一座智能化的鋼鐵工廠(chǎng)是什么樣的？生產(chǎn)過(guò)程中又運用了哪些高端技術(shù)？從中國最早的鋼鐵工業(yè)基地之一――包頭鋼鐵（集團）有限責任公司的智能化系統可以管中窺豹。

　　自動(dòng)生產(chǎn)：工業(yè)機器人大展身手 貼標打包一氣呵成

　　撈渣斗被浸入池內,將池內的鋅渣撈到鋅槽……走進(jìn)包鋼薄板廠(chǎng)的車(chē)間，“工人們”正在生產(chǎn)線(xiàn)上忙碌地工作著(zhù)。不過(guò)，這些工人并不是普通的工人，而是智能化的機器人。

　　將機器人嵌入生產(chǎn)線(xiàn)，代替人去完成高強度、重復性乃至有危險性的勞動(dòng)，是國內鋼鐵行業(yè)邁向智能制造的重要一步。這些自動(dòng)化設備不僅降低了工人的勞動(dòng)強度，還提升了工作的準確度，節省了許多成本。薄板廠(chǎng)鍍鋅硅鋼部副部長(cháng)王永告訴記者，廠(chǎng)里使用撈渣機器人后，出渣率由原先的10%現在降低到了9%，這降低的一個(gè)百分點(diǎn)折算到一年里面，大約就可以節省60萬(wàn)元。

　　目前，包鋼已有多條生產(chǎn)線(xiàn)上崗了工業(yè)機器人。在煤焦化工分公司，回收區域硫酸銨自動(dòng)打包生產(chǎn)線(xiàn)高效運轉，整套生產(chǎn)線(xiàn)由碼垛機器人系統、機器人袋式抓具、自動(dòng)上袋機等組成，從打包到輸送，整個(gè)流程一氣呵成，干凈利落。在金屬制造公司，自動(dòng)貼標簽機器人不僅能為鋼卷貼標、掃碼，還能校驗鋼卷信息，確認無(wú)誤后才予以放行。金屬制造公司負責智能制造工作的高級技術(shù)主管趙建告訴記者，以前公司都是人工進(jìn)行鋼卷貼標，大概有千分之五的出錯率。機器人嵌入生產(chǎn)線(xiàn)后，每臺機器人能代替一個(gè)班（約24人）的工人，可提高貼簽效率10%左右，且工序質(zhì)量明顯提高。在煉鋼廠(chǎng)，連鑄機自動(dòng)加渣系統、“一鍵式”煉鋼模式，讓工廠(chǎng)職工告別了臟與累。煉鋼廠(chǎng)的工作人員張蒙感慨地說(shuō)：“以前需要人工用鐵鍬從料包中鏟出保護渣來(lái)實(shí)現加渣操作，大家夏天要忍受高溫下的煙熏火烤，冬天要忍受外面的刺骨寒風(fēng)，現在臟活累活都有機器人干了，我們只需操作電腦就行了?！?/p>

　　包鋼股份設備工程部部長(cháng)郭偉說(shuō)：“2019年，我們的機器人項目立項19臺，今年又陸續部署了端面打磨機器人、取樣搬運機器人等8種工業(yè)機器人，在引進(jìn)設備的同時(shí)，我們也在加強自主研發(fā)，目前已規劃了幾臺要研發(fā)的機器人?！?/p>

　　智慧礦山：5G網(wǎng)絡(luò )全面覆蓋 無(wú)人設備協(xié)同運作

　　白云鄂博，中國最大的鐵―氟―稀土綜合礦床所在地。

　　在包鋼的白云鄂博礦區，每天都能看到幾輛高6.8米，載重170噸的“大塊頭”礦車(chē)沿著(zhù)既定路線(xiàn)，準確無(wú)誤地向指定位置運送礦石。你以為，駕駛礦車(chē)的一定是經(jīng)驗豐富的“老司機”，但實(shí)際上，這些轉彎靈活、遇到阻礙還會(huì )及時(shí)剎車(chē)的礦車(chē)是無(wú)人駕駛車(chē)輛。

　　在礦車(chē)明亮的駕駛室內，本應由駕駛員掌控的方向盤(pán)現在由電控方向盤(pán)代替。油門(mén)、制動(dòng)，全部為電動(dòng)傳感?？恐?zhù)先進(jìn)的GPS與視覺(jué)感知技術(shù)，無(wú)人駕駛礦車(chē)能夠準確感知周邊環(huán)境；而強大的5G邊緣計算能力與核心云計算能力，讓礦車(chē)有了自動(dòng)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(chē)不僅可以完全按照編程路線(xiàn)行駛，而且不受惡劣環(huán)境影響，可以說(shuō)是風(fēng)雨無(wú)阻。

　　作為全國首個(gè)無(wú)人駕駛運輸運營(yíng)的露天礦山，包鋼白云鄂博礦區于2018年8月迎來(lái)第一臺無(wú)人駕駛礦車(chē)的實(shí)地測驗。如今，在不到兩年的時(shí)間內，已有4臺無(wú)人駕駛礦車(chē)在礦區正式上崗了。

　　據楊楠介紹，隨著(zhù)礦車(chē)數量的增多，礦區依托5G網(wǎng)絡(luò )，搭建了遠程智能調度監控平臺，建設了“車(chē)車(chē)―車(chē)網(wǎng)―車(chē)地”通信系統，實(shí)現車(chē)輛的遠程操控、自動(dòng)避障、實(shí)時(shí)調度。同時(shí)構建起“露天鐵礦石石方-鐵礦原石運輸礦卡無(wú)人駕駛作業(yè)集群”，讓礦車(chē)可以協(xié)同工作，互相配合，最大程度減少了工程現場(chǎng)作業(yè)人員數量。

　　自動(dòng)化的無(wú)人礦車(chē)，只是白云鄂博智慧礦山項目的一部分。

　　包鋼（集團）公司副總經(jīng)理、包鋼股份董事長(cháng)李德剛表示，智能礦山建設是一個(gè)復雜的系統工程，目前主要包括三大部分?！暗谝徊糠质菬o(wú)人駕駛。除了礦車(chē)，我們還有很多鏟車(chē)也是遠程操控的。包頭冬天很冷，外面氣溫有時(shí)能達到零下30多攝氏度，無(wú)人駕駛和遠程操控技術(shù)可以減輕工作人員的負擔?！?/p>

　　第二部分是無(wú)人機測繪?！盁o(wú)人機可以對礦山的地理情況進(jìn)行測繪，并將數據傳回來(lái)，我們通過(guò)分析數據就能解決每天要采什么地方、采多少等問(wèn)題。我們還可以依托數據建立數字模型，優(yōu)化采礦過(guò)程中的管理?！?/p>

　　第三部分是調度系統，這是智能礦山的核心?！盎谏厦鎯蓚€(gè)系統傳送來(lái)的數據，我們可以監控整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程并對整個(gè)調度系統進(jìn)行優(yōu)化，找出最佳的控制方法。目前，正在進(jìn)行的建設項目有生產(chǎn)智能調度系統、智能礦區安全監控系統、電鏟智能管控系統、牙輪鉆機智能管控系統等?！崩畹聞傉f(shuō)。

　　記者了解到，對于整個(gè)礦山系統來(lái)說(shuō)，一個(gè)重要關(guān)鍵詞就是“數據”。運營(yíng)中的智慧礦山數據傳輸量非常大，必須依靠5G通信網(wǎng)絡(luò )才能實(shí)現。同時(shí)，由于5G傳輸速度很快，網(wǎng)絡(luò )時(shí)延小于20毫秒，可以讓礦山的控制變得更快更及時(shí)。

　　“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(huán)保水平也顯著(zhù)提升?！睏铋f(shuō)，“隨著(zhù)我們國家5G技術(shù)的快速發(fā)展，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設，未來(lái)的白云鄂博礦山將會(huì )是一座集安全、綠色、智慧、人文及科學(xué)于一體的礦山?！?/p>

　　智能倉庫：各項數據實(shí)時(shí)上傳 整個(gè)流程自動(dòng)跟蹤

　　對于一座智能工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，僅僅在單個(gè)的工序點(diǎn)推進(jìn)智能化是不夠的，還要實(shí)現智能制造系統化、集控化和一鍵化的更高目標。

　　無(wú)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。

　　在金屬制造公司的冷軋智能倉庫，放眼望去，百米廠(chǎng)房?jì)?，只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(lián)起庫區物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵信息，只要對著(zhù)它“掃一掃”，相關(guān)數據就會(huì )實(shí)時(shí)上傳至庫區管理系統，管理人員可以輕松查詢(xún)、跟蹤。

　　帶著(zhù)“身份證”的鋼卷在傳輸帶上稍作停留，便被有著(zhù)兩條巨大吊臂的無(wú)人行車(chē)吊走入庫。金屬制造公司的技術(shù)人員董秉偉告訴記者，這些懸在空中的無(wú)人吊機“手腳靈活”，能夠準確識別、吊運鋼卷，且不會(huì )對鋼卷產(chǎn)生損耗。同時(shí)，它們的安全性能很高，吊機運行的邊界設有黃色安全隔離欄，隔離欄上每隔一段距離都有一道安全門(mén)，工作人員想要進(jìn)入庫區，必須按下門(mén)上的紅色按鈕，獲得管理系統的許可，門(mén)才會(huì )打開(kāi)，確保了無(wú)人庫安全有序運行。

　　在庫區的操作室內，管理人員面前的電腦屏幕上正顯示著(zhù)庫區的三維立體建模，與整個(gè)模型外面的庫區的實(shí)際運作情況別無(wú)二致。負責整套“智能倉庫”設計改造的總工程師石愛(ài)文介紹，庫區之所以能實(shí)現全流程自動(dòng)跟蹤和管控，源于它有一個(gè)智慧的“大腦”――庫區管理系統，系統擁有龐大的信息網(wǎng)絡(luò )，可以通過(guò)行車(chē)智能調度、路徑規劃、垛位分配等功能，完成五條生產(chǎn)線(xiàn)上所有鋼卷的下線(xiàn)入庫、上線(xiàn)出庫、庫內倒垛以及所有行車(chē)和地面設備的無(wú)人作業(yè)，還可以對物料進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

　　智能倉庫相比傳統倉庫好在哪里？庫區負責人王凈說(shuō)：“過(guò)去，我們的倉儲系統都是人工找位、吊運、倒卷，很容易出現紕漏和安全生產(chǎn)事故，比如司機不當吊運會(huì )影響產(chǎn)品質(zhì)量，物料在流轉過(guò)程中可能產(chǎn)生不必要的損耗。如今，庫區生產(chǎn)實(shí)現了智能化，不僅作業(yè)時(shí)間縮短了，而且鋼卷吊損率下降了90%，作業(yè)準確率也大大提升。更重要的是，無(wú)人智能庫運行后，減少了36名吊車(chē)司機和4名地面人員，目前一個(gè)班只有2個(gè)人負責吊車(chē)生產(chǎn)系統看護和應急操作，每年可節省人工成本479萬(wàn)元?！?/p>

　　相關(guān)報道顯示，目前包括包鋼、寶鋼等在內的多家國內鋼鐵企業(yè)均已實(shí)現庫區無(wú)人化，一些原先需要開(kāi)燈作業(yè)的崗位具備了滅燈條件。從少人化進(jìn)而到無(wú)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(yè)正一步步向“黑燈工廠(chǎng)”邁進(jìn)。