贾华平纵论智能水泥厂及建设路线(二)——水泥“智”造到底怎么造?


作者:贾华平

二、智能化的概念与基本要素

人类的“智慧”,是从感知(信息的检测与传递)到记忆(信息的储存)再到思维(对信息的逻辑化处理、对已有逻辑的因果类比),这一活动过程被称为“智慧”;

智慧的结果(因果类比的导向作用)将产生行为和语言,将行为和语言的表达过程称为“能力”;

将智慧和能力合在一起简称为“智能”,由人类创造的类似于人类智能的技术称为“人工智能”。

人工智能应该具有以下4个特点:

1、具有感知能力。

即具有能够感知外部世界、获取外部信息的能力,这是产生智能活动的前提条件和必要条件;

2、具有记忆和思维能力。

即能够存储感知到的外部信息、再通过思维将信息转化为知识、累积为经验,同时能够利用已有的知识和经验对信息进行分析、计算、比较、判断、联想、决策;

3、具有自学习和自适应能力。

即通过与环境的交互作用,不断学习积累知识、不断的类比获得经验,使自己能够适应环境的不同变化。这就是:“智能”不可或缺的“深度学习”

4、具有行为决策能力。

即能对外界的信息作出反应,能在逻辑的驱动下形成意愿,然后通过语言和行为把意愿表达出来。

智能制造

所谓“制造”,是指对原材料进行加工或再加工,以及对零部件进行装配,由此获得产品的过程;被赋予一定人工智能的制造过程被称为“智能制造”。

比如,德国的工业4.0、美国的先进制造业、英国的工业2050、日本的战略创新创造、韩国的制造业创新3.0、印度的印度制造计划,包括我国的中国制造2025,尽管各国叫法不同,但其本质都是智能工业。

当然,有关智能制造,目前还没有形成明确的定义,社会各界的认识及理解也各不相同。

我国工信部《智能制造发展规划(2016-2020年)》,对“智能制造”给出了较为明确的定义:

智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。

智能制造并不单是生产制造上的自动化、智能化,更是应用到从数据层的机器视觉、射频识别、传感器等,到网络层的物联网、大数据、云计算等,再到执行层的智能装备、机器人、3D打印等,最后形成智能工厂的制造方案。

智能工厂

由工信部的定义可见,“智能工厂”涵盖:

智能装备集成、计算机辅助工具、生产管理、供销系统,通过大数据、物联网、云计算实现智能化互操互控,进而实现生产资源、装备运行、工艺流程、业务流程、资金流程的动态协同配置。

所谓智能装备,属于上游装备制造厂的智能产品。对自身关键部位的关键参数,诸如位移、温度、振动、上油、过水等,具有感知、分析、推理、决策、控制、外传功能,方便接入智能工厂的集成系统、方便智能工厂的运行管理和维护维修。

智能工厂应该同时具有如下特点:

1、智能工厂的生产厂通过物联网获取定制,通过物联网把原料和生产设备连接起来,根据用户喜好的特性,适时多品种、小批量、定制生产,再通过物流系统发送给用户;

2、智能工厂的产品也是智能的,可以收集用户信息通过物联网上传给生产厂,方便生产厂提供售后服务,进一步获取附加值;

3、智能工厂的生产设备也是智能的,通过物联网实时上传数据反映自身状况,方便生产厂调剂任务和检修维护。

广义的发展:

每个智能工厂又可以通过物联网和区块链,将它的原燃材料、装备制造厂、上游生产厂、下游生产厂、销售网络、最终消费者连接起来,人类劳动最终被人工智能取代。

因此,智能工厂不可能单个存在,至少是一个产业链的系统集群;

因此,智能工厂不可能一蹴而就、一步到位,是一个需要大数据积累、滚动推进、迭代发展、逐步进化的系统工程。

三、智能水泥厂的官方定义

2020年9月16日,工业和信息化部办公厅又下发了《建材工业智能制造数字转型行动计划(2021-2023年)》的通知。

要求到2023年,建材工业要推选6家智能制造标杆企业,打造20个数字矿山,建立50个智能工厂。

数字矿山以运用“三维仿真、智能采选、自动配矿、无人驾驶、灾害监控”等手段,建成安全、高效、绿色的数字矿山。

智能工厂的建设标准:

包括“智能生产、智能运维和智能管理”为一体,以原料制备、破碎粉磨、窑炉控制、物流仓储、在线检测等关键环节为重点,形成具有智能感知、自动执行、深度学习、智能决策、密码防护等功能的智能化、数字化、集成化系统。

重点形成窑炉优化控制、磨机一键启停、设备诊断运维、生产远程监控、智能质量控制、能耗水耗管理、清洁包装发运、安全环保管理、固废协同处置等集成系统解决方案。

利用大数据、云计算、物联网、区块链、5G通信、虚拟现实、工业互联网、智能传感器、神经网络芯片、工业机器人、智能交互系统等,突破智能控制和优化、数据采集与分析、故障诊断与维护、密码防护等一批核心技术。

智能工厂的技术场景包括:

(1)运用大数据的采集、分析、挖掘等技术,提高监测追溯、预测维修、质量控制、供应链管理、能源管理等智能运营能力。

(2)在智能生产、智能决策、智能物流、智能监测、智能追溯等领域,应用先进算法、机器学习、智能芯片。 

(3)应用物联网技术实现智能感知、识别、定位、跟踪、管理,促进企业将基础设施、业务系统、设备产品向云端迁移。 

(4)利用5G通信高带宽、低时延、大连接等技术优势,在无人驾驶、远程爆破、设备运维等领域实现互联互通。 

(5)利用计算建模、实时传感、虚拟现实、仿真技术等数字孪生手段,实现建材工厂可视化、可预测、可维护、可回收。

(6)利用区块链技术实现与上下游产业链的产品交易、信息追溯、质量管理等功能。 

本篇文章来源于微信公众号: 智慧水泥


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