提起水泥厂，你会想到什么？
或许灰尘漫天、机器轰鸣、巨型烟囱依然是大家印象中水泥厂的模样。但实际上，“绿色工厂”“智慧矿山”“智能制造”早已成为它的新名片，曾经的灰色水泥早已实现了绿色生产。
近日，走进安徽海螺集团有限责任公司位于芜湖繁昌的水泥生产基地，记者看到矿山上跑的是无人驾驶的“巨无霸”矿车，实验室工作的是效率更高的机器人质检员，中央控制室使用的是拥有人工智能的专家自动操作系统……作为全球最大水泥建材企业之一，可以说如今的海螺集团处处散发着科技感，在改变着传统生产方式、为企业带来能效提升的同时，给水泥企业转型升级带来了新的内涵。
数字化转型势在必行
海螺集团的前身是筹建于1978年的安徽宁国水泥厂，从昔日的荒山野岭到现代化的水泥企业，从单一的山区工厂到大型企业集团，海螺集团走过了一条从无到有、从小到大的快速成长之路。在这条路上，对创新的“坚守”与“执着”是其成功的法宝。
近年来，移动互联网、云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新技术，在与各领域融合发展中展现出广阔前景和无限潜力。对于传统水泥企业来说，以创新引领发展，实现产业结构优化升级和企业数字化运营同样是提升发展空间的必然选择。
“海螺集团的数字化转型全面启动始于2016年，以‘建设智能工厂，打造智慧海螺，引领行业数字化转型’为目标，从智能工厂的建设，到信息化管理平台的整合，再到实现智能生产和智慧经营的融合发展，一步步走出海螺的数字化探索之路。”近日，在接受本报记者采访时，海螺集团副总经理何承发表示，当前传统水泥行业亟待智慧转型，对于以水泥及商品熟料生产和销售为主要业务的海螺集团来说，数字赋能的重要任务就是要打造更加智慧的工业互联网平台，整合产业资源，发挥平台的引领作用，加快推进集团产业数字化和数字产业化步伐。
何承发指出，海螺集团数字化转型的基本策略是以数字化建设为主线，以工厂智能化为基础，以公司信息化为动力，以管理和技术创新为突破口，支撑集团全球化、多元化和跨越式发展。水泥制造是典型的流程型工业，2018年安徽全椒海螺建成了世界首条全流程水泥智能化工厂，解决了传统水泥生产运行过程中存在资源能源利用率不高、质量控制难、劳动生产率偏低等问题，形成了“以智能生产为核心、以运行维护做保障、以智慧管理促经营”的水泥智能制造新模式。
在智能化工厂建设方面，海螺集团采用自主研发与集成创新相结合的方式，运用移动通信网络、数据传感监测、信息交互集成和自适应控制等先进技术，实现覆盖整个水泥生产及发运环节的全系统智能优化，实现工厂运行自动化、故障预控化、管理可视化、全要素协同化、决策智慧化，进一步提升资源综合利用率、降低能源消耗、提升劳动生产率，让生产变得更加便捷。
无人驾驶矿车实现无人运输
来到海螺集团采访时，“水泥智能矿山矿车无人驾驶系统的开发与应用项目”刚刚通过验收不久。一时间，身为集团规划建设的沿江四大千万吨级水泥熟料基地之一，芜湖海螺再次因“听令而行”的无人驾驶矿车吸引了人们的目光。
“项目的成功投运，标志着全球露天矿山行业首个石灰石无人运输项目在海螺集团正式建成。目前，无人驾驶项目已完成多台TR100矿车的无人驾驶改造，完成车队管理平台（云控调度系统）的研发，实现有人驾驶与无人驾驶混编运矿，无人驾驶矿车总运行时间超过8000小时、单班运矿量突破万吨、总计运矿量超过百万吨，实现了安全员离车编组运行。”海博智能科技董事长柯秋璧表示，除了大大提升了生产效率，无人驾驶矿车对行业的发展还有着重要的意义：一是降低了安全事故发生率；二是提升员工从业幸福感、解决用工短缺问题；三是降低生产成本、提高设备利用率；四是促进关联产业可持续发展。
柯秋璧指出，由于车辆颠簸、饮食作息不规律容易引发各种职业病；另外，矿山作业场景固定，8小时内在2公里长的矿区道路上，需要集中精力“两点一线”往返30多趟，长期作业十分枯燥。目前，矿车司机多为“70后”“80后”人群，未来几年将出现约50%的用工缺口。通过“机器换人”，实现少人化无人化运营，职业病危害得到消除，同时也能解决用工短缺的问题。
“除此之外，无人驾驶矿车在夜间作业关联设备的电耗费用较低，可以带来明显的费用节约。另外，在恶劣天气，例如大雾等环境下，可以继续行驶，规避了由于天气影响而引发的不必要的矿区停工，避免了损失。”在经济方面，海博智能科技总经理何申中给记者算了一笔账。他指出，对于下游矿石破碎设备等类似设备的能耗峰谷电节约方面，无人驾驶矿车投产后充分利用8小时谷电时区，出矿3.3万吨，平均每吨矿石破碎电耗0.9千瓦时，共计谷电消耗29700千瓦时（峰谷电差价0.63元/千瓦时）。对比峰时同产量可节约电费18711元/天；每年生产300天，总计可节约561.33万元/年。
智能制造让生产变得更便捷
在海螺集团使传统生产方式发生改变的不只有无人驾驶矿车，还有很多智能系统。基于工业机器人的智能袋装水泥装车系统就是其中之一。
据安徽海螺中南智能机器人公司常务副总经理鲁良山介绍，传统水泥工厂的袋装水泥发运普遍采用人工码垛装车，存在职业健康不达标、安全隐患大、粉尘污染严重、劳动力成本越来越高、装车效率低等问题，而智能袋装水泥装车系统极大地解放了生产力，提升了装车效率，并彻底解决了包装车间职业卫生健康的全国性技术难题。
在全椒海螺水泥有限责任公司，记者看到智能袋装水泥装车系统通过机器人代替人工实现自动码垛、无人化自动装车，在有效解决客户无人化值守应用需求和解决现场安全、环保等隐患问题的同时，还对推动我国水泥生产流程的自动化、智能化具有重要意义。
智能袋装水泥装车系统的创新点很多，一是研发了水泥包装和发运多机智能协同作业系统，实现了袋装水泥包装、装车、发运系统的无人化操作和数字化管控；二是研发了水泥袋重高精度复检、自动落包、破包返料系统，实现了水泥袋重的精准闭环控制；三是开发了一种空间多维度机器人智能姿态补偿控制技术，实现机器人智能化码垛装车。
“目前，智能袋装水泥装车系统已在湖南益阳海螺水泥、淮北相山水泥、临澧冀东水泥等数十家公司成功投用，装车能力达90～110t/h，改变了包装发运系统长期依靠人工作业的传统模式，实现了从车辆进厂、自动插袋、包装、称重、输送、装车到车出厂全过程的无人化。” 鲁良山说。
除此之外，智能质量控制系统也是“芜湖海螺智能工厂”不可忽视的模块之一。
据介绍，这一系统可根据熟料或水泥的品质预控目标，自动完成在线检验、化验和配料工作。在智能质量实验室，记者看到一个巨大的机械手臂静静伫立，旁边连接着长长的管道。每隔1个小时，管道内的空气炮就传送来各种生料、熟料，由机械手臂直接取样。
“过去我们都要人工取样，一次取4～6个样品，大约需要15～20分钟。现在有了智能质量控制系统，不仅节约了取样时间、提高了取样频次，还提升了检验的精准度，减少人工操作可能出现的误差。”芜湖海螺公司总经理助理韩静告诉记者。
传统水泥工业也有隐藏“功能”
作为我国国民经济的重要基础产业，水泥构成了现代城市建筑的躯干。多年来，它在工程建设中的重要作用早已被人熟知，但还有一些隐藏“功能”却未被大众知晓。其中，水泥窑协同处置就是水泥工业提出的一种新的废弃物处置手段。
多年来，海螺集团不仅在建设和生产中重视生态环境保护，加大环保设施的投入，同时还依托专业优势，积极研究各种工业废渣的特性，大量利用各种工业废渣，大胆试验处理社会废弃物，积极分摊社会环境污染负担。
“水泥窑协同处置是指在水泥生产过程中，将满足或经过预处理后满足入窑要求的固体废物投入水泥窑，在进行水泥熟料生产的同时，实现对固体废物的无害化处置过程。废弃物中的有机质高温分解率达到99.99%，重金属被固定在熟料晶格中，达到无害化、资源化处置。”何承发表示，水泥窑协同处置可用于处理危险废物、生活垃圾、城市和工业污水处理污泥、动植物加工废物、受污染土壤、应急事件废物等固体废物，对缓解我国危险废物处置压力有重要意义。
除了水泥窑协同处置，水泥工业在节能、绿色生产方面也一直努力，并体现在绿色发展过程中。
1998年，海螺集团在宁国水泥厂建成中国首套水泥纯低温余热发电机组，并最终成为行业建厂标准。近年来，海螺集团不断加大环保投入，研究开发了国内首个日处理600吨城市生活垃圾示范项目、国内首套国产化高温高尘SCR脱硝系统、首个年处置30万吨生物质替代燃料项目、首套水泥窑烟气碳捕集纯化项目等，致力打造首个“零外购电水泥示范工厂”，进一步推动绿色技术创新发展。
碳减排是下一步重要工作内容
水泥生产过程排放的大量二氧化碳，一直被认为是全球大气二氧化碳重要的排放源。放眼全球，水泥行业贡献了碳排放总量的7%。我国生产全球近六成水泥，水泥行业碳排放量也占全球水泥产业碳排放总量的一半。
“全国减碳大背景之下，水泥行业即将面临一场严峻的环保考验。庆幸的是，不少企业都已意识到了节能减碳的重要性，并早已开始行动。”何承发指出，海螺集团作为行业标杆企业之一，“十三五”期间在碳减排上就开始了积极探索。众所周知，海螺在芜湖白马山水泥厂建成世界首个水泥窑碳捕捉示范项目和干冰生产线，开创了水泥工业捕集二氧化碳的先河，通过回收处理“变废为宝”，利用尾气生产纯度为99.9%以上工业级和纯度为99.99%以上食品级二氧化碳，年生产5万吨干冰，实现社会效益与经济效益双丰收，在推进我国乃至世界水泥工业碳减排具有重要意义。
进入“十四五”开局之年，海螺水泥积极响应国家“双碳”战略目标号召，制定海螺碳达峰碳中和行动方案和路线图，研发应用节能环保低碳新技术、新工艺、新材料、新装备，节约资源能源，降低各类消耗，大力研发碳科技，拓展环保产业，全面加快绿色低碳循环发展。2021年11月，海螺集团三碳（安徽）科技研究院正式成立，并致力于水泥行业碳减排技术的研究和开发，同时设立了碳科技公司、碳资产管理公司等新型绿色产业，联合高校、企业、政府等多方资源，协同发力，助力推动社会发展全面绿色转型，用实际行动积极践行“双碳”战略。
到未来发展，何承发表示，数字经济时代的到来，给企业带来的不仅是挑战更是机遇，海螺集团将立足发展新阶段，深入践行发展新理念，加快转变发展方式，大力实施创新驱动，加快建设工业互联网，推进工厂智能化、管理信息化、产业绿色化和商业模式创新发展，着力构建适应新时代、更具前瞻性的发展新格局。
本文原载于《中国建材报》8月1日1版
中国建材报记者：吴跃
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