2021 年,海螺水泥作为亚洲最大的水泥熟料供应商,敏锐地洞察到传统的 APC(生产优化系统)迭代能力跟不上业务需要,软件适应性不强、数字化沉淀和复用受限,造成全局优化能力不佳的结果,果断利用阿里云工业大脑 AICS 平台,聚焦于水泥产线的 两磨一烧 核心场景,完成能耗优化和工艺优化,分为下面几步。
第一步:数据采集与清洗。结合工艺专家经验,水泥工业大脑首先将生产系统、控制系统、设备管理系统、能源管理系统中的海量数据进行提取,包括质检数据、DCS 数据、环境数据等。同时对数据进行清洗,剔除噪音数据或无效数据,补充缺失数据,为下一步模型训练提供高质量的数据资产。
第二步:模型搭建。采用先进的机器学习算法、神经网络算法,结合先进过程控制模型,对所收集到的度数据进行建模,真实还原水泥产线上的实际生产过程。并通过对大数据模型的参数进行调节,以实现从输入参数到输出参数的非线性映射关系。
第三步:机器学习。通过采集六个月的历史数据,分析多达上百个变量之间的耦合关系,并对模型的输出进行预测,使风、煤、料的最佳组合范围可量化、可视化,达到同等产量熟料质量最好;同等质量情况下,产量最高;或是同质同产情况下,能耗最低。
第四步:在线控制。最终生产线工艺参数的设定,会结合工艺参数范围、步长信息、工艺参数实时值等,由水泥工业大脑进行多变量综合分析,实时针对各工况的产量、质量、能耗多目标进行寻优,推荐一组最佳的工艺参数实时反写回分散控制系统,实现水泥核心生产过程的自动驾驶、无人值守。
海螺水泥仅仅两个月时间,就实现了高自动控制的水泥工艺优化。在这个过程中,降低了 2%--3% 的能耗,对于水泥日产量 1.2 万吨的工厂来说,这一能耗节省非常可观。在后来的一段时间,逐步完成了全局优化的节能测试。结果显示,该系统的节能水平超过了国外知名厂商同类型软件。
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