华润建材科技田阳水泥部署35项4IR用例,依托「润丰智慧」工业互联网平台,实现人均水泥产量提升105%、设备非计划停机下降56%、CO₂排放下降24%,成为全球建材行业首座灯塔工厂。

—— 华润建材科技控股有限公司·田阳基地 · 第11批全球灯塔工厂

📋 企业名片

🔖 灯塔编码:14711CN15
企业名称
华润建材科技控股有限公司·田阳基地(CR Building Materials Technology - Tianyang)
工厂所在地
中国 · 广西田阳
所属行业
水泥制造(GB/T 4754-2017 3011)
灯塔类型
生产效率
入选批次 / 发布日期
第11批 · 2023年12月
核心产品
普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥
应用领域
非金属矿物制品业 · 水泥制造

🔧 核心案例

5大核心案例 纯电动无人矿卡——矿山采运无人化
业务痛点
水泥矿山采掘作业环境恶劣、粉尘大、噪音高,传统燃油矿卡司机招聘难、安全事故风险高,且矿车尾气排放是矿山碳排放的重要来源。
解决思路
部署纯电动无人矿卡,结合5G专网和智能调度系统,实现矿山采运环节的全面无人化和零碳化。
实施路径
在田阳矿山部署5G专网,覆盖全部采运作业区域 → 引入纯电动无人矿卡,搭载激光雷达、毫米波雷达、摄像头多传感器融合感知系统 → 建立矿山智能调度中心,实现矿卡路径规划、装卸协同、车辆编队自动调度 → 操控人员在中央控制室远程监控全部矿卡运行状态 → 非正常工况下远程接管。系统同时与采矿计划系统联动,实现按需调度。
关键数据
实现矿山采运环节零人工驾驶作业,减少矿区燃油消耗,贡献CO₂总降幅24%的重要份额。
用了什么技术
07.01.01 5G
5G专网为矿山无人矿卡提供超低延迟(<20ms)和高可靠通信,确保实时感知数据和控制指令的毫秒级传输,是无人驾驶在矿山复杂环境中安全落地的通信基础。相比传统WiFi,5G在矿山的山体遮挡和移动覆盖方面优势明显。
05.01.01 大模型/AI
无人驾驶感知算法融合激光雷达点云和摄像头图像,通过深度学习实现障碍物识别、道路边界检测和行为预测,在矿山非结构化道路的复杂场景下实现L4级自动驾驶。
01.02.02 工业机器人
纯电动无人矿卡本质是高度自动化的移动机器人,其装卸动作通过与液压臂控制系统联动实现自动化,减少了人工干预环节。
↓24%
CO₂排放下降
0人驾
矿山采运无人化
5大核心案例 设备智能运维平台——非计划停机下降56%
业务痛点
水泥生产核心设备(回转窑、磨机、风机等)出现故障时,停机时间长、维修成本高,传统"事后维修"模式导致非计划停机频繁,严重影响产能。
解决思路
构建"三位一体"设备智能运维平台——在线监测系统+远程诊断系统+设备管理系统深度融合,实现从"事后维修"到"预测性维护"的转型。
实施路径
在回转窑、磨机、风机、传送带等关键设备部署振动、温度、噪声传感器 → 数据实时上传至「润丰智慧」平台 → AI算法模型(26大类100+种算法)分析设备健康状态并预警 → 远程诊断系统将预警推送给专家 → 专家确认后生成维修工单 → 检修管理系统调度人员和备件 → 维修完成后归档形成知识库。整个流程形成"数据监测→专家诊断→异常推送→运维作业→库存联动→档案归集→知识沉淀"七步闭环。
关键数据
覆盖35+4IR用例,已产生数百个故障案例,非计划停机下降56%;模式已推广至30余条产线,跨行业复制至电力和化工行业。
用了什么技术
02.03.04 PHM
PHM(预测健康管理系统)基于26大类100多种算法,对设备振动频谱、温度趋势、电流异常等信号进行实时分析,结合历史故障数据训练的故障预测模型,在设备发生故障前3-7天提前预警,为计划性维护留出充足准备时间。
01.01.05 IoT设备
在全厂数千个监测点部署IoT传感器,振动传感器采样频率达10kHz,可捕捉轴承、齿轮等旋转部件的微弱异常信号。传感器数据通过工业以太网实时上传至「润丰智慧」平台,实现设备状态全透明。
↓56%
非计划停机
30+
产线推广
5大核心案例 智能化验室——质量稳定性提升25%
业务痛点
水泥质量化验传统依赖人工取样和化验室检测,频次低、时效性差,熟料和水泥成品质量波动大,导致客户投诉和产品返工。
解决思路
建设全自动智能化验室,将质量检测从"人工抽检"升级为"全程在线检测+AI预测控制",实现"质量控得稳"。
实施路径
在原料入厂、预分解、熟料煅烧、水泥磨制等关键工序部署X射线荧光分析仪(XRF)、近红外光谱仪等在线检测设备 → 检测数据实时传入质量管理系统 → AI模型基于成分数据预测熟料强度和水泥28天抗压强度 → 自动调整原料配比和磨机参数 → 偏差超标时自动触发质量预警并推送操作建议 → 化验室机器人完成日常取样、制样、化验全流程自动化。
关键数据
质量稳定性提升25%,化验室人工取样工作量大幅下降。
用了什么技术
01.03.01 机器视觉
智能化验室配备机器视觉系统,对水泥样品外观(颜色均匀性、结块情况等)进行自动检测,辅助判断生产工艺异常,替代传统人工感官检验,实现7×24小时不间断质量监控。
05.02.01 大数据分析
质量预测模型基于数年的原料成分、工艺参数和产品质量历史数据训练,能够提前12-24小时预测熟料28天强度,为配料优化提供依据,将传统"等28天才知道质量"的滞后模式改为"提前预测、实时调整"。
01.02.02 工业机器人
化验室机器人完成取样、磨样、压片、检测的全流程自动化,一台机器人可完成原来3-4名化验员的工作量,同时消除人工操作带来的检测误差。
↑25%
质量稳定性
7×24h
在线检测不间断
5大核心案例 「润丰智慧」工业互联网平台——人均产量提升105%
业务痛点
水泥生产各系统(矿山、原料、煅烧、磨机、包装、发运)数据孤岛严重,缺乏统一的数字化平台整合全厂数据,导致决策依赖经验、跨系统协同效率低下。
解决思路
自研量身定制的「润丰智慧」垂直行业工业互联网平台,作为全厂数字化底座,统一承载35个4IR用例的快速开发和部署。
实施路径
搭建IIoT数据采集层,统一接入全厂矿山、生产、质量、设备、能耗、发运数据 → 建立数据中台,构建统一数据模型和接口标准 → 在平台上开发26大类100多种AI算法模型 → 支撑EHS管理、矿山、生产、质量、设备、发运六大业务领域35个4IR用例快速开发及上线 → 平台能力向华润集团旗下35个水泥基地推广,并跨行业复制至电力和化工领域。平台化推广使建设及运维成本降低约30%,研发及应用推广效率提高约50%。
关键数据
平台运行26大类100多种算法,服务35个水泥基地,已推广至30余条产线,人均水泥产量提升105%。
用了什么技术
03.02.01 工业互联网平台
「润丰智慧」平台采用微服务架构,支持水泥行业特有的工艺流程建模、设备台账管理和质量追溯功能。平台内置水泥行业算法库,行业新工厂接入后可快速复用成熟算法,大幅缩短新用例开发周期。
05.02.01 大数据分析
平台汇聚全厂每天产生的数TB工业数据,通过流式计算引擎实现实时分析,同时支持历史数据回溯分析,为各业务领域的AI模型持续提供高质量训练数据。
↑105%
人均水泥产量
↓30%
建设运维成本
5大核心案例 中央控制室集中管控——全流程生产可视化
业务痛点
水泥生产线长、环节多,传统分散操控模式下各工序相互割裂,异常响应慢、协同效率低,操作人员需要大量分散在各岗位。
解决思路
建立中央控制室,将全厂矿山-原料-煅烧-水泥磨-包装-发运全流程集中管控,实现"生产看得清"。
实施路径
将原来分散在各工序的操控室统一整合为一个中央控制室 → 大屏实时显示全厂关键工艺参数、设备状态、质量数据和能耗数据 → 操作人员在中控室远程控制全部生产设备 → AI专家系统实时给出操作建议 → 异常情况自动弹窗报警并指导处置 → 与设备运维平台联动,设备异常预警直接推送到中控大屏。
关键数据
全厂操控人员数量大幅减少,人均水泥产量提升105%的关键支撑之一。
用了什么技术
03.03.01 智能管控
中控室集成DCS(分布式控制系统)、SCADA(数据采集与监视控制系统)和MES,实现全流程数据的统一采集、展示和控制。AI专家系统基于工艺知识库和实时数据,自动推荐最优操作参数,将操作员的经验固化为算法。
03.01.01 数字孪生
中控室配备数字孪生可视化大屏,实时展示全厂3D数字模型及各设备、管道的运行状态,操作员可通过虚拟环境直观了解现场情况,在不下现场的情况下完成大部分操控和判断工作。
↑105%
人均产量贡献
全流程
集中管控
能耗优化与碳排放管理——CO₂下降24%
业务痛点
水泥生产是高能耗行业,窑系统煤耗和电耗占生产成本约60%,且是碳排放主要来源,减碳压力持续增加。
解决思路
依托「润丰智慧」平台的能耗管理模块,结合AI工艺优化算法,系统性降低窑系统热耗和全厂电耗。
实施路径
建立全厂能耗数字地图,逐工序、逐设备建立能耗基准 → AI模型分析窑温、投料量、风量、煤量等参数的最优组合 → 自动推荐节能操作方案 → 同时优化用电设备启停策略 → 结合矿山纯电动矿卡替代燃油车 → 构建碳排放追踪系统,实现吨产品碳排放实时监控。
关键数据
CO₂排放量下降24%,11项关键KPI中包含可持续发展指标全面达成。
用了什么技术
09.01.01 绿色制造
碳排放管理模块实时计算各工序的碳排放强度(吨CO₂/吨熟料),结合绿色调度算法优先使用清洁能源时段生产,并自动生成碳排放报告,支持企业碳核查和碳交易。
02.03.03 EMS
能源管理系统(EMS)与DCS联动,实时优化回转窑、预热器、冷却机的能耗参数,结合AI窑况专家系统,将窑的热耗控制在行业领先水平。
EHS智能管理——安全环保管控数字化
业务痛点
水泥生产存在高温、粉尘、噪声等多种安全环保隐患,传统人工巡检发现问题滞后,EHS管控依赖人的经验和责任心,难以系统化。
解决思路
建立EHS智能管理系统,覆盖安全风险预警、环境监测和人员行为管理,实现"安环管得住"。
实施路径
在高危区域部署摄像头和AI行为识别系统,自动识别违规行为(未戴安全帽、进入禁区等)→ 粉尘、噪声、有害气体在线监测 → 建立安全事件知识图谱 → 定期自动生成EHS合规报告 → 与矿山无人化协同,从源头消除人员安全风险。
关键数据
安全事故发生率显著下降,EHS合规管理效率大幅提升。
用了什么技术
01.03.02 视觉检测
AI视觉系统通过高清摄像头和实时行为识别算法,7×24小时监控全厂危险区域,对未佩戴安全帽、翻越护栏、人员闯入限制区域等违规行为自动识别并即时预警,响应速度从人工发现的分钟级缩短至秒级。
发运智能追溯——物流全链路可视化
业务痛点
水泥发运环节涉及装车、运输、签收多个节点,传统模式信息不透明、货物状态不可追溯,客户投诉难以及时响应。
解决思路
依托国家工业互联网标识解析二级节点,建立覆盖发运全链路的智能追溯系统,实现跨企业、跨地域数据互联互通。
实施路径
为每批次水泥赋予工业互联网标识码 → 在装车、离厂、运输、签收各环节扫描记录 → 货主和客户均可实时查询订单状态 → 与运输商系统对接,实现车辆GPS追踪 → 质量投诉时可快速追溯到具体生产批次和工艺参数。
关键数据
发运追溯覆盖全部订单,客户投诉响应时间大幅缩短。
用了什么技术
04.02.01 物流可视化
工业互联网标识解析系统为每批次水泥生成唯一数字身份,从生产到交付的全流程数据绑定在标识码上,客户扫码即可查看产品质量报告、生产记录和物流轨迹,实现产品全生命周期追溯。
窑系统AI专家——窑况智能诊断与优化
业务痛点
回转窑是水泥生产的核心设备,窑况调整高度依赖老师傅的经验,经验传承难,新操作员上手慢,窑况波动影响质量和产量。
解决思路
建立窑系统AI专家系统,将老师傅的操作经验固化为算法,实现窑况自动诊断和操作参数智能推荐。
实施路径
采集历史窑况数据(温度、压力、喂料量、用煤量等),结合专家知识构建窑况知识图谱 → 训练多目标优化模型(产量、质量、能耗综合最优)→ 实时分析窑况并给出操作建议 → 新操作员按AI建议操作,快速达到老师傅水平。
关键数据
支撑质量稳定性提升25%、人均产量提升105%的关键技术之一。
用了什么技术
05.03.01 知识图谱
窑系统知识图谱包含数千种窑况模式及对应的最优操作策略,结合实时工况数据进行语义匹配,为操作员推荐最接近当前工况的历史最优操作方案,实现"经验知识化、知识算法化"。
05.01.01 大模型/AI
强化学习算法持续优化窑操作策略,在仿真环境中探索更优操作参数,再经小批量试验验证后推广到实际生产,实现操作策略的持续自进化。
跨行业平台化复制——水泥经验输出电力化工
业务痛点
数字化转型投入大、周期长,各工厂重复建设浪费资源,优秀实践难以快速扩散。
解决思路
将田阳工厂的数字化成果通过「润丰智慧」平台标准化,向集团内外复制推广,实现数字化投入的最大化收益。
实施路径
将田阳35个4IR用例模块化封装 → 形成可复用的算法库和应用组件 → 在华润集团35个水泥基地推广(建设成本↓30%)→ 进一步向电力和化学材料行业输出 → 建立行业知识共享生态。
关键数据
推广至30余条产线,跨行业复制至电力和化工,研发推广效率提升50%,建设运维成本降低30%。
用了什么技术
06.01.01 工业互联网赋能
「润丰智慧」平台的PaaS(平台即服务)架构支持第三方应用快速接入和算法模块复用,新工厂接入后可直接调用成熟算法组件,大幅降低新用例的开发门槛,形成"平台-生态-数据"良性循环。

📊 绩效改善总览

指标改善前改善后提升幅度业务解读
人均水泥产量提升105%↑105%中央控制室+全流程自动化大幅减少人工依赖
设备非计划停机下降56%↓56%预测性维护提前识别故障,从"事后抢修"到"事前预防"
质量稳定性提升25%↑25%智能化验室在线检测+AI配料优化
CO₂排放量下降24%↓24%纯电动矿卡+能耗优化+窑系统AI节煤
平台建设运维成本降低30%↓30%「润丰智慧」平台化推广摊薄单体成本
智能制造场景研发推广效率提升50%↑50%算法库复用,新用例快速开发上线
覆盖KPI数11项关键KPI全达标100%人效、财务、运营、可持续四大维度全面改善
产线推广规模30余条产线田阳模式成功复制,跨行业输出至电力和化工

🗺️ 技术全景图

01
智能装备
{✅}
02
工业软件
{✅}
03
智能工厂
{✅}
04
智慧供应链
{✅}
05
智能赋能技术
{✅}
06
智能制造新模式
{✅}
07
工业网络
{✅}
08
系统安全
{—}
09
绿色可持续
{✅}
已覆盖(7/9个领域) 未涉及 WEF重点技术覆盖率:13/40(33%)

🔍 可复制性分析

🏢 企业规模
中央企业·华润集团旗下,服务35个水泥基地
💰 投入规模
公开信息未披露具体投入金额;依托自研「润丰智慧」工业互联网平台,建设及运维成本降低约30%
⏱️ 实施周期
2020年一期(12个4IR用例)→ 2022年二期(扩展至30+用例)→ 2023年12月获评灯塔,历时约3年
🎯 关键技术门槛
需具备自主研发或引进工业互联网平台能力、IIoT数据采集基础、AI算法研发团队;矿山无人化还需5G专网和无人驾驶系统
👉 适合什么企业参考
流程型制造企业(水泥、化工、冶金、玻璃等),尤其适合面临减碳压力、人力成本高企、设备稳定性要求高的大型资源加工型企业

🏭 行业对标视角

国标分类路径:非金属矿物制品业(30)→ 水泥、石灰和石膏制造(301)→ 水泥制造(3011)

📌 国标小类「水泥制造(3011)」全球唯一1家灯塔工厂,即华润建材科技田阳。整个非金属矿物制品业(30)在全球灯塔网络中也仅此1家,具有极高的标杆稀缺性。

🏆 全球唯一——水泥行业灯塔工厂
在全球229家灯塔工厂中,国标小类「水泥制造(3011)」和中类「水泥、石灰和石膏制造(301)」以及整个大类「非金属矿物制品业(30)」,仅华润建材科技田阳1家。
这意味着田阳工厂在全球水泥行业中没有可直接比较的同类灯塔对标,其数字化路径具有极高的行业稀缺性和引领价值。
跨行业对标 宝武集团湛江钢铁 第8批 中国·广东
同为流程型重工业(黑色金属冶炼,大类31),湛江钢铁以钢铁全流程数字孪生和智慧能源管理为核心,在减碳和人效方面有相似挑战。与田阳水泥相比,两者均面临高碳排、高能耗的行业压力,都走上了"工业互联网平台+AI优化"的技术路径,可互相借鉴流程工业数字化的组织变革经验。
跨行业对标 巴斯夫湛江 第13批 中国·广东
化工行业(大类26)的代表性灯塔工厂,同为流程连续型生产,在安全管理(EHS)、能耗优化和质量控制方面与水泥行业高度相似。田阳「润丰智慧」平台已开始向化工行业复制,两者之间存在真实的技术交流和经验共享关系。

💡 行业洞察:水泥行业是全球碳排放第三大来源,占全球总排放量约8%,长期面临绿色转型和降本增效双重压力。华润建材科技田阳作为全球建材行业唯一灯塔工厂,其「润丰智慧平台+35个4IR用例」的落地路径,为传统高耗能流程工业的数字化转型提供了可复制的样本。尤其是矿山-生产-质量-能耗-发运的六维一体模式,以及CO₂↓24%的可持续绩效,对钢铁、化工、玻璃等同类流程行业均有直接参考价值。

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