鞍鋼集團礦業有限公司作為傳統冶金礦山龍頭企業,面對風起云涌的新一代信息技術革命與產業變革,“握指成拳”,重點攻堅,快速推進“數字鞍鋼”建設。7月29日,在第四屆全球工業互聯網大會暨工業行業數字化轉型年會上,鞍鋼集團礦業有限公司就“數字化轉型”接受了媒體集體采訪。鞍鋼集團礦業設計研究院副院長陳洪彬認為,鞍鋼礦業歷史悠久,但是并不等于落后,在原來以人工、手動操作為主時代發展到現在數字時代,把人的固有經驗通過產業數字進行轉化,恰恰是鞍鋼的一個優勢。鞍鋼礦業在“數字鞍鋼”中爭當“排頭兵”,建設“新旗艦”,提出了“五個一流”的目標:第一是一流的成本管控,第二是一流的體制機制,第三是一流的創新能力,第四是一流的生態環境,第五是一流的智能制造。
鞍鋼礦業未來發展方向是向大型化、智能化、無人化。陳洪彬告訴記者,鞍鋼礦業充分發揮產業數字化場景應用和數字產業化數據資源優勢,釋放新動能,激發新活力,助力鞍鋼“十四五”提出的“7531”戰略目標實現,打造高質量的新鞍鋼,這其實是一種傳承。
陳洪彬表示,未來幾年內,鞍鋼礦業探索信息化整體建設模式,在礦山范圍內橫向推廣,在先行示范項目成功的基礎上,有序擴大應用范圍,優化生產作業與業務流程,力爭通過智能化礦山建設,深化礦山企業傳統管理模式變革,提升礦山企業核心競爭力,實現信息技術改造傳統產業的終極目標,基本形成冶金礦山建設技術規范與標準體系,最終為企業及社會帶來巨大的社會效益和經濟效益。
礦山開采已經打通生產全鏈條數字化
采礦行業作為國民經濟基礎產業,個別工種作業高風險、高強度、環境相對惡劣,同時面臨職工老齡化的問題,導致勞動力結構性失衡。2021年2月7日,鞍鋼集團召開“數字鞍鋼”建設啟動會,主要圍繞自動化、信息化、數字化和智能化開展建設,形成“四化”指標考評,打造“數字鞍鋼”。陳洪彬說,鞍鋼礦業有9座鐵礦山、8個選礦廠,1個燒結廠、2個球團廠、2座輔料礦山,由于投產、改擴建年代各不相同,各家發展并不一致。鞍鋼礦業與中科院沈陽自動化研究所、中科奧維科技股份有限公司開展合作,對礦山數字化建設提供技術支撐。“鞍鋼礦業數字化轉型將關寶山、齊大山作為企業內部標桿建設,帶動鞍鋼礦業各直屬單位。”
陳洪彬介紹,鞍鋼集團提出鋼鐵+礦業“雙核”發展戰略,打造“雙核心”業務,在“十四五”期間進行數字化轉型升級,改造既有老舊設備,實現大型化、自動化、信息化、數字化轉型。在數字化建設中,鞍鋼礦業使用新模式補齊感知與自控短板,不斷探索新技術在建設過程中的應用和落地。目前從國內來看,齊大山鐵礦智慧采礦項目和關寶山智慧選廠項目,從采礦的地質、爆破、配礦、鏟裝、運輸,再到選廠碎礦、磨礦、選別、精礦的產出、尾礦的排放,從鐵礦石開采到精礦粉加工已經打通生產全鏈條數字化,可能國內沒有其他礦山項目能做到這一點。
鞍鋼礦業大數據、人工智能等新一代信息技術得到深入應用,智能制造取得了新的突破。目前,齊大山鐵礦智慧采礦建設項目以企業云平臺方式,統一規劃建設生產指揮中心及與之配套的信息化管控平臺。關寶山礦業智慧工廠建設項目遵循“端—邊—網—云”架構,實現與上下游生產環節的高效協同。陳洪彬表示,關寶山智慧選廠項目智能制造成熟度已經達到三級(集成)以上,目前仍在不斷完善,向“黑燈工廠”邁進。
未來向著少人化、無人化努力
陳洪彬認為,雖然目前鐵礦石價格相對較高,礦山企業日子比較好過,但是要居安思危,要打造一流的成本管控,把降成本作為企業最重要的一件事情,需要通過智慧制造把成本降下來。比如,球磨臺時提高多少、電耗降低多少、藥耗降低多少、全員工勞動生產力提高多少等,都是降成本的一個方向,礦山企業需要站在更高的角度看待這個問題。在未來發展中,鞍鋼礦業會向著少人化、無人化努力,盡可能地降低成本,保證成熟度,為礦業提供一流的智能制造。
鞍鋼集團聚焦“智慧管理、智慧生產、數字產業”創新發展三條路徑,全面優化提升數字管控、數字鋼鐵、數字礦產、數字鉆探、數字交易、數字交融、數字物流、數字技術體系,到2025年鞍鋼集團“兩化”深度融合整體水平將大幅提高。陳洪彬說,在老礦山改造的時候需要把智能制造、智慧礦山考慮進去,努力降低消耗、降低成本。目前,鞍鋼礦業正在打造井下采礦和智慧球團示范工程,并準備在企業內部復制推廣。
鞍鋼礦業做數字礦山或者智慧礦山,第一考慮的是以人為本。有個說法叫“臟、險、累”崗位,做智慧礦山的時候通過機器人或者技術手段代替人,既減少艱苦環境崗位人員,又能從安全角度減少職業病。第二考慮的是單體設備效率提高。換句話說,作業時間縮短了,能耗降低了,藥耗降低了,實際上是對碳排放、碳達峰的一個正向貢獻。第三考慮的是盡最大可能降本增效。鞍鋼礦業鐵礦石資源的特點是貧、細、雜,必須在降低采礦成本和選礦成本上下功夫,這樣企業才能站住腳。
陳洪彬認為,在項目實施的過程當中會不斷思考,不斷完善智慧工廠的項目,未來想“走出去”,把鞍鋼礦業經驗供給其他的礦產企業,讓鞍鋼礦業智能制造在礦業行業當中能夠有更大的價值提升。但是,任何項目的推進與實施,都會遇到不同的困難,鞍鋼礦業在數字化轉型中同樣存在難題。項目實施過程中,設想的肯定會盡善盡美,什么都要做,什么都去做,但是實際上需要通過自己的判斷,通過科研和項目相結合,盡可能的滿足業主的條件,讓項目真正的落地。
探索實踐“互聯網+礦業”創新模式
中國科學院沈陽自動化研究所研究員李歆介紹,鞍鋼礦業智慧采選工業互聯網平臺,是將工業互聯網、大數據分析、人工智能、邊緣計算、精益化管控等先進技術與礦山行業生產過程中工藝流程、管理特點緊密結合的成功實踐成果。具體而言,包括采選礦的物質流變化、計劃組織模式、生產作業特征、品質控制要求等,通過平臺化基礎模型、服務及應用系統,實現技術與業務的融合,進而發揮出“互聯網+礦業”的重要作用。平臺基于沈自所自主研發的“中科云翼”工業互聯網平臺進行研發構建,其作用價值主要體現為三個方面:一是發揮基礎平臺底座的支撐作用。實現1個平臺+N個應用集中部署與運行模式,支撐應用間無縫信息集成和高效協同運行,通過生產資源建模、工藝流程建模和數據分析建模,為采礦數字地質、選礦孿生工廠和智能分析提供模型基礎;二是發揮智能化生產作用。通過結合精益管控與人工智能技術方法,實現業務與數據雙重驅動的智能生產管控。針對選礦入選品質不穩定、依賴人工經驗調節方法導致過程質量指標波動大的行業難題,研發面向大慣性系統的優化控制方法,創新性地將強化學習與知識圖譜技術相結合,采用邊緣協同控制機制,在磨礦分級及浮選兩大關鍵工序實現了在線工藝優化決策,有效降低了指標波動,提升了工藝控制的智能化水平;三是發揮網絡化協同作用。鞍鋼礦業九大礦山和八大選廠之間形成“多對多”上下游生產關系,需要依據礦石分布及性質、選廠工藝產能條件、運輸距離成本等條件統籌制定生產計劃,最終形成采礦向前推動與選礦反向拉動相結合的協同計劃組織模式。平臺通過采選全流程的互聯互通,實現了協同化生產組織與資源調度,有效提高了生產效率,降低了生產成本。
陳洪彬認為,隨著鞍鋼礦業云的規劃和應用,鞍鋼礦業所屬礦山及選廠生產已經在發生蛻變,工業互聯網思維開始融入并影響礦山生產過程。同時,展現形式的變化更加直觀精準,可以讓管理者、操作者快速掌握生產現場狀況,讓鞍鋼礦業以全新面貌展示給世人。(中國工業報記者 孟凡君)
