記者走一線——數(shù)字化轉型典型案例企業(yè)巡禮

采訪鞍鋼集團關寶山礦業(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、磁選等選礦工序將鐵元素富集，得到鐵精粉，再由造塊工序（燒結或球團）生產為塊礦，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)字科技應用于選礦流程，實現(xiàn)選礦過程的智能化、機器人化，進而改善我國資源狀況，并實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)降本增效？對于這個問題，鞍鋼集團關寶山礦業(yè)有限公司（以下簡稱“關寶山礦業(yè)”）近年來勇于嘗試，對智能選礦進行了大量積極的探索，并取得了豐碩的成果和寶貴經(jīng)驗。

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)字科技給選礦生產帶來的巨大改變。

1.在選礦作業(yè)中實現(xiàn)“黑燈工廠”目標

關寶山礦業(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)，是鞍鋼集團重要的鐵精礦生產原料基地之一，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，每年可生產鐵精礦175萬噸。

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

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

第一，實現(xiàn)生產的遠程操作。

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

第二，實現(xiàn)生產管控智慧化。

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

如今人工智能在很多生產管控環(huán)節(jié)已經(jīng)超過了人工經(jīng)驗。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、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效率。而如今的自動投料機器人，借助基于人工經(jīng)驗的大數(shù)據(jù)模型，可以比人的雙眼更精準地判斷漏斗料位，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，以前人工檢測化驗容易產生誤差，對操作員的經(jīng)驗技能要求較高，且檢測周期較長。如今智能檢測系統(tǒng)可自動對礦漿進行24小時測量，誤差率僅為1%，而且檢測化驗的時間縮短為以前的1/60，不但實現(xiàn)了無人化，還實現(xiàn)了檢測的精準、穩(wěn)定、高效。

此外對浮選工序進行智能化改造后，選礦廠還實現(xiàn)了對原礦的更高效利用。在改造后的產線上，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入到了下游冶煉環(huán)節(jié)。

第三，實現(xiàn)設備運維智能化、遠程化。

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

第四，以綜合感知為保障，實現(xiàn)生產安全本質化。

公司還利用視頻傳感器和基于AI視頻的分析技術，建立起了“電子圍欄”，對礦山、廠房內的危險違章行為實現(xiàn)智能監(jiān)管。該技術的應用讓以往現(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，如今在巡檢機器人的24小時監(jiān)測下，基本做到了徹底杜絕。

第五，實現(xiàn)能源消耗的智慧管控。

以前選礦廠運行過程中消耗的水、電、煤、蒸汽等能源、資源，全靠人工抄表進行統(tǒng)計，關寶山礦業(yè)在進行數(shù)字化轉型后，建立了能源管理系統(tǒng)（EMS），運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析技術，實現(xiàn)了選礦生產全流程、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)可以結合當?shù)仉娔艿姆迤焦葧r間段、費用，能耗工序，環(huán)境溫度等因素進行智能分析，為生產提供用能指導，實現(xiàn)高效用能，降低用能成本。

第六，通過跨業(yè)務、跨崗位融合，實現(xiàn)業(yè)務流程一體化。

公司以RC管控中心為中樞，把生產全過程中的計劃、質量、設備安全等多項業(yè)務管控，貫穿于多個業(yè)務部門，實現(xiàn)了跨業(yè)務，跨崗位的垂直化管控模式。

2.成為行業(yè)內數(shù)字化轉型的標桿 

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

劉春輝介紹，機器人和人工相比，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)在公司生產過程中的每個細小環(huán)節(jié)的耗時平均減少了5分鐘，所有這些細小環(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量增加達5.8萬噸，精礦產量增加1.7萬噸，年增收達1000萬元以上。

智能化建設通過降本增效和對能源消耗的智慧化管理，讓生產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，但關寶山礦業(yè)在數(shù)字化轉型的過程中，也曾面對不小的困難和阻力。

第一，職工思想轉變難。

近年來，生產的智能化、數(shù)字化對于家電生產企業(yè)而言已經(jīng)是很自然而然的事情了，但是對于像關寶山礦業(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，生產也很正常，為什么要搞數(shù)字化呢？還有些員工擔心機器人的應用會影響自己的工作崗位。

針對職工思想偏保守的問題，關寶山領導層采取的對策是多帶職工去先進的制造業(yè)企業(yè)參觀、學習。要通過參觀讓大家看到，生產的數(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工作，讓大家認識到公司的目標是讓機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度，讓員工從生產現(xiàn)場解放出來去填補到機器人無法從事的工作崗位上。機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)驗可以借鑒。

在選礦生產中應用智能化技術，這以前在國內是沒有先例的，而國外很多礦山都沒有選礦廠，也就更沒有成熟經(jīng)驗可借鑒了，所以關寶山礦業(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)展樹立了標桿。

今年以來，關寶山礦業(yè)幾乎每個月都要接待三到五家同行企業(yè)來參觀學習。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)技術領先

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

第一，構建全系統(tǒng)的預制維修體系。

關寶山礦業(yè)公司認為，從黑燈工廠向智慧工廠跨越，設備的運維管控依然是技術難度較高的事情，特別是在設備維修上，一些工作機器人依然不能完全取代人類。下一步公司將在實現(xiàn)產線的預制維修上進一步加強，除了實現(xiàn)現(xiàn)場無人運維外，還要建立從感知、診斷、運維到改善的一體化設備保障新模式。

公司將進一步利用大數(shù)據(jù)，把設備診斷的人工經(jīng)驗和知識轉變?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，實現(xiàn)對設備隱患的更有效的預測和運維。

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、技術之后人類又一項重要的生產要素。大數(shù)據(jù)不僅在電商、物流、倉儲領域發(fā)揮著重要作用，在選礦環(huán)節(jié)的重要性也越來越突出，特別是在生產管控、成本分析上，數(shù)據(jù)資產是未來選礦工作的根本出發(fā)點，也是下一步關寶山礦業(yè)的重點工作。在實現(xiàn)在數(shù)據(jù)上云的基礎上，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一步努力，進一步加強以業(yè)務為導向，構建數(shù)據(jù)模型。實現(xiàn)單點到多點的聯(lián)動控制和分析。借助大數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)更低的運營成本和更高的運營效率。

第三，持續(xù)打造智慧選礦的技術優(yōu)勢。

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

隨著今年以來國內外經(jīng)濟環(huán)境更趨復雜，未來我國經(jīng)濟要持續(xù)保持高質量發(fā)展，要保持供應鏈的安全、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)揮于產業(yè)鏈的更多環(huán)節(jié)中。在這方面，鞍鋼關寶山礦業(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)，如需轉載請聯(lián)系15901351098）

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