04　綠色新型墻體材料智能工廠——茌平信源環(huán)保建材有限公司

企業(yè)簡介

茌平信源環(huán)保建材有限公司隸屬于信發(fā)集團，成立于2017年7月，注冊資本為1億元，是一家綜合利用工業(yè)副產(chǎn)廢棄資源粉煤灰、脫硫石膏、爐渣、電石渣生產(chǎn)粉煤灰蒸壓環(huán)保磚、環(huán)保型蒸壓加氣混凝土砌塊、研發(fā)生產(chǎn)銷售于一體的科技環(huán)保型生產(chǎn)企業(yè)。

該公司是國家發(fā)改委“雙百工程”示范基地項目、國家大宗固廢綜合利用基地項目的承接單位，中國建筑材料聯(lián)合會石膏建材分會副理事長單位，2019年被認定為國家級高新技術企業(yè)，2020年被認定為山東省“專精特新”中小企業(yè)，2020年度山東省重污染天氣重點行業(yè)績效評級引領企業(yè)，榮獲2019年度山東省循環(huán)經(jīng)濟科學技術獎三等獎、山東省建筑節(jié)能科學技術獎三等獎，2020年被評為山東省建筑節(jié)能協(xié)會副會長單位。公司生產(chǎn)的蒸壓加氣混凝土砌塊被評為“國家級綠色設計產(chǎn)品”。公司于2019年開始建立、實施ISO9001質(zhì)量管理體系、ISO45001職業(yè)健康安全管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、ISO45001能源管理體系，并于2020年獲得認證證書。

公司研發(fā)技術力量雄厚，在工業(yè)固體廢棄物綜合利用技術的研究、開發(fā)與應用方面均處于同行業(yè)領先水平，擁有聊城市工業(yè)固體廢棄物資源綜合利用重點實驗室、山東省新型墻體材料科研實驗基地等研發(fā)平臺。目前已獲得18項實用新型專利，是聊城市知識產(chǎn)權保護的重點聯(lián)系單位。

案例實施情況

總體設計

本項目是茌平信源環(huán)保建材有限公司對熱電廠產(chǎn)生的脫硫石膏、粉煤灰等工業(yè)固廢全部吃干榨凈，資源化的循環(huán)利用，采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能、智能控制等先進技術手段，搭建綠色新型建筑材料信息化、數(shù)字化、智能化的系統(tǒng)平臺，推進智能裝備、自動化控制、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）、智能物流等技術在綠色新型建筑材料行業(yè)上的應用，將新一代信息技術貫穿于設計、生產(chǎn)、管理、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，構(gòu)建以綠色新型建筑材料產(chǎn)品工藝和質(zhì)量為基礎，以生產(chǎn)智能化為核心，以提高產(chǎn)品質(zhì)量為目的，年產(chǎn)1億平方米脫硫石膏紙面石膏板、280萬立方米粉煤灰加氣砌塊和2.4億塊粉煤灰蒸壓磚的綠色新型墻體材料智能工廠。實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線無固定操作人員，柔性化生產(chǎn)，產(chǎn)品全生命周期可追溯，核心裝備安全可控，企業(yè)內(nèi)部信息互聯(lián)互通，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提升等目標。

項目總體技術架構(gòu)分為物理層、采集層、網(wǎng)絡層、平臺層、應用層和展示層。

物理層是構(gòu)成智能工廠的物質(zhì)技術基礎，由核心智能制造裝備、自動化生產(chǎn)線、車間智能化物流系統(tǒng)等智能設備組成。

采集層包括可編程邏輯控制器（PLC）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）等。

網(wǎng)絡層是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)，建設統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，由有線和無線網(wǎng)絡構(gòu)成全廠萬物互聯(lián)的“高速公路”。

平臺層構(gòu)成企業(yè)的大數(shù)據(jù)中心，由數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)算法引擎等構(gòu)成。

應用層實現(xiàn)工廠的業(yè)務集成，實現(xiàn)面向工廠的生產(chǎn)管理和經(jīng)營管理，包括制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）、智能安全管控系統(tǒng)等。

展示層由手機端、PC端和智慧大屏組成，主要對工廠運營狀態(tài)進行展示。

實施內(nèi)容與路徑

本項目研制面向綠色新型墻體材料生產(chǎn)線的核心智能裝備、智能物流裝備、數(shù)字化車間、智能工廠信息化管理平臺等裝備系統(tǒng)，建設無固定操作人員的綠色新型墻體材料智能工廠，全面提升產(chǎn)品設計、工藝、制造、檢測、物流、信息化等產(chǎn)品全生命周期各環(huán)節(jié)的智能化水平，實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的應用研究與突破。

項目分為三大任務：

任務一：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)建設和大數(shù)據(jù)中心建設；

任務二：采用人工智能、機器視覺和工業(yè)機器人，完成智能裝備研發(fā)和智能化生產(chǎn)線的建設；

任務三：業(yè)務系統(tǒng)集成，建設基于MES的管控一體化智慧管理平臺。

實施路徑：

以核心智能制造裝備、智能化生產(chǎn)線、車間智能物流裝備為重點建設方向，采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、自動控制技術，并充分利用研發(fā)設計、生產(chǎn)經(jīng)營管理、制造執(zhí)行管理等信息化系統(tǒng)，建立綠色新型建筑材料智能工廠。

采用機器人、機器視覺、AGV、智能配料系統(tǒng)等技術裝備實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的閉環(huán)，實現(xiàn)從原料精準制備、成型、干燥、質(zhì)量在線控制、自動化包裝和自動裝車發(fā)運全流程的智能化生產(chǎn)。

建設工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)外部的硬件設備數(shù)據(jù)采集和連接，滿足工廠內(nèi)部智能化、網(wǎng)絡化及與外部信息交換的需求，實現(xiàn)網(wǎng)絡聯(lián)通、數(shù)據(jù)打通、業(yè)務打通。

通過基于MES系統(tǒng)的智慧管理平臺，完成對ERP、MES、DCS等多系統(tǒng)的融合應用，實現(xiàn)透明化、可視化、智能化的生產(chǎn)管理和運營決策。

案例特點

采用機器人、自動裝車系統(tǒng)和全自動包裝機等智能裝備，實現(xiàn)了無固定操作人員的大規(guī)模自動化生產(chǎn)。

采用在線質(zhì)量控制系統(tǒng)，在線監(jiān)測產(chǎn)品的寬度、厚度及濕度，通過機器視覺，對產(chǎn)品進行在線檢測和分析，形成了全流程的質(zhì)量管控體系。

通過分布式控制系統(tǒng)DCS及PLC實現(xiàn)生產(chǎn)線的一鍵啟停。專家優(yōu)化控制完善了生產(chǎn)參數(shù)的自動跟蹤和在線修改配方的功能，減少了原輔材料的浪費，保障了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

采用電廠余熱作為烘干系統(tǒng)的熱源，采用三組十二層烘箱結(jié)構(gòu)，做到了能源利用最大化、溫度控制自動化、產(chǎn)量平衡智能化。

智慧管理平臺、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心的建設，在數(shù)據(jù)融合、業(yè)務打通等方面進行了集成應用，實現(xiàn)了工廠透明化、智慧化管理和決策。

實施效果

本項目利用電廠排出的灰、渣和脫硫石膏，建設新型制磚、砌塊、脫硫石膏板項目，上游產(chǎn)品的廢料成為下游產(chǎn)品的原料，減少固廢儲存和運輸，達到“出灰不見灰、出渣不見渣、污染變資源”的目的。粉煤灰和脫硫石膏粉等原料通過管道直接輸送到工廠，減少物料運輸中間環(huán)節(jié)的環(huán)境污染。脫硫石膏生產(chǎn)紙面石膏板項目，采用先進的脫硫石膏二部煅燒法工藝，100％脫硫石膏為原料生產(chǎn)紙面石膏板。

項目實施后，實現(xiàn)了自動化的閉環(huán)生產(chǎn)，數(shù)據(jù)采集率達到了90％，車間內(nèi)數(shù)控設備占80％以上，主要設備聯(lián)網(wǎng)率達到100％，實現(xiàn)了工廠的互聯(lián)互通。生產(chǎn)設備運行狀態(tài)實現(xiàn)了實時監(jiān)控和故障自動報警，生產(chǎn)任務指揮調(diào)度實現(xiàn)了可視化，關鍵設備能夠自動調(diào)試修復；車間作業(yè)基于主生產(chǎn)作業(yè)計劃自動生成，生產(chǎn)制造過程中物料投放、產(chǎn)品產(chǎn)出數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動采集、實時傳送。根據(jù)車間生產(chǎn)制造特點和需求，配備相應的車間環(huán)境（熱感、煙感、溫度、濕度、有害氣體、粉塵等）智能監(jiān)測、調(diào)節(jié)、處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對車間工業(yè)衛(wèi)生、安全生產(chǎn)、環(huán)境自動監(jiān)控、自動檢測、自動報警等智能化控制，安全生產(chǎn)防護符合行業(yè)規(guī)范要求。生產(chǎn)過程采用二維碼、條形碼、移動掃描終端等自動識別技術，實現(xiàn)對物品流動的定位、跟蹤、控制等，車間物流根據(jù)生產(chǎn)需要實現(xiàn)實時配送和自動輸送。通過智能化建設，工廠生產(chǎn)效率提高25％，用工成本降低50％以上，產(chǎn)品不良品率下降80％，節(jié)約能源15％，實現(xiàn)了較好的經(jīng)濟效益。

項目實施后，CCTV-10《走近科學》欄目于2019年5月22日播放的“石膏新生”節(jié)目以此為例，重點介紹了熱電廠固廢脫硫石膏的資源化利用做法。中國建筑材料聯(lián)合會組織的第十四屆全國石膏技術交流大會于2019年11月3日在聊城舉行，由信發(fā)集團承辦。會議期間，與會專家重點觀摩，該公司的項目得到了專家學者的一致好評。