本報(bào)通訊員 葉舟 季旭

　　在遼寧鞍山，美麗的千山腳下，有一片建在山頂?shù)摹俺潜ぁ笔浇ㄖ骸@就是鞍鋼礦業(yè)關(guān)寶山公司。這家企業(yè)以智能技術(shù)高度集成的“黑燈工廠”聞名行業(yè)。

　　“黑燈工廠”里，真的是一片漆黑嗎？無人化操作、智能制造為企業(yè)帶來哪些發(fā)展前景……帶著這些疑問，筆者實(shí)地探訪了這家公司。

　　“黑燈工廠”，又名“智慧工廠”，意味著產(chǎn)品從原材料到最終成品各環(huán)節(jié)均無需人工操作，不需要燈光照明。

　　經(jīng)過報(bào)備申請，筆者順利通過AI（人工智能）人臉識別安全門禁系統(tǒng)，走進(jìn)該公司磨磁區(qū)域。無燈的作業(yè)環(huán)境中，筆者沿著安全通道走上樓梯，臺階上的燈帶伴隨著腳步聲被次第“喚醒”。登上寬闊的作業(yè)平臺，這里與傳統(tǒng)車間人員忙碌的景象不同，偌大的生產(chǎn)現(xiàn)場空無一人，只有兩臺大型球磨機(jī)在快速運(yùn)轉(zhuǎn)，智能巡檢機(jī)器人和清掃機(jī)器人閃爍著燈光在各處有序作業(yè)……

　　現(xiàn)如今的關(guān)寶山，主要由6個智能系統(tǒng)構(gòu)成，即“礦石流”跟蹤-磨機(jī)智能給礦與優(yōu)化配礦系統(tǒng)、礦漿品位在線分析系統(tǒng)、智能協(xié)同生產(chǎn)管控系統(tǒng)、邊緣優(yōu)化控制系統(tǒng)、設(shè)備預(yù)知性維修系統(tǒng)、機(jī)器人智能巡檢系統(tǒng)，分別實(shí)現(xiàn)了物料追蹤、智能在線檢測、生產(chǎn)作業(yè)協(xié)同、先進(jìn)過程控制、設(shè)備故障診斷與預(yù)測、在線運(yùn)行監(jiān)測。

　　2022年，關(guān)寶山智慧工廠（一期）項(xiàng)目成功上線應(yīng)用了“礦石流”跟蹤-磨機(jī)智能給礦與優(yōu)化配礦系統(tǒng)，以入選鐵礦石批次為管控對象，對選礦生產(chǎn)前、中、后進(jìn)行過程跟蹤。該系統(tǒng)以原礦入選礦石性質(zhì)為依據(jù)，結(jié)合破碎工藝流程中圓筒倉、U形倉（或粉礦倉）料位情況，對不同礦種（品位、碳酸鐵、亞鐵等）進(jìn)行區(qū)分及實(shí)時跟蹤，并按照不同顏色進(jìn)行可視化展示。同時，該系統(tǒng)可根據(jù)磨磁、浮選生產(chǎn)指標(biāo)情況或人工生產(chǎn)指令，形成優(yōu)化配礦策略，并聯(lián)動智能布料小車和給料器，實(shí)現(xiàn)給料器自動切換（倒漏子），礦倉斷料、堵料、異常預(yù)警，優(yōu)先、禁用、礦石性質(zhì)多規(guī)則優(yōu)化配礦。

　　智能協(xié)同生產(chǎn)管控系統(tǒng)通過構(gòu)建“端—邊—網(wǎng)—云”架構(gòu)，采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，面向智慧礦山研發(fā)具有計(jì)劃預(yù)測與監(jiān)控、在線質(zhì)量優(yōu)化控制、能源管理、安全生產(chǎn)管理、個性化生產(chǎn)駕駛艙等功能的一體化協(xié)同管控應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)圍繞班組日志、設(shè)備運(yùn)行記錄、生產(chǎn)記錄、檢化驗(yàn)記錄、調(diào)度報(bào)表、能源報(bào)表、危險(xiǎn)行為記錄等多種類繁鎖的手工填寫基礎(chǔ)工作，以業(yè)務(wù)和數(shù)字進(jìn)行驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)報(bào)表“一鍵生成”、數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲和統(tǒng)一使用，推動生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度執(zhí)行、檢化驗(yàn)、能源分析等業(yè)務(wù)全流程信息化、數(shù)據(jù)化。同時，基于實(shí)體礦廠的選礦設(shè)備、生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)等，構(gòu)建三維虛擬選礦工廠，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化管理及全方位立體管控。

　　邊緣優(yōu)化控制系統(tǒng)則應(yīng)用了“選礦廠三維模仿真系統(tǒng)”，采用大數(shù)據(jù)、知識圖譜技術(shù)、邊云協(xié)同技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)，圍繞選礦過程的工藝控制優(yōu)化，創(chuàng)立了覆蓋破碎、磨礦分級、選別環(huán)節(jié)的全工藝流程多沖突目標(biāo)、多沖突約束、多尺度的動態(tài)優(yōu)化控制方法，實(shí)現(xiàn)了磨機(jī)U形倉（或粉礦倉）智能給礦、磨礦分級與磁選、磁選與浮選、浮選與精尾壓濾等工序間閉環(huán)優(yōu)化控制，達(dá)到穩(wěn)質(zhì)減尾的效果。

　　2022年，關(guān)寶山智慧工廠（二期）項(xiàng)目成功上線應(yīng)用了設(shè)備預(yù)知性維修系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用數(shù)字孿生技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時采集、設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測等，分析預(yù)判設(shè)備劣化趨勢，根據(jù)數(shù)學(xué)模型精準(zhǔn)評估備件、設(shè)備壽命，生成科學(xué)合理的預(yù)知維修計(jì)劃，提示做好生產(chǎn)、設(shè)備維修等準(zhǔn)備工作；對設(shè)備的溫度、振動等進(jìn)行監(jiān)測分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備缺陷準(zhǔn)確診斷。安裝1000余點(diǎn)在線溫振檢測傳感器，感知150余臺主要設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，基于數(shù)字孿生建立設(shè)備預(yù)知維修系統(tǒng)，利用實(shí)時設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和機(jī)理模型生成數(shù)字虛體映射，直觀分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)判劣化趨勢，精準(zhǔn)評估備件壽命，合理提出設(shè)備預(yù)知維修計(jì)劃（單體設(shè)備、單區(qū)域、全產(chǎn)線），實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程預(yù)知診斷與產(chǎn)線運(yùn)行穩(wěn)定可控，降低設(shè)備故障率，實(shí)現(xiàn)設(shè)備長周期運(yùn)行。

　　數(shù)據(jù)川流不息、生產(chǎn)井然有序。該公司以智能化手段再造生產(chǎn)流程，由人工調(diào)控變?yōu)橄到y(tǒng)自主調(diào)節(jié)，借助選礦智能系統(tǒng)，促使磨礦、磁選、浮選等選礦流程工序協(xié)同、智慧生產(chǎn)，也因此給企業(yè)帶來“魔法效果”，每年多創(chuàng)效1000多萬元。

圖為鞍鋼礦業(yè)關(guān)寶山公司智能無人巡檢車作業(yè)場景。 （李泰燃 攝）　　　

　　【新知】

　　施燦濤

　　近年來，鞍鋼礦業(yè)關(guān)寶山公司對標(biāo)世界一流，聚焦數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化變革，全力建設(shè)選礦“黑燈工廠”。數(shù)據(jù)顯示，2023年，關(guān)寶山公司人均年產(chǎn)1.12萬噸鐵精礦，高出全國平均水平96%，國內(nèi)排名第二，國際排名第三，成為當(dāng)之無愧的以新質(zhì)生產(chǎn)力促進(jìn)全要素生產(chǎn)率提升的鐵礦行業(yè)標(biāo)桿。

　　關(guān)寶山“黑燈工廠”的新質(zhì)生產(chǎn)力主要體現(xiàn)在以下幾處。一是以自動控制替代人工操作，由遠(yuǎn)程集控中心直接操控現(xiàn)場生產(chǎn)，大幅提高了勞動生產(chǎn)率；二是以在線實(shí)時檢測替代人工檢化驗(yàn)，推進(jìn)了指標(biāo)精益化；三是借助數(shù)字孿生預(yù)知維修系統(tǒng)，變計(jì)劃修、搶修為預(yù)知性維修、產(chǎn)線協(xié)同維修，大大降低設(shè)備故障率，提升產(chǎn)線設(shè)備作業(yè)率；四是以智能協(xié)同管控替代人工調(diào)度生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效化選礦；五是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能選礦系統(tǒng)，將選礦流程由人工調(diào)控變?yōu)橄到y(tǒng)自主調(diào)節(jié)，提高了鐵精礦產(chǎn)量。

　　《中國冶金報(bào)》（2024年04月25日 05版五版）