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“智”领首矿 “数”创未来

“智”领首矿 “数”创未来

——首钢矿业“十四五”智能矿山建设纪实

曾经“镐钎凿石、人声鼎沸”的矿山图景已经悄然迭代——井下数百米深处,电机车自主穿梭运矿;露天采场之上,无人驾驶矿卡精准装卸;数智中心内,大屏实时流转生产数据,鼠标轻点即可调度各方……

“十四五”期间,首钢矿业公司在20余年数字化积淀的基础上,走出一条“创新引领、数智赋能”的智能矿山建设之路,用实践诠释着传统矿业向现代产业文明跃迁的深层逻辑。

战略升级:

从“数字地基”到“智能蓝图”

回溯历程,首钢矿业的智能化转型堪称行业先行的“渐进式革新”。早在2006年,当国内矿山行业还处于传统生产模式主导期,首钢矿业便率先上线ERP系统,自主研发MES系统,实现了物资流、资金流、信息流的集成共享,管理手段实现重大变革。

随着“十四五”规划的设计与完善,国家将人工智能列为战略性新兴产业,首钢矿业敏锐把握机遇,于2020年全面启动智能矿山建设,实现从“数字矿山”到“智能矿山”的战略升级。

首钢矿业建设智能矿山,基于两大目的:一是优化组织,推进极低成本运行,助力当下生产经营提质提效;二是释放现有产线人力、减少新产线人员配置,夯实企业长远发展根基。

在数智化转型的战略引领下,首钢矿业确定了“现场无人化、操控集约化、管理智慧化”的“三化”目标,打造“智能采矿、智能选矿、智能运输、智慧管理”四大平台,在实践中构建“工控一张图”和“管理一张图”重要载体,努力形成“三化两图四平台”的整体架构。

公司强化引领、规范推进,建立智能矿山建设企业标准管理制度,制定“十四五”规划、三年行动方案,并逐年制定专项方案。一个目标明确、途径清晰、标准具体、保障有力的智能矿山建设体系已然成型。

场景重塑:

“三化”按下“快进键”

5年来,首钢矿业锚定“三化”目标,坚持创新求进、转型求强,全力推进智能矿山建设蓝图变为实景。

——攻坚“现场无人化”,打造“无人矿山”新场景

针对移动设备,公司突破现场驾驶的传统模式,全力攻关无人驾驶与自主运行技术。

36岁的邓立新是首钢矿业公司杏山铁矿职工,除夕这天,他度过了工作12年来的第一个井上春节。自从首钢矿业井下铲运机实现井上远程遥控以来,职工的工作与生活状态彻底改变。

聚焦本质安全与减员增效,首钢矿业自主研发铲运机遥控驾驶、自主运行技术,2021年实现井下遥控;2023年9月,井下5G通信技术及井下单体设备集中操控技术在杏山铁矿实现规模化应用,36名操控人员由井下转移至井上,实现作业现场无人化。

在首钢矿业公司水厂铁矿,一辆辆电动宽体矿用卡车来回运行,不同寻常的是,这些卡车驾驶室内空无一人。首钢矿业无人驾驶矿卡成功投运的消息令人欣喜。

自2024年11月首台无人驾驶矿卡在水厂铁矿建材产线投运以来,首钢矿业持续优化技术,对电动矿车进行可控化改造,水厂、裴庄建材产线的26台电车先后实现无人驾驶,释放人力资源70人。目前正在实施的水厂采场17台电车无人驾驶混编运行项目,预计可释放人力资源67人。

对于非移动设备,首钢矿业搭建“工控一张图”,支撑现场无人操作,进而实现“现场无人化”。结合“工控一张图”建设,公司梳理现场操控、值守岗位的工作内容,逐一研究无人化解决方案,以“无人工厂”“黑灯工厂”为载体,实施自动装车、粗破自动监控、滤饼厚度自动检测等一系列远控化、无人化改造,释放人力资源146人。

——攻坚“操控集约化",打造“高效集控”新模式

什么是“操控集约化”?简单来说,就是将所有设备集中起来统一操控。如何实现“操控集约化”?其载体便是搭建“一张图”操控系统。

聚焦“操控集约化”目标,首钢矿业历经裴庄产线的探索、“一张图”理念的形成,最终在13条产线中实践推广。目前,各主流程产线已全面实现“操控集约化”,并带来一系列变革。

第一个变革是取消分散控制室。产线所有设备通过“一张图”实现集中操控,直接取消了分散设置的控制室,与调度部门合署办公,实现操控指挥一体化,为业务兼做、缩短指挥流程创造了有利条件。

第二个变革是推动运行模式变革。在“工控一张图”开发过程中,首钢矿业聚焦经济运行,首创“即时启动”模式,打破传统逆物流启动模式,实现物流到达前1分钟启动设备,减少设备空转。在无任何硬件投入的前提下,水厂铁矿东西排年节电70万度。

第三个变革是推动操作方式变革。“工控一张图”建设之初,首钢矿业便确立了“现场无人操作、一键经济启停、流程自主调控”的功能目标。为此,在每个“一张图”系统中设置全厂一键、分段一键等启停功能;累计开发自主调控模型266个,推进操作方式由“人工操作”向“自动运行”转型。例如,马城项目“工控一张图”投用后,启动时间由人工操作的29分钟缩短至一键启动的2分钟。2025年,公司又在马城项目“工控一张图”中开发“一键盘车”“事故泵自主经济运行”“充填一键切换”等功能,选矿系统日均操控频次由投用前的86次降至13次。在此基础上,首钢矿业持续推动“自动运行”向“智能运行”升级。目前,大石河水源已实现自主运行、经济供水;水厂铁矿、马城项目已实现无人干预、经济排水,并形成企业标准;杏山铁矿智能通风探索取得成效,实现自主运行、按需通风。

第四个变革是引领组织机构的历史性变革。车间级控制室取消后,原车间失去独立组织生产的基本职能,合并车间机构成为必然选择。各单位主动推进车间合并,结束了按工序设置车间的历史,减少了人员配置。

——攻坚“管理智慧化”,打造“智慧管控”新平台

“纵向,按产线搭建管理‘一张图',实时掌控产线运行状况、分析运营情况,支撑产线经济运行,营造‘不到现场,胜似现场'的管理环境;横向,按专业搭建管理平台,实现业务系统内处置、管控一贯到底、智能预警、智慧分析、辅助决策,提升管理效能。”谈及“管理智慧化”,计控检验中心主任助理王东伟如数家珍。

纵向层面,首钢矿业搭建“管理一张图”,通过集成现场及专业平台数据,构建一体化、可视化、现场化管控平台,可动态监控各产线运行情况,分析日、月、年的生产、消耗、成本等数据,为提升产线经济运营水平提供支撑。“十四五”以来各产线“管理一张图”相继投用,打造了“实时化、现场化、透明化”的智慧管理新场景。

横向层面,5年来,首钢矿业按专业逐步搭建起数据源唯一、系统间互联、专业间互通且与ERP集成的管理平台,覆盖安全、生产、技术、设备等14个专业,开发智能计量、设备健康、环保管控、视频分析等专业管理系统40余个,多维度提升管理效能。清晨,水厂铁矿建材作业区开启流程检修,修理工张贺宁在手机上打开“智·首矿”APP,点开电子牌操作系统,确认停电项目后申请停电;调度审批通过后,系统下发停电牌,电工从手机上接收停电牌并执行停电操作……

2024年11月,新投入使用的电子牌操作系统,解决了以往电工和修理工长距离步行取送停电牌、送电牌和操作牌的问题。如今,该系统已广泛应用,成为践行数字化转型理念的生动实践。

不仅如此,5年来,首钢矿业还搭建了“智·首矿”移动办公平台,集成业务审批、“管理一张图”、预警推送处置等所有移动应用,实现办公模式的数智化转型;搭建“一级调度”系统直接下达设备作业计划和人员作业指令,取消了车间级调度;搭建视频分析预警平台,自主开发人形、安全帽、车辆等视频AI分析功能,取代人工监控并自动预警。

价值绽放;

“首矿方案”的裂变与回响

5年来的实践,首钢矿业已形成独具首矿特色的智能矿山建设理论及实践体系。“工控一张图”的远程操控功能及单体设备无人驾驶,支撑了“现场无人化”,在减少现场人员、降低人工成本的同时,实现了本质安全;“工控一张图”的一键启停流程自主调控功能,支撑了“操控集约化”,在实现集控室合并、减少集控人员的同时,引领了组织机构的深度变革;“管理一张图”及专业管理平台,支撑了“管理智慧化”,助力产线经济运行和管理效能提升。

5年实践形成了特色理念,孕育出“一张图”“即时启动”“一级调度”“电梯式自助运行”等一批具有矿业特色的智能矿山建设理念。

5年实践践行了价值创造,直接释放人力资源522人,年降低人工成本约1.3亿元,有效支撑了新产线的人力资源需求。

5年实践推进了双向创新,形成创新成果近百项,取得专利12项、软著69项,获评国家级创新成果3项、北京市创新成果5项。

5年实践提升了品牌形象,公司召开5G+井下移动单体设备集中操控暨智能矿山解决方案发布会,显著提升行业影响力;推进智能矿山理念及技术产品化,“首矿方案”已推广至国内外50余家企业,持续擦亮智能矿山建设的“首矿品牌”。

追忆峥嵘5年,每一次突破都是重要里程碑:2020年,启动智能矿山建设,形成“一张图”理念;2021年,按产线搭建“两个一张图”,水厂铁矿推进“无人选厂”建设;2022年,推进大石河铁矿“无人选厂”建设,电机车实现自动装矿,上线“智·首矿”移动平台;2023年,应用5G技术,铲运机、中深孔台车实现地面集中操控;2024年,搭建马城项目智能管控平台,水厂铁矿投运电车无人驾驶;2025年,推进“黑灯工厂”建设,裴庄电车实现无人驾驶,铲运机实现半自主运行,数智管控中心正式投运。

一段段时光坐标,记录着一程程奋斗足迹,见证着一次次突破变革。

回顾5年智能矿山建设历程,首钢矿业将智能矿山建设理念和技术产品化,形成可复制的“首矿方案”并推广至国内外50余家企业,这既是对“打造行业头部企业”战略的生动践行,也为首钢矿业赢得了行业话语权。

数智转型,让这座1959年建矿的“老矿山”焕发出“新魅力”。

如今的首矿,一面是血脉绵延,清晨的豆浆冒着热气,傍晚的滨河大街熙熙攘攘,洋溢着不变的人间烟火;一面是科技兴矿,职工坐在宽敞明亮的智控中心下达指令、统计数据、调度生产,宛如走进科幻世界。

站在燕山南麓的工矿腹地,数智之光照亮未来。今日首钢矿山的变化,正是全国冶金矿山行业数智化转型的真实写照。(朱文杰 杨伟才)

(来源:首钢矿业)

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