专家视点：“十三五”加快推进建材产业智能制造探讨

　　以制造业数字化、网络化、智能化为标志的智能制造是新一轮工业革命的核心技术，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。2015年5月8日，国务院以国发（2015）28号文发布了《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”。

　　“十三五”是我国建材工业实现转型升级的关键时期，建材行业应正视新工业革命带来的机遇和挑战，深入贯彻党的十八大提出的信息化和工业化深度融合的战略，贯彻落实《中国制造2025》，把握行业发展趋势，探索行业发展方向，密切跟踪技术变革态势，做好前瞻布局，积极抢占制高点；将智能制造作为十三五推进建材行业两化深度融合的主攻方向，实施建材工业创新提升、超越引领的发展战略，实现建材工业的创新发展、绿色发展。

　　一、面临的形势

　　1、世界主要国家都在寻找科技创新的突破口

　　国际金融危机以来，世界经济竞争格局发生了深刻变化，中国面临新的挑战。一方面，实体经济的战略意义再次凸显，美国、德国、英国、日本等世界主要发达国家纷纷实施以重振制造业为核心的“再工业化”战略。另一方面，发达国家以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点，力图依靠科技创新，抢占国际产业竞争制高点、谋求未来发展的主动权。美、德等国政府和相关专业人士纷纷提出通过发展智能制造来重振制造业。美国是国际智能制造思想的发源地之一，美国政府高度重视智能制造的发展，先后提出了先进制造伙伴计划(AMP)、先进制造业国家战略计划，加快智能制造技术创新。美国GE公司提出了工业互联网革命，其要素是智能设备、智能网络和智能决策，强调传感器系统、大数据分析能力。德国政府2010年制定的《高技术战略2020》战略，意图以未来项目“工业4.0”奠

　　定德国在关键工业技术上的国际领先地位，并在2013年4月发布了“工业4.0”战略，形成了整个国家政产学研高度共识的发展蓝图。工业4.0“战略的核心就是通过CPS网络实现人、设备与产品的实时连通、相互识别和有效交流，从而构建一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。

　　2、我国高度重视智能制造发展

　　为促进制造强国建设，国务院以国发（2015）28号文发布了《中国制造2025》，把智能制造作为主攻方向的同时，又发布了《关于积极推进“互联网＋”行动的指导意见》，在“互联网＋”协同制造行动中提出“在重点领域推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造”；科技部发布了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》和《智能制造科技发展“十二五”专项规划》，加快智能制造装备的创新发展和产业化，推动制造业转型升级；工业和信息化部在今年启动实施了“智能制造试点示范专项行动”，分类开展了流程制造、离散制造、智能装备和产品、智能制造新业态新模式、智能化管理、智能服务等6方面试点示范。

　　建材行业智能制造工作也得到高度重视，2015年7月2日，工信部确定并公布了2015年46个智能制造试点示范项目名单，建材行业的泰山玻纤和中联水泥入选。工信部2015年1月29日发布的《原材料工业两化深度融合推进计划(2015-2018年)》中，提出智能工厂示范工程，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。

　　3、制造业数字化、网络化、智能化是新工业革命的核心技术

　　智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。

　　随着信息技术与先进制造技术的高速发展，智能制造技术成为新工业革命的核心技术，发展的深度和广度日益提升：一是智能制造技术的理论和技术研究方面日趋成熟，包括人工智能、自动控制、物联网、工业机器人、感知技术、工业通信网络技术、3D打印技术等，初步形成完整的产业体系；二是智能制造应用不断加深，智能元器件和制造装备在生产环节得到广泛使用，依托大数据、物联网等新一代信息技术的智能系统平台相继推出，生产过程管理由数字化进入智能化；三是智能装备快速发展，新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系初步形成；四是工业互联网技术、智能机器人技术、移动互联、物联网、云计算、大数据等新一代信息技术在智能工厂的集成应用，会带来产业链协同创新，催生和孕育出新业态和新模式，促进新一代信息技术的应用范围从消费者领域渗透到产品的研发设计、生产制造、过程管理等各个环节。

　　二、信息化、网络化、智能化带来的世界建材产业变革

　　建材产业的工业化过程，是与信息技术同步发展、紧密融合的过程。整体而言，信息化、网络化、智能化给建材产业带来的变革主要经历了三个阶段：

　　第一个阶段：自20世纪60年代至80年代末，自动化技术大幅度提升了建材工业生产制造水平。

　　建材工业主要靠技术进步，即新设备、新工艺和自动化及计算机应用，朝高产、优质、多品种和节能降耗以及低成本方向发展。由于自动化及计算机应用不仅节省人力，更重要的是把工艺参数严格控制在规定值、监控生产过程，甚至自寻最优而使工艺过程优化，达到高产、优质、节能降耗和降低成本，故自动化及计算机应用不仅是工业现代化的标志，而且是生产必需和关键的环节，因此世界各国建材企业都努力发展工业自动化，计算机技术、测控技术和网络技术快速发展，建材工业的自动化发展到相当高的水平，全线生产过程控制系统应用广泛、技术先进。如水泥DCS系统向信息管理系统和计算机网络控制扩展，将过程控制和信息管理系统紧密结合起来，

　　实现运行支持和决策支持的功能，包括质量控制、过程管理、在线优化、经营管理、决策分析等。

　　第二个阶段：始于上世纪90年代至上世纪末，管理信息系统得到普遍应用。

　　建材企业普遍开展管理信息系统建设，且应用比较成熟，大多数公司建立了ERP系统。如法国拉法基集团1998年随着互联网的快速发展,公司寻求基于INTERNET的解决方案，开始整合全球分支机构的ERP系统，随着整合工作的发展，成立ERP执行中心，在全球所属工厂实施；英国皮尔金顿公司作为世界上最大的玻璃生产集团之一，在上世纪90年代中期，就开始实施ERP系统项目，并整合了外部管理供应链管理系统和基于电子商务的商业智能模块（BI）；皮尔金顿在英国建立了基于无线的CRM（客户关系管理系统）；圣戈班集团也在全球范围建立了信息系统。随着应用需求的提高和信息技术的发展，国外建材企业已经开始实施企业信息系统的整合，通过信息技术应用快速响应市场，分析挖掘市场机会、支持管理决策，提高企业竞争能力。信息系统由企业内部应用向企业间协同商务发展。为了加速对市场的响应、优化整体供应链，国际大型建材企业信息系统由企业级应用向支持远程的、异地的、一体化业务处理的应用系统的转变，加强对上下游企业的整合，发挥协同效应。

　　第三个阶段：进入21世纪后，基于信息化、网络化、智能化的综合集成技术开始得到重视。

　　国外建材企业大多针对自身的实际情况，结合行业的特点，采用了先进的管控一体化技术。在欧洲、美洲、甚至中东和部分非洲市场，尤其以跨国企业集团为代表，在建材产品生产、营销等环节实现了自动化、智能化，管理流程得到极大的优化。如德国的迪克霍夫（DYCKERHOFF）水泥公司的信息化覆盖订单管理、销售管理、财务管理和化验室管理四大组成部分，并与公司在德国境内的100多个混凝土搅拌站联接，从接受订单、制定配方、分配配方到搅拌站自动配料、给料，实现了管控一体化；德国W+M玻璃加工公司的管控一体化系统也具有一定的代表性，该公司实现订单驱动的网络化、自动化、精益生产（JUST-IN-TIME）。这些企业的商务系统与生产系统对接，真正实现按订单的精益生产。

　　三、信息化、网络化、智能化对我国建材工业的影响

　　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。建材工业主要产品生产具有连续、流程化和能源资源消耗型特征，加快发展智能制造，采用新一代信息技术与建材工业在装备、工艺、生产、管理、服务等方面的深度融合，加强工业互联网、智能机器人等智能化技术在建材工业生产过程的研究与应用示范，加快建立以智能工厂为代表的现代生产体系，对于实现建材行业转型升级具有重要的作用，具有高度的战略性、带动性和成长性。

　　1、信息化、网络化、智能化提升了生产制造水平

　　信息技术、现代网络、通讯技术在建材生产过程环节的应用大大提高了生产精度与效率，实现了生产过程的自动化。改革开放以来特别是近十年，建材企业加大了在生产自动化上的投入，建材工业自动化发展速度较快，新型干法水泥生产线、玻璃生产线的自动化控制系统已达到了国际先进水平。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，一些集团企业实现了对集团分布在全国各地生产线的生产调度和现场监控。我国的浮法玻璃生产技术和电气自动化水准有了较大的提高，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。

　　2、信息化、网络化、智能化推动了企业管理变革

　　通过采用高新技术和先进适用的信息技术和网络技术，增加科技含量，提高生产技术水平，优化结构，发展规模经营，改进产品质量，提高经济效益，做到信息技术与建材工业的紧密融合，相互促进，才能较好地满足建材工业转变增长方式的需求。近几年，以中国建材、华新水泥、祁连山水泥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，实现精细化化管理，实现实时监控与决策，提高研发、生产、营销等综合效率和效益，提高了企业决策水平、工作效率、企业市场应变能力、生产制造水平，有效降低产品成本和原燃料消耗，促进市场销售，改善企业内部管理，优化企业供应链和产业链，进而大幅度地提高经济效益，有效提升了企业综合竞争力。

　　3、信息化、网络化、智能化提升产业集中度

　　近10年是建材工业生产增长速度最快、产业结构发生了深刻变化的时期，通过产业结构调整、优化，通过购并和重组，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，产业集中度大幅提升。利用信息化、网络化技术开展以集团化管控，数字化制造等技术应用，以及服务型制造、智能制造、绿色制造、高端制造等的应用示范，着力培育打造数字企业、服务型制造企业、高端制造企业，抢占产业价值链高端，逐步实现产品服务、资产资本、管理决策信息化，进一步解决建材企业集团由于高速发展所带来的各种管理和发展瓶颈的问题，对提升建材产业集中度起到了关键作用。

　　4、信息化、网络化、智能化技术促进建材绿色制造的发展

　　全面推进清洁生产，大力推进节能减排，发展循环经济，加快开发安全节能的绿色产品，走绿色低碳、清洁安全发展之路，是建材行业的可持续发展的重要保障。

　　为实现建设节约型社会的目标，必须积极采用先进工艺和信息技术对传统工艺进行改造，推动信息化、智能化建设，提高建材生产的信息化水平。目前已有部分建材企业应用了能源管理系统，建立能源管理中心，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，进一步提高能源设备、能源计划、能源平衡、能源预测等方面管理水平。通过物联网技术对污染物排放进行实时控制，监测主要废气排放点的外排放废气中污染因子的浓度和流量、污染物排放总量、大气质量指标等数据，建立主要污染物

　　排放自动连续监测和工业固体废弃物综合利用信息管理体系。建材行业的节能减排工作取得了积极进展，单位产品综合能耗明显降低，颗粒物排放总量不断减少。

　　因此，做好建材工业绿色低碳、清洁生产与信息技术的融合，是实现我国建材工业走可持续发展道路的必然选择。

　　四、“十三五”建材行业推进智能制造的必要性和意义

　　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，但建材行业存在产能严重过剩，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问题。

　　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。建材工业应加快发展智能制造，采用新一代信息技术与建材工业在装备、工艺、生产、管理、服务等方面的深度融合，加强工业互联网、智能机器人等智能化技术在建材工业生产过程的研究与应用示范，加快建立以智能工厂为代表的现代生产体系，建立以产品订单、产品质量、物料消耗和排放相适应的原燃材料进场、生产设备和生产工艺稳定优化运行的工业互联网系统，实现原燃材料的成分分析和精准计量、设备和生产过程稳定运行、各种原材料、能源、工艺参数等各类生产数据的集成应用的智能化生产，对于实现建材行业经济增长方式的转变、提高行业企业综合竞争实力、促进行业节能、清洁、低碳和可持续发展具有重要的作用。

　　“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。

　　五、建材行业智能制造的重点发展方向

　　1、提高装备智能化水平

　　加快推进建材工业智能制造成套装备的创新发展和产业化，以信息技术和智能技术融入装备，提升专用装备智能化水平及关键智能制造装备的开发制造水平。重点推进自动化成套装备，工业机器人、智能传感器、自动控制系统、智能仪器仪表、在线检测设备等研发及示范应用，深化智能感知、知识挖掘、工艺分析、在线仿真、人工智能等技术集成，促进建材生产向数字化、柔性化、智能化发展，推动建材工业转型升级。

　　2、推进智能生产及关键工艺流程数字化

　　加快建立以数字化车间和智能化工厂为代表的现代生产体系，提升生产工艺、生产线的数字化控制水平，实现生产过程自动化、智能化、绿色化，促进生产管理过程中各环节的精细化管理，提高产品质量，稳定生产工艺，节能降耗。发展以人机智能交互、柔性敏捷生产等为特征的智能制造方式。推动智能装备、智能控制、智能传感、在线检测的综合集成应用，实现智能生产和数字化工厂。

　　3、大力发展工业机器人

　　在建材行业大力发展工业机器人，加强前瞻布局，明确建材行业机器人技术发展的步骤，重点突破的关键核心技术以及产业化路径，组织产学研用共同攻关，突破建材领域工业机器人技术瓶颈。针对水泥、玻璃、墙体材料、玻纤、非金属矿山开采等行业生产制造过程中劳动力密集、劳动强度大、生产环境影响大等问题，研发并推广应用在制造、安装、检测、物流等生产环节替代单调、频繁和重复的人工作业，以及窑炉、矿山爆破等危险、恶劣环境下的作业等环节适用的工业机器人及其核心智能测控装置技术。

　　4、深化互联网+在建材行业的应用

　　贯彻落实互联网+行动计划，创新生产制造和产业组织方式，加快工业生产向网络化、智能化、柔性化和服务化转变，延伸产业链，培育新业态。

　　发展协同制造生产方式，通过网络化制造系统，实现产品设计、制造、销售、采购、管理等生产经营各环节的企业间协同，形成网络化企业集群和生态链。

　　推动工业互联网建设。加快推进物联网、工业大数据、传感器、RFID等技术在生产领域的集成创新和应用，实现生产、管理和营销过程的网络化、智能化及现代化。

　　加快推进电子商务在建材行业各领域的应用，促进实体购销渠道和网络购销渠道互动发展，提高企业供应链管理水平。发挥行业龙头企业带动作用，以供应链管理为重点，增强与产业链下游企业的协同能力，促进产品分销和售后服务水平提升。

　　5、推动智能物流发展

　　逐步建立起与现代物流体系相适应和协调发展的物流信息化体系，物流设施、设备的自动化、大幅提高智能化和网络化水平，推动物流追踪与物资管理、智能调度与储运、无人搬运与智能码垛等新技术应用，发展仓储自动化。重点在建材物流领域推广应用卫星定位技术、GPRS移动通信技术、GIS地理信息技术、智能交通技术、物联传感技术、网络通信与数据处理等信息技术，实现透明管理、降低成本、保障安全、提高效率。

　　6、提升智能决策水平

　　发展以数字化、网络化为主要特征的现代信息服务业，促进信息资源的开发利用，提升行业、企业智能决策水平。

　　建设建材行业大数据平台，推动大数据在行业管理和经济运行中的应用，促进信息共享和数据开放，加强行业经济运行监测，加大涉及行业各类信息的采集、加工、分析力度，实现产品、市场和经济运行的动态监控、预测预警，提高行业管理、决策与服务水平。

　　促进工业大数据集成应用。鼓励行业骨干企业在工业生产经营过程中应用大数据技术，实现产品、市场和效益的动态监控、预测预警，提升生产制造、产品研发、供应链管理、营销及服务环节的资源优化配置能力和智能决策水平。

　　7、提升节能减排水平

　　加大主要耗能、耗材设备和工艺流程的信息化改造，建立健全资源能源综合利用效率监测和评价体系，提升资源能源供需双向调节水平。十三五期间水泥、玻璃等主要子行业企业应普遍建立能源管理中心管控平台。

　　健全主要污染物排放监测和固体废弃物综合利用信息管理系统，完善污染治理监督管理体系。通过自动化智能化采集检测设备和现代通讯技术对污染物排放进行实时控制，监测废气中主要污染元素的浓度和流量、污染物排放总量等数据。

　　8、开展建材工业智能制造共性技术创新

　　重点突破工艺参数建模技术、优化控制技术、生产过程在线检测监测技术、管控集成技术等。

　　六、“十三五”建材行业发展智能制造的建议

　　1、建立健全行业智能制造技术推进机制

　　贯彻《中国制造2025》，促进建材工业智能化的发展，搭建建材行业产学研用协作平台，研究攻克推进智能制造、工业互联网和机器人发展的共性技术、关键技术及应用难点，攻克智能制造关键瓶颈技术，形成建材工业智能制造的理论体系和系统框架，为建材工业的低碳、高效、安全运行和可持续发展，提供成套的智能化解决方案。特别是工业技术和智能制造技术、工业互联网和机器人应用的融合，突破制约行业转型升级创新发展的瓶颈

　　2、推进建材工业智能制造标准制定

　　建立健全两化融合标准支撑体系，加快建材行业智能制造标准体系的研究制定，通过研究建材工业智能制造共性技术，加快建材行业智能工厂评价体系、智能制造技术标准体系的研究制定。

　　3、组织智能生产及关键工艺流程数字化研究

　　研发建材生产制造过程基于自适应控制、模糊控制、专家控制等先进技术的网络化、智能化的生产系统，推进智能化传感技术和完整连贯的数据构建与应用，重点实现智能工厂的自主监控、维修保养的自主管理、过程中原燃材料消耗、污染物排放的实时、持续性监控与预警，进一步突出实时控制、性能优化和综合集成，大幅提升建材行业生产装备数字化和智能化水平。

　　4、推动建材行业智能工厂试点示范工程

　　实施建材工业智能工厂应用示范工程，促进建材工业智能化的发展。在水泥、玻璃及深加工、建筑卫生陶瓷等建材子行业应用智能制造关键技术开展智能工厂、数字矿山、工业机器人试点示范研究，攻克智能制造关键瓶颈技术，形成建材工业智能制造的理论体系和系统框架，开展建材工业智能制造技术系统集成应用试点示范，促进智能制造技术和装备在建材行业的推广应用。

　　5、推进两化融合管理体系贯标和评估工作

　　按照工信部的要求，加大建材行业两化融合管理体系贯标工作力度，推动建材企业积极开展贯标工作。建立两化融合水平评估、信息化年度测评等工作机制；完善建材行业两化融合评估评价体系，持续开展建材企业两化融合水平评估评价、实际测评、信息化诊断、信息化项目评价、两化融合等级认定等工作，全面推进企业对标和示范推广，推动行业两化融合向更高阶段跃升。