本报通讯员 胡飞
当今世界面临百年未有之大变局，数字化转型已成为传统建筑企业乃至全行业破除传统桎梏、重新焕发生机的必由之路。与此同时，以人工智能、云计算、大数据、物联网、区块链等为首的智能技术正引领新一次技术革命，在颠覆传统经济的同时，也给勘察设计行业带来前所未有的新机遇，引领他们在各类新技术的融合下朝着管理数字化、业务数字化、工具智能化与绿色化、开拓数字化业务等方向发展。作为勘察行业领先的科技型工程公司，中冶集团武汉勘察研究院有限公司开拓数字化业务，打造智慧化、绿色化钢厂，一直在行动。
中冶武勘从事冶金测绘起家，具有60多年的测绘技术沉淀，在60余年的发展历程中时刻保持与时俱进，测绘技术一直稳居于冶金行业之首。在此基础上，中冶武勘从1990年就开始研发地理信息系统，推进从数字工厂到智慧工厂的转变，并以院士专家工作站和两个省部级工程技术中心为支撑，深度融合时空信息云平台、大数据中心、5G+工业互联网、数字孪生、人工智能等现代先进技术。迄今为止，中冶武勘已立足钢铁企业，先后服务过全国主要金属和非金属矿山及南方和国家电网、中国石化等企业，在智慧钢厂、智能矿山、智慧电力和智慧化工等领域颇有建树。而从湛钢总图管理系统，到韶钢智慧工厂建设，再到鄂钢智慧工厂建设的集大成，钢铁行业的转型升级正好也充分反映了中冶武勘在智慧应用领域一路走来的坚实印记。
在湛钢，绘出工业企业管控“一张图”
作为最早参与湛江钢铁建设的中冶子企业，中冶武勘在湛钢建设之初，就已将把湛钢建设成为一座百年长青的钢铁联合企业视作使命。
要将湛钢建设成为跨越世纪的现代化的钢铁联合企业，首先就必须通过测量工作，确定湛钢整体选址以及所有的建构筑物、配套设施的准确的位置和标高，这样才能保证设备与管道的连接丝毫不差，之后的生产运行能够保持连续稳定。然而，湛江东海岛条件相对落后，近几年随着湛钢才逐渐发展起来，缺乏基准数据资料，更不用说完善的城市坐标控制系统，远远不能满足大型建设的精度要求。为了更好地开展建设，并在厂区建设完成后对钢铁基础地理信息进行实时、动态的数字化管理，湛钢决定建立一个融合钢厂所有地理信息数据的总图管理系统。
“筚路蓝缕，以启山林”，中冶武勘测绘人员在湛钢开疆拓土何其艰辛，而如何在湛钢建立稳定可靠的测量控制网，就是首先要面临的问题。为确保平面位置的稳定统一，中冶武勘在整个东海岛建立了二等GPS网。为了保证高程数据的可靠和稳定，中冶武勘团队结合东海岛复杂的地质特点，系统性提出了设置基岩水准点的方案，即在湛江建设四组基岩水准点与数十个深桩水准点，通过精准测量这些水准点，为后续施工和建构筑物沉降变形观测，提供可靠的高程基准。其中，一个基岩水准点深达384米，深植于湛钢地下稳定的基岩面里，形如《西游记》中的“定海神针”，牢牢扎根在南海之中。依靠精密的平面控制网和基岩水准点，湛钢从厂区定位、厂房规划、土建施工、设备安装到生产检维修、技术改造都有了可靠的测量基准，测量的精度得到有效保障和统一。
随后，中冶武勘历时1年半时间，开展了地形图和管线测量工作，将整个湛钢按1：500的比例绘制成图。同时，中冶武勘还开发了地下管线测绘系统，针对地下管线的作业流程和特点开发软件平台，实现了图形与数据的动态联动。
为了让这些地形图和地下管线数据更好地为湛江钢铁的设计和建造提供了数据支撑，中冶武勘借助GIS软件平台和大型的数据库进行后台数据管理，系统实现了工业企业大比例尺基础地图、管网专题图、各种设备设施设计图纸、各种多媒体资料和文档数据的集成管理，并通过Web服务实现了数据共享与功能共享的服务模式，建成了二维的湛江钢铁基础地理信息系统（总图管理系统）。随后，中冶武勘团队建立三维的湛江钢铁基地地理信息系统，为钢厂运营管理提供基础地理信息服务云平台。
2015年10月4日，强台风“彩虹”从湛江正面登陆，中心最大风力16级，给湛钢带来重大损失。在报损过程中，湛钢总图管理系统发挥重要作用，助力快速查找和判断受损位置，为湛钢最大限度止损争取了宝贵时间。
在二维、三维总图数据的基础上，中冶武勘建立面向湛钢各业务应用系统的地理信息共享服务平台。该平台充分结合二维、三维地理信息技术，建立了和实际工厂一对一的数字化工厂地图，重点体现厂房建筑信息、设备信息、管网信息等内容，打造了一个信息共享、直观可视的综合业务管理平台，为构建最终的数字化运营管控平台奠定基础，逐步实现企业地理信息数据资源的一体化、集约化管理。
在韶钢，做出钢厂智能化的有力尝试
随着我国快速步入后工业化时代，传统工业领域的管理模式也面临着日益增大的挑战。由于生产要素成本及人力成本的不断增加，尤其是在确保盈利能力和长期生存能力方面，所有钢铁企业均面临着史无前例的压力。如何以低成本实现工厂安全管理，保障连续生产运营，如何快速获取与工厂实际状态一致的基础数据，可视化数字工厂应运而生。在韶钢建设过程中，中冶武勘开始了一系列有力尝试。
为了推进韶钢智慧工厂建设，中冶武勘在总图管理系统的基础上首先实现了可视化集成监控，为钢厂后续延伸开发出一系列智慧应用服务打下坚实的基础。在传统的钢厂建设中，视频监控、人员位置、煤气报警等工厂监控系统都是独立的，各类监控数据需要用不同的系统来进行查看，存在“数据孤岛”，这也导致突发事故出现时，钢厂将无法联动调用钢厂生产经营的所有相关数据，不利于数据综合分析判断。而基于地图可视化技术，中冶武勘根据各类监控数据的位置，将数据实现了可视化集成监控。
具体而言，就是对全厂各类专题管线按网络关系进行梳理，完善管线各类闸阀、仪表等专题数据，在地图上集成管道及附属设备运行状态监测、各类报警、煤气水封液位监测、煤气浓度监测、视频监控、高危作业人员监控数据，整合生产、物流、设备、能源、环保多部门业务等各类数据，实现各类数据的集成可视化监控和一体化联动调度管理，为设备查找定位、日常监控和应急指挥调度提供便捷的管理平台，提高应急调度响应效率。
应急调度响应效率的提高，在韶钢涉煤气作业安全管控系统中充分体现了出来。这也是中冶武勘在打造钢厂工业总图、建设二维和部分三维的钢铁基地地理信息系统，并通过可视化技术在钢厂实现可视化集成监控之后，基于平台为钢厂提供智慧应用延伸服务的首次有力尝试。
该管控系统被应用于韶钢涉煤气作业的安全防护工作，结合物联网与移动互联网技术，将作业区域的煤气浓度与阀门状态进行实时可视化监控，同时支持调取现场视频监控信号，实现对作业区域的全覆盖管控。该系统还能利用人员定位手环对作业人员进行24小时安全防护监控，实现人员厂区定位、生命体征监测等功能，保障作业安全。该平台的应用，解决了原来信息不集中、响应不及时的问题，并通过可视化的手段直观地展现整个涉煤气作业安全情况，及时将现场监控画面推送到监控端和管理者手机上，大大提高了突发事件的应急响应效率。虽然是首次尝试，但却真正打开了中冶武勘研发钢厂智慧应用的大门。
2019年1月3日，由中冶武勘的子公司中冶智诚承接的涉煤气作业安全管控系统，作为韶钢能源环保部的重点展示项目亮相宝武“智汇·智造·智享”智慧制造峰会。在峰会上，宝武集团各级领导在听取项目介绍后，对这个项目的成果给予了充分的肯定。这也为中冶武勘将地理信息数据平台不断完善与延伸，更好地提高钢铁智慧制造能力与水平，打造极致、高效、安全的智慧绿色钢厂提振了信心。
在鄂钢，打造可视化的数字“孪生”钢厂
2019年，鄂钢建成智慧工厂的管控中心，受到全行业的高度关注。如何让钢厂成为真正的可视化数字工厂，把整个钢厂完整地搬进计算机系统，打造一个集大成的智慧工厂，中冶武勘开展了进一步的深度尝试。中冶武勘组建了一支平均年龄仅27岁的23人博士、硕士团队，开始探索这个行业难题。
他们以三维地理信息技术为基础，将钢厂运营技术与北斗高精定位、热红外测温、物联网等国内外领先技术深度集成，逐步完善企业安全可视化管控平台，打造了包括煤气安全总线系统、液态金属安全总线系统、高炉数字孪生系统、员工动态可视化系统等4个子系统，保障钢厂的风险监控主线建设。钢厂的管理就像拥有了一个聪明的“大脑”，正在逐渐“智慧”起来。在2020年1月2日中国宝武绿色发展与智慧制造现场会上，“鄂钢全厂可视化平台”的惊艳亮相，曾吸引了与会代表及媒体的高度关注。
安全生产重于泰山，钢厂的安全生产就更是关乎国计民生的大事。在鄂钢智慧工厂建设过程中，为了助力钢企充分贯彻“以人为本，安全第一”的管理理念，中冶武勘抓住煤气生产作业安全和液态金属输运安全两条主线，为风险管控提供空间数据支撑，充分保障钢厂的设备和人员安全。具体而言，该平台通过对钢铁企业煤气生产作业安全和液态金属输运两大钢铁企业核心危险源进行可视化管理，实现能源介质管网动态监测、液态金属流转、人员动态的三维可视化，实现煤气总线和液态金属总线及其他重大危险源的可视化管控、智能分析和实时预警，同时对作业人员和运输车辆跟踪定位，将事故的被动处置变成风险的主动预防，为防范重大风险和应急处置触发创造了智能技术条件，为钢企的价值创造主线保驾护航，被行业内誉为“智慧工厂安全生产的守护者”。在韶钢涉煤气作业安全管控系统的基础上，中冶武勘在鄂钢煤气、液态金属和高炉安全生产的智慧技术应用上取得重大突破，实现了国内首创。
你相信电脑系统可以复刻出一个1:1且实时动态更新的“孪生”工厂吗？中冶武勘正在将其一步步变成现实。当前，中冶武勘正在尝试在系统中接入更多钢厂生产运行的数据，不断丰富可视化平台信息，逐步实现虚拟工厂与物理工厂的同步。通过将钢铁企业纵横交错的地上地下管网、结构复杂的外建构筑和厂房内设备完整搬进计算机系统，结合工厂运营技术实现可视化动态管理，中冶武勘为智能制造的“孪生”工厂提供可以承载的空间信息平台，实现了对高炉全生命周期的“全方位孪生式”实时监测，实现了国内智慧、绿色工厂技术的重大进步。
站在国家“十四五”发展新的潮头，中冶武勘作为“冶金勘察国家队，资源保障主力军，基本建设排头兵，岩土工程、智慧应用领域具有特色的工程综合服务提供商”将持续致力于空间信息技术服务于冶金钢厂，将三维可视化技术与钢铁运营技术紧密结合，通过技术迭新助力国内外众多大型厂矿打造一个又一个基于可视化平台而生的“孪生钢厂”，为其安全生产和智能运营管理保驾护航，为全国钢铁企业率先迎来智慧化、绿色化时代。
中冶武勘在韶钢建设的二、三维总图信息管理系统
《中国冶金报》（2021年5月25日 22版二十二版）
