【/h/】图为包头钢管公司运营的管道加工联轴器搬运机器人。张浩东

【/h/】黑光厂,又叫智能厂,是以车间里的机器不用照明就能自动运转而得名。在去产能的大形势下,近年来,中国钢铁行业作为中国传统制造业的支柱产业之一,积极拥抱智力浪潮。曾经,人们对钢铁行业的印象是笨、大、黑、厚;如今,各大钢铁企业依靠先进技术,已经摆脱了过去的生产方式,实现了信息化、自动化、无人化、智能化的华丽转型,呈现出全新的生产形态。

智能钢厂是什么样的?生产过程中使用了哪些高端技术?中国最早的钢铁工业基地之一的包钢(集团)有限公司的智能系统,可以窥豹。

自动化生产:工业机器人可以一次展示它们的技能、标签和包装

【/h/】渣斗浸在池中,池中的锌渣捞至锌池& hellip& hellip进入包钢薄板厂车间,工人们正在生产线上忙碌着。然而,这些工人不是普通工人,而是智能机器人。

【/h/】图为白云鄂博铁矿无人矿车在运铁矿石。周立波

【/h/】将机器人嵌入生产线,代替人完成高强度、重复甚至危险的劳动,是国内钢铁行业迈向智能制造的重要一步。这些自动化设备不仅减轻了工人的劳动强度,而且提高了工作的准确性,节省了大量的成本。薄板厂镀锌硅钢部副部长王勇告诉记者,工厂使用捞渣机器人后,出渣率从原来的10%降低到9%,降低一个百分点到一年,可节约60万元左右。

【/h/】目前包钢很多生产线已经配备了工业机器人。煤焦化工公司回收区硫酸铵自动包装生产线运行高效。整条生产线由码垛机器人系统、机器人抓袋器、自动装袋机等组成。从包装到输送,整个过程完整干净。在金属制造公司,自动贴标机器人不仅可以对钢卷进行贴标和扫码,还可以检查钢卷的信息,确认无误后发布。金属制造公司负责智能制造的高级技术总监赵建告诉记者,该公司过去常常人工给钢卷贴标签,错误率约为千分之五。机器人嵌入生产线后,每个机器人可以代替一个班(约24名工人),可以提高贴标效率10%左右,工艺质量明显提高。在炼钢厂,连铸机的自动加渣系统和一键炼钢模式让工厂工人告别了脏和累。炼钢厂工作人员张萌感慨地说:以前,要实现加渣操作,需要人工从钢包中铲出保护渣。夏天大家要忍受高温的烟和火,冬天要忍受外面刺骨的寒风。现在,机器人必须做脏活,所以我们只需要操作电脑。

包钢设备工程部负责人郭伟表示:2019年建立了19个机器人项目,今年又陆续部署了端磨机器人、取样搬运机器人等8种工业机器人。在引进设备的同时,也在加强自主研发。目前,我们已经计划开发几个机器人。

智能矿:5g网络完全覆盖无人设备,协同工作

白云鄂博是中国最大的铁、氟、稀土综合矿床。

【/h/】在包钢白云鄂博矿区,每天都能看到几台高6.8米、载重170吨的大型矿车,沿着既定路线,将矿石无误地运送到指定位置。你以为开矿车的司机一定是经验丰富的老司机,但其实这些遇到障碍物时转弯灵活、刹车及时的矿车都是无人车。

【/h/】矿车明亮的驾驶室里,原本应该由司机控制的方向盘现在换成了电控方向盘。油门和刹车都是电子感应的。凭借先进的gps和视觉感知技术,无人矿车可以准确感知周围环境;强大的5g边缘计算能力和核心云计算能力,让矿车拥有了自动分级决策的大脑。矿区工作人员杨楠表示,这些高科技矿车不仅可以完全按照规划的路线行驶,而且不受恶劣环境的影响,可以说是风雨无阻。

【/h/】包钢白云鄂博矿区作为国内第一个无人运输运营的露天矿,于2018年8月迎来了第一辆无人矿车的现场试验。现在,在不到两年的时间里,矿区正式雇佣了4台无人矿车。

【/h/】据杨楠介绍,随着矿车数量的增加,矿区搭建了基于5g网络的远程智能调度监控平台,搭建了车地通信系统,实现了车辆的远程控制、自动避障和实时调度。同时,构建露天铁矿石石-铁矿石粗运车无人操作集群,使矿车协同工作,相互配合,最大限度减少工程现场操作人员数量。

自动化无人矿车只是白云鄂博智能矿山项目的一部分。

包钢(集团)有限公司副总经理、包钢董事长李德刚表示,智能矿山建设是一项复杂的系统工程,目前主要包括三个部分。第一部分是无人驾驶。除了矿车,我们还有很多远程操作的叉车。包头冬天很冷,室外温度有时能达到零下30摄氏度。无人驾驶和遥控技术可以减轻工人的负担。

【/h/】第二部分是无人机测绘。无人机可以绘制地雷的地理位置,并将数据传回。通过对数据的分析,可以解决每天在哪里采集,采集多少的问题。我们还可以基于数据构建数字模型,以优化挖掘过程中的管理。

【/h/】第三部分是调度系统,是智能矿井的核心。基于上述两个系统传输的数据,我们可以监控整个生产过程,优化整个调度系统,以找到最佳的控制方法。目前正在进行的建设项目包括智能生产调度系统、智能矿区安全监控系统、电铲智能管控系统、牙轮钻机智能管控系统等。李德纲说。

【/h/】图为包钢金属制造公司冷轧智能仓库无人驾驶。(数据图片)

记者了解到,数据是整个矿山系统的重要关键词。运营中的智能矿山数据传输量非常大,只能依靠5g通信网络来实现。同时,由于5g传输速度快,网络延迟小于20毫秒,可以使矿井控制变得更快、更及时。

【/h/】在智能化管理下,矿区综合效益提高10%以上,整体能耗下降5%以上,节能环保水平也有明显提高。杨楠表示,随着5g技术在我国的快速发展和工业互联网的建设,未来的白云鄂博矿将是一座集安全、绿色、智慧、人文、科学于一体的矿山。

智能仓库:所有数据实时上传,全过程自动跟踪

【/h/】对于一个智能工厂来说,仅仅在单个工艺点推进智能化是不够的,还要达到系统化、集中控制、一键智能制造的更高目标。

【/h/】无人智能仓库,是包钢从过程智能到区域智能的重要表现。

【/h/】在金属制造公司的冷轧智能仓库里,百米车间里只有机械设备在有条不紊、兢兢业业地工作。机器人在钢卷上贴标签,并用二维码标记。这些二维码是钢卷的身份证,是库区物联网的关键信息。只要扫描,相关数据就会实时上传到库区管理系统,管理人员可以轻松查询和跟踪。

【/h/】带ID卡的钢卷在传送带上停留一小段时间,由两个巨大吊臂的无人吊车吊走入库。金属制造公司的技术人员董魏兵告诉记者,这些悬挂在空的无人驾驶起重机手脚灵活,能够准确识别和提升钢卷,不会造成钢卷损失。同时,它们的安全性能非常高。起重机作业边界设置黄色安全围栏,围栏上每隔一段距离设置一道安全门。工人想进入库区,必须按下门上的红色按钮,并获得管理系统的许可后,才能开门,从而保证无人值守仓库的安全有序运行。

【/h/】在库区的操作室,库区的三维建模显示在管理人员面前的电脑屏幕上,与整个模型之外的库区实际操作没有什么区别。负责整个智能仓库设计改造的总工程师施爱文介绍说,之所以能在仓区自动跟踪控制整个流程,是因为它拥有一个拥有庞大信息网络的智能大脑仓区管理系统,可以完成五条生产线上所有行车、地面设备的线下入库、线上入库、仓内堆垛、无人操作,还可以实时跟踪物料。

【/h/】智能仓库相比传统仓库有什么优势?库区负责人王晶说:我们的仓储系统过去都是人工定位,人工提升,人工回滚,容易出现缺陷和安全生产事故。例如,司机举升不当会影响产品质量,在物料流通过程中可能会出现不必要的损失。如今,库区实现了智能化生产,不仅缩短了作业时间,还将钢卷挂失率降低了90%,大大提高了作业精度。更重要的是,无人智能库运行后,减少了36名吊车司机和4名地面人员。目前一个班只有2人负责吊车生产系统的看护和应急操作,每年可节省人工成本479万元。

【/h/】相关报道显示,包括包钢、宝钢在内的国内很多钢铁企业都实现了库区无人操作,一些原本需要开灯的岗位也具备了关灯的条件。从少人到无人,从体力劳动到脑力劳动,从过程智能到区域智能,传统钢铁行业正一步一步走向黑灯厂。(记者王雅珍)