鞍钢矿业：智能制造注入新动力选矿系统实现“魔法升级”

谁用了一杯热茶 2024-05-13 发布于云南

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鞍钢矿业大力发展新质生产力，以产业升级构筑新竞争优势，在关宝山选矿区域成功建设智能选矿系统，以制度流程的模型嵌入数智化系统，以轨道化管理、自动化执行等方式实现准确、高效的协作执行，成为中国钢铁行业首个选矿“黑灯工厂”，实现选厂无人化的“魔法升级”，每年多创效1000多万元。

“黑灯工厂”黑漆漆？

“黑灯工厂”里，真的是一片漆黑吗？无人化操作、智能制造为企业带来哪些发展前景……带着这些疑问，笔者实地探访了这家公司。

“黑灯工厂”，又名“智慧工厂”，意味着产品从原材料到最终成品各环节均无需人工操作，不需要灯光照明。

经过报备申请，笔者顺利通过AI（人工智能）人脸识别安全门禁系统，走进该公司磨磁区域。无灯的作业环境中，笔者沿着安全通道走上楼梯，台阶上的灯带伴随着脚步声被次第“唤醒”。登上宽阔的作业平台，这里与传统车间人员忙碌的景象不同，偌大的生产现场空无一人，只有两台大型球磨机在快速运转，智能巡检机器人和清扫机器人闪烁着灯光在各处有序作业……

现如今的关宝山公司，主要由6个智能系统构成，即“矿石流”跟踪-磨机智能给矿与优化配矿系统、矿浆品位在线分析系统、智能协同生产管控系统、边缘优化控制系统、设备预知性维修系统、机器人智能巡检系统，分别实现了物料追踪、智能在线检测、生产作业协同、先进过程控制、设备故障诊断与预测、在线运行监测。

全流程监控与优化

2022年，关宝山智慧工厂（一期）项目成功上线应用了“矿石流”跟踪-磨机智能给矿与优化配矿系统，以入选铁矿石批次为管控对象，对选矿生产前、中、后进行过程跟踪。该系统以原矿入选矿石性质为依据，结合破碎工艺流程中圆筒仓、U形仓（或粉矿仓）料位情况，对不同矿种（品位、碳酸铁、亚铁等）进行区分及实时跟踪，并按照不同颜色进行可视化展示。同时，该系统可根据磨磁、浮选生产指标情况或人工生产指令，形成优化配矿策略，并联动智能布料小车和给料器，实现给料器自动切换（倒漏子），矿仓断料、堵料、异常预警，优先、禁用、矿石性质多规则优化配矿。

智能协同生产管控系统

智能协同生产管控系统通过构建“端—边—网—云”架构，采用云计算、大数据等技术，面向智慧矿山研发具有计划预测与监控、在线质量优化控制、能源管理、安全生产管理、个性化生产驾驶舱等功能的一体化协同管控应用系统。该系统围绕班组日志、设备运行记录、生产记录、检化验记录、调度报表、能源报表、危险行为记录等多种类繁锁的手工填写基础工作，以业务和数字进行驱动，实现业务报表“一键生成”、数据统一存储和统一使用，推动生产计划、调度执行、检化验、能源分析等业务全流程信息化、数据化。同时，基于实体矿厂的选矿设备、生产运行数据等，构建三维虚拟选矿工厂，实现生产过程的可视化管理及全方位立体管控。

运用的技术

边缘优化控制系统则应用了“选矿厂三维模仿真系统”，采用大数据、知识图谱技术、边云协同技术、深度学习技术，围绕选矿过程的工艺控制优化，创立了覆盖破碎、磨矿分级、选别环节的全工艺流程多冲突目标、多冲突约束、多尺度的动态优化控制方法，实现了磨机U形仓（或粉矿仓）智能给矿、磨矿分级与磁选、磁选与浮选、浮选与精尾压滤等工序间闭环优化控制，达到稳质减尾的效果。

其他特点

2022年，关宝山智慧工厂（二期）项目成功上线应用了设备预知性维修系统。该系统采用数字孪生技术和大数据分析技术，通过设备运行数据实时采集、设备状态在线监测等，分析预判设备劣化趋势，根据数学模型精准评估备件、设备寿命，生成科学合理的预知维修计划，提示做好生产、设备维修等准备工作；对设备的温度、振动等进行监测分析，实现设备缺陷准确诊断。安装1000余点在线温振检测传感器，感知150余台主要设备运转情况，基于数字孪生建立设备预知维修系统，利用实时设备运行数据和机理模型生成数字虚体映射，直观分析设备运行状态，预判劣化趋势，精准评估备件寿命，合理提出设备预知维修计划（单体设备、单区域、全产线），实现设备远程预知诊断与产线运行稳定可控，降低设备故障率，实现设备长周期运行。