“5G + 工业互联网” 水泥行业报告 2020 年 9 月 联合发布单位:中国电信集团有限公司、中国水泥协会、中国 信通院技术与标准研究所、建筑材料工业信息中心 目录 前 TABLE OF CONTENTS 言 Ⅲ (一) 水泥行业经济运行情况 01 ( 一 ) 产业政策扶持 01 ( 二 ) 行业发展现状 01 ( 一 ) 数字化转型新趋势 04 ( 二 ) 信息化需求新挑战 05 ( 一 ) 水泥行业 5G 网络部署方案 06 ( 二 ) 典型应用场景 10 1. 矿山爆破业务场景 10 2. 矿山开采运输业务场景 13 3. 水泥生产环节监测场景 16 4. 安全运维业务场景 20 5. VR 远程参观场景 25 ( 三 ) 典型案例 27 1. 海螺水泥 27 2. 华润水泥 27 3. 重庆西南水泥 29 4. 江西瑞金万年青水泥 29 5. 红狮水泥 30 6. 千业水泥 30 (二) 水泥企业发展趋势和需求 04 (三) 5G 应用典型场景及技术方案 06 I 目录 TABLE OF CONTENTS (四) “5G+ 工 业 互 联 网” 水 泥 行业发展建议 31 ( 一 ) 加快“5G+ 工业互联网”新型 网络基础设施建设 31 ( 二 ) 加快培育水泥行业可复制可 推广的典型应用场景 31 ( 三 ) 打造“5G+ 工业互联网”水泥 行业创新能力 缩略语 32 II 31 前 言 PREFACE 4G 改变生活,5G 改变社会。作为新型基础设施的重要组成部分,5G 和工业互联网的融 合创新发展,将赋能工业行业数字化转型,促进经济高质量发展。我国是水泥生产和消费大国, 水泥产量占世界水泥总产量的 60% 左右。当前,水泥行业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,亟需提高生产制造水平和效能,实现水泥行业“调结构、 降成本、补短板、增效益”高质量发展。 “5G+ 工业互联网”融合了云计算、大数据、人工智能等技术,将构建满足水泥行业业务发 展需求的大带宽、低时延、大连接的无线网络基础设施,催生融合创新应用,为水泥行业高质 量发展增添新动能,带来发展新机遇。华润水泥、海螺水泥、千业水泥等一大批水泥企业积极 发力,与基础电信企业合作,利用“5G+ 工业互联网”技术赋能水泥行业各大业务场景,提质增 效显著,为业界树立一批内网改造建设、融合应用创新的标杆样板工程。 为推动“5G+ 工业互联网”在水泥行业的应用,中国电信集团有限公司联合中国水泥协会、 中国信息通信研究院技术与标准研究所、建筑材料工业信息中心等相关单位编写本白皮书,分 析水泥行业的发展现状及需求,梳理了“5G+ 工业互联网”典型应用场景,指导行业开展“5G+ 工业互联网”应用实施。 III 编写单位 AUTHOR UNIT 中国电信集团有限公司、中国水泥协会、中国信息通信研究院技术与标准研究所、建筑材料工 业信息中心、中国建筑材料科学研究总院 编写组成员(排名不分先后) MEMBER OF THE AUTHOR TEAM 中国电信:孙健、陆晋军、李春宇、张东、李成、刘林青、靳亚男、崔逊田、王旭、周云乐、 杨国龙 中国水泥协会:孔祥忠、王郁涛、陈柏林 中国信通院技术与标准研究所:于青民、黄颖、许洁、刘翼如、康陈、孟照腾、刘宇杰 建筑材料工业信息中心:江源、万佳艺、韩东阳、胡雅涵 中国建筑材料科学研究总院:王益民、陈为尚、程华 此外,感谢下列相关企业和专家大力支持: 华为:刘航 海螺水泥:赵波、王超华 江西万年青:刘强 IV 水泥行业经济运行情况 (一) 产业政策扶持 十三五期间,水泥行业深入贯彻落实国办发〔2016〕34 号《关于促进建材工业稳增长调 结构增效益的指导意见》文件精神,以“去产能、补短板、调结构、增效益” 为发展主旋律, 以创新驱动发展为动力,以质量和效益提升为目的,以供给侧结构性改革为主线,着力淘汰落 后产能,压减过剩产能,与此同时,积极推动水泥行业与信息化深度融合。《水泥工业“十三五” 发展规划》明确指出,要“深化工业互联网、物联网、云计算、大数据在水泥工业中的系统应用, 推进水泥工业生产过程数字化、智能化、柔性化发展。” 2015 年,工业和信息化部发布《原材料工业两化深度融合推进计划(2015-2018 年)》, 要求在水泥行业选取 2 ~ 3 家先进企业,建设基于自适应控制、模糊控制、专家控制等先进技 术的智能水泥生产线,到 2018 年水泥行业应用优化控制系统的生产线要达到 50%,建成一批 生产装备智能、生产过程智能、生产经营智能的智能化工厂。2019 年 11 月,工业和信息化部 印发《“5G+ 工业互联网”512 工程推进方案》(以下简称“512 工程”),提出要基于“应用相 对普遍、融合程度较深、产业影响较大、产业链中上游”的原则,遴选 10 个“5G+ 工业互联网” 重点行业,挖掘 20 个“5G+ 工业互联网”典型应用场景。2020 年 9 月,工业和信息化部印发《建 材工业智能制造数字转型行动计划(2021-2023 年)》,提出“创新一批工业互联网场景。构 建网络、平台、安全三大功能体系,鼓励企业积极探索“5G+ 工业互联网”,促进工业互联网与 建材工业深度融合”。该产业政策文件是“5G+ 工业互联网”512 工程实施以来,工业和信息化 部出台的首个针对具体行业明确“5G+ 工业互联网”引导方向的文件,对推动水泥等行业生产方 式的自动化、智能化、无人化变革意义重大。 (二)行业发展现状 水泥作为国民经济建设中重要的基础性原材料,广泛应用于土木建筑、水利、国防等工 程,具有长期不可替代性。水泥工业是国民经济重要的基础产业,是改善人居条件、治理生态 环境和发展循环经济的重要支撑。我国是水泥生产和消费大国,水泥产量占世界水泥总产量的 60% 左右。在我国经济高速增长时期,水泥工业得到了迅猛发展,但随着经济发展由高速增 长阶段向高质量发展的转换,固定资产投资增速放缓,全国水泥需求进入了一个平台期。我国 每年水泥需求总量连续 8 年维持在 22-24 亿吨之间,根据国家统计局数据显示,2019 年全国 水泥产量 23.5 亿吨,同比增长 4.9%。 01 水泥行业经济运行情况 同时,中央坚持以供给侧结构性改革为主线不动摇。为换回碧水、蓝天、净土,今年以来 污染防治攻坚战不断发力,在节能减排、错峰生产、矿山综合整治等环保政策的实施与推动 下,水泥产能发挥被制约。一边是需求平稳,一边是供给收缩,同时,在协会和大企业的带动 下行业自律的效果明显提升,促使我国水泥市场总体产能过剩的供需矛盾得到了明显改善,多 数地区库存水平处于低位运行,支撑水泥价格一路上扬,根据中国水泥协会统计,2019 年全 国 PO42.5( 散 ) 水泥市场价格指数 439 元 / 吨,比 2018 年的 427 元 / 吨,上涨 11 元 / 吨, 同比增长 2.67%。全国水泥价位创本世纪历史高位。2019 年“量稳价升”的运行特征,带动了 水泥行业销售收入首次突破万亿,达到 10126 亿元,同比增长 12.5%,实现利润总额 1867 亿元, 创历史新高。 根据中国水泥协会统计,截止到 2019 年底,全国新型干法水泥生产线累计共有 1624 条, 设计熟料年产能 18.2 亿吨,水泥熟料产能总量得到明显控制,已经连续三年没有增长。水泥 行业集中度不断提升,2019 年底全国前十家熟料产能集中度已经达到 58%。水泥熟料生产线 日产平均规模从 2016 年的 3337 t/d 提升至 3610t/d。 图 1:2010-2019 年我国水泥产量走势图 02 水泥行业经济运行情况 图 2:2015-2019 年我国水泥市场价格指数(PO42.5 散)走势图 图 3:2010-2019 年我国水泥熟料产能走势图 03 水泥企业发展趋势和需求 (一)数字化转型新趋势 水泥行业的发展目前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,亟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。 水泥行业的数字化转型正在稳步推进,主要体现在以下几个方向: 一是从生产工艺的数字化转型角度看,水泥行业具有无间断的生产特性,一旦停机可能造 成巨额经济损失,通过机器视觉、AI 检测等技术手段,第一时间排除生产故障,保障生产的连 续性。通过自动化 + 系统,降低了生产系统操作难度,提升设备的可操作性,加快了生产节奏。 根据各自企业现有工艺情况量身制定一套完整、标准、自动控制的操作方式,减少操作员人为 干预,避免了人力执行的不确定性,推动生产更加高效。 二是从设备运行的数字化转型的角度看,水泥生产设备数量众多,导致设备检修工作量大、 备品备件库存压力大。设备一旦发生突发故障,无法按计划生产,不但会影响生产进度,也无 法保证产品质量。提高设备可靠性、减少故障停机成为数字化生产的重要方向,通过数据分析 可以提前进行预知性检修和检查,加快故障分析判断进度,进而提升维修速度,有效保障水泥 生产的连续性和稳定性。 三是从安全与环境管理的角度看,水泥生产的不安全因素较多,本公司人员安全防护,外 来人员安全识别、行走路线、危险区域预警等都可通过数字系统进行及时有效的辨别。环境管 理方面,强化环境污染的实时监测,通过机器视觉和 AI 分析,避免污染事件的发生;强化生 产工艺管理,自动调节氨水、脱硫剂等辅助材料及添加,达到控制指标值,降低能源消耗,减 少环境污染。 智能水泥工厂建设成为水泥产业数字化转型的重要载体,涵盖了智能控制、智能管理、智 能物流、智能分析和智能服务等方面内容,通过生产过程的自动化控制、生产信息的数字化收 集处理、全局的智能化协同等手段,使生产制造更加透明化,极大提高了水泥产品质量水平。 与此同时,数字化、网络化、智能化的发展趋势,给水泥企业的信息化水平提出新要求,也带 来了前所未有的挑战。 04 水泥企业发展趋势和需求 (二)信息化需求新挑战 1.IT 和 OT 亟须加快融合 流程工业应用开发场景逐步成熟,水泥行业对信息化的需求真正痛点挖掘不足,信息化发 展呈现碎片化趋势。需求的不清晰,导致无论是网络侧还是芯片模组终端领域,在针对水泥行 业特性的投资开发积极性不够,柔性化生产、预测性维护、服务化延伸等在内的关键行业价值 的尚未充分兑现。需要进一步推动 IT 与 OT 的深度融合,加大 OT 部分投

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