【研究目的】

水泥是基础设施建设的重要原材料，然而，水泥生产是典型的高污染、高能耗、高排放、难控制过程，在水泥行业，为响应国家“双碳”战略需进一步节能降耗，企业中需要降本增效以提高产能与效益，同时技术上还未实现完全自动化和智能化，为了提高水泥生产质量、降低原材料成本、研究水泥生产关键过程数字孪生技术、工艺参数动态控制和水泥产业信息化管理具有重要的理论意义和实际价值。

【技术创新】

以水泥生产全流程为研究目标，针对原料破碎、生料制备、熟料煅烧和水泥磨粉包装的关键生产过程进行优化，目前已投入实际生产，相较传统生产线，实现了低污染、低能耗、高产能。主要创新点如下：

（1）实现了三维水泥回转窑温度场软测量技术并搭建数字孪生模型，已在实际生产环境中使用，可用于实时监控窑内各坐标点温度及历史曲线；

（2）实现了窑皮厚度软测量技术，开发在线系统以实时预测窑内壁窑皮厚度，并应用于故障检测与报警系统；

（3）针对煅烧多变量、大滞后、强耦合的问题，确定了熟料煅烧过程中的关键参数和优化目标，设计了多目标优化控制方案；

（4）构建了水泥煅烧段相关知识图谱及其查询问答系统。

图1回转窑窑内温度场及窑皮厚度在线软测量系统

图2基于水泥生产工艺知识图谱的查询系统

【知识产权】

（1）发表相关研究论文15篇；

（2）发表软著2篇；

（3）发表相关专利4篇。

【应用领域】

人工智能，水泥生产，冶金，钢铁生产过程如焦化、配料、选矿等流程工业。

【应用情况】

（1）2018-2024年，与沈阳某科技公司开展横向合作；

（2）2018-2022年，与某水泥生成公司开展横向合作。