【創新】人工智慧與水泥產業 引領行業生產革命

2021-12-22 水泥網APP

隨著人工智慧今年首次被寫進政府工作報告,這一新興技術所處的戰略地位和顛覆性,引領各大行業意圖通過人工智慧布局搶佔產業制高點。

今年10月谷歌AlphaGo Zero發布,人工智慧再次展示了其強大的潛力。在巨大的時代變革前,工業4.0呼之欲出,工業網際網路、智能工廠、無人值守等理念已經進入水泥行業,深刻影響著傳統產業的生產方式。

全球性的產能過剩,導致企業的競爭越來越激烈。「我們公司認為將人工智慧引入水泥生產,可以實現『中控無人值守』,將引領水泥生產的革命,幫助水泥企業在這一輪變革中勝出。」北京國鼎源創智能科技有限公司工業智能專家系統帶頭人汪文元在2017第五屆中國水泥節能環保技術交流大會上表示。

北京國鼎源創智能科技有限公司工業智能專家系統帶頭人汪文元

傳統企業布局人工智慧 不再是一邊冰山一邊火海

早在上一世紀70年代,沙特的石油商們早就已經用上了中控。而作為傳統的水泥行業,傻大笨粗的形象卻一直深入人心。在《中國製造2025》時代大浪潮下,人工智慧迅速崛起,傳統產業急需重塑,可謂是,一邊火海,一邊冰山。

ICAPS(水泥先進控制解決方案)正是國鼎源創將人工智慧應用於水泥生產而提出來的解決方案,其核心特色是「中控無人值守」。水泥行業就目前而言,人工智慧更多的只是解決穩定生產控制,從而實現節能、減排、增產以及增效等,還難以實現對生產過程的根本性優化,這就需要專家的持續參與。

「這也是我們ICAPS提出的兩步走策略,即以ICAPS穩定生產過程,第二階段則由專家參與持續優化生產工藝。」汪文元說。

國鼎源創的技術團隊擁有豐富的大數據積累,具有一套標準的規範體系,接入數據後即對數據進行預處理分析,分析傳感器哪些地方存在測量不準確,如果數據特別影響控制邏輯,則會建議更換或者對採集的數據進行校正,再把數據接入到模型中來,預跑一段時間進行分析,提取核心參數,對不同的廠進行修正後,轉入實際測試過程中,穩定後再轉入。

水泥行業相對生產環節比較長,原料製備-燒成-粉磨等環節有很多可以改進的地方。汪文元提出,很多水泥廠想做智能化以降低成本,但是把關注點都放在了硬體設備提升上面,這往往是一個誤區,人工智慧的核心優勢就是系統性的分析問題。比如,有的廠聽說篦冷機、耐火磚有新的工藝,就馬上改動,但改造給風后可能會出現二次風、三次風不穩的情況。水泥燒成是一個很長的工藝,整個過程中任何一點不匹配都會導致系統的紊亂,要在整個系統穩定的基礎上,再去找到真正問題所在。

汪文元建議水泥廠先從系統的角度找到問題,然後再針對新的工藝改進,思考廠區該引進什麼樣的設備、工藝,做到軟硬結合。工藝的優化是一個持續、無止境的過程,應用改進的軟體後,硬體系統、工藝培育好性能,這時候又進入下一個循環,再去看整個的問題。水泥廠的改造往往牽一髮而動全身,系統性的理念很重要。

未來的水泥工廠是什麼樣的?

目前,中聯水泥、天瑞水泥、山水水泥都應用了國鼎源創的專家系統,尤其是申豐中聯,在保證連續自控實驗、連續生產周期基礎上,三天內實現系統的代入,溫度波動範圍控制在5度以內,穩定性提升50%以上。

「中控無人值守」是ICAPS的核心特色,通過引入人工智慧,來克服諸如專家可遇而不可求、操作人員輪換帶來控制策略的波動,從而導致能耗及水泥質量的波動、疲勞導致的精力分散等問題。

總體來說,就是要求以人工智慧技術替代現場的事務性控制,實現控制過程的無人參與。將中控人員解放出來,讓他們更專注於優化策略,以及對重大異常工況的調度處理。

汪文元暢想,理想情況下,未來的水泥工廠應該是一個無人化的工廠,整個生產線就相當於一個智慧機器人。

但是他同樣指出,智能化應該是把核心環節、真正需要專家的這部分智能化,把專家的經驗變成系統、計算機可以解決的問題,而部分的工作崗位還是需要工人的參與。事務性的、需要專家經驗的工作智能化,工藝的改進需要人為的過程,改進、提出一些新的課題更需要人為的過程。

汪文元強調,水泥工廠真正實現智能化的頂層設計,需要專家們提出新的目標和課題。

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