砂石骨料行业整合转型背景下的新升级路线

  砂石骨料是建筑工程中砂、卵石、碎石、块石、料石等材料的统称，是建筑工业的主要原料。自改革开放以来，砂石骨料产业随着中国经济社会经过30多年的高速发展，取得了一系列瞩目的成绩。但长期以来，粗放式的发展模式遗留下大量历史病垢：产业结构不尽合理、生态环境污染严重、工业技术发展落后等问题对社会经济发展的负面影响日益显现。基于此，调结构、促转型、保生态、重法制将成为今后砂石骨料行业不可逆转的主攻方向。

  能否通过对现有水泥企业的破碎生产线进行技术改造来延伸产业链达到节能降耗之效果呢？结果自然是肯定的。在当前形势下，水泥企业进军砂石骨料业有三大好处：

  一是可以使水泥企业通过投入少量的资金进行技术改造，改造后的设备可以满负荷生产，既可以提高砂石料产量，又可以降低生产成本，减少资金占用和资源浪费。

  二是既可以源源不断地保证本企业水泥生产用砂石原料，又可以向建筑业、混凝土加工业提供建筑用砂石骨料，企业开辟了一条新的效益增长渠道，增加了摆脱困境的能力。

  三是水泥行业进军砂石行业，能以其自身优势解决废料利用、资源浪费和环境污染问题，促进循环经济，推动节能降耗。

  可谓一举三得，一石三鸟。因此，水泥行业进军砂石业，实现转轨变型，是历史的必然，是大势所趋。

  截至2013年底，全国共有金属和非金属矿山10.7万个，其中砂石料矿山占比超过四分之一，达到将近2万7千个，涉及到建筑用石灰岩、花岗岩、白云岩等20多个矿种。从统计结果来看，26589个砂石矿山中，大型规模矿山只有1329个，占总数比重仅为5%；中型规模矿山为2925座，占比为11%；而小、微型砂石矿山合计占据了总数量的84%；从砂石矿山的规模分布来看，现行砂石行业以中小微型模式发展为主导的特征仍然比较明显。

  同时，面对天然砂石资源日益枯竭、乱采乱挖现象加重、生态环境破坏严重、传统砂石生产技术落后、建设砂石市场供应告急等问题，各级相关政府部门开始不断加大对砂石行业的整合、整治、管理、监督力度。

  基于以上原因，砂石生产线作业将日趋复杂和多样化，横向整合和纵向升级的发展趋势日益明显，对节能环保、工艺先进性及人力使用的要求越来越高，大中型矿山数量将增至70%以上。产线管理与砂石骨料生产线的生产结合，传统的人工作业模式、数据采集方式、生产管理方式已难以满足生产、仓储和输送的快速、准确、低成本要求，对筛分、破碎、输送设备的自动化水平及智能化水平的要求必将越来越高。节能、智能、绿色已经成为砂石产线生产行业的战略发展方向，物联网技术实现设备和产线的实时状态监控、计量仓储管理和装车管理，是提砂石生产线设备使用寿命和生产工艺水平的有效推力，将显著降低企业成本、提高效率、减少人力。

  在人们的固有印象中，砂石行业是一个“土的掉渣”的行当，工作环境可以说是飞沙走石、尘土漫天，机器设备傻大笨粗，操作极为不便。可以说这个观点对于整合改造前的小型微型砂石骨料场是正确的，但是一部分经过区域整合、设备升级的大型砂石骨料场已经完全脱胎换骨，生产线上已经很难看到灰头土脸的工人，取而代之的是如同现代工厂一般的生产场景：破碎设备高速运转，而不需要工人在现场巡查，因为设备的所有运行状态数据都已自动汇总至控制中心；生产线每天各种分料产量都可以自动统计、自动上传；砂石骨料销售不再依赖人工监管，售出多少装料皮带就运输多少，各种产品的销量、库存一目了然；管理人员只需在中央操控室内轻点鼠标即可完成对整条产线中每一台主机、辅机的控制；覆盖整个生产线范围的智能视频系统将矿山无死角覆盖，矿长不需巡查就可远距离查看各个区域；通过多种方式查看产线生产状态，无论是手机、电脑只要连上网络就可以远隔千山万水对产线状况实时掌握。

  随着信息技术以及物联网的发展，这些在从前看来是“阳春白雪”的技术和砂石骨料这种古老的“下里巴人”的行业也产生了神奇的交集。2015年5月，国务院印发了《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略，这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。中国之所以实施制造强国战略，是因为基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革，新一轮的工业革命已经开始，而第四次工业革命即“工业4.0”的核心，就是“智能制造”。

  上海云统信息科技有限公司就是这样一家致力于通过将物联网技术应用于工程机械行业，以实现单机设备智能化、成套设备系统化、数据服务智慧化，探索以精细化管控为基础的制造服务化创新模式的高新技术企业。目前已在全国多地对多条年产量在500万吨以上规模的砂石骨料产线进行了物联网智能化改造。建设完成的砂石骨料破碎筛分产线，可监管设备和产线运行状态，全程透明感知，确保设备使用和生产规范、安全，延长产线使用寿命，无需现场进行人工监督；有助于分析评估产线生产效益，合理安排生产调度计划，监督管理生产进度与成本。对管理方，对设备进行实时监测，避免非计划停机，防止形成高费用的维修或灾难性事故，降低维保成本，提高生产效率；智能化技术的应用，保证设备的稳定性同时，便于工作人员运维操作，节省人力成本；通过设备运行和生产数据的综合评估与可视化分析，有助于进行现场调度，优化设备性能，改进工艺流程，提高产线产量。

  以某石灰石破碎筛分产线为例，项目建设总体功能模块如下：

  产线自动化集散网络控制系统：

  传统砂石骨料产线场内可能会有上百台主机辅机设备，那么存在的问题主要有：

  ● 无法对设备全部运行数据进行监控，难以对故障提供精确定位，系统大，设备多，无法精确定位会造成人寻找故障的时间，浪费人力和运行时间。

  ● 无法对所采集的运行数据进行处理，只能通过二次仪表简单的展示一些简单的数据。
● 无法提供实时报警，操作工人无法及时排查设备出现故障的准确位置。
● 无法对所采集的报警数据进行远传，只能针对现场的操作人员简单的展示，如果出现故障，无法把数据传给厂家，延长了设备的维修时间。

[Page]

  采用集中自动方式实现系统的全自动控制，完全由系统完成正常情况下的循环运行控制、异常情况下的故障报警及保护控制、紧急情况下的系统控制及故障报警，实现系统的安全生产和经济运行。

  仓储计量与自动装车管理系统：

  砂石骨料场的库存情况始终处于动态变化之中，生产管理面临的问题有：

  ● 缺少运输入成品仓库的各种产品和输出销售的各种产品的计量及统计分析。计量监督管理难、称重数据传输滞后，无法远程监控产线产量，依赖人工管理，容易出现管理问题和统计错误。

  ● 库存情况无法动态、实时获取。某种产品库存量多少，可供销售多少，应安排载重多少的车辆只来运输？这些与管理、销售密切相关的内容无法及时掌握，降低管理效率和水平。

  通过远程计量设备及仓储管理软件，实现对产品入库量、累计出库量、瞬间出库量、库存量、库存百分比等与仓储相关的参数全面监控。同时实现刷卡计费装车系统，减少人员值守，精确装车重量。通过计量功能、设备、车辆的协同调度，实现销售重量自动装车。

  全线视频监控系统：

  矿山通常上下高差大、面积广，很难通过人工巡查的方式来进行监管：

  ● 产线范围面积较大，且随山体走势跨度大，分为多个层次，无法全面监控设备运行及生产现场情况，需配置监督管理人员。

  ● 主要输送设备发生故障时，不能直观发现。

  ● 生产人员到岗情况、工作效率、是否有违规操作现象无法及时发现纠正，生产事故不能第一时间监控。

  ● 场地占地面积大，设备和材料比较多，无法保证设备和物资的安全。

  对破碎筛分、仓储管理、销售装车、周界防护情况进行视频监控。破碎筛分环节监控所有主机、辅机设备以及产线整体运行情况；仓储环节监测三个成品料仓情况以及料仓整体情况；通过摄像头布点覆盖整个厂区面积，实现无死角监控。操作人员可以直观便捷的通过大屏幕对现场生产情况进行实时监控，便于现场生产管理和调度。

[Page]

  智能化数据处理系统：对大量动态、持续的设备数据，及时准确计算和分析各种技术指标，从而分析获取所有运行设备的运行状况，得到最优的解决方案并及时调整，根据设备工况和生产参数情况，优化生产工艺，为生产管理提供决策数据依据，提高生产效率。

  综合监控服务平台：

  产线的业主、管理者通常无法每天对产线进行现场巡视，对于产线整体运行情况不容易掌握：

  ● 产线的业主、经营方、管理方距离产线的距离有远有近，都有实时掌握数据的需求，而去产线现场需要耗费大量的时间成本。

  ● 企业产线数量不断增长，需要可以集中展示所有产线状态的服务。

  ● 企业经营的范围较大，分散视频系统无法对所有的经营场所和所有产线的大体运行情况有一个直接的展示。

  ● 整条线的生产效益水平需要直观展现。企业需要先进的分析展示手段来提升整体的管理水平，企业形象缺少有效提升手段。

  从三块系统：智能制砂筛分，仓储管理，设备监控系统，分别对整个制砂产线作业进行全方位的管理和监控。智能制砂筛分系统提供了对成品生产作业的产线监控以及设备的报警保养维护；仓储管理对的进料量，出料量，当前库存量等关系进行全方位的监控，并能及时反映生产作业的当前运行状况，及时在页面反馈；设备监控对每台生产设备及辅机进行详细数据的监测，统计出当前及历史区间设备的运行负荷及状态，为以后设备的运行保养提供具体详细的数据支持。

  移动端智能化服务软件：

  产线覆盖区域大，管理和使用人员分散各地，传统设备运行和生产数据多依赖现场人员反馈跟踪，受空间、时间限制，缺少远程、便捷实时技术手段。

  缺少对产线生产和故障维护情况的及时获知。云统科技开发的“云统机智”通过针对不同产线的不同建设需求进行的手机监控软件定制开发，可以解决这个问题。

  作为移动互联网的入口，在APP上展示负荷监测，远程计量和控制机柜模块，随时随地的了解当前及历史设备运行负荷，电流，报警等状态信息，对成品砂石料仓储情况进行全方位监测，更有效体现每种成品砂石料的进料，出料，库存状态。

[Page]

[Page]

  方案通过专业化设计和集约化的生产管控方式设计，将有效减少对人工手动操作和经验知识的不确定性依赖，有效实现对现场设备的管理，对生产人员的管理，对生产工艺的管控，从而简化设备操作与生产管理，安全事故低。维修量减少、运转率提高，生产数量、质量提高，控制生产成本。在砂石骨料行业转型升级的历史关口，给全国范围内广泛分布的砂石企业带来挑战的同时，也带来了难得一见的发展机遇。如何把握有限的时间窗口，主动寻求升级改造，从小规模粗放式经营平稳过渡到现代化、规模化生产，物联网技术或许是一个值得认真考虑的选项。