信息化、智能化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

毛志宏

(本溪鋼鐵(集團(tuán))礦業(yè)遼陽賈家堡鐵礦有限責(zé)任公司，遼寧 本溪 117000)

礦山生產(chǎn)包含穿鑿、爆破、采掘、碎礦、篩分（分級）、磨礦、選礦、輸送等主要工藝流程。隨著信息化、集成化、智能化技術(shù)的發(fā)展，使其在設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上，逐步向柔性制造系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的方向前進(jìn),實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的柔性自動化、集成化、智能化。

1 本鋼礦山自動化的應(yīng)用

本鋼集團(tuán)作為大型現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)，多年來一直致力于信息化、數(shù)字化、智能化工作。現(xiàn)就筆者的親身經(jīng)歷，分析本鋼集團(tuán)礦山自動化、信息化現(xiàn)狀。

1.1 露天礦礦車智能調(diào)度系統(tǒng)

本鋼南芬露天鐵礦智能調(diào)度系統(tǒng)包括1套智能調(diào)度系統(tǒng)及與之配套的GPS定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)滿足南芬露天鐵礦礦車生產(chǎn)組織和管理工作的需要，提高了礦車運(yùn)輸效率，降低了柴油單耗，為南芬露天鐵礦的科學(xué)生產(chǎn)提供了強(qiáng)力保障。

運(yùn)營效果：

（1）通過系統(tǒng)優(yōu)化，各作業(yè)區(qū)之間實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)狀況實(shí)時共享，避免了“信息孤島”的狀況，提升了生產(chǎn)、運(yùn)行效率，優(yōu)化物流狀態(tài)，減少空車運(yùn)行時間，降低礦車待鏟時間。

（2）通過系統(tǒng)跟蹤，可以加強(qiáng)對礦車的跟蹤與動態(tài)管理。降低礦山設(shè)備監(jiān)管難度，提升問題發(fā)現(xiàn)及時性，避免安全事故的發(fā)生。同時，極大的節(jié)省了人力、物力成本。

（3）通過優(yōu)化礦車運(yùn)行路徑，降低了設(shè)備單耗，尤其是柴油單耗。

存在的主要問題和思考：

（1）礦車計(jì)量系統(tǒng)無法正常工作導(dǎo)致對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的跟蹤未實(shí)現(xiàn)同步，降低了對鏟裝系統(tǒng)的監(jiān)管效果。

（2）配套的生產(chǎn)設(shè)施不完善，形成“技術(shù)孤島”，無法完全發(fā)揮智能調(diào)度系統(tǒng)的優(yōu)化效果。

1.2 賈礦自動控制系統(tǒng)

賈家堡鐵礦自動控制系統(tǒng)包含一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及與之配套的監(jiān)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配置為5個主系統(tǒng)。即：破碎系統(tǒng)；磨選Ⅰ系列系統(tǒng)、磨選Ⅱ系列系統(tǒng)、磨選公共系統(tǒng)；精礦輸送、尾礦輸送、公輔系統(tǒng)。該系統(tǒng)滿足賈礦生產(chǎn)組織需要，實(shí)現(xiàn)了選礦自動控制、皮帶機(jī)無人值守等管理要求。為進(jìn)一步完成對過程的管控，賈礦增設(shè)了能源計(jì)量系統(tǒng)與主體設(shè)備智能監(jiān)控。

運(yùn)營效果：

（1）將企業(yè)生產(chǎn)流程以系統(tǒng)的方式進(jìn)行固化，使生產(chǎn)流程的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。以極大的生產(chǎn)效率完成生產(chǎn)任務(wù)。

（2）通過高度的自動化技術(shù)，大幅減少了崗位操作人員，節(jié)省了人力成本。避免了崗位人員在生產(chǎn)區(qū)域的長逗留，本質(zhì)上解決了安全問題。

（3）采用傳感器及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)提供了及時、全面、準(zhǔn)確的信息查詢與統(tǒng)計(jì)依據(jù)，為賈礦各級管理人員的生產(chǎn)決策制定提供了靈活可靠的依據(jù)。

（4）各作業(yè)區(qū)之間實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)狀況實(shí)時共享，避免了“信息孤島”的狀況，完成了生產(chǎn)實(shí)時調(diào)整，避免生產(chǎn)瓶頸對企業(yè)的影響。

存在的主要問題和思考：

（1）賈礦為新投資的礦山，選用設(shè)備較為先進(jìn)，傳感器等相較于以往設(shè)備數(shù)量更多，型號更雜，在備品備件管理上成本更高，難度更大。

（2）技術(shù)更新?lián)Q代過快，導(dǎo)致新投入設(shè)備無法接入系統(tǒng)，只能采用手動操作。導(dǎo)致手工操作與系統(tǒng)操作并存，降低了系統(tǒng)效率。

2 未來信息化、智能化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 智能制造系統(tǒng)

隨著技術(shù)的發(fā)展與革新，本鋼致力于大力推進(jìn)數(shù)字化、智能化工作；全面制定本鋼智能制造的遠(yuǎn)景規(guī)劃，逐步建立起能夠滿足企業(yè)各種生產(chǎn)過程控制和管理需求的大數(shù)據(jù)平臺（確保數(shù)出一源，一源多用）；逐步實(shí)現(xiàn)全流程遠(yuǎn)程集中操控，各工序、各子流程的一鍵操控；逐步實(shí)現(xiàn)“安全、生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)量、能源、設(shè)備”等各系統(tǒng)、各要素的管控一體化，有效縮短產(chǎn)品的研制周期、降低各種資源和能源消耗、降低運(yùn)營成本、提高產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量、提高生產(chǎn)運(yùn)營效率,現(xiàn)僅舉兩例予以說明：

（1）自動物料儲運(yùn)系統(tǒng)

自動物料儲運(yùn)系統(tǒng)中的一種搬運(yùn)技術(shù)是小型無人駕駛卡車（AGV）。它在工序間移動，由中心計(jì)算機(jī)控制。以往AGV在裝好的軌道上行駛，但現(xiàn)在更高級的AGV，可在較光滑的無障礙物的工廠通道內(nèi)自由行駛。AGV首先可以解決關(guān)鍵工序中，運(yùn)輸量大、頻繁的工序，由于運(yùn)送跟不上而中斷的生產(chǎn)問題。還可以實(shí)現(xiàn)只在需要的時候運(yùn)送必要物料。

（2）物體識別分析系統(tǒng)

物體識別是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中的一項(xiàng)基礎(chǔ)研究，它的任務(wù)是識別出圖像中有什么物體，并報告出這個物體在圖像表示的場景中的位置和方向。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及3D傳感器、深度攝像頭等硬件的不斷升級，利用深度信息進(jìn)行三維物體識別的技術(shù)，逐漸可以應(yīng)用到智能生產(chǎn)中。

2.2 智能點(diǎn)檢系統(tǒng)

隨著智能手機(jī)的發(fā)展，人們的工作已經(jīng)越來越離不開手機(jī)。通過智能手機(jī)進(jìn)行設(shè)備智能點(diǎn)檢工作，可以保證點(diǎn)檢過程、記錄和報告的及時、規(guī)范，而且由崗位操作人員即可進(jìn)行點(diǎn)檢，節(jié)省了系統(tǒng)和人工成本。具體表現(xiàn)：

（1）運(yùn)作成本降低。由于使用手機(jī)進(jìn)行點(diǎn)檢可以大幅簡化點(diǎn)檢過程與點(diǎn)檢記錄過程，進(jìn)而減少人員數(shù)量和減少中間管理層級來提高效益。

（2）點(diǎn)檢管理水平與效率提高。由于采用手機(jī)GPS定位、照片數(shù)據(jù)分析等統(tǒng)一的點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)檢效果更及時、準(zhǔn)確，以往崗位未發(fā)現(xiàn)的異常也可以通過大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；另一方面，專業(yè)人員相對集中，公司較易提供相關(guān)培訓(xùn)，培訓(xùn)費(fèi)用也大為節(jié)省，招聘資深專業(yè)人員也變得可以承受；設(shè)備管理室人員的總體專業(yè)技能提高，提供的服務(wù)更專業(yè)。

2.3 智能地下采礦系統(tǒng)

隨著無人駕駛技術(shù)的發(fā)展，“未來礦山”概念已經(jīng)完全改變礦山生產(chǎn)格局。新時代下的礦山生產(chǎn)已經(jīng)逐步走向無人化開采。在無人駕駛技術(shù)和計(jì)算機(jī)集成技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過數(shù)字平臺控制自動化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)礦山工人不用下井，不再需要承受繁重的體力勞動和安全風(fēng)險，在遠(yuǎn)程就可以實(shí)現(xiàn)全部的開采工作。

3 未來信息化、智能化技術(shù)的應(yīng)用策略

新技術(shù)可能增強(qiáng)企業(yè)的競爭能力，給企業(yè)帶來效益，但是由于未來市場的不確定因素太多，變化太快，新技術(shù)投資也伴隨很大風(fēng)險。對于企業(yè)來說，技術(shù)管理不僅意味著選擇、評價，還意味著技術(shù)的實(shí)施管理和技術(shù)引進(jìn)過程中的各種支持性工作。因此需注意以下幾個要點(diǎn)：

3.1 技術(shù)評價

人力資源的節(jié)約仍是評價大多數(shù)智能技術(shù)的一個重要因數(shù)，但是，一個值得注意的傾向是：人力在整個生產(chǎn)成本中所占的比重正在減少，只占10%～15%。在資本集約型的工廠里，固定成本大約占70%。因此有時引進(jìn)新技術(shù)的目的并不在于節(jié)省人力，甚至引進(jìn)后人員不僅沒有減少，反而增加。但是它縮短了交貨時間、降低了庫存、增加了系統(tǒng)的柔性，提高了質(zhì)量等，也就是提升了直接成本以外的其他影響。這些因素可能不太容易用明確的數(shù)據(jù)來評價，但卻是非常重要的。

3.2 人的因素

人的工作方式與所使用的技術(shù)有很大關(guān)系。當(dāng)技術(shù)改變時，人的工作方式也會相應(yīng)改變。新技術(shù)可以給人的工作帶來各種影響：有的工作被廢除了，有的工作變?nèi)菀琢耍械墓ぷ麟y度增大了。因此，企業(yè)必須預(yù)見這些情況并做好準(zhǔn)備，必須考慮好如何處理多余的人員，如何進(jìn)行早期教育與再培訓(xùn)，新技術(shù)下的工作方式如何設(shè)計(jì)等一系列企業(yè)管理中的問題，并將它們貫徹一種系統(tǒng)、集成的觀點(diǎn)。

3.3 避免技術(shù)孤島

當(dāng)今環(huán)境下技術(shù)進(jìn)步日新月異，市場需求日趨多變。自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料技術(shù)等的迅猛發(fā)展給制造技術(shù)和制造方式的改變提供了強(qiáng)有力的工具。傳統(tǒng)制造方式概念下的專業(yè)車間的概念正逐步被以各種自動化技術(shù)為中心的加工中心、計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)等代替，使得以往各自獨(dú)立的加工過程連成一體。

而局部的技術(shù)突破或高技術(shù)應(yīng)用往往只能形成自動化孤島，而這種孤島對系統(tǒng)整體的貢獻(xiàn)往往是不足的。同時該孤島的造價卻比其他可替代設(shè)備高出很多，因此會產(chǎn)生巨大的浪費(fèi)。

4 結(jié)語

企業(yè)要不斷適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會需求的變更，不但要更新自己的產(chǎn)品，采用先進(jìn)的技術(shù)，更重要的是要使新技術(shù)與企業(yè)的整個生產(chǎn)系統(tǒng)、管理模式相匹配，否則就無法發(fā)揮新技術(shù)所擁有的巨大威力。近30年發(fā)展起來的精益生產(chǎn)、準(zhǔn)時生產(chǎn)制、制造資源計(jì)劃等，都是新型管理模式與新型系統(tǒng)的重要發(fā)展。