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新聞動態(tài)

安徽省科學(xué)技術(shù)獎提名項目公示(水泥制備智能化管控關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研發(fā)及工程化應(yīng)用)

發(fā)布時間:2024-01-11 17:05  來源:合肥水泥研究設(shè)計院有限公司  閱讀人次: 文字大小:[ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

一、項目名稱:

水泥制備智能化管控關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研發(fā)及工程化應(yīng)用

二、提名者及提名意見

提名者:合肥水泥研究設(shè)計院有限公司

提名意見:“水泥制備智能化管控關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研發(fā)及工程化應(yīng)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(shè)計院有限公司聯(lián)合立項的重大科技創(chuàng)新項目,項目得到了中國建材集團(tuán)與工信部的研發(fā)項目支持。

本推薦書中所列內(nèi)容真實(shí)可靠,符合申報要求。該項目符合國家產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)政策,技術(shù)水平高,應(yīng)用范圍廣,經(jīng)濟(jì)效益顯著,提名2023年度安徽省科學(xué)技術(shù)獎(技術(shù)進(jìn)步類)。

三、項目簡介

我國是水泥生產(chǎn)和使用大國,多年以來水泥產(chǎn)能一直穩(wěn)居世界第一,但與發(fā)達(dá)國家相比,中國水泥普遍存在生產(chǎn)效率低、能源消耗多、勞動強(qiáng)度高、人員依賴大、故障判斷滯后等問題,智能制造水平偏低的局面仍然沒有大的改變,尤其是在當(dāng)前礦產(chǎn)資源日益枯竭、 “雙碳”雙控越來越嚴(yán)、制造業(yè)企業(yè)招工困難等新形勢下,這些問題將越來越突出。

國務(wù)院先后于2011 年、2015 年、2017 年發(fā)布了《工業(yè)轉(zhuǎn)型升級規(guī)劃》、《中國制造2025》和《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》三個指導(dǎo)性文件。三個文件一脈相承,從工業(yè)軟件、工程應(yīng)用和大數(shù)據(jù)、人工智能等方面,給出了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

為推進(jìn)水泥制備的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司聯(lián)合合肥水泥研究設(shè)計院有限公司,發(fā)揮其在水泥行業(yè)數(shù)十年的裝備研發(fā)、產(chǎn)線設(shè)計、生產(chǎn)調(diào)試、系統(tǒng)運(yùn)維等方面的綜合優(yōu)勢,以提升水泥制備系統(tǒng)生產(chǎn)自動化水平、管理信息化水平和裝備智能化水平為目標(biāo),提出《水泥制備智能化管控關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研發(fā)及工程化應(yīng)用》的研究。

項目關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下:

1.水泥制備關(guān)鍵裝備的感知-診斷-自愈全流程數(shù)智化

面向水泥制備裝備的數(shù)字化感知、智能化診斷、專業(yè)化運(yùn)維的問題,研究了裝備的狀態(tài)監(jiān)測、故障表征和智能運(yùn)維技術(shù);采用關(guān)鍵裝備的多源感知與異常預(yù)警、數(shù)字模型及數(shù)據(jù)協(xié)同、智能執(zhí)行與閉環(huán)控制等關(guān)鍵技術(shù);開發(fā)了輥面形貌在線監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了小空間無標(biāo)記點(diǎn)條件下水泥裝備三維數(shù)字化構(gòu)建和大尺寸回轉(zhuǎn)運(yùn)動部件在線全自動快速掃描建模;研究了裝備耐磨層表面缺陷智能識別和異常自動恢復(fù)算法,實(shí)現(xiàn)了裝備狀態(tài)的在線監(jiān)測、健康管理和故障自愈。

2.基于機(jī)理數(shù)據(jù)融合的水泥制備過程優(yōu)化控制

針對水泥制備過程原材料品種多、品質(zhì)波動大,設(shè)備數(shù)量多、流程耦合度高,人工操作難以達(dá)到精準(zhǔn)控制和持續(xù)優(yōu)化的問題。研究了基于專家經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)驅(qū)動的水泥制備過程控制算法,開發(fā)了水泥制備生產(chǎn)控制平臺,提出了針對不同工藝流程的多回路、多耦合的動態(tài)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方案,實(shí)現(xiàn)了水泥制備過程的效率提升和生產(chǎn)優(yōu)化。

3.水泥制備系統(tǒng)的全鏈路數(shù)字孿生系統(tǒng)

針對水泥制備流程多源數(shù)據(jù)交叉、耦合,數(shù)據(jù)匯總、分析難、數(shù)據(jù)價值無法充分挖掘,關(guān)鍵主機(jī)裝備地域分散、工況各異、共性問題難以發(fā)掘等問題,開發(fā)了水泥制備裝備-系統(tǒng)-運(yùn)維的數(shù)字化孿生系統(tǒng),通過對工藝和裝備的仿真,優(yōu)化裝備設(shè)計,實(shí)現(xiàn)水泥制備生產(chǎn)的效率提升;通過數(shù)字化賦能水泥制備生產(chǎn)過程,幫助企業(yè)提升裝備設(shè)計、優(yōu)化生產(chǎn)決策、精益運(yùn)維管理,實(shí)現(xiàn)水泥制備全流程的持續(xù)提升。

4.基于行業(yè)知識大數(shù)據(jù)的GAI輔助決策技術(shù)

針對復(fù)雜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(shù)據(jù)的狀態(tài)識別方法,建立了制備過程狀態(tài)的自動定義和在線分析系統(tǒng),將基于閾值的狀態(tài)定義,轉(zhuǎn)變?yōu)榛谮厔莸臓顟B(tài)自動識別和識別結(jié)果實(shí)時推送;研究了基于大規(guī)模數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的自然語言處理模型的構(gòu)建方法,搭建了專業(yè)的水泥制備裝備及系統(tǒng)知識庫,解決了決策來源專業(yè)性的問題,將基于經(jīng)驗(yàn)的人工決策,轉(zhuǎn)變?yōu)榛谥R的輔助決策,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)操作的知識沉淀和管理水平的決策提升。

四、客觀評價

安徽省科學(xué)技術(shù)情報研究所對本項目的創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行了科技查新,報告認(rèn)為,本項目采用的關(guān)鍵檢測和控制技術(shù),在國內(nèi)外除本單位外均無公開文獻(xiàn)報道。

項目成果經(jīng)安徽省硅酸鹽學(xué)會組織評價,評價結(jié)果顯示:本項目為生產(chǎn)控制、系統(tǒng)智能化和裝備優(yōu)化的集成創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了對關(guān)鍵主機(jī)裝備的精準(zhǔn)檢測,降低了設(shè)備的維護(hù)成本,整體水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先,系統(tǒng)電耗指標(biāo)居國際先進(jìn)。

五、推廣應(yīng)用情況、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

本項目經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著,市場前景廣闊。項目研發(fā)成功以來,已推廣應(yīng)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(lián)、河源和興、六安南方等企業(yè)用戶,取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益,得到了水泥行業(yè)和地方政府的普遍好評和廣泛關(guān)注。中國水泥網(wǎng)、中國建材傳媒網(wǎng)等多家媒體進(jìn)行了廣泛的宣傳和報道。

采用本技術(shù)的水泥制備企業(yè),平均水泥產(chǎn)量可提高4%,平均單產(chǎn)電耗下降3%;此外通過數(shù)字化賦能水泥生產(chǎn)企業(yè),也改變了水泥企業(yè)的生產(chǎn)組織和管理模式,操作人員從“操作者”變?yōu)椤氨O(jiān)管者”;統(tǒng)計人員從“制表者”變?yōu)椤昂藢φ摺保恢悄芄芸叵到y(tǒng)打通了“人”、“機(jī)”、“料”、“法” 、“環(huán)”之間的數(shù)據(jù)壁壘,幫助企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)優(yōu)化生產(chǎn)決策,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的持續(xù)優(yōu)化。

當(dāng)前建材行業(yè)正處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動力的攻關(guān)期,產(chǎn)能過剩矛盾還沒有根本解決,產(chǎn)業(yè)鏈還存在不少短板弱項,面臨的資源環(huán)境約束日益加大。2022年全國水泥產(chǎn)量約21.3億噸,應(yīng)用該技術(shù)能使制備電耗平均降低12kWh/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(tǒng)應(yīng)用此技術(shù)來計算,則1年可節(jié)電6.4億千瓦時,相當(dāng)于年節(jié)約20萬噸原煤、降低二氧化碳排放60萬噸。

六、發(fā)表文章和主要知識產(chǎn)權(quán)等目錄

(一)文章

出版或發(fā)布年份

題目、書名或標(biāo)準(zhǔn)名

出版單位

2016

《基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水泥細(xì)度軟測量方法》

《中國水泥》

2018

《在線粒度分析儀在水泥粉磨系統(tǒng)的應(yīng)用》

《中國水泥》

2019

《水泥企業(yè)數(shù)據(jù)采集存儲平臺的建設(shè)》

《中國水泥》

2020

《輥壓機(jī)水泥粉磨系統(tǒng)的先進(jìn)過程控制介紹》

《水泥》

2020

《三維圖像識別成形技術(shù)在輥壓機(jī)輥面監(jiān)測上的應(yīng)用》

《水泥技術(shù)》

2021

《激光測量在水泥原料堆場盤存中的應(yīng)用》

《中國水泥》

2021

Python爬蟲技術(shù)在水泥廠數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用》

《水泥》

2021

《激光測量在水泥原料堆場盤存中的應(yīng)用》

《中國水泥》

2022

《智能點(diǎn)巡檢系統(tǒng)的研發(fā)與實(shí)施》

《中國水泥》

2023

《水泥生產(chǎn)智能化系統(tǒng)應(yīng)用分析》

《水泥》

2023

Python在水泥廠報表自動化中的應(yīng)用》

《水泥》

2023

《水泥生產(chǎn)智能化系統(tǒng)應(yīng)用分析》

《水泥》

(二)專利

序號

知識產(chǎn)

權(quán)類別

知識產(chǎn)權(quán)

具體名稱

國家

(地區(qū))

授權(quán)號

授權(quán)

日期

權(quán)利人

發(fā)明人

專利狀態(tài)

1

PCT

一種輥壓機(jī)輥面缺陷識別方法和裝置

德國

DE212021000130.0

20220322

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

王志凌等

授權(quán)

2

PCT

一種輥壓機(jī)輥面自動檢測裝置及檢測方法

澳洲

2021239037

20230727

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

王虔虔等

授權(quán)

3

PCT

一種粉粒組分和粒徑控制系統(tǒng)及該系統(tǒng)的控制方法

澳洲

2020444462

20230518

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

包瑋等

授權(quán)

4

發(fā)明

專利

一種穩(wěn)定入磨粉體比表面積的方法

中國

ZL201710185633.8

20190416

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

李輝等

授權(quán)

5

發(fā)明

專利

料床擠壓粉碎料餅中細(xì)粉粒度分布的測定方法

中國

ZL201811433304.1

20181128

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

高霖等

授權(quán)

6

發(fā)明

專利

一種半終水泥粉磨系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法

中國

ZL201910871355.0

2021

0514

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

李輝等

授權(quán)

7

發(fā)明

專利

一種粉磨系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法

中國

ZL201910871367.3

2021

0514

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

李輝等

授權(quán)

8

發(fā)明

專利

一種水泥熟料散裝下料控制裝置的控制方法

中國

ZL202110563446.5

2023

0502

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

吳賢斌等

授權(quán)

9

發(fā)明

專利

一種粒度分析儀檢測數(shù)據(jù)的在線校正方法、系統(tǒng)、設(shè)備

中國

ZL202110563446.5

2023

0728

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

吳賢斌等

授權(quán)

10

發(fā)明

專利

一種水泥穩(wěn)定取樣裝置及方法

中國

ZL202110974722.7

2023

0825

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

吳賢斌等

授權(quán)

11

實(shí)用

新型

一種水泥粉體采樣裝置

中國

ZL201920406972.9

 

2020

0114

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

江海濤等

授權(quán)

12

實(shí)用

新型

一種粉狀物料的取樣裝置

中國

ZL201921975225.3

20200807

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

李輝等

授權(quán)

13

實(shí)用

新型

一種用于輥壓機(jī)輥面在線監(jiān)測系統(tǒng)的自清潔防護(hù)裝置

中國

ZL202020363291.1

20201218

 

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

陳忠華等

授權(quán)

14

實(shí)用

新型

一種輥壓機(jī)輥面自動檢測裝置

中國

ZL202020363284.1

20201124

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

王虔虔等

授權(quán)

15

實(shí)用

新型

一種光學(xué)三維掃描儀

中國

ZL201922365243.6

20200828

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

張文進(jìn)等

授權(quán)

16

外觀

三維掃描儀

中國

ZL201930728386.1

20200619

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

黃賀等

授權(quán)

(三)軟件著作權(quán)

序號

名稱

登記號

發(fā)表日期

著作權(quán)人

1

水泥粉磨先進(jìn)過程控制軟件V1.0

2019SR0003588

20190102

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

2

水泥粉磨智能控制系統(tǒng)平臺V1.0

2019SR0531524

20190528

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

3

輥壓機(jī)輥面在線監(jiān)控控制軟件V1.0

2019SR0539286

20190529

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

4

輥面形貌在線監(jiān)測系統(tǒng)V1.0

2020SR0188613

20200228

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

5

水泥工業(yè)制聯(lián)網(wǎng)前臺軟件V1.0

2022SR0037471

20220107

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

6

水泥工業(yè)制聯(lián)網(wǎng)中臺軟件V1.0

2022SR0141581

20220121

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

7

輥壓機(jī)維保數(shù)字化平臺[簡稱:輥壓機(jī)維保]V1.0

2023SR0029261

20230106

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

8

OPC UA工業(yè)數(shù)據(jù)采集管理軟件V1.0

2023SR0652934

20230617

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

合肥水泥研究設(shè)計院有限公司

中國建材集團(tuán)有限公司

中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司

9

分布式數(shù)據(jù)采集平臺[簡稱:數(shù)據(jù)采集平臺] 版本號V1.0

2023SR1622904

20231213

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

合肥水泥研究設(shè)計院有限公司

中國建材集團(tuán)有限公司

中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司

10

輥壓機(jī)裝備可視化平臺[簡稱:可視化平臺] 版本號V1.0

2023SR1631486

20231213

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

合肥水泥研究設(shè)計院有限公司

中國建材集團(tuán)有限公司

中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司

11

基于模型的時序數(shù)據(jù)實(shí)時檢測系統(tǒng)[簡稱:實(shí)時檢測系統(tǒng)] 版本號V1.0

2023SR1646425

20231213

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

合肥水泥研究設(shè)計院有限公司

中國建材集團(tuán)有限公司

中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司

12

中建材合肥粉體工業(yè)云平臺 [簡稱:粉體工業(yè)云平臺] V1.0

2023SR1637715

20231213

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

合肥水泥研究設(shè)計院有限公司

中國建材集團(tuán)有限公司

中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司

(四)標(biāo)準(zhǔn)

序號

標(biāo)準(zhǔn)號

標(biāo)準(zhǔn)名稱

類型

角色

頒布日期

1

GB/1 35168-2017

水泥工業(yè)用輥壓機(jī)

國家標(biāo)準(zhǔn)

負(fù)責(zé)

20181101

2

JCI 606-2021

水泥工業(yè)用水平渦流式選粉機(jī)

國家標(biāo)準(zhǔn)

負(fù)責(zé)

20210701

3

GB/T 35150.1-2017

新型干法水泥生產(chǎn)成套裝備技術(shù)要求 1部分 生料制備系統(tǒng)

國家標(biāo)準(zhǔn)

參與

20181101

4

T/CCA5007-2019

水泥生產(chǎn)線產(chǎn)能核定標(biāo)準(zhǔn)

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

參與

20190310

5

T/CBMMA 2-2019

輥壓機(jī)用減速機(jī)在線監(jiān)測系統(tǒng)與功能規(guī)范

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

參與

20190720

6

T/CCAS 016—2021

水泥工廠粉磨系統(tǒng)智能控制技術(shù)規(guī)范

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

負(fù)責(zé)

制定中

 

七、主要完成人情況

序號

姓名

性別

學(xué) 歷

專 業(yè)

技術(shù)

職稱

所 在 單 位

項目分工

1

李 輝

碩士研究生

水泥粉磨智能化

正高級

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

項目第一負(fù)責(zé)人,負(fù)責(zé)項目的技術(shù)方案、路線制定

2

王虔虔

本科

水泥粉磨工藝

正高級

合肥水泥研究設(shè)計院有限公司

項目工藝負(fù)責(zé)人

3

高霖

博士研究生

智能裝備

正高級

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

項目管理

4

孟祥偉

碩士研究生

機(jī)械工程

工程師

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

軟件調(diào)試

5

吳賢斌

碩士研究生

儀器科學(xué)與技術(shù)

工程師

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

儀表開發(fā)

6

劉立喜

本科

計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

助理工程師

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

軟件開發(fā)

7

陳忠華

碩士研究生

精密儀器及機(jī)械

副高級

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

裝備開發(fā)

8

熊子良

本科

電氣自動化

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

電氣調(diào)試

9

褚彪

博士研究生

精密儀器及機(jī)械

副高級

合肥水泥研究設(shè)計院有限公司

控制方案設(shè)計

10

宋傳杰

碩士研究生

精密儀器及機(jī)械

副高級

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

裝備開發(fā)

11

黃賀

博士研究生

精密儀器及機(jī)械

副高級

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

電氣設(shè)計

12

趙保林

大專

電氣自動化

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

電氣調(diào)試

13

丁浩

碩士研究生

材料學(xué)

正高級

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

應(yīng)用效果測試

14

呂敏

本科

法學(xué)

工程師

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

科研管理

15

宋思遠(yuǎn)

碩士研究生

機(jī)械工程

正高級

中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

裝備開發(fā)

八、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)

第一完成單位:中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司,承擔(dān)實(shí)驗(yàn)研究、工藝研究及開發(fā)、關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)研究開發(fā)、關(guān)鍵設(shè)備加工制造、工程技術(shù)服務(wù)、科技成果推廣、評價等工作。

第二完成單位:合肥水泥研究設(shè)計院有限公司,承擔(dān)項目立項、研究統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證等工作。

九、完成人合作關(guān)系說明

李輝為中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司的技術(shù)研發(fā)人員。作為項目負(fù)責(zé)人,李輝與項目團(tuán)隊其他同事共同完成了“水泥制備智能化管控關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研發(fā)及工程化應(yīng)用”項目的合作研究。

在與合肥水泥研究設(shè)計院有限公司合作研發(fā)過程中,負(fù)責(zé)人李輝牽頭組建了研發(fā)團(tuán)隊,主持開展各項研發(fā)及測試工作,組織項目材料整理及項目鑒定,并指導(dǎo)與協(xié)調(diào)項目合作單位完成項目必須的其它工作。

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