为践行“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略决策，贯彻落实《“十四五”工业绿色发展规划》，加快推进工业节能降碳，构建工业绿色低碳转型与工业互联网赋能绿色低碳发展相互促进、深度融合的现代化产业格局，受工业和信息化部节能与综合利用司委托，中国工业互联网研究院面向社会公开征集工业互联网赋能绿色低碳发展优秀案例。本文是本次征集活动的优秀案例之一。

　　水泥行业作为我国国民经济的重要基础产业，也构成了现代城市建筑的躯干。放眼全球，水泥行业贡献了碳排放总量的7%。我国生产全球近六成水泥，水泥行业碳排放量也逾全球水泥产业碳排放总量的一半。安徽海螺集团有限责任公司是全球水泥行业的第2大企业，也是我国最大的建材企业集团之一。

　　海螺集团旗下拥有近两百家水泥厂。当前水泥行业的发展正处于新旧动能更迭的关键阶段，自动化、智能化和信息化水平参差不齐，急需采用融合工艺机理的智能化和信息化技术，推动生产、管理和营销模式从局部、粗放向全流程、精细化和绿色低碳发展方向变革，解决资源、能源与环境的约束问题，提高生产制造水平和效能，实现水泥行业高质量发展。

　　本项目围绕“端+网+云+用”为核心体系，“共性技术作支撑保障、规模应用拉动产业发展”的指导思想开展工作。

　　主要包括：摄像头、无人机、PLC、传感器等。相比 4G、NBIoT、WiFi 和蓝牙等无线G 网络拥有更低时延、更高速率和更好体验，相应的5G终端能够更好的配合MEC及网络切片等技术。

　　面对工业网络需求（如带宽、时延&安全等），传统网络部署方案无法高效经济地满足垂直行业需求。本次项目中采用5G特有的MEC+切片技术方案，一个物理网络切分为多个专用的、虚拟的、隔离的逻辑网络，实现一网多用，多网融合效果，保护用户数据安全可靠。

　　对于水泥制造企业而言，每天都会产生大量的数据，大量数据因为没有处理而处于荒废状态。本项目中，将监控平台、VR平台、AI分析平台部署在天翼云，充分利用先进的深度学习和机器学习等先进的技术，实时检测相应设施状态，通过人机协同实现预测预防和流程闭环，并支持云服务管理、设备联网、大数据分析等功能，实现云网融合的体系架构。

　　主要是在智慧矿山、智能工厂等场景开展示范研发。主要分为展示、控制和采集三大类业务，其中展示业务包含VR工业辅助、各场景AI监测分析等；控制类业务包含智能安防、设备控制等；采集类业务包含各类生产数据等。

　　基于5G+工业互联网思路和降低碳排放的需求，进一步改善海螺水泥600585）现有系统的自动程度与能耗优化能力，在现有MPC系统之上建设水泥烧成及原料粉磨能耗优化系统(RTO)。该系统是一个基于原水泥窑、磨MPC系统之上的工艺参数优化系统（如下图所示），是对现有成熟MPC系统的进一步优化，最终实现对窑、磨系统的稳定且低耗的自动驾驶。

　　该系统的技术方案广泛采用了将机理知识与数据融合策略，增加了方案的可解释性，具体在数据预处理（例如：时滞对齐，滤波参数选取等）、工况判断（例如：启停磨、窑尾堆料等）、模型构建（例如：历史系统状态、未来CV设定值和标签的构造方式），优化推荐值合理性判断（例如：CV内在制约关系的梳理）等方面；同时该方案考虑了针对设备长期工况渐变情况下能够同步进行模型演进适配的终身学习策略，形成与MPC融合的控制优化一体化融合技术体系。能够通过预测生产系统运行工况，以生产稳定与经济性能最优为目标计算底层控制回路设定值，通过不断积累数据、挖掘工艺知识，具备不断提升优化空间的自学习能力。

　　与实验室测试环境不同的是，本项目在真实的工厂进行场景测试，由于工厂环境、工厂机器，工人技术水平因素，与5G的融合应用更加复杂。因此本项目测试环境真实可靠，在测试过程中实事求是，项目推广性强。

　　同时，本项目与海螺智能工厂目标相吻合，可以提供多场景的5G接入测试，目前已实现了4K视频监控，VR参观，矿区爆破无人机巡检、堆料口阻塞AI分析监测、水泵房远程控制、MEC平台搭建、装船机溜桶居中等场景，随着相关技术的成熟，将进一步降低数据传输时延和保障数据安全。在智能生产场景，将根据生产需求和网络条件，适时对生产设备进行5G网络接入，可以在水泥、矿山行业内进行规模复制。

　　本项目通过在海螺水泥厂引入5G网络，借助5G大带宽、低时延、高可靠的通信特点，融合AR、图像识别等新技术能力，其经济效益显著，帮助海螺水泥节约电力4亿千瓦时、CO 减排74.77万吨、污染物减排3万吨、SCR脱硝效率达90%，同时员工劳动强度降低21%。

　　该应用是非常典型的5G企业网整体解决方案，为大中型企业提供通用的、可复制的解决方案。5G与云计算、大数据、人工智能、虚拟增强现实等技术的深入融合，将成为水泥行业升级转型的关键基础设施，支持海量的机器通信，促使工厂网络架构不断优化，有效提升网络协同制造与管理水平，促进工厂提质增效。

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