本报通讯员叶舟季旭
在辽宁鞍山，美丽的千山脚下，有一片建在山顶的“城堡”式建筑群——这就是鞍钢矿业关宝山公司。这家企业以智能技术高度集成的“黑灯工厂”闻名行业。
“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，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。
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。
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。
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。
数据川流不息、生产井然有序。该公司以智能化手段再造生产流程，由人工调控变为系统自主调节，借助选矿智能系统，促使磨矿、磁选、浮选等选矿流程工序协同、智慧生产，也因此给企业带来“魔法效果”，每年多创效1000多万元。
【新知】
新质生产力先行见效
施灿涛
近年来，鞍钢矿业关宝山公司对标世界一流，聚焦数字化转型和智能化变革，全力建设选矿“黑灯工厂”。数据显示，2023年，关宝山公司人均年产1.12万吨铁精矿，高出全国平均水平96%，国内排名第二，国际排名第三，成为当之无愧的以新质生产力促进全要素生产率提升的铁矿行业标杆。
关宝山“黑灯工厂”的新质生产力主要体现在以下几处。一是以自动控制替代人工操作，由远程集控中心直接操控现场生产，大幅提高了劳动生产率；二是以在线实时检测替代人工检化验，推进了指标精益化；三是借助数字孪生预知维修系统，变计划修、抢修为预知性维修、产线协同维修，大大降低设备故障率，提升产线设备作业率；四是以智能协同管控替代人工调度生产，实现高效化选矿；五是基于大数据技术的智能选矿系统，将选矿流程由人工调控变为系统自主调节，提高了铁精矿产量。
《中国冶金报》（2024年04月25日05版五版）
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