中国砂石行业入选《建材工业智能制造数字转型典型案例》——玄武岩石料生产线除尘设备智能运维系统

中国砂石行业入选《建材工业智能制造数字转型典型案例》——玄武岩石料生产线除尘设备智能运维系统

 

为实施制造强国和网络强国战略，贯彻落实《“十四五”智能制造发展规划》《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》《建材工业智能制造数字转型行动计划(2021-2023年)》，围绕“碳达峰、碳中和”新发展理念，践行“宜业尚品、造福人类”发展目标，推进“六零”示范工厂建设,共同探讨提升建材行业智能制造数字转型水平路径。受工业和信息化部原材料工业司委托，建筑材料工业信息中心、中国建筑材料工业规划研究院于2023年2月24日在安徽省蚌埠市召开“第十四届建材行业智能制造数字转型大会暨《建材工业智能制造数字转型行动计划 (2021-2023年)》宣贯会”。会上发布了《建材工业智能制造数字转型典型案例》，焦作千业、中誉鼎力、上海云统、枣庄鑫金山、浙江交投、甘肃建投等多家企业入选。

为进一步激发砂石行业科技创新活力，鼓励我国砂石行业科技创新，中国砂石协会对本次入选的砂石相关技术进行报道，并在中国砂石协会官网和公众号等行业主流媒体上对入选技术进行有针对性地报道。

中国砂石行业入选技术

技术名称：玄武岩石料生产线除尘设备智能运维系统

申报单位：浙江交投嵊兴矿业有限公司

一、公司简介

浙江交投嵊兴矿业有限公司成立于2018年12月21日，由浙江交通资源投资集团有限公司、嵊州市交通投资发展集团有限公司共同出资成立，注册资本1亿元。矿区面积279亩，储量1360万吨。公司拥有国内外最先进的加工生产设备和生产工艺，矿石品质优良。

矿山生产线采用先进的3331流水线布置，全面配置智能化生产设备，在提升生产效率的同时保证了产品质量，公司还通过持续升级完善智能化环保设施，从源头上贯彻绿色环保理念。成品石料具有耐磨、吸水率低、抗压强度高、压碎值低、沥青粘附性强等优点，广泛应用于沥青混凝土路面、水泥混凝土结构，是高等级沥青路面、钢桥面铺装、超薄磨耗层、微表处、健身步道、机场跑道、铁路道渣等工程项目首选高端石料。

公司拥有矿山新技术、新业态的自主培育创造能力，已获授权国家发明专利1项、实用新型专利18项、软件著作权6项。

二、技术内容

科学技术领域：

智能制造装备、智能制造软件

主要科技内容：

本项目基于工业互联网和数字孪生技术，通过远程监测、智能控制、异常诊断、智能维保和创新的人机交互，赋能用户实现布袋除尘系统的“三低运维”——低故障、低能耗和低成本。

将不同生产场景下的设备知识和专家经验沉淀到数字孪生体中，实现自适应控制，即根据工况变化，实时调整控制策略，确保合理、节能运行。此外，数字孪生体融入了故障预测算法和故障诊断知识，可以提前预警潜在故障，可以指导维修人员定位问题根因，标本兼治。对于除尘设备养护，数字孪生体基于专家经验和备件预测算法，也实现了数据驱动。

推广情况：

一方面，我们将与供应商继续在技术应用上深耕，挖潜除尘设备节能降耗及降低维护成本，进一步降低设备故障率；另一方面，我们会将创新技术在浙江交通资源集团有限公司内部全面推广，并将成功经验复制推广到其他建材行业矿山企业。

三、研究成果与创新点

（一）解决方案的主要内容与技术水平

1.系统名称：玄武岩石料生产线除尘设备智能运维系统

2.技术架构

（1）关键技术

①传感与物联网技术

通过给分布在各车间的布袋除尘设备加装各类仪表，实时采集设备运行和工况数据，并通过网络传输到本地计算节点。

②边缘计算技术

针对时效性要求高的布袋除尘设备优化控制需求，采用边缘计算技术，通过流式计算引擎，在本地实时分析设备和工况数据，计算最优控制策略，并反向控制设备。

③云原生与大数据技术

针对时效性要求不高的异常预警和维护保养需求，本地计算节点将数据上传到云端。利用云端大数据引擎，学习海量历史数据，挖掘异常规律，预测备件寿命。

④数字孪生技术

基于流式计算引擎和设备机理，将众多独立杂乱的数据流，转化为一个有机整体——有工业意义的除尘设备数字孪生体，实时反映设备真实状态。此外，数字孪生体还融合了专家经验和数据算法，实现自调节，自诊断和自维护。

⑤3D交互技术

本系统发明了一种创新的3D交互技术，不同于传统控制系统和一般3D模型，只是简单的数据和问题展示，本系统底层由数字孪生技术支撑，通过直观的3D展现和动态的交互操作，引导用户快速解决问题。

（2）智能化功能

①远程监测：实时监测设备状态和除尘效果，尽在掌握。

②智能控制：根据工况变化，自动调节最佳控制策略，省事节能。

③异常诊断：提前识别设备异常，并自动定位根因，标本兼治。

④智能维保：预测备件寿命，推送养护任务，轻松管理。

四、效益评价

（一）保障设备稳定运行

通过智能控制减少人工误操作，智能维保减少设备带病运行，定位辅助维修标本兼治，实现：

设备故障率降低80%

故障维修时间缩短60%

降低维护成本

通过远程监测和智能控制实现无人值守，异常诊断和智能维保降低人员要求，通过合理运行养护和备件寿命预测延长备件寿命，实现：

人工成本降低50%

备件成本降低50%

降低能耗

通过节能控制模式，实现：

主风机节能20%

罗茨风机节能60%

旋供器节能60%

空压机节能50%

（二）解决方案的先进性

1.国内外同类解决方案大都定位在端边云的某一层面，如端侧的技术改造或者云端的平台服务，而本系统从端侧数采、边缘计算到云端智能的完整解决方案。

2.国内外同类解决方案仅实现了数据展现和简单分析，而本系统在结合设备机理、专家经验和数据算法的基础上，实现了深度认知和决策。

3.本系统可以灵活适配处于不同工况下的不同结构的除尘设备，可以赋能各行业布袋除尘设备的智能运维，具有广阔的市场前景。

五、获得荣誉

公司入选浙江省首个矿山产业服务站“绍兴嵊州安全环保绿色矿山产业服务站”、2021年度绍兴市数字化车间，荣获绿色矿山科学技术二等奖、矿业装备质量奖银奖，先后通过“三体系”认证、绿色矿山建设水平5A级认证、能源管理体系认证。

六、小结

由中国砂石协会牵头编制的《砂石工业“十四五”发展实施方案》中明确指出：坚持把科技创新作为第一动力，深入实施创新驱动发展战略，加大科技研发的投入，加快科技成果转移转化，强化创新平台载体支撑。提出“激发内生动力，加强重大科技攻关，对标国际一流，着力突破发展瓶颈问题，使科技创新成果更多走进生产一线，多项技术工艺装备入选《建材工业智能制造数字转型典型案例》，具有中国特色的砂石科技创新体系加快形成”目标。

浙江交投嵊兴矿业有限公司“玄武岩石料生产线除尘设备智能运维系统”的入选，是我国砂石行业科技创新的生动体现，提升砂石传统产业竞争力的同时，助力突破当下砂石行业发展瓶颈，为绿色矿山、绿色工厂、绿色砂石基地建设等提供重要技术装备支撑，对于推动砂石行业高质量健康有序发展有着极为重要的意义。

来源：中国砂石协会