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              首矿动态

              打造“拳头产品”,叫响“首矿智造”——首钢集团有限公司矿业公司自动化、信息化产品研发应用记

              作者:李梦滢 日期:2019-01-16 10:50:15

              “智能采矿”是所有采矿人的梦想,而开展自动化、信息化建设,并推进两化深度融合,是实现智能矿山建设的核心。瞄准这一核心,首钢集团有限公司矿业公司(以下简称“首矿”),依托下属的北京速力科技有限公司(以下简称“速力公司”),长期致力于国内外冶金、有色、煤炭等矿山行业的自动化、信息化系统的研发与应用,以先进的自动化技术、信息化技术和通信技术集成为主要研发方向,目前已获得发明专利 4 项、软件著作权 30 余项。露天转地下高效转型建设大型数字化地下金属矿山的研究与实践成果曾获国家科学技术进步二等奖。

              近几年,速力公司将矿业公司多年来的自动化、信息化及数字化矿山技术与生产管理实践相结合,以打造智能矿山为目标,为国内外多家冶金采矿、选矿、球团、烧结、地采等用户提供了全方位的自动化和信息化解决方案,打造了独具自身特色的拳头产品。

              一、露天开采智能化建设

              为实现数字化矿山,早在2002年,首矿就开始研发“首钢水厂铁矿矿车自动调度及管理系统” (被列入国家“十五”科技攻关项目),联合清华大学、北京科技大学和航天部共同研究开发。这就是日后获得全面推广的 GPS 矿车智能调度系统。

              在这之前,水厂铁矿采场生产组织方式可以形象的描述为“生产队长派活”。 采场一切生产作业计划全部由作业长负责。在作业条件发生变化时,作业长下达的临时调整指令不能及时传达给电铲和矿车司机,且这些指令更多是凭经验和局部情况作出的,不能合理安排矿车流向和车流密度。因此经常出现“铲等车”或“车等铲”的现象,设备生产能力得不到充分发挥,影响生产效率。

              GPS 矿车智能调度系统的研发,是以全球卫星定位技术、无线网络通讯技术、核心调度模型技术及矿山软件工程技术等手段,对采场主要生产设位置及工作状态实时监控,根据生产计划情况和不断变化的现场情况,实现对采矿设备的实时自动调度,达到优化生产组织、提高产量、降低油耗、安全有效的目的。2004年,“大型深凹露天矿高效运输系统及强化开采技术研究”获得了中国冶金矿山科学技术特等奖。2006年,GPS 矿车智能调度系统通过了国家科学技术委员会的科学技术成果鉴定,并凭借扎实的技术功底和优良的系统性能,于2011年取得了计算机软件著作权。

              随着产品逐渐成熟,速力公司开始向外部市场推广。

              鞍钢大孤山铁矿是速力公司实施的第一个外部市场 GPS 调车项目,施工时正值大雪天,采场边坡陡峭,施工人员爬上爬下,整天都呆在采场,参与施工的职工在厚厚的积雪中脚都冻僵了,连鞋子什么时候走丢了都不知道。 正是首矿人的这种执拗劲,一步步打开了外部市场,帮助越来越多的矿山企业实现了露天矿的可视化、数字化、智能化、实时化管理,为智能化矿山建设奠定了重要基础。

              目前,速力公司的GPS矿车智能调度系统在国内外市场的应用已超 1000 台套,先后入驻了鞍钢、河钢、马钢、太钢、唐钢、神华、华能、紫金集团、海螺水泥集团等 20 多个国内外大型矿山。

              速力公司研发团队并不满足,根据不同的客户环境、车辆类型、路况等情况,不断创新,对硬件和软件进行升级换代,目前已完成了基于“北斗”系统的产品研制,还派生出适用于电铲、牙轮钻、油罐车、洒水车、平路机的智能调度终端产品,拓展了格林纳斯定位系统、WIFI 通讯系统、防碰撞、燃油智能管理、自称重等多项新技术,产品性能不断提升,可以为冶金、煤炭、有色、水泥等众多行业提供智能矿山建设的基础服务,为科学、均衡采矿注入动力。

              二、地下开采智能化建设

              对于矿山自动化,速力公司坚持在进行自动化规划、解决生产与工艺中存在问题的同时,对流程中存在的问题进行解析。近几年,速力公司自动化项目的市场影响力不断扩大,尤其在地下开采领域取得长足进步。

              资源接替是矿山企业的必经之路,许多矿山都面临露天转地下开采的难题。速力公司依托杏山铁矿———首钢第一家地采矿山建设,在以往矿山自动化项目的基础上,率先在杏山铁矿自主研发地采自动化控制系统,为矿山企业露采转地采提供技术支撑。为此,成立了地采自动化创新工作室,由全国百姓学习之星马著担任负责人。

              为了使设计能够站在一个较高的起点上,首矿通过对国内外矿山地采自动化生产现状进行分析研究,消化吸收先进经验,用了一年时间设计了 23 套682 张图纸,最终形成了符合生产实际的自动化方案。又经过 8 个月的攻关,研发出了符合杏山铁矿实际的“十大自动化控制系统”和“六大安全系统”,实现了操作与管理职能一体化?!傲蟀踩低场卑延镆?、数据、图像全部整合到一起,可实时监控地下9 个水平巷道内的人员和设备情况,实现了 ERP、自动化与投产同步运行,将首矿地采自动化推到国内领先水平。

              创新没有止步,而是向更高水平的尖端课题冲锋。

              随着地下开采规模的扩大,井下电机车运输任务越来越繁重,通常采取的措施是增加运输车辆、车次或者提高车速,但国内外地下矿山所使用的运输设备基本都是人工驾驶,工作环境、人身安全及运输效率都存在问题。 于是,速力公司以马著团队为基础,开始研发“杏山铁矿-180 米水平电机车远程??叵低场?。

              团队先后收集各类数据2000多组,经过三个月的调试、10 个月的刻苦攻关,-180 米水平电机车实现了远程???成为国内首例,填补了国内技术空白。 该系统的实施,将井下电机车装矿、司机驾驶、放矿的工作整合为一体,操作岗位由井下转移到地面,最大限度减少井下作业人员,不但提高了生产效率,更是引领了国内地采行业的技术进步。该项目成为首个通过国家安监总局验收的“四个一批” 项目,而且被确认为“国家地下金属矿山数字化建设示范工程”。2014年获得了冶金矿山科学技术一等奖,并获得了国家发明专利,标志着矿山自动化信息化核心技术水平提升到了新的高度?;谛由降夭勺远某晒κ导?2016年,首矿承揽了中铝云南普朗铜矿井下运输电机车无人驾驶项目。自主研发了国内最大的井下运输变频机车(65吨)的控制系统;首次应用了全球最大的20m3底卸式矿车;国内首次应用驱动装置,创新控制理念,自主研发国际先进的系统架构,使普朗矿无人驾驶运输系统跻身国内同行业领先地位,达到了国际先进水平,推动了地下开采智能化建设的进程。

              三、矿山信息化管控平台建设

              当前,国内科学技术、市场形势瞬息万变。速力公司遵循“整体规划、分步实施”“硬件服从软件、软件服从应用”的原则,不断探索信息化建设道路。早在十年前,首矿 ERP 项目就已成功上线,这是我国冶金矿产资源行业中第一个进行全面企业信息化的突破性项目,实现了利用信息技术改造传统产业、提升市场竞争力的目标,为行业树立了一个标杆?!笆赘挚笠倒究笊绞只背晒褚苯鹂笊娇蒲Ъ际踅币坏冉?“面向多品种小批量制造企业,生产信息管理系统的构建与实施”成果荣获北京市第二十七届企业管理现代化创新成果一等奖。

              十几年的数字化矿山和信息化建设研究和实践,是首矿几十年生产经验和智慧的结晶。截至目前,速力公司已成功实施马钢、河钢、华夏建龙、荣信集团、鞍钢集团等几十家信息化项目。2017 年,速力公司信息化产品第一次走出了国门,签约赞比亚中色非矿MES项目。该项目涉及中色非矿地采矿山生产经营管理,包括工艺管理、生产管理等九大业务板块,业务范围广、难度大。由于国内外矿山生产管理理念与方式差异很大,速力公司原有的系统不能满足用户的需求。研发团队克服语言不通、文化障碍、社会环境等困难,调整了项目开发方式、开发了中英文双语框架。项目于 2018 年初成功上线,充分展现了首矿信息化队伍的研发实力,为进一步拓展海外市场奠定了坚实基础。

              首矿智能矿山产品还涉及球团自动化、烧结自动化、采矿设备自动化等领域。目前,矿山智能产品已经遍布全国 20 多个省、市、自治区,国外辐射到赞比亚、巴西、印度、伊朗等国,涉及冶金、有色、煤炭、水泥等行业,对国内智能矿山的高速发展起到了强力推进作用。

              面向未来,首矿将致力于建设全国性的智能矿山示范样板,持续推广智能矿山技术,为国内外提供智能矿山建设服务,叫响“首矿智造”。

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