安徽省科學技術獎提名項目公示（水泥制備智能化管控關鍵技術與裝備的研發及工程化應用)

一、項目名稱：

水泥制備智能化管控關鍵技術與裝備的研發及工程化應用

二、提名者及提名意見(jiàn)

提名者：合肥水泥研究設計院

提名意見(jiàn)：“水泥制備智能化管控關鍵技術與裝備的研發及工程化應用”項目由中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司和合肥水泥研究設計院聯合立項的重大科技創新項目，項目得到了中國建材集團與工信部的研發項目支持。

本推薦書(shū)中所列内容真實可靠，符合申報要求。該項目符合國家産業引導政策，技術水平高，應用範圍廣，經濟效益顯著，提名2023年度安徽省科學技術獎（技術進步類）。

三、項目簡介

我國是(shì)水泥生産和使用大國，多年以來水泥産能一直穩居世界第一，但(dàn)與發達國家相(xiàng)比，中國水泥普遍存在生産效率低、能源消耗多、勞動強度高、人員(yuán)依賴大、故障判斷滞後等問題，智能制造水平偏低的局面仍然沒有大的改變，尤其是(shì)在當前礦産資源日益枯竭、 “雙碳”“雙控”越來越嚴、制造業企業招工困難等新形勢下，這些問題将越來越突出。

國務院先後于2011 年、2015 年、2017 年發布了《工業轉型升級規劃》、《中國制造2025》和《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見(jiàn)》三個指導性文件。三個文件一脈相(xiàng)承，從工業軟件、工程應用和大數據、人工智能等方面，給出了傳統産業的發展方向。

爲推進水泥制備的數字化轉型，中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司聯合合肥水泥研究設計院，發揮其在水泥行業數十年的裝備研發、産線(xiàn)設計、生産調試、系統運維等方面的綜合優勢，以提升水泥制備系統生産自動化水平、管理信息化水平和裝備智能化水平爲目标，提出《水泥制備智能化管控關鍵技術與裝備的研發及工程化應用》的研究。

項目關鍵技術創新點如下：

1.水泥制備關鍵裝備的感知(zhī)-診斷-自愈全流程數智化

面向水泥制備裝備的數字化感知(zhī)、智能化診斷、專業化運維的問題，研究了裝備的狀态監測、故障表征和智能運維技術；采用關鍵裝備的多源感知(zhī)與異常預警、數字模型及數據協同、智能執行與閉環控制等關鍵技術；開發了輥面形貌在線(xiàn)監測系統，實現(xiàn)了小空間無标記點條件下水泥裝備三維數字化構建和大尺寸回轉運動部件在線(xiàn)全自動快速掃描建模；研究了裝備耐磨層表面缺陷智能識别和異常自動恢複算法，實現(xiàn)了裝備狀态的在線(xiàn)監測、健康管理和故障自愈。

2.基于機理數據融合的水泥制備過程優化控制

針對水泥制備過程原材料品種多、品質波動大，設備數量多、流程耦合度高，人工操作難以達到精準控制和持續優化的問題。研究了基于專家經驗和數據驅動的水泥制備過程控制算法，開發了水泥制備生産控制平台，提出了針對不同工藝流程的多回路、多耦合的動态協調優化控制方案，實現(xiàn)了水泥制備過程的效率提升和生産優化。

3.水泥制備系統的全鏈路數字孿生系統

針對水泥制備流程多源數據交叉、耦合，數據彙總、分析難、數據價值無法充分挖掘，關鍵主機裝備地域分散、工況各異、共性問題難以發掘等問題，開發了水泥制備裝備-系統-運維的數字化孿生系統，通過對工藝和裝備的仿真，優化裝備設計，實現(xiàn)水泥制備生産的效率提升；通過數字化賦能水泥制備生産過程，幫助企業提升裝備設計、優化生産決策、精益運維管理，實現(xiàn)水泥制備全流程的持續提升。

4.基于行業知(zhī)識大數據的GAI輔助決策技術

針對複雜(zá)工況下水泥制備過程決策自動化問題，研究了面向多變量時序數據的狀态識别方法，建立了制備過程狀态的自動定義和在線(xiàn)分析系統，将基于阈值的狀态定義，轉變爲基于趨勢的狀态自動識别和識别結果實時推送；研究了基于大規模數據集訓練的自然語言處理模型的構建方法，搭建了專業的水泥制備裝備及系統知(zhī)識庫，解決了決策來源專業性的問題，将基于經驗的人工決策，轉變爲基于知(zhī)識的輔助決策，實現(xiàn)了生産操作的知(zhī)識沉澱和管理水平的決策提升。

四、客觀評價

安徽省科學技術情報研究所對本項目的創新點進行了科技查新，報告認爲，本項目采用的關鍵檢測和控制技術，在國内外除本單位外均無公開文獻報道。

項目成果經安徽省矽酸鹽學會組織評價，評價結果顯示：本項目爲生産控制、系統智能化和裝備優化的集成創新，實現(xiàn)了對關鍵主機裝備的精準檢測，降低了設備的維護成本，整體水平達到國内領先，系統電耗指标居國際先進。

五、推廣應用情況、經濟效益和社會效益

本項目經濟和社會效益顯著，市場前景廣闊。項目研發成功以來，已推廣應用至多家水泥客戶，包括：肇慶金崗、昌江華盛、德清南方、安陽中聯、河源和興、六安南方等企業用戶，取得了良好的經濟和社會效益，得到了水泥行業和地方政府的普遍好評和廣泛關注。中國水泥網、中國建材傳媒網等多家媒體進行了廣泛的宣傳和報道。

采用本技術的水泥制備企業，平均水泥産量可提高4%，平均單産電耗下降3%；此外通過數字化賦能水泥生産企業，也改變了水泥企業的生産組織和管理模式，操作人員(yuán)從“操作者”變爲“監管者”；統計人員(yuán)從“制表者”變爲“核對者”；智能管控系統打通了“人”、“機”、“料”、“法” 、“環”之間的數據壁壘，幫助企業領導優化生産決策，實現(xiàn)生産的持續優化。

當前建材行業正處在轉變發展方式、優化産業結構、轉換增長動力的攻關期，産能過剩矛盾還沒有根本解決，産業鏈還存在不少短闆弱項，面臨的資源環境約束日益加大。2022年全國水泥産量約21.3億噸，應用該技術能使制備電耗平均降低1～2kWh/t。若以噸水泥制備電耗下降1.5千瓦時、全國有20%的水泥制備系統應用此技術來計算，則1年可節電6.4億千瓦時，相(xiàng)當于年節約20萬噸原煤、降低二氧化碳排放(fàng)60萬噸。

六、發表文章和主要知(zhī)識産權等目錄

（一）文章

（二）專利

（三）軟件著作權

（四）标準

七、主要完成人情況

八、主要完成單位及創新推廣貢獻

第一完成單位：中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司，承擔實驗研究、工藝研究及開發、關鍵設備及技術研究開發、關鍵設備加工制造、工程技術服務、科技成果推廣、評價等工作。

第二完成單位：合肥水泥研究設計院，承擔項目立項、研究統籌協調、标準驗證等工作。

九、完成人合作關系說明

李輝爲中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司的技術研發人員(yuán)。作爲項目負責人，李輝與項目團隊其他同事共同完成了“水泥制備智能化管控關鍵技術與裝備的研發及工程化應用”項目的合作研究。

在與合肥水泥研究設計院合作研發過程中，負責人李輝牽頭組建了研發團隊，主持開展各項研發及測試工作，組織項目材料整理及項目鑒定，并指導與協調項目合作單位完成項目必須的其它工作。