記者走一線——數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型案例企業(yè)巡禮

采訪鞍鋼集團(tuán)關(guān)寶山礦業(yè)有限公司副總經(jīng)理劉春輝

選礦是鋼鐵工業(yè)中一道重要工序，鐵礦石經(jīng)過球磨成粉狀，再經(jīng)浮選、磁選等選礦工序?qū)㈣F元素富集，得到鐵精粉，再由造塊工序（燒結(jié)或球團(tuán)）生產(chǎn)為塊礦，才能作為高爐煉鐵的原料。眾所周知，我國鐵礦石資源豐富，但是富礦少、貧礦多，所以選礦工序就顯得尤為重要，如何提高選礦工序的效率，如何從有限的原礦中篩選出更多的精礦，對于我國鋼鐵工業(yè)有著特殊的意義。

是否能將數(shù)字科技應(yīng)用于選礦流程，實(shí)現(xiàn)選礦過程的智能化、機(jī)器人化，進(jìn)而改善我國資源狀況，并實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)降本增效？對于這個問題，鞍鋼集團(tuán)關(guān)寶山礦業(yè)有限公司（以下簡稱“關(guān)寶山礦業(yè)”）近年來勇于嘗試，對智能選礦進(jìn)行了大量積極的探索，并取得了豐碩的成果和寶貴經(jīng)驗(yàn)。

近日，中國金屬材料流通協(xié)會聯(lián)合《現(xiàn)代物流報》共同采訪了關(guān)寶山礦業(yè)副總經(jīng)理劉春輝，了解了數(shù)字科技給選礦生產(chǎn)帶來的巨大改變。

1.在選礦作業(yè)中實(shí)現(xiàn)“黑燈工廠”目標(biāo)

關(guān)寶山礦業(yè)有限公司位于遼寧省鞍山市，隸屬于鞍鋼礦業(yè)，是集采礦、選礦為一體的現(xiàn)代化采選聯(lián)合企業(yè)，是鞍鋼集團(tuán)重要的鐵精礦生產(chǎn)原料基地之一，擁有兩座鐵礦山和一座選礦廠，原礦處理能力為每年600萬噸，每年可生產(chǎn)鐵精礦175萬噸。

關(guān)寶山礦業(yè)建于2012年，公司起點(diǎn)較高，成立之初就配備了國內(nèi)最先進(jìn)的選礦產(chǎn)線設(shè)備。但是鞍鋼礦業(yè)對于關(guān)寶山礦業(yè)的期望較高，并不滿足于傳統(tǒng)的自動化生產(chǎn)。在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，生產(chǎn)設(shè)備的啟停、生產(chǎn)質(zhì)量的控制，仍然需要大量工人在生產(chǎn)現(xiàn)場操作。工人需要在嘈雜的廠房內(nèi)，在巨大的設(shè)備間爬上爬下。這樣的生產(chǎn)不但工人勞動強(qiáng)度依然很大，而且效率、產(chǎn)品穩(wěn)定性較低，間接損失較高。

從2019年開始，關(guān)寶山礦業(yè)啟動了基于數(shù)字科技的選礦智能化建設(shè)，并在2022年實(shí)現(xiàn)了“黑燈工廠”的建設(shè)目標(biāo)，讓生產(chǎn)過程發(fā)生了革命性的改變。這種改變主要體現(xiàn)在五方面。

第一，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的遠(yuǎn)程操作。

公司建立了生產(chǎn)集中管理中心，讓原有生產(chǎn)工序中需要現(xiàn)場操作的工作全部實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程電腦一鍵操作，從而基本實(shí)現(xiàn)了操作現(xiàn)場的無人化。

第二，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管控智慧化。

公司不僅實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的遠(yuǎn)程操作，在很多環(huán)節(jié)還實(shí)現(xiàn)了智能化無人操作。借助大數(shù)據(jù)、邊緣計算等技術(shù)，公司實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管控的智能化，在磨礦、浮選等關(guān)鍵工序，都實(shí)現(xiàn)了智能優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)“精細(xì)管理，顆粒歸倉”的要求。

如今人工智能在很多生產(chǎn)管控環(huán)節(jié)已經(jīng)超過了人工經(jīng)驗(yàn)。比如以往選礦廠的給礦漏斗都需要人工看守，監(jiān)控料位，防止斷料。但由于礦石板結(jié)、礦石大小不一等原因，即便有人看守，依然可能出現(xiàn)斷料的情況，這種情況限制了生產(chǎn)效率。而如今的自動投料機(jī)器人，借助基于人工經(jīng)驗(yàn)的大數(shù)據(jù)模型，可以比人的雙眼更精準(zhǔn)地判斷漏斗料位，防止斷料。

再比如在鐵礦石選礦過程中對礦漿濃度和品位的檢測，以前人工檢測化驗(yàn)容易產(chǎn)生誤差，對操作員的經(jīng)驗(yàn)技能要求較高，且檢測周期較長。如今智能檢測系統(tǒng)可自動對礦漿進(jìn)行24小時測量，誤差率僅為1%，而且檢測化驗(yàn)的時間縮短為以前的1/60，不但實(shí)現(xiàn)了無人化，還實(shí)現(xiàn)了檢測的精準(zhǔn)、穩(wěn)定、高效。

此外對浮選工序進(jìn)行智能化改造后，選礦廠還實(shí)現(xiàn)了對原礦的更高效利用。在改造后的產(chǎn)線上，經(jīng)選礦后的精礦品位合格率提高了10%以上，尾礦品位則從21下降到了19.5以下，更多寶貴的鐵元素進(jìn)入到了下游冶煉環(huán)節(jié)。

第三，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)維智能化、遠(yuǎn)程化。

要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場無人化，除了設(shè)備操作，還需要在設(shè)備維護(hù)上實(shí)現(xiàn)智能化。關(guān)寶山礦業(yè)在所有生產(chǎn)設(shè)備上都安裝了傳感器，通過對設(shè)備電流、電壓、溫度等指標(biāo)的24小時監(jiān)測，并基于大數(shù)據(jù)模型，可對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的智能隱患排查、智能故障分析。同時結(jié)合巡檢機(jī)器人的24小時巡查，使以往工人現(xiàn)場檢查設(shè)備的工作大大減少，巡檢效率提升了80%以上。

第四，以綜合感知為保障，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全本質(zhì)化。

公司還利用視頻傳感器和基于AI視頻的分析技術(shù)，建立起了“電子圍欄”，對礦山、廠房內(nèi)的危險違章行為實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)管。該技術(shù)的應(yīng)用讓以往現(xiàn)場人員的不安全行為無法被及時發(fā)現(xiàn)、及時提醒和快速處置的難題得到了徹底解決。如工人不戴安全帽等危險行為，如今在巡檢機(jī)器人的24小時監(jiān)測下，基本做到了徹底杜絕。

第五，實(shí)現(xiàn)能源消耗的智慧管控。

以前選礦廠運(yùn)行過程中消耗的水、電、煤、蒸汽等能源、資源，全靠人工抄表進(jìn)行統(tǒng)計，關(guān)寶山礦業(yè)在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型后，建立了能源管理系統(tǒng)（EMS），運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了選礦生產(chǎn)全流程、全要素能耗數(shù)據(jù)的采集、計量和可視化檢測。同時能源管理系統(tǒng)可以結(jié)合當(dāng)?shù)仉娔艿姆迤焦葧r間段、費(fèi)用，能耗工序，環(huán)境溫度等因素進(jìn)行智能分析，為生產(chǎn)提供用能指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)高效用能，降低用能成本。

第六，通過跨業(yè)務(wù)、跨崗位融合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程一體化。

公司以RC管控中心為中樞，把生產(chǎn)全過程中的計劃、質(zhì)量、設(shè)備安全等多項(xiàng)業(yè)務(wù)管控，貫穿于多個業(yè)務(wù)部門，實(shí)現(xiàn)了跨業(yè)務(wù)，跨崗位的垂直化管控模式。

2.成為行業(yè)內(nèi)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的標(biāo)桿 

經(jīng)過選礦智能化建設(shè)，關(guān)寶山礦業(yè)的員工崗位配置得到了明顯優(yōu)化。生產(chǎn)服務(wù)類崗位的數(shù)量減少到了智能化建設(shè)前的10%，管理崗位減少到了智能化建設(shè)前的47%。

劉春輝介紹，機(jī)器人和人工相比，在有些工序上單位小時的工作效率并不一定明顯勝出，但是機(jī)器人的優(yōu)勢是可以24小時不間斷工作，所以總的效率要明顯優(yōu)于人工?，F(xiàn)在公司生產(chǎn)過程中的每個細(xì)小環(huán)節(jié)的耗時平均減少了5分鐘，所有這些細(xì)小環(huán)節(jié)加起來后，效率就有了明顯提升。智能化改造后公司年產(chǎn)量增加達(dá)5.8萬噸，精礦產(chǎn)量增加1.7萬噸，年增收達(dá)1000萬元以上。

智能化建設(shè)通過降本增效和對能源消耗的智慧化管理，讓生產(chǎn)過程中的能耗也得到了明顯降低，電力單耗降低了2.4%；煤單耗降低了6.4%；綜合能耗下降了7.94%。

數(shù)字化、智能化給公司帶來了明顯改變，但關(guān)寶山礦業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，也曾面對不小的困難和阻力。

第一，職工思想轉(zhuǎn)變難。

近年來，生產(chǎn)的智能化、數(shù)字化對于家電生產(chǎn)企業(yè)而言已經(jīng)是很自然而然的事情了，但是對于像關(guān)寶山礦業(yè)這樣的傳統(tǒng)礦山企業(yè)來說，依然會有員工不能理解、不愿接受。一些員工覺得傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式挺好，生產(chǎn)也很正常，為什么要搞數(shù)字化呢？還有些員工擔(dān)心機(jī)器人的應(yīng)用會影響自己的工作崗位。

針對職工思想偏保守的問題，關(guān)寶山領(lǐng)導(dǎo)層采取的對策是多帶職工去先進(jìn)的制造業(yè)企業(yè)參觀、學(xué)習(xí)。要通過參觀讓大家看到，生產(chǎn)的數(shù)字化、智能化所帶來的高效率、高效益，看到未來工業(yè)發(fā)展的趨勢。

此外公司也積極做員工的思想引導(dǎo)工作，讓大家認(rèn)識到公司的目標(biāo)是讓機(jī)器人和人類各施所長。智能化可以有效減輕體力性工作的勞動強(qiáng)度，讓員工從生產(chǎn)現(xiàn)場解放出來去填補(bǔ)到機(jī)器人無法從事的工作崗位上。機(jī)器人的作用是讓人流向更有價值的崗位，而非失去崗位。

第二，沒有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。

在選礦生產(chǎn)中應(yīng)用智能化技術(shù)，這以前在國內(nèi)是沒有先例的，而國外很多礦山都沒有選礦廠，也就更沒有成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒了，所以關(guān)寶山礦業(yè)所做的事情完全是從0到1的行業(yè)探索，需要克服種種預(yù)想不到的困難。但也正因如此，其創(chuàng)新價值就更加寶貴，不僅在于企業(yè)自身，更在于為行業(yè)發(fā)展樹立了標(biāo)桿。

今年以來，關(guān)寶山礦業(yè)幾乎每個月都要接待三到五家同行企業(yè)來參觀學(xué)習(xí)。到訪的同行大多感覺很受沖擊，他們沒有想到礦山企業(yè)也可以像家電企業(yè)一樣，做到如此先進(jìn)的無人化、智能化。 

3.繼續(xù)挖掘大數(shù)據(jù)價值，保持行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先

今年，關(guān)寶山礦業(yè)公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“黑燈工廠”的建設(shè)目標(biāo)，但公司數(shù)字化的腳步并不會停歇，未來公司計劃圍繞運(yùn)維的一鍵定制、生產(chǎn)的一鍵操作、成本的一鍵分析，繼續(xù)在預(yù)制維修體系、數(shù)據(jù)治理、智慧選礦三個方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，為中國鋼鐵工業(yè)智能選礦積累更多寶貴經(jīng)驗(yàn)。

第一，構(gòu)建全系統(tǒng)的預(yù)制維修體系。

關(guān)寶山礦業(yè)公司認(rèn)為，從黑燈工廠向智慧工廠跨越，設(shè)備的運(yùn)維管控依然是技術(shù)難度較高的事情，特別是在設(shè)備維修上，一些工作機(jī)器人依然不能完全取代人類。下一步公司將在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線的預(yù)制維修上進(jìn)一步加強(qiáng)，除了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無人運(yùn)維外，還要建立從感知、診斷、運(yùn)維到改善的一體化設(shè)備保障新模式。

公司將進(jìn)一步利用大數(shù)據(jù)，把設(shè)備診斷的人工經(jīng)驗(yàn)和知識轉(zhuǎn)變?yōu)榇髷?shù)據(jù)模型，讓智能系統(tǒng)可以像中醫(yī)給患者診斷的“望、聞、問、切”一樣，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備隱患的更有效的預(yù)測和運(yùn)維。

第二，持續(xù)完善數(shù)據(jù)治理工作。

大數(shù)據(jù)是繼土地、勞動、資本、技術(shù)之后人類又一項(xiàng)重要的生產(chǎn)要素。大數(shù)據(jù)不僅在電商、物流、倉儲領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，在選礦環(huán)節(jié)的重要性也越來越突出，特別是在生產(chǎn)管控、成本分析上，數(shù)據(jù)資產(chǎn)是未來選礦工作的根本出發(fā)點(diǎn)，也是下一步關(guān)寶山礦業(yè)的重點(diǎn)工作。在實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)上云的基礎(chǔ)上，未來公司要從有數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)有效地發(fā)揮更大價值的方向進(jìn)一步努力，進(jìn)一步加強(qiáng)以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，構(gòu)建數(shù)據(jù)模型。實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)到多點(diǎn)的聯(lián)動控制和分析。借助大數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)更低的運(yùn)營成本和更高的運(yùn)營效率。

第三，持續(xù)打造智慧選礦的技術(shù)優(yōu)勢。

未來關(guān)寶山礦業(yè)還將立足世界格局和國家戰(zhàn)略，繼續(xù)深耕智能選礦技術(shù)的研究，緊密圍繞生產(chǎn)的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，前瞻性開展不確定性和復(fù)雜性的研究，打造智能選礦技術(shù)的策源地。

隨著今年以來國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)環(huán)境更趨復(fù)雜，未來我國經(jīng)濟(jì)要持續(xù)保持高質(zhì)量發(fā)展，要保持供應(yīng)鏈的安全、韌性，需要面對的挑戰(zhàn)將更加艱巨。越是這個時候，中國企業(yè)越需要將數(shù)字科技的作用發(fā)揮于產(chǎn)業(yè)鏈的更多環(huán)節(jié)中。在這方面，鞍鋼關(guān)寶山礦業(yè)公司不斷探索的精神值得借鑒。（文章為中國金屬材料流通協(xié)會和《現(xiàn)代物流報》原創(chuàng)，如需轉(zhuǎn)載請聯(lián)系15901351098）

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