□通讯员 柴 彬
来到马迹山港,远远看到巨大的钢铁长城雄踞海上,彩旗飘扬,穿着“中冶蓝”工作服装的员工在高处深入大海的港机上忙碌,亚洲第一矿石中转深水大港——宝钢集团浙江嵊泗马迹山宝钢矿石中转码头,色彩斑澜,犹如画家的颜料盘。一场智能化变革正在亚洲第一矿石深水港马迹山港发生,这个改变将让料场巡检更简单、料场估料更准确、设备管控更直观、作业人员更受控等多层面的智能化举措,正在让马迹山港口变得更加的“智慧”。
近年来,马迹山港已从追求效率扩展向高度安全保障、绿色环保、自动化、智慧化迈进。人工智能及大数据运用已是当今工业发展的潮流,更是中冶宝钢“智慧制造”产业升级的具体要求。按照中冶宝钢技术服务有限公司战略布局,第三分公司马迹山项目部已先后承接并整合了港区全范围检修、生产操作、工程机械“管、用、养、修”及皮带设备运维“一体化”业务。并于2018年新承接料场管理和卸船机操作,合同范围进一步扩大。在此背景下项目部于2018年底在分公司的引导下,开始着手策划“散货矿料港口先进生产技术的研究及应用”,该课题是对港区传统“带式输送机运维技术应用”的基础上进行的创新与实践,一是通过“无人机系统+AI+北斗集成应用”实现料场智能化、少人化;二是通过移动端实现港区生产、设备的管理集成,在人员实时受控的前提下,实现生产与设备资源的最优调度,最大程度地提高劳动效率。
“无人机+AI+北斗”实现料场管理精准化
马迹山港年吞吐量6300万吨,平均每天进出货17万吨,料场能否够被充分利用、料堆重量和地址是否准确,会直接影响港区生产节奏。为避免出现装卸作业待料,操作人员的估料往往会非常“保守”,则需要投入更多的工程机械和人员进行倒驳。根据近三年的统计,平均每年的倒驳料在35万吨以上。为了减少驳料投入、降低正品矿损耗、提高料场操作精准度和料场利用率,公司技术部与上海北斗导航创新研究院联合,邀请上海交大团队与项目部共同对料场智能化项目进行推进,以解决港口料场现有精度高但测量方法价格昂贵、创新性不足的难题。
料场智能化管理需要以精准、快速的高质量基础数据为基础,采用无人机和北斗导航的低成本、高质量堆场数据获取技术,以提供精确的数据资源。并采用深度学习的数据处理方式,为智能化管理提供自学习、自我演进的决策支撑,在数据获取和数据处理上具有技术应用创新特色。首先在料场选择标定点,划分无人机飞行扫描区域,实现对料场变化快速扫描、实时掌握动态信息,获取无人机图像数据;图像数据通过降噪滤波、图像匹配、图像拼接,料场边缘检测、三维深度计算、堆场轮廓提取等,生成图像边缘与点云数据;通过深度学习,人工智能处理多种不确定因素,对料堆体积、密度、含水量、水尺量、电子称量、撒料损失比等多参量进行分类,快速、准确地计算出料堆的具体吨位,实现深度学习的智能评估计算。
2020年1月3日,马迹山港智慧化料场办公室正式投入使用,项目部首次实现无人机代替人工进行估料操作,通过与实际装卸量结果对比,误差控制在5%~8%,取得了阶段性成果。智能精准估料的实现,不但为港区生产计划和调度提供可靠依据,该方法也是散货料港口的首次应用,填补了行业空白,具有很高的创新价值。
“全系统监控”整合港口一体化管理
随着钢铁产业的巨大需求,大型矿石码头已经成为国家重要的战略支点。马迹山港在设备自动化、生产自动化的基础上将持续在管理数字化、网络化、智能化上发力。项目部作为最主要的协力服务商,要充分结合运用港区现有“智慧制造”成果,定位自主管理模式做好运维服务。
项目有关负责人介绍道:“智能化生产设备信息集成管理平台”通过架构服务器,调用中控生产系统信息,结合手机端定位、拍摄和信息共享功能,实现生产区域全流程作业实时可查看,人员、工程机械资源配置可预判,点检动态巡视轨迹可监督,单人单岗作业可受控,为项目部过程监控、管理决策、评价验证提供最有效的解决方案。同时,一线员工通过平台接受信息和指令,减少各类纸质报表下达中导致的信息滞后和误差。尤其是港口管理中船舶、水文情况多变可通过此系统第一时间提醒,及时调整。该平台的研发,既是系统的集成,也是管理的集成,是在总结马迹山港多年标准化管理经验的基础上,“结合式自主管理”最直接的体现;“马迹山港皮带机智能检测系统”是与港区合作研发的一套基于LORA信号的窄带无线传输系统,目前已在多条皮带机试点使用,通过状态监测,实现关键设备(电机、减速机、滚筒轴承)24小时温度、振动数据的监测与报警。该系统将改变现有设备管理模式,由日常点检模式转为智能状态监控模式。
“智慧制造”背景下的机遇和挑战
随着宝武集团“智慧制造”工作的全面推进,在发力人工智能等智慧制造的同时,也将大手笔投入新技术和新装备,探索绿色低碳技术工艺创新突破。在此背景下,作为马迹山港战略合作伙伴,项目部一方面积极参与相关项目的立项和跟踪,两年来先后承接“港前公路改造”“皮带机技防设施改造”“边检系统升级”“监控系统升级”等技改项目,共享“智慧制造”红利;另一方面港区在加速推进“协力化”“属地化”工作和生产、设备“两大系统”的整合过程中,也为相关运维业务的介入提供契机,项目部正牢牢把握“智慧制造”趋势和机遇,探索由传统“协力插入式”管理向“自主结合式”管理转变,助力港区,共同实现马迹山港业务少人化、智能化、低污染的“多赢”局面。