東華科技水泥工業(yè)大腦&雪浪OS支招：質(zhì)量全局尋優(yōu)，提質(zhì)增效降耗！
導(dǎo)語
水泥工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。作為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中重要的基礎(chǔ)性原材料，水泥被廣泛應(yīng)用于土木建筑、水利、國防等工程，具有長期不可替代性；同時(shí)，水泥工業(yè)也已經(jīng)成為了衡量國家國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和綜合實(shí)力的重要標(biāo)準(zhǔn)。
雖然我國水泥技術(shù)在近年來取得了長足的進(jìn)步，但是，與世界先進(jìn)國家相比，仍然存在一定差距。當(dāng)前，水泥行業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，同時(shí)面臨生產(chǎn)成本上漲、安全環(huán)保要求收緊及市場競爭壓力不斷增加的情況，因此，利用新一代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程的智能制造數(shù)字化轉(zhuǎn)型，就成為了實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。
一、水泥行業(yè)的轉(zhuǎn)型難題
我國是水泥生產(chǎn)和消費(fèi)大國，水泥產(chǎn)能、品種和消費(fèi)量已連續(xù)多年位列世界第一。但同時(shí)，水泥行業(yè)又是傳統(tǒng)高污染高耗能行業(yè)，它釋放了全國超15%的顆粒物排放，約13%的CO2排放；消耗了2%的全社會(huì)用電，5%的全國總能耗（燃煤用量）。因此，在當(dāng)前“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)疊加基建投資放緩、行業(yè)下行的大背景下，利用新一代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程的智能制造數(shù)字化轉(zhuǎn)型，就顯得尤為重要。
然而，需要注意的是，水泥生產(chǎn)過程屬于大慣性、純滯后、參數(shù)時(shí)變和非線性過程，其高溫、氣固相混合、原燃料屬性波動(dòng)大的特點(diǎn)使水泥生產(chǎn)控制優(yōu)化難度極大。
二、雪浪OS的水泥工業(yè)大腦
東華科技聯(lián)合雪浪云，基于雪浪OS，對“兩磨一燒”及脫銷和余熱發(fā)電過程進(jìn)行全流程模型構(gòu)建及控制優(yōu)化，聯(lián)合打造行業(yè)領(lǐng)先的水泥工業(yè)大腦2.0。其優(yōu)越之處主要體現(xiàn)在升級原磨料、回轉(zhuǎn)窯控制模型，增加控制變量、優(yōu)化控制邏輯，可以提升算法模型的適應(yīng)性，進(jìn)一步提高生產(chǎn)控制穩(wěn)定性。同時(shí)，2.0版本還拓展了水泥粉磨控制、余熱發(fā)電控制、超低排放控制應(yīng)用場景，能實(shí)現(xiàn)對水泥產(chǎn)品全生產(chǎn)過程的智能化控制。
（1）針對粉磨過程，通過解析選粉機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)溫等關(guān)鍵工藝參數(shù)與粉磨成品均一化狀態(tài)間的規(guī)律，構(gòu)建表征成品細(xì)度與各操作變量之間的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，對實(shí)際粉磨效果進(jìn)行有效預(yù)測和控制，穩(wěn)定磨機(jī)工況，保證出磨產(chǎn)品質(zhì)量，提高磨機(jī)的產(chǎn)量并降低粉磨電耗。
（2）針對熟料燒成過程，利用快速軟測量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生料分解率、熟料游離氧化鈣等關(guān)鍵參量的預(yù)測，并結(jié)合窯頭看火視頻的智能分析，實(shí)現(xiàn)對燒成過程熱工制度的實(shí)時(shí)、全鏈感知，有效避免傳統(tǒng)方法因時(shí)滯因素對優(yōu)化調(diào)控帶來的影響。
（3）針對燒成過程中耦合嚴(yán)重的預(yù)分解單元、回轉(zhuǎn)窯及冷卻單元，在滿足熟料質(zhì)量要求的前提下，通過協(xié)同優(yōu)化，求取最優(yōu)分解率來平衡回轉(zhuǎn)窯熱負(fù)荷，避免回轉(zhuǎn)窯內(nèi)出現(xiàn)過燒等現(xiàn)象；同時(shí)求取最優(yōu)篦下壓力以提升冷卻機(jī)熱回收效率。
基于雪浪OS建設(shè)的水泥全流程優(yōu)化控制系統(tǒng)，深度融合工藝機(jī)理與大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過自動(dòng)化、智能化控制策略克服常規(guī)控制回路性能不佳的問題；除此之外，基于雪浪OS建設(shè)的水泥全流程優(yōu)化控制系統(tǒng)可降低關(guān)鍵工藝參數(shù)波動(dòng)幅度30％以上，提升綜合自控率至95%以上，顯著優(yōu)化f-CaO、3d強(qiáng)度等關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)，并顯著降低水泥生產(chǎn)過程的單產(chǎn)電耗、標(biāo)煤耗和碳排放，有效提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
三、價(jià)值與優(yōu)勢
（1）雪浪OS沉淀千余個(gè)機(jī)理、數(shù)據(jù)模型庫，融合幾十種單目標(biāo)、多目標(biāo)智能優(yōu)化算法庫，涵蓋水泥、化工、煤化工、冶金等行業(yè)。
（2）借助雪浪OS的這種能力，水泥企業(yè)的工程師們也通過圖形式、拖拉拽式的開發(fā)模式，將大量分散的工藝知識、維護(hù)流程、設(shè)計(jì)模型，在統(tǒng)一的平臺上構(gòu)建出來，沉淀了屬于他們自己的水泥行業(yè)智能化系統(tǒng)解決方案 。
（3）在水泥行業(yè)全流程的控制優(yōu)化之外，雪浪OS平臺同時(shí)具備全面打通研發(fā)、銷售、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、質(zhì)量、售后服務(wù)等各個(gè)業(yè)務(wù)部門和系統(tǒng)的全量數(shù)據(jù)的能力，基于數(shù)據(jù)和模型驅(qū)動(dòng)的物理系統(tǒng)與數(shù)字空間全面互聯(lián)和深度協(xié)同的能力，以及在制造過程中的智能分析、決策優(yōu)化與敏捷開發(fā)的能力，有效形成了自下而上的信息流和自上而下的決策流的工業(yè)數(shù)字化應(yīng)用優(yōu)化閉環(huán)。
基于雪浪OS研發(fā)的水泥工業(yè)大腦，能夠助力水泥行業(yè)生產(chǎn)、管理和營銷模式從局部、粗放向全流程、精細(xì)化和綠色低碳發(fā)展方向變革，破解資源、能源與環(huán)境的約束難題，助力水泥行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
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