问题:传统水泥制造面临“能耗约束”和“管理复杂度”双重压力 水泥行业是典型的流程工业——生产链条长、工序耦合紧——能源消耗高、环保要求严。随着“双碳”目标持续推进,行业对降耗减排、质量稳定和安全生产提出更高要求。此外,不少企业在推进自动化、信息化时往往从设备改造和局部系统上线入手,逐步形成多个相对独立的控制与管理系统。由于标准不统一、接口不互通、数据难共享,现场决策仍更多依赖经验,统计分析滞后,全局优化难以落地。如何从“单点改造”走向“全链协同”,成为水泥企业实现高质量发展的关键课题。 原因:从减量置换到智能升级,转型动力来自绿色发展与效率提升的共振 位于陇山之南、渭水之滨的天水祁连山水泥有限公司,将绿色发展贯穿企业发展路径。2017年异地重建阶段,企业以“减量置换”为原则淘汰落后产能,新建日产4500吨第二代新型干法水泥熟料生产线,并配套7.5兆瓦纯低温余热电站,年发电量达5400万千瓦时。其思路是通过工艺升级与余热回收降低单位能耗与排放,为后续智能化改造预留能效空间,并夯实管理基础。 随着行业竞争从“规模扩张”转向“质量与成本”,企业继续以工业互联网为底座,持续引入设备全生命周期管理、专家控制、在线监测、自动化物流与无人化交付等系统,推动从“能生产”向“会生产、善管理”转变。但随着设备与系统增多,数据壁垒更加明显,传统管理方式难以覆盖复杂链路,数据价值也难以充分释放。 影响:打通数据链与业务链,推动质量、能耗与管理水平同步跃升 为破解“数据孤岛”问题,企业于2022年启动智能生产运营管理平台建设,并在2023年5月实现智能生产运营管理平台与智能安全管控平台同步启用,逐步构建覆盖生产、质量、设备、矿山、能源、安全环保等业务领域的综合管理体系,形成从现场感知到运营决策的闭环,成为集团内较早落地智能工厂的单位之一。 一是生产组织更趋精细。平台整合生产全流程与消耗数据,减少人工统计带来的滞后与偏差,为生产调度和参数优化提供更及时的依据,推动现场操作从“经验驱动”转向“数据驱动”。 二是质量管控更可追溯。质量管理与智能实验室数据联动,覆盖原燃材料、生料、熟料、水泥及出厂检测等环节,实现指标下达、过程控制、结果反馈的链条化管理。企业表示,部分关键强度指标取得阶段性突破,为稳定产品性能与优化配比提供了数据支撑。 三是能源管理更精准。通过自动采集大型设备用电数据,开展单机与工序电耗核算、峰谷用电分析与负荷监控,并反向推动工艺参数优化,实现“算得清、控得住、调得准”。据企业数据,2025年多项能耗指标达到一级能耗水平,显示数智化与节能降耗已形成正向循环。 四是交付与现场作业更高效。依托物流及装车“一卡通”、水泥自动装车、自动插袋机等应用,企业打通交付“最后一公里”,减少人工环节,提高交付效率与作业规范化水平,对应的成果获评省级数字化车间。 对策:以“平台化”治理系统碎片化,以“标准化”释放数据价值 业内观察认为,水泥企业数智化转型不能停留在设备更新或单系统上线层面,更需要顶层设计与数据治理。天水祁连山的实践带来以下启示: 其一,建设统一的平台底座,推动生产、设备、质量、能源、安全环保等数据汇聚,形成统一口径与可复用的数据资产,减少重复建设和信息不一致。 其二,以场景牵引带动系统融合。围绕电耗核算、质量闭环、设备全生命周期等高价值场景持续迭代,避免“为数字化而数字化”,以可量化的指标改进推动投入产出匹配。 其三,强化智能装备与在线仪表应用。通过旁线分析、生料在线检测、粒度分析等手段减少人工干预,提高过程稳定性,让平台数据更真实、更连续,为优化模型提供可靠基础。 其四,把安全环保纳入同一治理框架。流程工业的数智化不仅关乎效率,也关乎风险治理。将安全管控与生产运营在同一平台协同,有助于预警前移、闭环处置与责任可追溯。 前景:水泥行业数智化将从“示范线”走向“体系化能力”,关键在协同与低碳 面向未来,水泥行业数字化转型将呈现三个趋势:一是由“单厂优化”向“产业链协同”延伸,围绕原燃料采购、矿山开采、运输配送、客户服务等环节形成更广范围的数据联动;二是由“看得见”向“算得准、控得稳”升级,以更高质量的数据与模型实现预测性维护、能耗最优控制与质量波动抑制;三是与绿色低碳技术深度融合,围绕替代燃料、原料优化、余热利用、碳排放核算与管理等形成一体化解决方案。 在此过程中,企业能否建立统一的数据标准、具备可持续迭代的平台能力,并形成适配流程工业的管理机制,将决定数智化能否从“项目成果”沉淀为“长期竞争力”。
天水祁连山的实践表明,传统制造业转型升级不仅需要技术投入,也需要管理模式的更新与协同机制的完善。在数字经济与绿色发展共同推动下,智能化正在成为水泥行业提升质量、降低能耗、强化安全与实现高质量发展的关键动力。