一座智能化的鋼鐵工廠是什麼樣的?生產過程中又運用了哪些高端技術?從中國最早的鋼鐵工業基地之一――包頭鋼鐵(集團)有限責任公司的智能化係統可以管中窺豹。
自動生產:工業機器人大展身手 貼標打包一氣嗬成
撈渣鬥被浸入池內,將池內的鋅渣撈到鋅槽……走進包鋼薄板廠的車間,“工人們”正在生產線上忙碌地工作著。不過,這些工人並不是普通的工人,而是智能化的機器人。
將機器人嵌入生產線,代替人去完成高強度、重zhong複fu性xing乃nai至zhi有you危wei險xian性xing的de勞lao動dong,是shi國guo內nei鋼gang鐵tie行xing業ye邁mai向xiang智zhi能neng製zhi造zao的de重zhong要yao一yi步bu。這zhe些xie自zi動dong化hua設she備bei不bu僅jin降jiang低di了le工gong人ren的de勞lao動dong強qiang度du,還hai提ti升sheng了le工gong作zuo的de準zhun確que度du,節jie省sheng了le許xu多duo成cheng本ben。薄bo板ban廠chang鍍du鋅xin矽gui鋼gang部bu副fu部bu長chang王wang永yong告gao訴su記ji者zhe,廠chang裏li使shi用yong撈lao渣zha機ji器qi人ren後hou,出chu渣zha率lv由you原yuan先xian的de10%現在降低到了9%,這降低的一個百分點折算到一年裏麵,大約就可以節省60萬元。
目mu前qian,包bao鋼gang已yi有you多duo條tiao生sheng產chan線xian上shang崗gang了le工gong業ye機ji器qi人ren。在zai煤mei焦jiao化hua工gong分fen公gong司si,回hui收shou區qu域yu硫liu酸suan銨an自zi動dong打da包bao生sheng產chan線xian高gao效xiao運yun轉zhuan,整zheng套tao生sheng產chan線xian由you碼ma垛duo機ji器qi人ren係xi統tong、機器人袋式抓具、自動上袋機等組成,從打包到輸送,整個流程一氣嗬成,幹淨利落。在金屬製造公司,自動貼標簽機器人不僅能為鋼卷貼標、掃(sao)碼(ma),還(hai)能(neng)校(xiao)驗(yan)鋼(gang)卷(juan)信(xin)息(xi),確(que)認(ren)無(wu)誤(wu)後(hou)才(cai)予(yu)以(yi)放(fang)行(xing)。金(jin)屬(shu)製(zhi)造(zao)公(gong)司(si)負(fu)責(ze)智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)工(gong)作(zuo)的(de)高(gao)級(ji)技(ji)術(shu)主(zhu)管(guan)趙(zhao)建(jian)告(gao)訴(su)記(ji)者(zhe),以(yi)前(qian)公(gong)司(si)都(dou)是(shi)人(ren)工(gong)進(jin)行(xing)鋼(gang)卷(juan)貼(tie)標(biao),大(da)概(gai)有(you)千(qian)分(fen)之(zhi)五(wu)的(de)出(chu)錯(cuo)率(lv)。機(ji)器(qi)人(ren)嵌(qian)入(ru)生(sheng)產(chan)線(xian)後(hou),每(mei)台(tai)機(ji)器(qi)人(ren)能(neng)代(dai)替(ti)一(yi)個(ge)班(ban)(約24人)的工人,可提高貼簽效率10%左右,且工序質量明顯提高。在煉鋼廠,連鑄機自動加渣係統、“一鍵式”煉鋼模式,讓工廠職工告別了髒與累。煉鋼廠的工作人員張蒙感慨地說:“以(yi)前(qian)需(xu)要(yao)人(ren)工(gong)用(yong)鐵(tie)鍬(qiao)從(cong)料(liao)包(bao)中(zhong)鏟(chan)出(chu)保(bao)護(hu)渣(zha)來(lai)實(shi)現(xian)加(jia)渣(zha)操(cao)作(zuo),大(da)家(jia)夏(xia)天(tian)要(yao)忍(ren)受(shou)高(gao)溫(wen)下(xia)的(de)煙(yan)熏(xun)火(huo)烤(kao),冬(dong)天(tian)要(yao)忍(ren)受(shou)外(wai)麵(mian)的(de)刺(ci)骨(gu)寒(han)風(feng),現(xian)在(zai)髒(zang)活(huo)累(lei)活(huo)都(dou)有(you)機(ji)器(qi)人(ren)幹(gan)了(le),我(wo)們(men)隻(zhi)需(xu)操(cao)作(zuo)電(dian)腦(nao)就(jiu)行(xing)了(le)。”
包鋼股份設備工程部部長郭偉說:“2019年,我們的機器人項目立項19台,今年又陸續部署了端麵打磨機器人、取樣搬運機器人等8種工業機器人,在引進設備的同時,我們也在加強自主研發,目前已規劃了幾台要研發的機器人。”
智慧礦山:5G網絡全麵覆蓋 無人設備協同運作
白雲鄂博,中國最大的鐵―氟―稀土綜合礦床所在地。
在包鋼的白雲鄂博礦區,每天都能看到幾輛高6.8米,載重170噸的“大塊頭”礦車沿著既定路線,準確無誤地向指定位置運送礦石。你以為,駕駛礦車的一定是經驗豐富的“老司機”,但實際上,這些轉彎靈活、遇到阻礙還會及時刹車的礦車是無人駕駛車輛。
在礦車明亮的駕駛室內,本應由駕駛員掌控的方向盤現在由電控方向盤代替。油門、製動,全部為電動傳感。靠著先進的GPS與視覺感知技術,無人駕駛礦車能夠準確感知周邊環境;而強大的5G邊緣計算能力與核心雲計算能力,讓礦車有了自動分級決策的“大腦”。礦區工作人員楊楠介紹,這些高科技傍身的礦車不僅可以完全按照編程路線行駛,而且不受惡劣環境影響,可以說是風雨無阻。
作為全國首個無人駕駛運輸運營的露天礦山,包鋼白雲鄂博礦區於2018年8月迎來第一台無人駕駛礦車的實地測驗。如今,在不到兩年的時間內,已有4台無人駕駛礦車在礦區正式上崗了。
據楊楠介紹,隨著礦車數量的增多,礦區依托5G網絡,搭建了遠程智能調度監控平台,建設了“車車―車網―車地”通信係統,實現車輛的遠程操控、自動避障、實時調度。同時構建起“露天鐵礦石石方-鐵礦原石運輸礦卡無人駕駛作業集群”,讓礦車可以協同工作,互相配合,最大程度減少了工程現場作業人員數量。
自動化的無人礦車,隻是白雲鄂博智慧礦山項目的一部分。
包鋼(集團)公司副總經理、包鋼股份董事長李德剛表示,智能礦山建設是一個複雜的係統工程,目前主要包括三大部分。“第一部分是無人駕駛。除了礦車,我們還有很多鏟車也是遠程操控的。包頭冬天很冷,外麵氣溫有時能達到零下30多攝氏度,無人駕駛和遠程操控技術可以減輕工作人員的負擔。”
第二部分是無人機測繪。“無人機可以對礦山的地理情況進行測繪,並將數據傳回來,我們通過分析數據就能解決每天要采什麼地方、采多少等問題。我們還可以依托數據建立數字模型,優化采礦過程中的管理。”
第三部分是調度係統,這是智能礦山的核心。“jiyushangmianlianggexitongchuansonglaideshuju,womenkeyijiankongzhenggeshengchanguochengbingduizhenggetiaoduxitongjinxingyouhua,zhaochuzuijiadekongzhifangfa。muqian,zhengzaijinxingdejianshexiangmuyoushengchanzhinengtiaoduxitong、智能礦區安全監控係統、電鏟智能管控係統、牙輪鑽機智能管控係統等。”李德剛說。
記者了解到,對於整個礦山係統來說,一個重要關鍵詞就是“數據”。運營中的智慧礦山數據傳輸量非常大,必須依靠5G通信網絡才能實現。同時,由於5G傳輸速度很快,網絡時延小於20毫秒,可以讓礦山的控製變得更快更及時。
“在智能化管理下,礦區綜合效益提升10%以上,整體能耗下降5%以上,節能環保水平也顯著提升。”楊楠說,“隨著我們國家5G技術的快速發展,以及工業互聯網的建設,未來的白雲鄂博礦山將會是一座集安全、綠色、智慧、人文及科學於一體的礦山。”
智能倉庫:各項數據實時上傳 整個流程自動跟蹤
對於一座智能工廠來說,僅僅在單個的工序點推進智能化是不夠的,還要實現智能製造係統化、集控化和一鍵化的更高目標。
無人化智能倉庫,這是包鋼從工序智能化走向區域智能化的重要表現。
在金屬製造公司的冷軋智能倉庫,放眼望去,百米廠房內,隻有機械設備在有條不紊、盡職盡責地工作。機器人把標簽貼在鋼卷上,為鋼卷打上二維碼,這些二維碼是鋼卷的“身份證”,是串聯起庫區物聯網的關鍵信息,隻要對著它“掃一掃”,相關數據就會實時上傳至庫區管理係統,管理人員可以輕鬆查詢、跟蹤。
帶著“身份證”的(de)鋼(gang)卷(juan)在(zai)傳(chuan)輸(shu)帶(dai)上(shang)稍(shao)作(zuo)停(ting)留(liu),便(bian)被(bei)有(you)著(zhe)兩(liang)條(tiao)巨(ju)大(da)吊(diao)臂(bi)的(de)無(wu)人(ren)行(xing)車(che)吊(diao)走(zou)入(ru)庫(ku)。金(jin)屬(shu)製(zhi)造(zao)公(gong)司(si)的(de)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)董(dong)秉(bing)偉(wei)告(gao)訴(su)記(ji)者(zhe),這(zhe)些(xie)懸(xuan)在(zai)空(kong)中(zhong)的(de)無(wu)人(ren)吊(diao)機(ji)“手腳靈活”,能夠準確識別、diaoyungangjuan,qiebuhuiduigangjuanchanshengsunhao。tongshi,tamendeanquanxingnenghengao,diaojiyunxingdebianjiesheyouhuangseanquangelilan,gelilanshangmeigeyiduanjulidouyouyidaoanquanmen,gongzuorenyuanxiangyaojinrukuqu,bixuanxiamenshangdehongseanniu,huodeguanlixitongdexuke,mencaihuidakai,quebaolewurenkuanquanyouxuyunxing。
zaikuqudecaozuoshinei,guanlirenyuanmianqiandediannaopingmushangzhengxianshizhekuqudesanweilitijianmo,yuzhenggemoxingwaimiandekuqudeshijiyunzuoqingkuangbiewuerzhi。fuzezhengtao“智能倉庫”設計改造的總工程師石愛文介紹,庫區之所以能實現全流程自動跟蹤和管控,源於它有一個智慧的“大腦”――庫區管理係統,係統擁有龐大的信息網絡,可以通過行車智能調度、路徑規劃、垛位分配等功能,完成五條生產線上所有鋼卷的下線入庫、上線出庫、庫內倒垛以及所有行車和地麵設備的無人作業,還可以對物料進行實時跟蹤。
智能倉庫相比傳統倉庫好在哪裏?庫區負責人王淨說:“過去,我們的倉儲係統都是人工找位、吊運、daojuan,henrongyichuxianpilouheanquanshengchanshigu,birusijibudangdiaoyunhuiyingxiangchanpinzhiliang,wuliaozailiuzhuanguochengzhongkenengchanshengbubiyaodesunhao。rujin,kuqushengchanshixianlezhinenghua,bujinzuoyeshijiansuoduanle,erqiegangjuandiaosunlvxiajiangle90%,作業準確率也大大提升。更重要的是,無人智能庫運行後,減少了36名吊車司機和4名地麵人員,目前一個班隻有2個人負責吊車生產係統看護和應急操作,每年可節省人工成本479萬元。”
相關報道顯示,目前包括包鋼、寶鋼等在內的多家國內鋼鐵企業均已實現庫區無人化,一些原先需要開燈作業的崗位具備了滅燈條件。從少人化進而到無人化,從“體力活”到“腦力活”,從工藝智能化到區域智能化,傳統鋼鐵業正一步步向“黑燈工廠”邁進。