本报实习记者 曹红敏
24小时轮番运转的机器在轰鸣中作业，清洁有序的原料场空无一人，原燃料进出数据化呈现——如今，无人化、数字化的运作模式已经成为钢厂原料场的标配。
原燃料的储运环节，一直是钢铁企业管理的难点之一。由于原料品种和设备繁多分散，储运流程复杂，且输送网络规模庞大，生产模式又兼具连续作业和非连续作业的特点，钢铁企业在实现料场的规模化管理方面极具挑战。在不断发展中，中冶南方贡献出智能化的解决方案。
在结束不久的服贸会上，由31个省、自治区、直辖市以及5个计划单列市和新疆生产建设兵团组建的地方交易团，分列于国家会议中心地下一层的省区市展区。在以“数字创造未来，服务助推先行”为主题的湖北交易团一隅，中冶南方展台区带来的正是全球首个数智孪生料场——新余钢铁智慧料场的成功案例。
数智孪生料场助减员增效
在展区的显示屏上，新余钢铁智慧料场的讲解视频正在循环播放。由中冶南方研发、设计、建设的这一原料场可满足千万吨铁水的原燃料供应，年接收转运原料约2500万吨以上，已于2021年底投入使用。
据中冶南方展台区工作人员介绍，新余钢铁数智孪生料场中使用的最关键的技术，便是由中冶南方自主开发的全球领先的数字孪生技术，它可以实现生产过程一键式操作、无人化智能协同。依托该技术打造的宝武新余钢铁智能环保综合料场运行后，劳动生产率提升200%，粉尘无组织排放减少80%，机具调度效率提升10%，库存减少10%以上。
所谓的“数字孪生”，是指在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备全生命周期的仿真过程。通俗地说，即在电脑上将实体料场建构成一个虚拟的3D版“双胞胎”料场，以建立一个可以实时更新的、现场感极强的“真实”模型。
中冶南方的专家们建设新余钢铁数智孪生料场的思路，正是聚焦于原料场调动模式多、路径多的痛点，运用信息化技术、物联网技术及人工智能技术等，使原料场运转全流程数据上下贯通，从管理决策到生产作业任务制订再到具体指令的精准执行和反馈，实现全流程无人操作，一体化智能管控，从而打造出全球领先的数智孪生料场。
深入了解新余钢铁数智孪生料场后，记者获悉，全场近30台移动装备，近百台输送分料装置，在全过程无人操作的情况下，可以精准协同作业，24小时昼夜不停，轮番运转，最终可以实现减员120人左右。更重要的是，通过数智孪生料场的自动漫游功能，坐在办公室里就可对64万平方米原料场中的各台设备，以及近百种原燃料的进出及使用情况了如指掌，进而为原料场作业流程的优化管理提供强有力的分析、决策支持，通过在线管控原料质量，优化原料储运成本。
此外，中冶南方工作人员表示：“我们还结合了专家资料库、案例库，对原料场里可能出现的情景，如遇到故障时如何操作提供解决方案。”新钢智慧料场数字孪生平台通过构建“料场库存、堆形再现、设备运转、生产绩效”等全要素信息，以“实时、动态、精准”的数据，支撑原料场储运优化和智能决策；在此基础上，精准控制上料时间和顺序，确保原料混配均匀，并且通过全过程跟踪订单、运输、储运、交付，协助实现钢铁的智能化和绿色化发展。
持续释放料场数字技术优势
中冶南方对于数字孪生技术的研发与料场建设是在较短时间内持续创新迭代的过程。
早在2020年，中冶南方自主研发的智能料场技术就在晋南钢铁原料场投用，首次实现原料场数字化及斗轮式堆取料机远程无人化作业。彼时的智能料场技术还仅仅是以料场数字化、堆取料机无人化和料场管理信息化为核心。
其中，原料场数字化技术使用云台扫描仪，在堆取料机作业的同时，完成料堆三维轮廓扫描，构建数字化三维料场，奠定了堆取料机远程无人化作业的基础。与此同时，其采用的虚拟现实技术打造的3D数字料场也为远程运维奠定了基础。
此后，作为中冶南方深耕钢铁工程技术领域的又一次创新，新余钢铁原料场数字孪生平台基本实现了全场景的虚构、再现和孪生。其中，全时域动态精准驱动既是钢铁行业首次，也是最完整的一次料场重构与映射，能进一步实现操控“合理、有序、高效、智能”。
据悉，在项目设计阶段，中冶南方针对原料场搭建三维模型和虚拟空间，并通过重构方式构建原料场数字空间，完成数字孪生平台的基础搭建。在生产过程中，原料场数字孪生平台能够利用高效的数据采集技术，获取海量点云数据，并在独创的“多元和多源”分析技术基础上，对各种类型数据进行无差异化特征映射，实时匹配数字料堆要素，以指导机器自动堆取料、满足料场生产。同时，料场数字孪生平台还提供了最完整的设备运转和生产绩效信息，使用户可以完全掌握料场变化趋势，为生产决策提供精准的数据支撑。
8月份，由中冶南方承建的陕钢集团龙钢公司机械化综合一次料场项目成功热试，又一次记录下中冶南方在数字孪生技术研发中的重要节点。陕钢集团龙钢公司机械化综合一次料场投用后，进一步将原料场内的智能混配技术、智能化作业管理系统、物料输送调度优化技术、清洁化转运及成套装置专有技术等进行升级，助力料场管理进入“装备现代化、高效智能化、低耗清洁化、成本更优化”的堆取运料新时代。
目前，我国钢铁行业正稳步迈向中高端，中冶南方对于料场数字技术的研发与建设既是钢铁智能化浪潮下的产物，更是企业发展的内在需求。而原料场作为钢铁企业散装料储存处理和厂内物流集散中心，承担着近90%的散装物料储运管理任务，越来越多的数字化智能原料场正在钢厂中建成投用。
未来，在推进高效无人化的基础上，实现钢铁生产全过程的智能决策与全局优化，将成为钢铁企业与冶金技术企业共同努力的重要方向。
《中国冶金报》（2023年09月13日 06版六版）
