海螺集团:水泥+AI,激活传统工业的“智造基因“
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“世界水泥看中国,中国水泥看海螺”,这句来自世界著名水泥评议机构英国ICR杂志的经典评论,一语道出海螺集团在水泥行业的领军地位。自1996年正式成立,安徽海螺集团有限责任公司(简称:海螺集团)建成了中国第一个千万吨级特大型水泥熟料生产基地,成为全球最大单一品牌水泥制造供应商,水泥年产能4.03亿吨,是首登ICR世界水泥六强榜单的中国水泥企业。深中通道、上海东方明珠、迪拜哈利法塔等世界级工程都能见到海螺集团的身影。
然而近年来水泥市场波动明显,尤其是水泥生产流程复杂,涵盖原料配比、煅烧控制、设备运维等多个环节,传统的人工管理和经验决策模式难以满足现代工业对效率、安全与环保的高要求,行业正处于向数智化、绿色化转型的关键期。
近年来,水泥市场波动明显,行业正处于向智能化、高端化、绿色化转型的关键期。水泥生产流程复杂,涵盖原料配比、煅烧控制、设备运维等多个环节,传统的人工管理和经验决策模式难以满足现代工业对效率、安全与环保的高要求,而智能化技术或可为传统制造业提供“智造“转型的新驱动力。
面对智能化变革的浪潮,海螺集团于2024年起启动了AI大模型的场景建设,在2025年基于华为云Stack底座建设人工智能训练中心,利用盘古大模型能力联合开发出行业首个AI大模型——云工大模型,通过全流程智能化改造,重塑水泥生产的传统模式。
熟料是水泥生产过程中,将石灰石、粘土等原料经过1400℃的高温煅烧后得到的半成品。而平时所说的“水泥”,是由水泥熟料、石膏和少量混合材料磨细制成的“成品”。水泥的最终强度是衡量其品质的核心指标,而熟料质量则是决定水泥强度的关键,熟料硬不硬,决定了抗压强度是否过关。
传统人工实施的强度检测,要将熟料样品制成试件、并开展一定时间的专业养护,在3天和28天分别进行检测。3天强度是熟料出炉后最早能直观反映质量的“试金石”,代表水泥强度的早期性能;而28天强度则是行业公认的 “硬指标”,代表水泥强度的最终性能。与此同时,水泥生产却是一直在进行的,当人工检测的28天强度结果出炉时,对应批次的熟料早已生产完毕并入库,这时想再进行生产调整已是“马后炮”。
为此,海螺集团整合了原材料、烧成过程及熟料成分等150多条数字化生产线的各类数据,通过华为预测大模型能力,训练出融合基模型+工况模型的M-MoE(多尺度混合专家)孰料强度预测模型,再根据熟料样品的成分数据进行推理分析,从而实现熟料3天强度和28天强度的精准预测,其准确率在±1兆帕范围内达到85%以上(vs人工推算准确率70%)。
AI大模型如同为水泥做了一场“超前体检”,通过提前预知水泥强度情况,科学地指导前端生料、后端水泥的最优配比,实现生产精细化控制,推动“事后调整”迈向“实时调控”,进一步保障产品质量的稳定性。
那么,如何在保证水泥质量的前提下,降低生产成本呢?
水泥生产过程可以概括为“两磨一烧”,“烧”最重要。煅烧温度不仅影响水泥熟料中的矿物含量,还会影响到矿物晶体结构,这都与熟料强度密切相关。煅烧也是水泥生产中能耗最高、成本占比最大的环节(约占总生产成本50%),因此,减少煅烧的煤耗成为控制水泥生产成本的重中之重。
对此,海螺集团基于华为预测大模型,构建了水泥烧成全局寻优能力,融合工艺机理、专家经验与数据驱动构建混合优化模型,通过对烧成热工系统的多维度分析和全面价值挖掘,实现更加精准、智能的生产参数优化与控制。
以前,烧成过程中的窑炉“火候”,全凭操作员的经验判断。如今,云工大模型通过深度学习水泥烧成系统控制策略,实时分析回转窑的喂料量、温度、压力等生产数据,动态优化工艺参数,精准找出生产过程最佳的运行方案。从而烧制出强度可控制、质量更稳定的水泥熟料,使得游离钙标准偏差降低10%,也让标准煤耗在一级能效基础上再降低1%,引领业界绿色智能化生产的先进水平。以一条日产5000吨的熟料线为例,每年可以减少4500吨以上的二氧化碳排放,按一棵树一年吸收18.3千克二氧化碳测算,相当于种植了24.5万棵树。
安全生产是建材行业坚守的底线。水泥生产现场环境复杂,存在高温气体、高压用电、运转设备等多重风险,传统安全管理方式难以做到全方位实时监管。
海螺集团通过在电力室、预热器、纸袋库等场景部署摄像头与各类传感器,汇聚停送电平台、DCS集散控制系统等多维度信息,构建安全管控一体化平台,对现场人员、设备、环境等20余类安全风险场景进行全流程监督、实时分级预警,得益于华为视觉大模型的能力,异常场景的识别准确率达95%以上,从源头减少、消除生产过程中各类安全风险隐患。
海螺集团还将AI大模型与水泥原料运输的“穿梭巴士”——带式输送机相结合。带式输送机具有高带速、大运量的特点,十数公里的长皮带比比皆是,隐患排查和维护检修全靠人工长途跋涉,传统 “用眼睛看,用耳朵听,用设备测”的方式无论是在效率还是精准性方面都有不足。
如今,通过集成光纤听诊、弱磁检测、雷达扫描、高频振动、视频监管等多元异构数据,海螺集团携手华为的视觉大模型,开发出带式输送机综合性AI解决方案,对托辊异常、皮带撕裂等28类场景进行实时管控,实现装备7*24小时监测预警,巡检方式也实现了从“人员脚力”向“AI智力”的跃迁。
当AI大模型遇上传统水泥制造,智能化让数据成为了水泥生产的新型“燃料”,智能化让传统产业实现绿色蜕变。这不仅是当下生产技术的革新,更是未来生产范式的革命。