在首鋼集團有限公司礦業(yè)公司（以下簡稱“首鋼礦業(yè)”）水廠鐵礦印子峪采場，一輛輛綠白相間的無人駕駛電動寬體礦車，在蜿蜒崎嶇的道路上來回穿梭不停，從叫車、裝載、泊車到翻卸、挪車、啟停全流程，均在無人駕駛下按規(guī)定動作順穩(wěn)有序運行。
記者日前在礦用卡車無人駕駛成果發(fā)布暨智能礦山觀摩會現(xiàn)場欣喜地看到，隨著無人礦卡的規(guī)�；瘧�，首鋼礦業(yè)已成功實現(xiàn)從燃油高耗向電動低碳、從有人駕駛向無人智能的深度跨越，為傳統(tǒng)礦山智能化轉型提供了可復制、可推廣的“首礦樣板”。
這只是首鋼礦業(yè)智能運輸?shù)囊粋�縮影。據(jù)了解，自2024年9月起，首鋼礦業(yè)著力構建“車-路-云”三位一體運行模式，實現(xiàn)了以無人駕駛為核心的運輸全流程智能化、無人化管控，目前共投運43臺純電無人駕駛礦卡，已實現(xiàn)常態(tài)化運行。
戰(zhàn)略升級 智能化成為必答題
“首鋼礦業(yè)扎根遷安60余載，搶抓數(shù)字賦能機遇，錨定‘現(xiàn)場無人化、操控集約化、管理智慧化’目標，不僅以礦山運輸智能化為轉型突破口，成功實現(xiàn)露天礦山運輸全流程無人駕駛、集約化管控，還實現(xiàn)了智能采礦、智能選礦和智能管理，在本質安全、生產效能、綠色低碳、管理變革四大領域取得標志性成果，成功打造出‘創(chuàng)新引領、數(shù)智賦能’的冶金礦山智能化建設新標桿，為傳統(tǒng)礦山向智慧綠色轉型開辟了全新路徑。”首鋼集團副總經理金洪利介紹。“我們的數(shù)字管控中心，可以實現(xiàn)物資流、信息流、資金流三流合一、信息共享，從而實現(xiàn)管理智慧化。”在首鋼礦業(yè)調度指揮中心，工作人員指著大屏幕上的一組組圖標及數(shù)據(jù)介紹說，大屏左側是“生產一張圖”，側重顯示當天的實時數(shù)據(jù)；大屏右側是“經營一張圖”，側重顯示月度指標的完成情況。圖上還顯示主要運營數(shù)據(jù)、各產線之間的物流關系，以及運營分析等。通過數(shù)字管控中心“一張圖”，形成可視化、集成化、現(xiàn)場化管控平臺，實時掌控整個礦山運行狀態(tài)，動態(tài)分析產量、設備、質量、能源及物資消耗、銷售、成本等情況，為管理層提供直觀、準確的決策依據(jù)。
實現(xiàn)管理智慧化是首鋼礦業(yè)在智能化礦山建設上邁出的關鍵一步。早在2006年，國內礦山行業(yè)還處于傳統(tǒng)生產模式主導期時，首鋼礦業(yè)便率先上線ERP系統(tǒng)，自主研發(fā) MES系統(tǒng)，按照“縱橫結合、兼容互通”的原則，縱向按生產線搭建“管理一張圖”，實時掌控產線運行狀況，分析運營情況，支撐產線經濟運行，營造“不到現(xiàn)場，勝似現(xiàn)場”的管理環(huán)境；橫向則按專業(yè)搭建管理平臺，實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)內處置、管控一貫到底、智能預警、智慧分析、輔助決策，提升管理效能。
“智慧化管理是首鋼礦業(yè)管理手段的重大變革，也是首鋼礦業(yè)建設智能化礦山的‘先行者’。通過數(shù)字管控中心來實施智慧化管理，實現(xiàn)了物資流、資金流、信息流的集成共享，不僅節(jié)約了大量的現(xiàn)場成本、人才成本，還能未雨綢繆，防患于未然。”首鋼礦業(yè)總經理郭志輝介紹，他們通過數(shù)字管控中心搭建的“設備健康”系統(tǒng)，可自主評判設備健康程度，定制推送設備健康信息到特定管理人員，推進預知維修、精準維修。目前，平臺已覆蓋首鋼礦業(yè)1991臺套設備，實時監(jiān)測19768個設備運行數(shù)據(jù)，開發(fā)了176個健康評價模型。
從智慧化管理先行先試中受益匪淺的首鋼礦業(yè)，進一步堅定了建設智能化礦山的信心。近年來，隨著國家將人工智能列為戰(zhàn)略性新興產業(yè)，以及智能化礦山建設浪潮的襲來，智能化建設已成為礦業(yè)高質量發(fā)展的必由之路。在智能化建設方面已積累豐富經驗的首鋼礦業(yè)于2020年全面啟動智能礦山建設，實現(xiàn)了從“數(shù)字礦山”到“智能礦山”的升級。
“首鋼礦業(yè)建設智能礦山，不跟風造勢，不貪大求洋，而是基于公司高質量發(fā)展需要，針對生產中存在的難點堵點，有計劃有組織地推進。一是優(yōu)化組織，提高效率，推進極低成本運行，助力當下生產經營提質提效；二是釋放現(xiàn)有產線人力，減少新產線人員配置，以‘少人化、無人化’打造本質安全型礦山，夯實企業(yè)長遠發(fā)展根基。”郭志輝介紹。
戰(zhàn)略方向確定后，實施目標及路徑也就水到渠成。首鋼礦業(yè)確定了現(xiàn)場無人化、操控集約化、管理智慧化的“三化”目標，打造智能采礦、智能選礦、智能運輸、智慧管理四大平臺，在實踐中構建“工控一張圖”和“管理一張圖”重要載體，努力形成“三化兩圖四平臺”的整體架構。
首鋼水廠鐵礦純電無人駕駛礦卡正在裝卸作業(yè)中。楊偉才 攝
智啟新程 持續(xù)打造智能礦山新場景
漫步首鋼礦業(yè)各礦山，從地下到露天，從采礦到選礦，從運料到運人，處處都能看到智能化的影子。近年來，他們堅持科技引領、創(chuàng)新驅動、規(guī)范推進，一個集安全、效率、成本、環(huán)保等多維度于一體的智能礦山已然成型。
在推進現(xiàn)場無人化方面，首鋼礦業(yè)對癥下藥、精準施策。
關于移動設備，他們挑戰(zhàn)現(xiàn)場車輛駕駛傳統(tǒng)模式，通過攻克無人駕駛難題來實現(xiàn)現(xiàn)場無人化；關于非移動設備，他們則通過搭建“工控一張圖”來支撐現(xiàn)場無人操作。
關于井下物料運輸?shù)碾姍C車，首鋼礦業(yè)自主研發(fā)鏟運機遙控駕駛、自主運行技術，繼2014年于杏山鐵礦在國內率先實現(xiàn)地面操控后，陸續(xù)實施了自動行車、自主控速、溜井自動對位、自動裝卸的技術攻關并取得重大突破。目前，首鋼礦業(yè)3個地采礦山23臺電動車已全部實現(xiàn)無人駕駛，減少井下作業(yè)人員百余人。
關于井下鏟運機，他們繼2021年自主研發(fā)遠程遙控技術并當年實現(xiàn)遠控后，2023年又完成井下5G通信技術及井下單體設備集中操控技術在杏山鐵礦實現(xiàn)規(guī)�；瘧�，36名操控人員由井下轉移至井上，實現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場無人化。2025年，首鋼礦業(yè)又完成半自主運行攻關，實現(xiàn)除鏟裝環(huán)節(jié)外自主運行。目前已完成馬成鐵礦1臺鏟運機改造并投入生產試驗。
對露天采礦運輸，首鋼礦業(yè)也在快速推進。自2024年11月首臺無人駕駛礦卡在水廠鐵礦建材產線投運以來，首鋼礦業(yè)持續(xù)優(yōu)化技術，對電動礦車進行可控化改造，水廠、裴莊建材產線的26臺電車先后實現(xiàn)無人駕駛，釋放人力資源70人。目前，正在實施的水廠采場17臺電車無人駕駛混編運行項目，可減少人員60多人。
主副井是地采礦山的“咽喉”和“生命通道”，其安全順暢事關整個礦山的正常運行。然而，在首鋼礦業(yè)的礦山主井提升機房，隨著無人全自動運行的實現(xiàn)，傳統(tǒng)礦山中忙碌的操作工已蹤跡皆無。“系統(tǒng)通過視頻 AI實時監(jiān)測箕斗掛鉤狀態(tài)，一旦異常立即預警，比人眼更可靠。”主井系統(tǒng)點檢人員指著屏幕上的數(shù)據(jù)流說。而副井提升系統(tǒng)則如同“礦山電梯”，一鍵操控即可直達作業(yè)水平，并實現(xiàn)罐籠定點自充電，運行效率提升30%。
“地采的副井主要承擔人員運送任務，最初每個作業(yè)點都要配置1名崗位工人，負責要罐、打開護欄等工作。我們借鑒電梯的運行模式，對副井及附屬設施進行聯(lián)動改造，實現(xiàn)了‘電梯式運行’。僅此一項，3座地采礦山、5個副井就減少人員百余人。”郭志輝頗為自豪地說。
對于非移動設備，首鋼礦業(yè)則通過搭建“工控一張圖”，實現(xiàn) AI當家“管生產”，無人運行提效降本。他們通過梳理現(xiàn)場操控、值守崗位職責，逐一研究無人化解決方案，以“無人工廠”“黑燈工廠”為載體，實施自動裝車、粗破自動監(jiān)控、濾餅厚度自動檢測等一系列遠控化、無人化改造，釋放人力資源146人。
作為5G工廠的核心場景，馬城選礦廠以“全流程無人值守+智能決策”為目標，構建了“黑燈運行”體系。工作人員在控制中心，輕點鼠標即可啟動選礦全流程一鍵啟停。從供水系統(tǒng)到磨選系統(tǒng)，20多道工序按設定時間自動運轉，全程僅需10分鐘，遠低于傳統(tǒng)模式的20分鐘~30分鐘。更智能的是系統(tǒng)的“自主調控”能力，依托90余個基于神經網絡與 PID算法的調控模型，球磨機轉速、礦漿濃度等參數(shù)實現(xiàn)自動優(yōu)化，全程無需人工干預。目前，這座“黑燈選廠”已實現(xiàn)無人運行，釋放27個現(xiàn)場崗位，年可節(jié)約人工成本數(shù)百萬元，設備故障率顯著下降。
首鋼礦業(yè)在推行“操控集約化”、打造“高效集控”新模式上也取得了亮眼成績。近年來，他們聚焦“操控集約化”目標，歷經裴莊產線的探索，“一張圖”理念的形成，最終在13條產線中實踐推廣。目前，各主流程產線已全面實現(xiàn)“操控集約化”，并帶來了取消分散控制室、推動運行模式、優(yōu)化操作方式、引領組織機構等一系列變革，為實現(xiàn)操控指揮一體化、首創(chuàng)“即時啟動”模式、推動“自動運行”向“智能運行”升級，以及縮編車間和減少人員配置提供了支撐。
價值初顯“首礦方案”成為智能化礦山新標桿
聚焦國家智能化發(fā)展戰(zhàn)略，圍繞礦山的現(xiàn)實需要和生產實際中的難點、痛點建設智能化礦山，以智能化打造礦山新業(yè)態(tài)，實現(xiàn)礦山的綠色化、安全化、高效化。首鋼礦業(yè)智能化礦山的成功實踐，為全國礦業(yè)行業(yè)提供了示范。
“我國冶金礦山行業(yè)正處于智能化轉型升級的關鍵時期。智能化、無人化已經成為冶金礦山突破發(fā)展瓶頸、實現(xiàn)提質增效、保障安全生產的必由之路，更是行業(yè)高質量發(fā)展的核心競爭力所在。礦用卡車無人駕駛技術正是推動礦山智能化轉型的關鍵抓手。”中國冶金礦山協(xié)會總工程師雷平喜在觀看了首鋼礦業(yè)礦用卡車無人駕駛成果后感觸頗深地說，首鋼礦業(yè)立足于礦山實際生產需求，分階段、分批次推進無人駕駛項目建設，累計減少司機150人，每年節(jié)約人工成本超過4200萬元。項目的成功實施，推動了自動化、智能化、低碳化運輸體系的建立，打破了綠色露天礦山單體運輸設備人工駕駛的傳統(tǒng)模式，既讓一線職工從危險繁重的作業(yè)環(huán)境中解脫出來，又通過智能調度、數(shù)字管控提升了管理效能，踐行了以人為本、安全發(fā)展的理念，彰顯了綠色低碳發(fā)展的責任和擔當。
據(jù)粗略統(tǒng)計，首鋼礦業(yè)啟動智能化礦山建設5年多來，不僅孕育出“一張圖”“即時啟動”“一級調度”“電梯式自助運行”等一批具有礦業(yè)特色的智能礦山建設理念，還實現(xiàn)了價值創(chuàng)造，直接減少人員522人，年降低人工成本約1.3億元，有效支撐了新產線的人力資源需求。
更重要的是，首鋼礦業(yè)5年來的智能化礦山建設實踐，以及形成的智能礦山理念及技術產品化，被業(yè)內譽為“首礦方案”，已在國內外50余家礦山企業(yè)得到推廣應用，提升了品牌形象和行業(yè)影響力。
“當前，新一輪科技革命和產業(yè)變革加速演變，智能化轉型已成為冶金礦山行業(yè)高質量發(fā)展的必由之路。我們要加快推進礦業(yè)板塊智能化轉型升級，不斷鞏固和提升智能化建設成果，全力打造國內領先、國際一流的冶金礦山智能化標桿，持續(xù)提升安全保障水平、綠色發(fā)展水平、資源保障能力，為國家鋼鐵產業(yè)安全、地方經濟社會發(fā)展貢獻更大首鋼力量。”金洪利表示。