中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)
通訊員 姜建國(guó) 胡毅
采礦工人坐在遠(yuǎn)程操控座艙內(nèi)，手握操縱桿，鉆孔、抓取、轉(zhuǎn)向、放置，對(duì)礦山一頓“猛攻”……不一會(huì)兒，礦車上就堆滿了礦石。
近日，在鞍鋼集團(tuán)第四屆“數(shù)字鞍鋼·數(shù)字生態(tài)”現(xiàn)場(chǎng)推進(jìn)會(huì)上，專家以攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目為案例，闡述礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑；在現(xiàn)場(chǎng)感受了遠(yuǎn)程采礦后，與會(huì)嘉賓紛紛點(diǎn)贊攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目，并評(píng)價(jià)其為“一場(chǎng)偉大的變革”，值得國(guó)內(nèi)冶金露天采礦企業(yè)借鑒。
據(jù)了解，攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目以攀鋼礦業(yè)朱蘭鐵礦采場(chǎng)無人化遠(yuǎn)程集中作業(yè)為應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)1臺(tái)YZ-35B牙輪鉆機(jī)、1臺(tái)WK-4B電鏟和2臺(tái)TR60礦用卡車實(shí)施智能化改造，并配套建設(shè)1套5G專網(wǎng)、1個(gè)邊緣數(shù)據(jù)中心和1個(gè)遠(yuǎn)程操控中心，實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)穿孔遠(yuǎn)程半自主無人化作業(yè)、鏟裝遠(yuǎn)程操控混裝作業(yè)、運(yùn)輸自動(dòng)駕駛混跑作業(yè)，為解決全國(guó)冶金露天礦山智能化采礦作業(yè)痛點(diǎn)和難點(diǎn)問題積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
“變革”的背后，不僅僅是技術(shù)上脫胎換骨的變化——干部職工思想觀念怎么轉(zhuǎn)變？固有的采礦模式如何打破？現(xiàn)有的設(shè)備如何改造？在直面問題中，攀鋼拉開了5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目波瀾壯闊的變革序幕。
礦山之痛 安全、可持續(xù)作業(yè)面臨挑戰(zhàn)
攀鋼礦業(yè)朱蘭鐵礦位于四川省攀枝花市東區(qū)。攀枝花市全年日照時(shí)間達(dá)2700個(gè)小時(shí)，高溫季節(jié)朱蘭鐵礦采場(chǎng)地表溫度在50℃以上，作業(yè)環(huán)境惡劣。此外，采場(chǎng)還存在安全隱患。已經(jīng)開了26年電鏟車的攀鋼礦業(yè)朱蘭鐵礦采運(yùn)作業(yè)區(qū)電鏟丁班班長(zhǎng)姚仕建還記得多年前目睹的巨石滾落場(chǎng)景。“那時(shí)候想，要是能自動(dòng)采礦該多好。但也不敢奢望，覺得這簡(jiǎn)直是白日做夢(mèng)，誰能想到今天竟然實(shí)現(xiàn)了。是5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目讓我們告別了‘苦臟累險(xiǎn)’。”
在人力資源深度優(yōu)化的背景下，該礦采礦職工隊(duì)伍變得愈發(fā)精干，未來5年，將有三分之一的人員退休，礦區(qū)面臨人手緊張問題，企業(yè)技術(shù)升級(jí)需求迫切。
隨著時(shí)間推移，變化的不只是職工隊(duì)伍，還有采礦環(huán)境。目前，攀鋼礦業(yè)朱蘭鐵礦露天采場(chǎng)進(jìn)入深部開采階段，開采強(qiáng)度越來越大。變革，是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。
為此，按照數(shù)字鞍鋼“提升自動(dòng)化、健全信息化、推進(jìn)數(shù)字化、探索智慧化”指導(dǎo)思想，攀鋼集團(tuán)沿著“礦石流”維度，明確從“離散作業(yè)向連續(xù)作業(yè)轉(zhuǎn)變”的精益生產(chǎn)思想；沿著“數(shù)據(jù)流”維度，構(gòu)建數(shù)據(jù)治理體系，深度挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值。雙流融合，最終形成“智能采礦”“智能選礦”和“智慧管理”3個(gè)方面的主要建設(shè)內(nèi)容，共規(guī)劃20個(gè)與智能采礦相關(guān)的重點(diǎn)項(xiàng)目。
探索之艱 多方合作開展智能化應(yīng)用研究
2021年11月份，攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目正式啟動(dòng)。攀鋼攜手華為、中國(guó)移動(dòng)攀枝花分公司等數(shù)字生態(tài)伙伴，攀鋼數(shù)字化部、攀鋼礦業(yè)企業(yè)管理部、星云智聯(lián)，以及朱蘭鐵礦分公司、采運(yùn)作業(yè)區(qū)相關(guān)負(fù)責(zé)人，鉆機(jī)、電鏟、礦用卡車司機(jī)組成聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，夜以繼日，探索實(shí)踐5G遠(yuǎn)程采礦，著力解決礦山行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型的痛點(diǎn)和難點(diǎn)問題。
這是一場(chǎng)多學(xué)科、多領(lǐng)域、多廠商高度集成的大會(huì)戰(zhàn)。然而，項(xiàng)目實(shí)施難度也“不容小覷”。近年來，國(guó)內(nèi)礦山企業(yè)積極探索露天智能采礦，但大多僅限于穿孔、爆破、鏟裝、運(yùn)輸?shù)葐吸c(diǎn)作業(yè)，穿—采—運(yùn)全流程智能化作業(yè)并未打通。攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目，就是要在鉆機(jī)、電鏟、礦用卡車單點(diǎn)智能化作業(yè)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)穿—采—運(yùn)全流程智能化作業(yè)，改善采礦工人作業(yè)環(huán)境，提升本質(zhì)化安全水平和作業(yè)效率，項(xiàng)目難度可想而知。
要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須推動(dòng)礦山工程技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信、信息技術(shù)融合應(yīng)用。面對(duì)這一復(fù)雜系統(tǒng)工程，攀鋼礦業(yè)聚焦移動(dòng)裝備遠(yuǎn)控化、采面作業(yè)少（無）人化等，梳理業(yè)務(wù)、提出需求；華為從架構(gòu)層面入手，明確應(yīng)用層、物理層、網(wǎng)絡(luò)層、信息管理層目標(biāo)任務(wù)；中國(guó)移動(dòng)攀枝花分公司搭建5G專網(wǎng)、5G邊緣數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施，探索實(shí)施2臺(tái)礦用卡車、1臺(tái)電鏟、1臺(tái)牙輪鉆機(jī)智能化改造，修建遠(yuǎn)程操作中心。
每一項(xiàng)工作的推進(jìn)，都是摸著石頭過河。以5G基站建設(shè)為例，基站位置的最佳選擇方案需要靠近采礦現(xiàn)場(chǎng)，但由于地形復(fù)雜、邊坡不穩(wěn)定等，該團(tuán)隊(duì)不得不反復(fù)調(diào)整基站位置，最終通過增加拉遠(yuǎn)站補(bǔ)強(qiáng)信號(hào)等方式，確保5G網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和礦區(qū)設(shè)備不間斷連續(xù)作業(yè)。
在礦用車智能化改造過程中，為支持人工駕駛、遙控駕駛與自動(dòng)駕駛3種模式的順利運(yùn)行，規(guī)避撞車、翻車等風(fēng)險(xiǎn)，該團(tuán)隊(duì)對(duì)電源、燈光、油門、換擋、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、舉升，以及礦用卡車作業(yè)監(jiān)測(cè)、礦用卡車環(huán)境感知、智能算法支持、融合定位、避障檢測(cè)和安全監(jiān)控等進(jìn)行智能化改造。但改造后的礦用車在行駛過程中始終左搖右擺，不能按指令正確行駛。僅解決這一問題，就耗時(shí)1個(gè)月。據(jù)統(tǒng)計(jì)，攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目累計(jì)突破鉆機(jī)扶桿機(jī)構(gòu)改造、礦用車轉(zhuǎn)向偏移等370項(xiàng)技術(shù)難題。
技術(shù)攻關(guān)難，采礦工人適應(yīng)遠(yuǎn)程采礦新模式也難?！叭狈ΜF(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)，操作不習(xí)慣?！薄耙曈X效果差，看得不真實(shí)。”“操作不熟練，對(duì)于突發(fā)情況不能第一時(shí)間處理?！边@是5G遠(yuǎn)程采礦帶給該礦采運(yùn)作業(yè)區(qū)礦用卡車司機(jī)唐勇、鉆井司機(jī)謝超、電鏟司機(jī)姚仕建的初體驗(yàn)。但隨著不斷改進(jìn)和技術(shù)升級(jí)，遠(yuǎn)程操作的故障率越來越低，司機(jī)操作也越來越順手。
“一點(diǎn)一滴的進(jìn)步，來自群策群力?！迸输?G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人、攀鋼礦業(yè)公司企業(yè)管理部黎一冰說。在項(xiàng)目建設(shè)期間，鞍鋼集團(tuán)和攀鋼集團(tuán)主要負(fù)責(zé)人深入現(xiàn)場(chǎng)聽取匯報(bào)、詢問需求、指導(dǎo)工作，極大地鼓舞了團(tuán)隊(duì)成員士氣。攀鋼礦業(yè)多措并舉為項(xiàng)目順利推行創(chuàng)造條件，朱蘭鐵礦分公司和采運(yùn)作業(yè)區(qū)干部職工在設(shè)備改造和相關(guān)方安全管控等方面給予大力支持，項(xiàng)目測(cè)試期間管理人員和職工隨叫隨到，毫無怨言。
2022年12月10日，攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目通過外部專家驗(yàn)收，投入生產(chǎn)應(yīng)用。
成功之喜 構(gòu)建全新生產(chǎn)模式
在2022年世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC2022）上，攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目作為“中國(guó)5G垂直行業(yè)應(yīng)用案例”向全球展示，講述智慧礦山的“中國(guó)方案”。
攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目突破了復(fù)雜環(huán)境下穿—采—運(yùn)遠(yuǎn)程協(xié)同無人化采礦工藝技術(shù)。通過對(duì)比國(guó)內(nèi)外智慧礦山建設(shè)情況得出，攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)3項(xiàng)首創(chuàng)和2項(xiàng)領(lǐng)先，即世界首創(chuàng)冶金礦山穿采運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)無人化、世界首創(chuàng)5G云網(wǎng)融合應(yīng)用于露天采場(chǎng)無人化、國(guó)內(nèi)首創(chuàng)高溫電磁環(huán)境露天采場(chǎng)無人化，有人、無人車鏟混合編組作業(yè)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先和電鏟、鉆機(jī)自動(dòng)卷纜技術(shù)綜合應(yīng)用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
該項(xiàng)目單體設(shè)備工作效率達(dá)到甚至優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)人工作業(yè)效率。其中，鉆機(jī)遠(yuǎn)程自主作業(yè)效率為人工操作效率的110%，具備月鉆孔長(zhǎng)度8640米的能力，而人工操作月產(chǎn)最長(zhǎng)長(zhǎng)度僅5000米；電鏟遠(yuǎn)程操作單體設(shè)備效率與現(xiàn)場(chǎng)人工操作相當(dāng)，具備月產(chǎn)量33萬噸的作業(yè)能力，而人工操作最高月產(chǎn)量?jī)H為17萬噸；礦用卡車運(yùn)行效率與人工駕駛持平。
同時(shí)，該項(xiàng)目可盤活人力資源，實(shí)現(xiàn)降本增效。1名鉆機(jī)司機(jī)可同時(shí)遠(yuǎn)程操控2~3臺(tái)鉆機(jī)，1名電鏟司機(jī)可輪流遠(yuǎn)程操控多臺(tái)電鏟，1名礦用卡車司機(jī)可同時(shí)遠(yuǎn)程管控2~5臺(tái)礦用卡車；司機(jī)遠(yuǎn)程操作牙輪鉆機(jī)打孔時(shí)間較人工操作縮短10分鐘，且鉆頭使用壽命提高1倍以上；遠(yuǎn)程操控讓人員遠(yuǎn)離采場(chǎng)，縮短交接班時(shí)間，且支持錯(cuò)峰生產(chǎn)、移峰填谷工作模式。
截至目前，攀鋼5G遠(yuǎn)程采礦項(xiàng)目先后獲得四川省“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”標(biāo)桿、四川省第二屆5G創(chuàng)新應(yīng)用大賽第二名、第五屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽四川賽區(qū)一等獎(jiǎng)，中鋼協(xié)智能制造典型案例等多項(xiàng)榮譽(yù)，入圍首屆國(guó)企數(shù)字場(chǎng)景創(chuàng)新大賽決賽，獲得社會(huì)各界高度關(guān)注及認(rèn)可。
當(dāng)前，攀鋼正快速開展5G遠(yuǎn)程采礦二期工程建設(shè)，深化5G遠(yuǎn)程采礦技術(shù)研究，探索無人機(jī)應(yīng)用、鉆孔自動(dòng)取樣及快速分析、AI智能鏟裝等技術(shù)，打造以礦山三維地質(zhì)模型為核心，以生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（生產(chǎn)配礦模型）為“中樞”的5G全連接智能采礦模式，以實(shí)際成果支撐鞍鋼集團(tuán)建設(shè)世界一流企業(yè)目標(biāo)加快實(shí)現(xiàn)。
