本報實習記者 曹紅敏
24小時輪番運轉的機器在轟鳴中作業，清潔有序的原料場空無一人，原燃料進出數據化呈現——如今，無人化、數字化的運作模式已經成為鋼廠原料場的標配。
原燃料的儲運環節，一直是鋼鐵企業管理的難點之一。由于原料品種和設備繁多分散，儲運流程復雜，且輸送網絡規模龐大，生產模式又兼具連續作業和非連續作業的特點，鋼鐵企業在實現料場的規模化管理方面極具挑戰。在不斷發展中，中冶南方貢獻出智能化的解決方案。
在結束不久的服貿會上，由31個省、自治區、直轄市以及5個計劃單列市和新疆生產建設兵團組建的地方交易團，分列于國家會議中心地下一層的省區市展區。在以“數字創造未來，服務助推先行”為主題的湖北交易團一隅，中冶南方展臺區帶來的正是全球首個數智孿生料場——新余鋼鐵智慧料場的成功案例。
數智孿生料場助減員增效
在展區的顯示屏上，新余鋼鐵智慧料場的講解視頻正在循環播放。由中冶南方研發、設計、建設的這一原料場可滿足千萬噸鐵水的原燃料供應，年接收轉運原料約2500萬噸以上，已于2021年底投入使用。
據中冶南方展臺區工作人員介紹，新余鋼鐵數智孿生料場中使用的最關鍵的技術，便是由中冶南方自主開發的全球領先的數字孿生技術，它可以實現生產過程一鍵式操作、無人化智能協同。依托該技術打造的寶武新余鋼鐵智能環保綜合料場運行后，勞動生產率提升200%，粉塵無組織排放減少80%，機具調度效率提升10%，庫存減少10%以上。
所謂的“數字孿生”，是指在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備全生命周期的仿真過程。通俗地說，即在電腦上將實體料場建構成一個虛擬的3D版“雙胞胎”料場，以建立一個可以實時更新的、現場感極強的“真實”模型。
中冶南方的專家們建設新余鋼鐵數智孿生料場的思路，正是聚焦于原料場調動模式多、路徑多的痛點，運用信息化技術、物聯網技術及人工智能技術等，使原料場運轉全流程數據上下貫通，從管理決策到生產作業任務制訂再到具體指令的精準執行和反饋，實現全流程無人操作，一體化智能管控，從而打造出全球領先的數智孿生料場。
深入了解新余鋼鐵數智孿生料場后，記者獲悉，全場近30臺移動裝備，近百臺輸送分料裝置，在全過程無人操作的情況下，可以精準協同作業，24小時晝夜不停，輪番運轉，最終可以實現減員120人左右。更重要的是，通過數智孿生料場的自動漫游功能，坐在辦公室里就可對64萬平方米原料場中的各臺設備，以及近百種原燃料的進出及使用情況了如指掌，進而為原料場作業流程的優化管理提供強有力的分析、決策支持，通過在線管控原料質量，優化原料儲運成本。
此外，中冶南方工作人員表示：“我們還結合了專家資料庫、案例庫，對原料場里可能出現的情景，如遇到故障時如何操作提供解決方案。”新鋼智慧料場數字孿生平臺通過構建“料場庫存、堆形再現、設備運轉、生產績效”等全要素信息，以“實時、動態、精準”的數據，支撐原料場儲運優化和智能決策；在此基礎上，精準控制上料時間和順序，確保原料混配均勻，并且通過全過程跟蹤訂單、運輸、儲運、交付，協助實現鋼鐵的智能化和綠色化發展。
持續釋放料場數字技術優勢
中冶南方對于數字孿生技術的研發與料場建設是在較短時間內持續創新迭代的過程。
早在2020年，中冶南方自主研發的智能料場技術就在晉南鋼鐵原料場投用，首次實現原料場數字化及斗輪式堆取料機遠程無人化作業。彼時的智能料場技術還僅僅是以料場數字化、堆取料機無人化和料場管理信息化為核心。
其中，原料場數字化技術使用云臺掃描儀，在堆取料機作業的同時，完成料堆三維輪廓掃描，構建數字化三維料場，奠定了堆取料機遠程無人化作業的基礎。與此同時，其采用的虛擬現實技術打造的3D數字料場也為遠程運維奠定了基礎。
此后，作為中冶南方深耕鋼鐵工程技術領域的又一次創新，新余鋼鐵原料場數字孿生平臺基本實現了全場景的虛構、再現和孿生。其中，全時域動態精準驅動既是鋼鐵行業首次，也是最完整的一次料場重構與映射，能進一步實現操控“合理、有序、高效、智能”。
據悉，在項目設計階段，中冶南方針對原料場搭建三維模型和虛擬空間，并通過重構方式構建原料場數字空間，完成數字孿生平臺的基礎搭建。在生產過程中，原料場數字孿生平臺能夠利用高效的數據采集技術，獲取海量點云數據，并在獨創的“多元和多源”分析技術基礎上，對各種類型數據進行無差異化特征映射，實時匹配數字料堆要素，以指導機器自動堆取料、滿足料場生產。同時，料場數字孿生平臺還提供了最完整的設備運轉和生產績效信息，使用戶可以完全掌握料場變化趨勢，為生產決策提供精準的數據支撐。
8月份，由中冶南方承建的陜鋼集團龍鋼公司機械化綜合一次料場項目成功熱試，又一次記錄下中冶南方在數字孿生技術研發中的重要節點。陜鋼集團龍鋼公司機械化綜合一次料場投用后，進一步將原料場內的智能混配技術、智能化作業管理系統、物料輸送調度優化技術、清潔化轉運及成套裝置專有技術等進行升級，助力料場管理進入“裝備現代化、高效智能化、低耗清潔化、成本更優化”的堆取運料新時代。
目前，我國鋼鐵行業正穩步邁向中高端，中冶南方對于料場數字技術的研發與建設既是鋼鐵智能化浪潮下的產物，更是企業發展的內在需求。而原料場作為鋼鐵企業散裝料儲存處理和廠內物流集散中心，承擔著近90%的散裝物料儲運管理任務，越來越多的數字化智能原料場正在鋼廠中建成投用。
未來，在推進高效無人化的基礎上，實現鋼鐵生產全過程的智能決策與全局優化，將成為鋼鐵企業與冶金技術企業共同努力的重要方向。
《中國冶金報》（2023年09月13日 06版六版）
