本报通讯员 张春正 任帅
无需人工操控,小火车在地下500米自动行驶、卸矿;无需人工巡检,数据监测系统实时追踪各环节生产数据……走进河钢集团矿业公司中关铁矿(以下简称中关铁矿),一条条高速运转的产线和一项项智能化创新成果呈现在眼前。
与传统工厂震耳欲聋的轰鸣不同,这里最忙碌的是“看不见”的数据——生产指令通过5G网络毫秒级直达设备,生产参数、产品信息、任务进度在智能集控中心的数字大屏上实时跳动、一目了然。
数据“高速公路”:
矿区内的生产实时智联
建设伊始,中关铁矿就以打造地下矿山智慧化标杆为目标,聚焦产线成本、质量、效率、安全等关键因素,积极探索新兴数字技术在矿山领域的实施应用。
采用整体规划、分步实施的模式,历经数年深耕,中关铁矿建成了5G+矿区全覆盖网络“数据高速公路”,13套自动化系统、千余台网络终端实现无缝互联,生产数据实时流动,以数字化、智能化重塑了矿山运营模式。
“我们在整个邯邢地区的黑色金属地下矿山企业虽然零星也设有5G基站,但是像贵公司这样大规模、全区域铺设5G基站的当属头一家,对于矿山企业的要求及规格我们也不太了解,希望我们不断加深合作,共同促进这个项目的落实落地。”中国移动公司邢台地区负责人在专题研讨会上对中关铁矿5G技术升级项目负责人杨洋说。
挑战与机遇并存,面对河北省矿山行业5G技术方面不小的空白,杨洋不断对矿内生产系统5G技术方面的需求进行整合,并第一时间与中国移动公司相关负责人进行沟通。
矿山企业5G建设的特殊性在于地面基站无法为井下生产提供信号。所以,在地下六七百米架设5G基站,让其达到服务矿山企业的标准,就成为了很大的难题。但是在杨洋看来,挑战往往与机遇并存。
通过加强井下5G基站设备安装与网络环境搭建,杨洋带领攻关队完成5G网络与现有工业以太网对接,实现了矿区5G信号基本全覆盖,为产线效率提升打下基础。
如今,“5G+智慧矿山”信息化网络宛如人体的“神经系统”,覆盖了该矿生产的每一个环节,实现了全产线远程自动控制。
“数字孪生”车间:
给生产线装上了“CT机”和“预警机”
走进中关铁矿的“大脑”——智能集控中心,巨大的电子屏上呈现着一个与物理世界完全对应的三维可视化工厂。
每一台设备、每一条产线,甚至每一条皮带及管道的实时状态都清晰可见。“你看,屏幕上这个虚拟的‘球磨机’正在模拟实际生产,它的转速、温度、磨音、能耗等数据与实体设备完全同步。”该矿设备保障中心主任任学勤指着屏幕介绍,“这就是数字孪生。整个矿区生产运营中出现任何环节异常,系统都会自动预警,并快速定位问题,仿佛给生产线装上了‘CT机’和‘预警机’。”
这种基于5G、物联网和AI技术的深度应用,彻底改变了传统依赖老师傅经验、频繁现场巡检的生产模式,让制造过程变得透明、精准、高效。
该矿使用实景拍摄图转换,构建3D立体场景,结合数据接口实时采集的设备信息,完成全厂区重点区域、设备的3D数字孪生,打造数据矿山、透明矿山,实现生产全要素、全流程数字化映射。
5G“智慧大脑”:
岗位上的无人智能替代
“‘5G+AI’超高清视频分析系统已经基本完成在井下-245米水平巡检机器人上的无线通信改造。”在该矿智能集控中心大屏上看到从井下基本无延迟回传上来的视频影像,杨洋说。
“在人工智能、5G等新一代信息技术加速应用的背景下,依靠科技创新推进高质量发展,加强设备智能化是当前矿业发展的新趋势。”任学勤说。“设备不能再简单依靠自动化,而是要拥有‘智慧大脑’,用智慧化设备打造更加安全、高效的工作环境。”
一直以来,中关铁矿不断提升智能化矿山科技的研发利用水平,进一步加快人工智能、大数据、5G等数字技术推广应用,为设备装上“智慧大脑”,发挥装备优势,释放产线效能,为提质降本、高端创效注入强劲动能。
5G网络应用到矿山现有设备上,在整个矿山行业内可供参考的先例非常少。万事开头难,任学勤带领攻关小组废寝忘食,全身心投入到“巡检机器人‘5G+AI’无线通信改造”课题攻坚行动中,每天就是井下现场、后台数据分析站、集控中心“三点一线”。终于,该小组成员通过声音、图像、视频等间接测量手段,利用信号处理、机器视觉、模糊理论等技术手段,完成了对巡检机器人的“5G化”改造,实现了对井下变电所及水泵房等区域设备的全覆盖式检查和远程诊断,对故障点快速定位、拍摄并回传图片视频,方便人员及时处理,有效地将井下岗位人员撤离,完成井下减人目标。
“当前利用设备自动化、智能化已经实现我矿人员从1000人缩减至不到400人,下一步将我们将逐步为矿内各类设备装上‘5G智慧大脑’,利用5G网络大宽带、低延迟的特性将现场实时性要求较强的监控设备、操控设备数据传送至后台服务器,再进行智能分析处理,实现减人、替人,预计还能缩减几十人,生产效率提升3~5倍。这既实现了井下无人化,也收获了实实在在的经济效益。”任学勤介绍。
《中国冶金报》(2025年10月15日 05版五版)