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智能制造: 混凝土绿色化的必由之路
 
  来源:中国建设报     2017-09-18
 
 

混凝土绿色化发展已经是一种共识,即使业内尚在坚持传统制造方式的人们,内心也清晰知道绿色化潮流最终是不可抗拒的。而业内的研究者思考的早已不是潮流问题,而是怎样将绿色化更早、更好地实现。为推动混凝土行业向绿色环保、智能制造产业转型升级,中国混凝土与水泥制品协会于近期组织业内专家学者及行业企业负责人先后聚首南京和成都,对绿色化与智能制造的关系发表了很多好的意见。专家们表示,混凝土绿色化可从多方面着手,但最终离不开智慧化的实现,从而为绿色化的突破找到路径,也将智能制造的意义层次大大提高。专家们强调,当前要针对预拌混凝土行业产能严重过剩、行业已陷入发展瓶颈和困境的现实,以科技创新为核心推动力,以绿色、环保、智能制造为路径突破,通过商业模式创新,采用政策指导、环保监督、市场监管、标准规范、行业自律等有效手段,加快产业结构调整,加快落后产能的退出,优化产业结构,实现行业提质升级,达成共识,一致行动,引领行业发展。

新一轮工业革命的核心

我国已成为世界建材生产和消费大国,多年来主要建材产品水泥、平板玻璃、建筑卫生陶瓷、墙体材料生产量和消费量一直位居世界第一,但建材产品产能严重过剩,资源、能源、环保与可持续发展约束不断加剧,高端技术、高附加值产品严重短缺等。智能制造是信息化与工业化深度融合的主攻方向,也代表着先进制造业的发展方向。2015年5月19日,国务院印发的《中国制造2025》明确提出:“以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向。”

中国建筑材料工业规划研究院副院长江源表示,制造业数字化、网络化、智能化是新一轮工业革命的核心技术,也是工业化和信息化深度融合的必然结果,已成为各国占领制造技术制高点的重点领域,对于我国优化产业结构和转变经济发展方式将产生重要作用,成为我国制造业由大到强的巨大引擎。

江源针对信息化、网络化、智能化对我国建材工业的影响强调,首先,信息化、网络化、智能化提升了生产制造水平。上世纪90年代以来,我国的大中型水泥企业生产线几乎全部采用了DCS(集散控制系统)作为控制、监视与管理的重要手段,将计算机技术、网络技术和先进的控制技术相结合,实现了对窑、磨等生产现场情况的监视和控制。目前,国内浮法玻璃企业通过自动控制技术、信息技术、网络技术实现了原料配料控制系统、三大热工(熔窑、锡槽、退火窑)的分布式控制,提高了窑炉的熔化效率、玻璃质量,延长了窑龄、降低了能耗。其次,智能化推动了企业管理变革。近几年来,以中国建材等为代表的建材企业加大了信息化投入,以现代管理知识和信息技术为依托,实现精细化管理、实时监控与决策,有效降低了产品成本和原材燃料消耗,大幅度提高经济效益。同时,智能化提升了产业集中度。近10年来,建材工业生产增长速度最快、产业结构发生深刻变化,已形成了一批具有一定规模的集团企业,水泥、平板玻璃、玻璃纤维等主要产业中先进生产工艺比重达到90%左右,产业集中度大幅度提升。此外,智能化技术促进了建材绿色制造。目前,已有部分建材企业应用了能源管理系统,建立了能源管理中心,通过利用自动控制、计算机网络和数字化计量技术,加强对水、电、煤、气等主要能源的实时监测、精确控制和集约利用。

因此,江源认为,“十三五”期间,根据我国建材工业发展的实际需要,按照抓住高端、创新驱动、突出重点、服务发展的原则,结合国内外相关行业智能制造技术的发展趋势和未来前沿制高点,发展建材工业智能制造基础理论,攻克一批前沿核心技术和共性关键技术,并进行示范应用和产业化,对提升我国建材工业自主研发技术水平,促进建材工业产业转型升级、培育新的经济增长点具有重要的意义。

预拌混凝土的发展需要智能化

专家们认为,近年来,在市场需求拉动和政府政策的指导下,预拌混凝土行业发展非常迅猛,形成从材料设计、原材料制备、混凝土生产、物流运输到工程施工服务的产业链。然而,在经济发展新常态下,前期快速扩张的产能和目前市场需求逐步下降造成预拌混凝土行业严重的产能过剩问题。同时,由于进入门槛低、产业集中度低,产品同质化现象严重,落后产能并存,市场恶性竞争泛滥、应收账款居高不下等问题以及企业自主创新能力弱、技术与产品附加值低等,使预拌混凝土行业已陷入发展瓶颈。

中国建筑材料工业规划研究院副院长孔安认为,存在的问题还包括:行业竞争力低;市场秩序失范;行业管理缺位;市场信息渠道松散,亟待高效整合;技术装备水平不高,研发投入不足;集团化程度不够,创新能力弱。

因此,孔安表示,既有供需矛盾长期存在,还要应对供需新矛盾。而产业链前后端的协同发展难题亟待破解,产业链前后缺乏相互协同支撑,相关需求与知识技能的沟通严重不够。促进上下游行业协同发展,已成为行业发展需要解决的重大问题。同时,还要积极应对要素成本的快速上升。国家环保和生态治理力度的加大,水泥错峰生产等措施的落实、原料端的砂石骨料、水泥成本大幅度提升,但难以传递至下游。造成行业成本上升、经济效益下滑。

此外,技术创新步伐仍需加快。生产性服务业发展滞后,亟待全面提升。长期以来,混凝土与水泥制品行业发展的重点主要在产品生产环节,生产性服务业成为行业发展的薄弱环节,科研开发、技术咨询、检验检测认证、节能环保服务、电子商务等高端服务业发展缓慢且不规范,已远远落后于信息化时代的发展。

孔安表示,在相关部门制定的“十三五”发展规划和目标中,深化信息化和工业化融合,加强行业自动化、信息化、智能化建设,进一步降低企业管理成本、人力成本,保持稳定的市场竞争力等内容已经被明确,智能化在破解混凝土绿色发展难题中将发挥重要作用。

建绿色工厂实现智能制造

专家和业内人士普遍认为,从预拌混凝土行业发展的层面看,智能化生产已势在必行,创新发展已成为预拌混凝土行业突破的重点方向,研究开发智能混凝土工厂的工艺与装备,采用智能的生产技术培育预拌混凝土生产的新模式,是预拌混凝土行业健康发展的重要途径。以数字化、集成化、网络化为特征的智能化系统,将生产管理软件、质量管理软件、能源管理软件、设备管理与智能巡检管理软件、系统维护软件、模糊逻辑和云计算等统一应用于预拌混凝土生产全过程,利用互(物)联网和智能方法提高生产过程的可控性,减少人工干预,构建高效、节能、绿色、环保、安全的混凝土预拌工厂,从而确立预拌混凝土先进制造业的产业属性,这就是预拌混凝土工厂智能化发展的总体目标。

孔安提出的绿色工厂建设包括:厂址选择和总图布置满足经济合理性要求,生产设备设施技术、设备选型满足绿色生产需要,原材料、生产废水和废浆、废弃混凝土、噪声、粉尘、运输采取有效的控制措施,职业卫生设施和措施合理,对废浆、废水、粉尘、噪声监测手段合理有效。同时,孔安也强调要提升预拌混凝土工厂智能制造能力。

中国混凝土与水泥制品协会预拌混凝土分会秘书长师海霞全面介绍了“预拌混凝土智能化工厂模式”,她从智能制造特征、当前预拌混凝土企业智能制造技术应用发展情况、预拌混凝土智能化工厂展望三个方面,阐述了预拌混凝土企业如何基于互(物)联网和信息化技术实现智能化管理模式,最终打造绿色、安全、智能化的工厂。

专家们也指出,实现混凝土绿色生产,除了全员树立环保观念、加强组织管理外,还需要改进设备和工艺,优化生产流程,大量应用基于物联网技术的传感器、控制器,强化生产全程监控和环境监测,解决好环境刚性与生产均衡性的相容与平衡。

显然,信息化技术的广泛应用可有效提升企业绿色生产水平,可以认为,绿色生产是智能制造的重要目标之一,而智能制造也是实现绿色生产的必要手段与途径。

在混凝土搅拌站绿色化、环保化过程中,如何将绿色环保与智能化紧密结合,依然是一些地方面临的新课题。当务之急,一方面是所有的混凝土设备生产厂家要加快智能化改造升级步伐,加强研究,引进技术,消化吸收;另一方面,混凝土生产企业要努力实现智能化发展。

中国混凝土与水泥制品协会执行会长徐永模则认为,信息化与智能化对于预拌混凝土行业意义重大,是高端升级的必由之路,也是降低生产成本的有效途径和质量控制的有效方法,更可以解决“最后一公里”的问题——运输过程中工作性变化的自动监控与智能化调节。

实际上,专家们在混凝土绿色化与智能化的探讨上更为深入和具体,这是行业转型发展必须的理论准备。在这不间断的探讨中,我们感受到混凝土行业绿色转型的迫切性,也看到了其良好的绿色发展前景。因为,无论是绿色工厂还是智能制造,都与时代要求相通,与社会发展的要求一致。

本报记者 薛秀春