導語

水泥工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱和基礎產(chǎn)業(yè)之一。作為國民經(jīng)濟建設中重要的基礎性原材料，水泥被廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程，具有長期不可替代性；同時，水泥工業(yè)也已經(jīng)成為了衡量國家國民經(jīng)濟社會發(fā)展水平和綜合實力的重要標準。

雖然我國水泥技術在近年來取得了長足的進步，但是，與世界先進國家相比，仍然存在一定差距。當前，水泥行業(yè)的機遇與挑戰(zhàn)并存，同時面臨生產(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實現(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)和消費大國，水泥產(chǎn)能、品種和消費量已連續(xù)多年位列世界第一。但同時，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%的全社會用電，5%的全國總能耗（燃煤用量）。因此，在當前“雙碳”戰(zhàn)略目標疊加基建投資放緩、行業(yè)下行的大背景下，利用新一代信息技術實現(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)時變和非線性過程，其高溫、氣固相混合、原燃料屬性波動大的特點使水泥生產(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)電過程進行全流程模型構(gòu)建及控制優(yōu)化，聯(lián)合打造行業(yè)領先的水泥工業(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性，進一步提高生產(chǎn)控制穩(wěn)定性。同時，2.0版本還拓展了水泥粉磨控制、余熱發(fā)電控制、超低排放控制應用場景，能實現(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，通過解析選粉機轉(zhuǎn)速、風溫等關鍵工藝參數(shù)與粉磨成品均一化狀態(tài)間的規(guī)律，構(gòu)建表征成品細度與各操作變量之間的關系網(wǎng)絡，對實際粉磨效果進行有效預測和控制，穩(wěn)定磨機工況，保證出磨產(chǎn)品質(zhì)量，提高磨機的產(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，實現(xiàn)生料分解率、熟料游離氧化鈣等關鍵參量的預測，并結(jié)合窯頭看火視頻的智能分析，實現(xiàn)對燒成過程熱工制度的實時、全鏈感知，有效避免傳統(tǒng)方法因時滯因素對優(yōu)化調(diào)控帶來的影響。

（3）針對燒成過程中耦合嚴重的預分解單元、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)窯熱負荷，避免回轉(zhuǎn)窯內(nèi)出現(xiàn)過燒等現(xiàn)象；同時求取最優(yōu)篦下壓力以提升冷卻機熱回收效率。

基于雪浪OS建設的水泥全流程優(yōu)化控制系統(tǒng)，深度融合工藝機理與大數(shù)據(jù)技術，通過自動化、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建設的水泥全流程優(yōu)化控制系統(tǒng)可降低關鍵工藝參數(shù)波動幅度30％以上，提升綜合自控率至95%以上，顯著優(yōu)化f-CaO、3d強度等關鍵質(zhì)量指標，并顯著降低水泥生產(chǎn)過程的單產(chǎn)電耗、標煤耗和碳排放，有效提高企業(yè)的經(jīng)濟和社會效益。

三、價值與優(yōu)勢

（1）雪浪OS沉淀千余個機理、數(shù)據(jù)模型庫，融合幾十種單目標、多目標智能優(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、維護流程、設計模型，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平臺同時具備全面打通研發(fā)、銷售、生產(chǎn)、供應鏈、質(zhì)量、售后服務等各個業(yè)務部門和系統(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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