從前端采集的視頻信號傳入匯聚中心，再通過交換機匯聚至中控室集中管理中心。

　　通過所架設的局域網在控制中心利用總控服務器、視頻解碼器、網絡視頻監控系統軟件接大屏對前端采集來的視頻信號進行切換、分割顯示上墻，同時實現對前端攝像監視點的控制。

　　通過所配置CVR網絡存儲磁盤陣列進行存儲錄像及網絡傳輸，方便日后調看監控錄像資料。系統集視頻采集、視頻顯示、前端控制、存儲錄像、網絡傳輸為一體，基本滿足了現代化廠區對水泥線工藝生產區域監控方面的需要。

　　智能工廠

　　通過集成生產控制智能化、質量控制自動化、生產經營管理信息化、物流控制智能化、生產過程可視化等，與新型干法熟料水泥生產線DCS系統深度融合，并引進設備狀態監測技術、油液檢測技術提高設備管理能力，利用互聯網技術實現水泥生產從制造到智造的智能化轉型升級，做到生產自動化、管理信息化，進而構建高效、節能、綠色、環保、舒適的人性化工廠。