本報通訊員 葉舟 季旭
在遼寧鞍山，美麗的千山腳下，有一片建在山頂的“城堡”式建筑群——這就是鞍鋼礦業關寶山公司。這家企業以智能技術高度集成的“黑燈工廠”聞名行業。
“黑燈工廠”里，真的是一片漆黑嗎？無人化操作、智能制造為企業帶來哪些發展前景……帶著這些疑問，筆者實地探訪了這家公司。
“黑燈工廠”，又名“智慧工廠”，意味著產品從原材料到最終成品各環節均無需人工操作，不需要燈光照明。
經過報備申請，筆者順利通過AI（人工智能）人臉識別安全門禁系統，走進該公司磨磁區域。無燈的作業環境中，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”。登上寬闊的作業平臺，這里與傳統車間人員忙碌的景象不同，偌大的生產現場空無一人，只有兩臺大型球磨機在快速運轉，智能巡檢機器人和清掃機器人閃爍著燈光在各處有序作業……
現如今的關寶山，主要由6個智能系統構成，即“礦石流”跟蹤-磨機智能給礦與優化配礦系統、礦漿品位在線分析系統、智能協同生產管控系統、邊緣優化控制系統、設備預知性維修系統、機器人智能巡檢系統，分別實現了物料追蹤、智能在線檢測、生產作業協同、先進過程控制、設備故障診斷與預測、在線運行監測。
2022年，關寶山智慧工廠（一期）項目成功上線應用了“礦石流”跟蹤-磨機智能給礦與優化配礦系統，以入選鐵礦石批次為管控對象，對選礦生產前、中、后進行過程跟蹤。該系統以原礦入選礦石性質為依據，結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）進行區分及實時跟蹤，并按照不同顏色進行可視化展示。同時，該系統可根據磨磁、浮選生產指標情況或人工生產指令，形成優化配礦策略，并聯動智能布料小車和給料器，實現給料器自動切換（倒漏子），礦倉斷料、堵料、異常預警，優先、禁用、礦石性質多規則優化配礦。
智能協同生產管控系統通過構建“端—邊—網—云”架構，采用云計算、大數據等技術，面向智慧礦山研發具有計劃預測與監控、在線質量優化控制、能源管理、安全生產管理、個性化生產駕駛艙等功能的一體化協同管控應用系統。該系統圍繞班組日志、設備運行記錄、生產記錄、檢化驗記錄、調度報表、能源報表、危險行為記錄等多種類繁鎖的手工填寫基礎工作，以業務和數字進行驅動，實現業務報表“一鍵生成”、數據統一存儲和統一使用，推動生產計劃、調度執行、檢化驗、能源分析等業務全流程信息化、數據化。同時，基于實體礦廠的選礦設備、生產運行數據等，構建三維虛擬選礦工廠，實現生產過程的可視化管理及全方位立體管控。
邊緣優化控制系統則應用了“選礦廠三維模仿真系統”，采用大數據、知識圖譜技術、邊云協同技術、深度學習技術，圍繞選礦過程的工藝控制優化，創立了覆蓋破碎、磨礦分級、選別環節的全工藝流程多沖突目標、多沖突約束、多尺度的動態優化控制方法，實現了磨機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優化控制，達到穩質減尾的效果。
2022年，關寶山智慧工廠（二期）項目成功上線應用了設備預知性維修系統。該系統采用數字孿生技術和大數據分析技術，通過設備運行數據實時采集、設備狀態在線監測等，分析預判設備劣化趨勢，根據數學模型精準評估備件、設備壽命，生成科學合理的預知維修計劃，提示做好生產、設備維修等準備工作；對設備的溫度、振動等進行監測分析，實現設備缺陷準確診斷。安裝1000余點在線溫振檢測傳感器，感知150余臺主要設備運轉情況，基于數字孿生建立設備預知維修系統，利用實時設備運行數據和機理模型生成數字虛體映射，直觀分析設備運行狀態，預判劣化趨勢，精準評估備件壽命，合理提出設備預知維修計劃（單體設備、單區域、全產線），實現設備遠程預知診斷與產線運行穩定可控，降低設備故障率，實現設備長周期運行。
數據川流不息、生產井然有序。該公司以智能化手段再造生產流程，由人工調控變為系統自主調節，借助選礦智能系統，促使磨礦、磁選、浮選等選礦流程工序協同、智慧生產，也因此給企業帶來“魔法效果”，每年多創效1000多萬元。
圖為鞍鋼礦業關寶山公司智能無人巡檢車作業場景。 （李泰燃 攝）
【新知】
新質生產力先行見效
施燦濤
近年來，鞍鋼礦業關寶山公司對標世界一流，聚焦數字化轉型和智能化變革，全力建設選礦“黑燈工廠”。數據顯示，2023年，關寶山公司人均年產1.12萬噸鐵精礦，高出全國平均水平96%，國內排名第二，國際排名第三，成為當之無愧的以新質生產力促進全要素生產率提升的鐵礦行業標桿。
關寶山“黑燈工廠”的新質生產力主要體現在以下幾處。一是以自動控制替代人工操作，由遠程集控中心直接操控現場生產，大幅提高了勞動生產率；二是以在線實時檢測替代人工檢化驗，推進了指標精益化；三是借助數字孿生預知維修系統，變計劃修、搶修為預知性維修、產線協同維修，大大降低設備故障率，提升產線設備作業率；四是以智能協同管控替代人工調度生產，實現高效化選礦；五是基于大數據技術的智能選礦系統，將選礦流程由人工調控變為系統自主調節，提高了鐵精礦產量。
《中國冶金報》（2024年04月25日 05版五版）
