水泥工廠智能化發(fā)運關鍵技術研究及應用
提名者:合肥水泥研究設計院有限公司
提名意見:“水泥工廠智能化發(fā)運關鍵技術研究及應用”項目是以合肥水泥研究設計院有限公司為主導,與合肥固泰自動化有限公司合作完成的重點研究與開發(fā)計劃項目。
經(jīng)審查,本推薦書中所列內(nèi)容真實可靠,各欄目均按要求填寫,符合申報要求。鑒于該項目應用水平高,應用范圍廣,經(jīng)濟效益顯著,提名2023年度安徽省科學技術獎(技術進步類)。
眾所周知我國是世界上最大的水泥生產(chǎn)大國,隨著國民經(jīng)濟的快速增長,水泥企業(yè)面臨日益頻繁的大物料進出廠區(qū),如何利用智能化、自動化手段管理企業(yè)廠區(qū)內(nèi)部的物料,成為各個水泥企業(yè)的一項急需解決的難題。
該項目以水泥行業(yè)為背景,基于對發(fā)運流程管控和現(xiàn)代計算機、自動化、智能化技術的深入研究和水泥行業(yè)的現(xiàn)況與需求,制定合理有效地技術方案,有利于企業(yè)的信息化提升,而且對于水泥企業(yè)為代表的建材行業(yè)的信息化建設有著非常重要的意義。
合肥水泥研究設計院有限公司與合肥固泰自動化有限公司合作開發(fā)的該系統(tǒng)包含從車輛排隊入廠、自助辦理登記業(yè)務、無人化過磅、散裝水泥全自動定量裝車、水泥袋自動插袋、水泥包自動裝車到車輛出廠的全流程智能化、無人化管控。并且通過對車輛歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計建模分析,不僅可以預測車輛的排隊等待時間,還可為管理者進行廠區(qū)調控提供科學有效的理論依據(jù),指導水泥廠在水泥銷售旺季時應對排隊車輛增多、排隊時間過長的情況時,及時的調控水泥裝車分配,提高水泥裝車效率,增加水泥廠的發(fā)貨量,進一步提升水泥廠的經(jīng)濟效益。
該項目內(nèi)系統(tǒng)及裝備具有一定的原創(chuàng)性,相關核心技術已經(jīng)申請了發(fā)明專利,且均已授權,項目通過先進的軟、硬件相結合,加上智能化裝備應用,從而提高水泥發(fā)運智能化、信息化水平,達到提高水泥發(fā)運效率、減少人工成本的目的。項目組自主研發(fā)了一套自助接待終端,將IC卡讀寫、發(fā)放、存儲、計數(shù)、整理等功能集成一體,不僅可以完成業(yè)務需求,同時可以代替人工管理;通過應用車輛智能排隊系統(tǒng)的水泥運輸車輛排隊時間預測模型,指導企業(yè)最優(yōu)化調整各品種裝車道數(shù)量以及實現(xiàn)車輛排隊時間的合理預測;通過對多模態(tài)數(shù)據(jù)交互的開發(fā)應用實現(xiàn)對來自RFID、視頻、文本等不同模態(tài)的數(shù)據(jù)信息進行對齊、訓練、添加標簽,提高準確率并防止作弊;建立大宗物料管理平臺,實現(xiàn)企業(yè)發(fā)運的管理與監(jiān)控,實現(xiàn)采購、銷售、財務等一站式服務,為企業(yè)的生產(chǎn)操作者、經(jīng)營者、決策者提供支持,提高水泥工廠的管理水平;自動插袋及裝車系統(tǒng)可有效改善勞動環(huán)境,提高工作效率,提供安全保障,降低生產(chǎn)成本。
該項目水泥工廠智能化發(fā)運關鍵技術的研究應用具有重要的研究意義和實際應用價值??梢酝ㄟ^自動化技術和數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)全流程的智能化操作,從而提高發(fā)運效率、降低人力成本。尤其是自動插袋和自動裝車系統(tǒng)的應用,可以提高發(fā)運的準確性和效率,減少人力投入,為企業(yè)提供更高質量的服務。此外,通過實時監(jiān)控和管理,智能發(fā)運系統(tǒng)可以進一步提升效率和安全性。該項目的實施將推動水泥行業(yè)的智能化、信息化建設,通過應用現(xiàn)代計算機、自動化技術和數(shù)據(jù)分析等手段,提高水泥發(fā)運的智能化、信息化水平,進一步提升行業(yè)的競爭力和效益。因此,該項目具有重要的意義和廣闊的應用前景。
該項目主要研究了(1)智能發(fā)運及其控制相關系統(tǒng)平臺;(2)骨料、熟料等顆粒物全自動定量裝車關鍵技術及制造;(3)自動插袋系統(tǒng)關鍵技術及制造;(4)自動裝車系統(tǒng)關鍵技術及制造。項目產(chǎn)品包含水泥行業(yè)發(fā)運全流程智能化系統(tǒng)及其裝備,具有高度智能化、無人化的特點,可應用于整個水泥行業(yè),市場容量大。項目產(chǎn)品具有原創(chuàng)性,國內(nèi)尚無企業(yè)可以自主完成發(fā)運智能化全流程建設,核心技術申請了專利并授權,具有一定排他性。產(chǎn)品性能優(yōu)于國內(nèi)其他相關產(chǎn)品,具有良好的性價比優(yōu)勢,項目團隊集合了國內(nèi)裝備智能化的多位專家,年齡結構合理,保證了項目系列產(chǎn)品的持續(xù)研發(fā)能力;項目產(chǎn)品生產(chǎn)單位合肥水泥研究設計院有限公司,是專門水泥生產(chǎn)相關設備的國內(nèi)大型央企,市場營銷網(wǎng)絡健全,經(jīng)營力量比較強大,每年企業(yè)自身就承擔多條水泥整線建設,項目產(chǎn)品一經(jīng)研發(fā)成功就可擁有一定的市場占有率,為項目的順利進行提供了有力保障。
項目推廣應用情況:水泥工廠智能化發(fā)運關鍵技術成功應用以來,不僅僅在水泥行業(yè)多處應用,先后在水泥、煤炭、有色金屬等行業(yè)也成功應用,如近幾年新建或改造項目:山西興高能源股份有限公司,山東順科建材科技有限公司,無錫金久水泥有限公司,無錫東一水泥有限公司,廣西南國銅業(yè)有限責任公司、江西南方水泥有限公司、海南昆侖水泥實業(yè)有限公司、鎮(zhèn)雄縣三和建材有限公司等。 產(chǎn)品應用以來,為水泥等企業(yè)提供了合理的裝車道調度、規(guī)范了廠內(nèi)車輛排隊狀況、提高了整體發(fā)運效率、避免了各種作弊現(xiàn)象發(fā)生、解決水泥散裝及袋裝智能化無人化裝車,滿足了各個項目現(xiàn)場無人化、智能化需求,大大降低了公司成本投入,提高了整體智能化應用水平,均獲得業(yè)主的一致好評。
項目經(jīng)濟效益:該項目自應用以來,生產(chǎn)了200余套裝備或系統(tǒng)用于余水泥行業(yè)智能發(fā)運相關,均取得了良好的使用效果,為公司創(chuàng)造良好的收益。
以應用試點某水泥粉磨站人工發(fā)運為例,該系統(tǒng)的應用,可直接節(jié)省人員 8人以上(每班組);過磅效率由 5 分鐘/車次,降低到 30 秒/車次;總體的物流效率由原來 60 分鐘一輛車提高到 25 分鐘一輛車。減少人工成本的同時大大提高了物流效率,若以水泥整線應用計算,帶來的效益更為顯著。
項目社會效益:以水泥行業(yè)為例,當前行業(yè)正處在轉變發(fā)展方式、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構、轉換增長動力的攻關期,產(chǎn)業(yè)鏈還存在不少短板弱項,面臨的資源環(huán)境約束日益加大。本項目的研究成功及應用推廣,為水泥行業(yè)的轉型升級和高質量發(fā)展探索了一條行之有效的路徑,可以大大減少人工成本及解決了傳統(tǒng)發(fā)運作弊現(xiàn)象多的問題。 為此,基于對行業(yè)的現(xiàn)況需求與發(fā)運流程管控和現(xiàn)代計算機、互聯(lián)網(wǎng)技術的深入研究,制定合理有效地技術方案,不僅有利于水泥企業(yè)的信息化提升,而且對于水泥企業(yè)為代表的建材產(chǎn)業(yè)的信息化建設有著非常重要的意義。
1、文章:項目共在各類期刊發(fā)表論文3篇
序號 |
題目或書名 |
出版單位 |
1 |
雙作業(yè)機器人袋裝水泥智能裝車系統(tǒng)研究與設計 |
2021《水泥工程》 |
2 |
工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃方法綜述 |
2022《控制工程》 |
3 |
擺臂式水泥包裝自動插袋系統(tǒng)設計 |
2023《中國水泥》 |
2、知識產(chǎn)權情況
項目共計申請各類知識產(chǎn)權22項,其中發(fā)明申請授權7項、實用新型專利授權8項、軟件著作權授權7項。
序號 |
名稱 |
授權號 |
類別 |
備注 |
1 |
202210464237.X |
發(fā)明專利 |
已授權 |
|
2 |
一種用于水泥發(fā)運車輛廠內(nèi)外排隊系統(tǒng) |
202210450666.1 |
發(fā)明專利 |
已授權 |
3 |
一種升降式碼垛機器人 |
201810756307.2 |
發(fā)明專利 |
已授權 |
4 |
一種糊底水泥包裝袋的轉輸整形限位平臺 |
202210849861.1 |
發(fā)明專利 |
已授權 |
5 |
一種水泥袋傳輸開袋機 |
202111280922.9 |
發(fā)明專利 |
已授權 |
6 |
一種機械手式水泥自動插袋機 |
202011213474.6 |
發(fā)明專利 |
已授權 |
7 |
一種袋裝物料自動碼垛機構 |
201911336147.7 |
發(fā)明專利 |
已授權 |
8 |
一種智能發(fā)運IC卡自動收發(fā)系統(tǒng) |
202220053458.3 |
實用新型 |
已授權 |
9 |
一種用于袋裝物料智能裝車的行走機構 |
202120945073.3 |
實用新型 |
已授權 |
10 |
一種用于裝車機搬運物料的抓手機構 |
202120945063.X |
實用新型 |
已授權 |
11 |
一種物料自動裝車車輛輪廓檢測系統(tǒng) |
202122877840.4 |
實用新型 |
已授權 |
12 |
一種裝配維護方便的糊底水泥袋的整形夾持機械手 |
202221550693.8 |
實用新型 |
已授權 |
13 |
一種糊底水泥袋的轉輸開袋平臺 |
202122663859.9 |
實用新型 |
已授權 |
14 |
袋裝物料箱式自動裝車機的左右排包裝置 |
202320629399.4 |
實用新型 |
已授權 |
15 |
一種箱式自動裝車機的物料輸送裝置 |
202320629395.6 |
實用新型 |
已授權 |
16 |
一卡通發(fā)運控制車輛排隊系統(tǒng) |
2021SR1812365 |
軟件著作權 |
已授權 |
17 |
無人過磅值守控制系統(tǒng)
|
2021SR1810406 |
軟件著作權 |
已授權 |
18 |
一卡通發(fā)運控制自助收發(fā)卡平臺軟件V1.0
|
2021SR1812378 |
軟件著作權 |
已授權 |
19 |
一卡通發(fā)運自動裝車系統(tǒng)軟件V1.0
|
2021SR1810293 |
軟件著作權 |
已授權 |
20 |
物料自動裝車車輛輪廓檢測系統(tǒng)V1.0
|
2021SR1785409 |
軟件著作權 |
已授權 |
21 |
機器人袋裝物料智能裝車機控制系統(tǒng)V1.0 |
2021SR1027531 |
軟件著作權 |
已授權 |
22 |
水泥包裝袋自動插袋機系統(tǒng)V2.0 |
2022SR0587965 |
軟件著作權 |
已授權 |
七、主要完成人情況
序號 |
姓名 |
性別 |
出生年月 |
職稱 |
專業(yè) |
文化程度 |
工作單位 |
項目分工 |
1 |
蘆志強 |
男 |
1982.11 |
正高 |
精密儀器及機械 |
碩士 |
合肥水泥研究設計院有限公司 |
第一負責人 |
2 |
褚彪 |
男 |
1988.11 |
高工 |
精密儀器及機械 |
博士 |
合肥水泥研究設計院有限公司 |
第二負責人 |
3 |
梁龍楊 |
男 |
1996.03 |
助工 |
電氣自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
電氣設計 |
4 |
戴軍康 |
男 |
1981.11 |
高工 |
機械制造及自動化 |
碩士 |
合肥水泥研究設計院有限公司 |
機械設計 |
5 |
張洪波 |
男 |
1989.03 |
高工 |
機械工程 |
碩士 |
合肥固泰自動化有限公司 |
工藝設計 |
6 |
趙勇 |
男 |
1984.11 |
工程師 |
電氣自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
軟件開發(fā) |
7 |
陳剛 |
男 |
1996.06 |
助工 |
機械機械制造及自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
機械設計 |
8 |
高燕 |
女 |
1978.01 |
工程師 |
機械制造及計算機應用 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
軟件測試 |
9 |
朱正忠 |
男 |
1993.07 |
助工 |
電氣自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
系統(tǒng)測試 |
10 |
朱佩婷 |
女 |
1987.04 |
工程師 |
計算機科學與技術 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
軟件開發(fā) |
11 |
徐麗娟 |
女 |
1986.05 |
工程師 |
電氣自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
電氣測試 |
12 |
李旸 |
男 |
1972.05 |
工程師 |
電氣自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
電氣設計 |
13 |
徐艷 |
女 |
1985.07 |
工程師 |
電氣自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
軟件測試 |
14 |
郭劍 |
男 |
1980.12 |
正高 |
電氣自動化 |
碩士 |
合肥固泰自動化有限公司 |
電氣設計 |
15 |
李童玉 |
男 |
1971.08 |
正高 |
計算機及應用 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
軟件設計 |
16 |
朱旺水 |
男 |
1969.10 |
正高 |
電氣自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
軟件設計 |
17 |
呂凌麗 |
女 |
1987.12 |
會計師 |
會計 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
財務管理 |
18 |
趙振華 |
男 |
1984.01 |
高工 |
電氣自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
系統(tǒng)測試 |
19 |
王亞 |
男 |
1981.08 |
工程師 |
計算機軟件 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
軟件開發(fā) |
20 |
劉馳 |
男 |
1996.02 |
助工 |
機械機械制造及自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
機械設計 |
21 |
丁文科 |
男 |
1995.05 |
助工 |
精密儀器及機械 |
碩士 |
合肥水泥研究設計院有限公司 |
樣機試制 |
22 |
羅福勝 |
男 |
1995.04 |
助工 |
電氣自動化 |
本科 |
合肥固泰自動化有限公司 |
系統(tǒng)測試 |
第一完成單位:合肥水泥研究設計院有限公司,負責總體方案制定及產(chǎn)品研發(fā)、基礎原理的研究以及實驗室檢測分析,以及解決系統(tǒng)技術難題等工作。
第二完成單位:合肥固泰自動化有限公司,主要承擔新產(chǎn)品樣品的研發(fā)、性能評估、樣品的定型、用戶實驗、產(chǎn)品推廣、生產(chǎn)示范線改造和產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)。
本人蘆志強為合肥水泥研究設計院有限公司的技術研發(fā)人員和項目管理人員。作為項目負責人,本人與其他同志共同完成了“水泥工廠智能化發(fā)運關鍵技術研究及應用”項目的合作研究,本項目成功研究開發(fā)了水泥工廠智能化發(fā)運系統(tǒng)及相關裝備,提高了水泥企業(yè)的智能化、無人化應用程度。
作為本項目負責人,在與合肥固泰自動化有限公司合作研發(fā)過程中,牽頭組建了項目研發(fā)團隊,主持技術路線制定,指導開展各項研發(fā)及設計工作,指導與協(xié)調項目合作單位完成項目必須的其它工作。
項目負責人蘆志強為合肥水泥研究設計院有限公司的技術研發(fā)人員和項目管理人員。作為項目負責人,蘆志強與其他同志共同完成了“水泥工廠智能化發(fā)運關鍵技術研究及應用”項目的合作研究,成功研究開發(fā)了水泥工廠智能化發(fā)運系統(tǒng)及相關裝備,提高了水泥企業(yè)的智能化、無人化應用程度。在與合肥固泰自動化有限公司合作研發(fā)過程中,負責人蘆志強牽頭組建了項目研發(fā)團隊,主持技術路線制定,指導開展各項研發(fā)及設計工作,指導與協(xié)調項目合作單位完成項目必須的其它工作。