當前，水泥行業(yè)發(fā)展由高速增長期進入高質量發(fā)展階段，生產工藝、設備運行、安全與環(huán)境管理的數字化轉型成為企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的新趨勢，然而企業(yè)也面臨著信息技術和標準不統(tǒng)一、網絡安全保障力度不足等信息化應用的新問題。
與此同時，制造業(yè)轉型升級浪潮正在釋放巨大勢能，5G、工業(yè)互聯(lián)網、人工智能等新技術的快速發(fā)展正在加快推進數字產業(yè)化和產業(yè)數字化。水泥行業(yè)作為國民經濟發(fā)展的重要支柱，是傳統(tǒng)行業(yè)向數字化轉型的重中之重，利用5G、云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術，加快推動水泥企業(yè)智能化轉型升級已成為國家、行業(yè)和企業(yè)共同的目標。
4月26日，工業(yè)和信息化部辦公廳印發(fā)《關于做好2022年工業(yè)質量提升和品牌建設工作的通知》，通知要求地方工業(yè)和信息化主管部門、行業(yè)協(xié)會和專業(yè)機構實施制造業(yè)質量管理數字化行動，貫徹落實《制造業(yè)質量管理數字化實施指南（試行）》，引導企業(yè)在制造業(yè)數字化、智能化和綠色化趨勢下，推動5G、人工智能、大數據等新一代信息技術與質量管理融合。此外，為推動重點行業(yè)質量提升，針對原材料制造行業(yè)，通知強調要加快水泥等強制性標準制修訂，推動行業(yè)智能化和綠色化改造。
實際上，從政策層面分析，水泥產業(yè)向智能制造和綠色發(fā)展轉型，水泥行業(yè)企業(yè)智能發(fā)展、綠色發(fā)展的趨勢早已成為共識。早在2020年，工信部印發(fā)的《建材工業(yè)智能制造數字轉型行動計劃（2021-2023年）》中，就提出到2023年修訂30項以上建材行業(yè)智能制造相關標準，并明確指出要促進水泥行業(yè)生產方式的自動化、智能化、無人化變革。
近幾年，我國大型水泥企業(yè)積極順應數字化、智能化發(fā)展趨勢，紛紛開始利用5G、大數據、云計算、人工智能等新技術手段，賦能數字轉型，提升資源綜合利用效率，實現提質、降本、增效。“5G+工業(yè)互聯(lián)網”和水泥行業(yè)的融合發(fā)展，讓首批智慧礦山在水泥行業(yè)率先落地，助力水泥行業(yè)實現降本增效，提升安全生產水平。
運輸環(huán)節(jié)取得突破進展
采礦行業(yè)是5G+工業(yè)互聯(lián)網探索最早、應用最為廣泛的領域之一，與大數據、云計算、人工智能等新技術融合應用正加速釋放技術潛能，助力礦山“自動化減人、智能化換人”。運輸無人化作為智慧礦山以及礦山無人化的第一步，近年來隨著5G專網、5G/V2X、自動駕駛等技術的發(fā)展，已在不少礦山實現落地。
和露天煤礦相比，水泥礦山一個突出的特點就是卸料時有破碎站，一方面車輛需要排隊進出破碎站，另一方面衛(wèi)星信號會受到遮擋而無法精準定位。目前，在陽泉冀東水泥有限責任公司已突破了這一技術難題。
陽泉冀東水泥5G智能礦山無人駕駛項目是國內水泥行業(yè)首家實現純電動、數字化、綠色智慧礦山的編組示范工程項目，該項目首創(chuàng)性地建設了協(xié)同智能卸料系統(tǒng)。項目組通過采用IMU、輪速里程計、激光雷達等多種不同特性的傳感器，研制多源數據融合與協(xié)同定位算法，最終解決了無GNSS和弱GNSS環(huán)境下的精確導航定位難題。5G智能車路協(xié)同系統(tǒng)采用AI的融合感知算法，通過充分掌握、研判破碎站里外情況，選擇車輛進入破碎站的時機，完成起斗卸料和駛離，真正實現礦車無人干預的自主卸料作業(yè)。
這一突破性的成果，將為項目在國內率先實現全礦無人化運輸運營奠定堅實的基礎。公開資料顯示，陽泉冀東水泥5G智能礦山經過無人化改造后，目前已實現下安全員的完全無人駕駛。
前沿技術助力智能開采
在完成運輸智能化的基礎上，如何實現采掘設備與無人礦車的智能協(xié)同，是水泥行業(yè)建設智慧礦山過程中的又一道關卡，讓挖機“更智能”才能真正實現水泥礦“采、運、排”環(huán)節(jié)整體智能化水平的提升。
陽泉冀東水泥5G智能礦山的挖機接入了協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，盡管挖機在作業(yè)時會不斷地變換位置，無人礦車仍舊可以精準地找到挖機鏟臂的位置，自動規(guī)劃路徑倒車入位。通過平行礦山操作系統(tǒng)，項目團隊克服了因時空變化出現的自動規(guī)劃路徑響應速度問題，創(chuàng)新運用時空分離方法動態(tài)規(guī)劃路徑，有效地縮短了礦車找鏟時間。
與此同時，華潤百色田陽水泥生產園區(qū)現已落地了5G智能遙控裝載機，操作人員坐在控制座艙里，即可通過操作臺對礦山上的裝載機實時進行控制，完成前進、鏟裝、運轉、卸料、轉向等一系列操作，“在千里之外的室內”，也能順利開展“戶外作業(yè)”。
華潤百色田陽水泥生產園區(qū)于2020年5月啟動建設，是華潤水泥生產自動化級別最高的6A級園區(qū)。立足產業(yè)數字化轉型，華潤百色田陽水泥生產園區(qū)構建了全方位智能的現代水泥產業(yè)制造體系，在建設5G專網的基礎上，結合定制化的數據中臺和工業(yè)互聯(lián)網平臺，實現生產過程視覺分析、數據采集、人員管理、設備管理、計劃管理、運行管理、安全管理、危險區(qū)域巡檢和AR遠程維護等，降低勞動力成本，減少人為的安全隱患，打造生態(tài)智能化水泥制造企業(yè)。
華潤水泥的公開信息顯示，華潤百色田陽水泥生產園區(qū)計劃投用無人駕駛純電動寬體礦車，進一步促進園區(qū)綠色化、智能化水平的提升，通過配套的智能化系統(tǒng)，實現礦區(qū)生產場景維護、無人駕駛運輸智能調度和運行管理，極大優(yōu)化礦山資源配置，提高采礦效率。
自2019年5G技術實現商用落地以來，水泥行業(yè)企業(yè)結合“5G+工業(yè)互聯(lián)網”趨勢開展的礦山智能化建設案例還有很多：蕪湖海螺水泥公司在箬帽山礦區(qū)試運行無人駕駛礦車，基于算法開發(fā)、車隊運管平臺及5G等技術，實現了車輛的智能網聯(lián)；鎮(zhèn)江句容臺泥水泥有限公司也聯(lián)合鎮(zhèn)江移動打造了5G遠程駕駛項目；河南能源焦煤公司千業(yè)水泥采用5G無人開采系統(tǒng)，職工可在5G礦山信息中心遠程進行挖掘機作業(yè)。
水泥行業(yè)智能化標桿企業(yè)的智慧礦山建設成果，讓我們實實在在地看到了行業(yè)智能化建設的經濟、環(huán)境和社會價值。隨著5G+工業(yè)互聯(lián)網在垂直行業(yè)的推進，越來越多的水泥企業(yè)將意識到智能制造是水泥工業(yè)由大變強的必由之路，是水泥企業(yè)適應經濟新常態(tài)的必走之路，傳統(tǒng)水泥行業(yè)對智能化升級的需求越發(fā)迫切，針對水泥行業(yè)的智能化技術和服務也將迎來更為廣闊的發(fā)展前景和市場空間。
