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拥抱5G迈向“智造”

全省率先投入使用板坯自动加渣机器人代替人工面对超过1500度的钢水进行自动加渣。(新兴钢铁供图)

拥抱5G迈向“智造”

在可视化监控平台控制室,安全检查人员介绍智能头盔如何基于5G网络支撑提供实时安全监测。 本报记者 蒋燕 摄

拥抱5G迈向“智造”

曾经在煤灰飞扬的环境中作业的行车工,如今坐在了洁净的操控室远程操作5G无人行车。

□ 本报记者 唐雯霖 文/图

在玉溪新兴钢铁有限公司干了18年浇钢工作的罗宏东再也不用站在超过1500度的钢水前加渣了,只需定时查看代替他工作的机器人就行了;干了14年行车驾驶的毕旺再也不用在煤灰飞扬的环境中操控行车了,只需要在远程操控室里点点鼠标、摇摇手柄,行车就能自动运行;安全管理部总监舒宏伟再也不用担心在高危环境中检修作业的工人不能及时察觉安全隐患了,因为旁站监护的安全员佩戴的智能安全帽能提供实时监测感知……

自2020年9月新兴钢铁启动“5G数字孪生透明工厂”项目以来,“5G+无人行车”“5G+智能安全”“5G+智慧料场”“5G+一健喷煤”“5G+自动加渣”等场景相继落地,正让越来越多的产线工人远离高温、高危和高污染、高强度的工作环境,正让越来越多的生产工序实现智能生产提质增效。拥抱5G迈向数字化、智能化、网络化的新兴钢铁正拉开制造蝶变的大幕。

不久前,在北京举行的2021世界5G大会上,玉溪新兴钢铁有限公司“5G数字孪生透明工厂”项目入选十大应用案例,随后又荣获ICT中国创新奖2021年度最佳技术创新应用奖。这是我市在全力推进“数字玉溪”建设,打造数字应用先行区中,大力推进经济数字化的又一典型案例。

迎接变革 建成数字孪生透明工厂平台

“过去老版5元人民币正面印着头戴防护镜,手持钢铲,冒着飞溅的钢花工作的钢铁工人图案,曾代表着我们钢铁工人的形象。”玉溪新兴钢铁有限公司副总经理王前斌说,放到今天来看,那是在高噪、高温、高危、高污染环境下的高强度工作实景,代表着一种粗放低效的产业发展模式。

王前斌说:“如果今天的钢铁企业还是这个样子,我们的子女有谁愿意来当钢铁工人?现代钢铁企业需要为工人提供安全、洁净、舒适和低强度的工作环境,需要构建绿色高效的产业发展模式,才能实现高质量发展。”

2003年,随着玉溪“大企业大集团”战略的实施,新兴钢铁落地研和工业园区,为玉溪现代钢铁产业发展注入了新动能。作为宝武集团昆明钢铁股份有限公司的全资子公司,新兴钢铁充分发挥装备和技术优势,坚持走钒钛矿冶炼和提钒炼钢、带钢提质增效的差异化和特色化发展路子,于2008年在全省首创钒钛矿冶炼技术,经过十余年的探索与积累,成为云南钒钛矿冶炼和提钒炼钢领跑企业。

王前斌认为,在新一轮科技革命和产业变革中,数字技术正驱动传统制造迈向智能制造。钢铁企业要在变局中实现高质量发展,只有依靠数字技术的高创新性、强渗透性、广覆盖性,推动资源要素快速流动和聚集,重构生产经营组织模式,才能打造新的经济增长点,构筑新的竞争优势。

正是基于这样的认识,在这场数字化转型竞争中,宝武集团确立了以实现“操作一律集中、操作岗位一律机器人、运维一律远程、服务一律上线”的“四个一律”数字化融合转型标准,以少人化、集控化、一键化为手段,打造产线运行极度高效、产线信息完全透明、生产过程高度智能、操作环境舒适友好的智慧化工厂目标。

在母公司数字化转型战略的支撑下,新兴钢铁于2020年9月8日与中国电信玉溪分公司签订了“5G+工业互联网”战略合作框架协议。双方携手立足5G定制网支撑,以数字孪生技术为基座,打通信息交互渠道,构建数据全程流通、控制流程虚拟的生产系统解决方案,立足“整体规划、分步实施,模块先行、阶段过渡”原则建设数字孪生透明工厂。

2020年10月30日,实现厂区5G全覆盖;2020年12月19日,完成高炉水渣无人行车首个5G应用场景建设;2021年3月,建成数字孪生透明工厂。新兴钢铁以前所未有的热情和勇气拥抱5G迎接变革。

拥抱5G 打造更加人性化的工作环境

行车驾驶员毕旺成为首个被“5G数字孪生透明工厂”改变的工人。过去,毕旺要爬上高达18米的行车驾驶室,夏顶酷暑,冬冒寒冷,在煤灰飞扬的环境中连续工作四五个小时。现在,他只需要坐在干净整洁还有空调的远程操控室内,点击鼠标一键启动,5G无人行车就能根据运行指令自主卸煤、堆煤、上煤。如果遇到无法识别的情况,可通过操控手柄进行远程操作。

新兴钢铁电气首席技师李凡明介绍,作为企业实现的首个5G应用场景,“5G+水渣无人行车”和“5G+煤仓无人行车”是基于5G超低延时传输和数字孪生技术支撑,将行车运行数据转化为仿真图像,建立现场三维模型,计算下达动作指令,实现行车自主运行和远程操控。场景应用实现了让工人远离粉尘作业环境,降低职业病风险,提升设备运行效率的目标。如今,在新兴钢铁一共运行着4部5G无人行车,每年可节省人力成本160万元。

对“5G数字孪生透明工厂”感触最深的要算浇钢工罗宏东了。“以前我要戴着防护墨镜和手套,穿着加厚的棉服和防护鞋,站在距离结晶器1米左右的地方,面对超过1500度的钢水向里面加渣。钢水冷却时冒出的蒸气可以让周围的温度达到四五十度,最多干两小时就要换人。”在岗位现场,罗宏东边比画边说,“现在,我只要定时查看一下这台自动加渣机器人就可以了,工作比以前轻松多了。”

炼钢厂党总支副书记尹志勇介绍,在钢铁生产过程中,冶炼和连铸工序一直以来都是人工加渣,且需要8名工人24小时不间断地在高温、高湿的环境下作业,劳动强度极高。通过应用“5G+自动加渣”场景,新兴钢铁在全省率先投入使用板坯自动加渣机器人,一举改写了人工加渣的历史。

“5G+智慧料场”让占地超过20万平方米,年处理300万吨铁矿石的综合料场实现了远程操控无人作业,减少人员36人,年节约人工成本超过360万元,混匀矿质量提高5%。“5G+一键喷煤”基于大数据分析的AI算法,全面提升了喷煤稳定性和设备使用寿命,年节约用煤折合人民币400万元。

“5G数字孪生透明工厂”在创造更加人性化的工作环境,赋能存量产能降低更多能耗和释放更大效能的同时,还为产线工人提供更加全面的劳动安全保护。

在煤气管道盲板阀检修作业现场,检修人员身背空气呼吸器进行检修作业。基于5G网络支撑,旁站监护的安全员通过搭载智能设备的安全帽将现场操作图像及有害气体感知数据传输到可视化监控平台进行实时监控。一旦出现安全隐患,即可一键报警及时撤离现场;如果遇到技术难题,可及时通过后台提供支援。

舒宏伟介绍,“5G+智能安全”是基于前端应用到各岗位的60台5G对讲机、400顶智能安全帽和可视化监控平台组成的智能安全管控系统。智能穿戴设备提供定位、通话、报警和视频抓拍、生命检测在内的一系列功能,可视化监控平台提供大数据,有云计算支撑,所构建的智能安全系统为企业安全生产提供有力保障。

从矿石到烧结、从炼铁到炼钢,直至轧材,基于“5G+N”应用场景建设打造数字孪生透明工厂,新兴钢铁正在钢铁产业链条上不断推进关键工序数字化改造,不断塑造良好工作环境、降低劳动强度、提高生产效率。

展开双臂拥抱5G,数字赋能钢铁产业高质量发展,新兴钢铁跑在了全省同行业前列。入列高新技术企业、云南省安全生产标准化二级企业、云南省智能制造示范项目单位,这是对企业敢闯敢试实施数字化改造转型升级的充分肯定。

新兴钢铁“5G数字孪生透明工厂”项目入选云南省2021年度5G创新应用十大案例、2021世界5G大会十大应用案例,荣获ICT中国创新奖2021年度最佳技术创新应用奖。这是对企业在动力变革与技术迭代的风云际会中,锻造数字创新钥匙,开启钢铁产业高质量发展之锁的充分肯定。

迈向“智造” 加快5G与实体经济深度融合

王前斌说,在推进“5G数字孪生透明工厂”建设中,新兴钢铁只是走出了第一步。基于5G网络支撑,应用互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等技术支撑的创新应用正在钢铁产线上加速布局,数字技术与传统产业的深度融合,正推动企业走向“智造”。

王前斌认为,现在投入应用的“5G+无人行车”“5G+智慧料场”“5G+一健喷煤”“5G+自动加渣”“5G+智能安全”场景,只是基于5G和大数据支撑的操控应用。随着“5G+AI烧结机尾料层断面智能感知分析系统”场景的投入应用,新兴钢铁“5G数字孪生透明工厂”才算是跃升到5G和人工智能支撑的“智造”层面。

李凡明介绍,铁矿石烧结在钢铁生产中是一个集复杂性、非线性、时变性和不确定性于一体的过程,一直以来都是依靠人的经验积累进行现场观察或通过产品化验判断。由此带来的问题就是难以实时调整控制,产品质量存在波动,节能降耗效果不佳。

“5G+AI烧结机尾料层断面智能感知分析系统”投入应用后,通过建立统一质量标准,应用5G高速传感和AI智能感知,对机尾烧结矿成矿氧化铁状况进行分析预判,可实现实时调整控制生产过程,提高产品质量稳定性,达到最佳节能效果。

与此同时,正在建设的“5G+皮带异物检测烧结粒度分析”“5G+热风钢包监测”“5G+钢坯自动输送”“5G+自动焊标牌机器人”等一系列人工智能应用场景,正推动新兴钢铁从“换手”“换脚”走向“换脑”“换心”,不断促进5G、大数据、云计算、人工智能与实际生产深度融合。

王前斌介绍,根据总公司发展规划,未来三年,新兴钢铁将投资10.9亿元,按照“四个一律”标准和废气超低排放、废水零排放、固废不出厂,推进企业洁化、绿化、美化、文化建设的“三冶四化”及高于标准、优于城区、融入城市的环保要求,在现有产能基础上,推动产品结构调整和装备水平提升。

同时,依托“5G数字孪生透明工厂”支撑,发挥新兴钢铁小而特、小而美、小而智的特色,继续坚持走好差异化发展之路,不断提升提钒炼钢和优特带钢生产基地能级,着力打造钒钛冶炼和钒渣产品新名牌。

王前斌说,新兴钢铁的智能制造刚刚起步,面对的挑战与困难依然很多,但企业和员工有信心和决心在新一轮科技革命和产业变革中紧扣产业数字化主线,加快5G和数字技术与实体经济的融合发展步伐。立足锁定数字化、网络化、智能化发展方向,利用互联网技术对传统产业进行全方位、全链条改造,提高全要素生产率,发挥5G和数字技术对企业发展的放大、叠加、倍增作用,让新兴钢铁成为“专精特新”的钢铁制造企业。

短 评

加快数字化转型升级

重塑工业发展新优势

□ 雨霖

透过玉溪新兴钢铁有限公司“5G数字孪生透明工厂”看到,在打造“一极两区”倾心聚力加速工业倍增,建设现代化工业强市中,加速数字经济与实体经济的深度融合,成为重组要素资源、重塑经济结构和重振工业发展新优势的重要抓手。

不久前,在北京举行的2021世界5G大会上,玉溪新兴钢铁有限公司“5G数字孪生透明工厂”项目入选十大应用案例,随后又荣获ICT中国创新奖2021年度最佳技术创新应用奖。这是我市在全力推进“数字玉溪”建设,打造数字应用先行区,大力推进经济数字化的又一典型案例。

新一轮科技革命和产业变革突飞猛进,互联网、大数据、云计算、区块链等技术加速创新,日益融入经济社会发展各领域、全过程,数字技术应用和数字经济发展正成为改变竞争格局的关键力量。“5G+工业互联网”通过5G技术对人、机、物、系统等全面连接,构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系,助力企业在降成本、增效益和绿色安全发展上实现新的突破,为产业数字化、网络化、智能化发展提供了新的实现途径,为加速推进新型工业化进程注入新能动。

在迎接这场前所未有的革命与变革中,玉溪拥抱新时代,抢抓新机遇,围绕省委、省政府提出的“打造成为数字产业新标杆、数字应用先行区”目标,高位统筹推进“数字玉溪”建设,全力推动产业数字化转型。

通过加速推进5G基站建设,加快布局5G网络,实现对各县(市、区)主城区和重点领域全覆盖。加快“滇中数仓”建设步伐,华为、联通、电信等数据中心投入运营,服务器总量达2万台。建成全省唯一的工业互联网标识解析二级节点,接入省内外150户企业,接入标识量12万个,日均解析量超过1万条,不断夯实产业数字化基础。

通过加强与各通信运营商的战略合作,目前,全市包括玉溪新兴钢铁有限公司在内的43户企业根据生产经营实际需求,建成了一系列基于5G支撑的工业互联网应用场景,有力推进企业重塑竞争新优势。“工业互联网标识解析在数控机床领域的应用”被工信部列为全国试点示范项目。“5G+工业互联网”正为玉溪重塑工业“龙骨”注入新动能。

在这场前所未有的变革中,还需要各级各部门和广大企业从发展战略的高度深刻认识到推动经济数字化对于构建新发展格局,建设现代经济体系,构筑竞争新优势的重要性。立足加快新型基础设施建设,推进产业数字化规模应用,推动数字经济与实体经济融合发展。

锁定数字化、网络化、智能化方向,才能推动玉溪制造利用数字技术进行全方位、全链条改造,发挥数字技术对玉溪工业发展的放大、叠加、倍增作用,打造出一批“专精特新”企业和单项冠军企业。聚焦重点产业数字化发展,才能增强产业链关键环节竞争实力,完善供应链体系,加快产品和服务迭代,为“数字云南”建设提供样本。

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