中國恩菲:為首座銅冶煉智能工廠(chǎng)建設“智慧大腦”

發(fā)表時(shí)間 :2024-06-20 10:20:29 來(lái)源:中國礦業(yè)網(wǎng)

  “實(shí)現投產(chǎn)即達產(chǎn)、達產(chǎn)即盈利,創(chuàng )造了達產(chǎn)達標用時(shí)最短、項目盈利最快的行業(yè)最佳!”2024年初,在湖北省黃石市十五屆人大三次會(huì )議上,有關(guān)中色大冶陽(yáng)新弘盛銅業(yè)有限公司智能工廠(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng))的報告讓人眼前一亮。
  奪目成績(jì)的取得,靠的正是智能化生產(chǎn)。
  走進(jìn)位于黃石新港園區的弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng),沒(méi)有以往銅冶煉廠(chǎng)中刺鼻的異味和刺耳的工業(yè)噪聲,只有充滿(mǎn)科技感的智慧管控中心和搭載著(zhù)先進(jìn)設備的智能廠(chǎng)房。人們對銅冶煉產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的一切想象,幾乎都在這里得到了實(shí)現。
  在超過(guò)1000平方米的全廠(chǎng)智慧管控中心,無(wú)數數字大屏匯集于此,工藝優(yōu)化、質(zhì)計、合同、營(yíng)銷(xiāo)、能源、安全、環(huán)保等管理系統的數據實(shí)時(shí)跳動(dòng),各項生產(chǎn)、運營(yíng)決策在此自動(dòng)完成。
  寬敞明亮的廠(chǎng)房,從銅精礦、石英砂等原料的入廠(chǎng),到自動(dòng)配料進(jìn)入雙閃冶煉,從陽(yáng)極板自動(dòng)轉運至電解,再到陰極銅自動(dòng)剝片打捆、產(chǎn)品出廠(chǎng),工廠(chǎng)生產(chǎn)秩序井然。這里鮮有操作工人,取而代之的是自動(dòng)檢化驗裝置、無(wú)人行車(chē)、陽(yáng)極板自動(dòng)轉運車(chē)、陰極銅剝片打捆機器人、智能備件庫、智能銅庫等一大批先進(jìn)智能裝備,各司其職、按部就班地運行著(zhù)。
  而這一切,都要從中國恩菲工程技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國恩菲)牽頭承建的弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)項目說(shuō)起。
  描繪“1+1+N”數智藍圖
  傳統銅冶煉企業(yè)工序分散,自動(dòng)化程度較低,信息化、智能化應用匱乏,操作工人勞動(dòng)強度大,各工序間信息傳遞不流暢,種種原因致使企業(yè)效率難以提升。為提高銅冶煉過(guò)程的綠色、智能化水平,實(shí)現效益的跨越提升,中國有色集團決定新建一座具有行業(yè)里程碑意義的銅冶煉智能工廠(chǎng),弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)應運而生。
  弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)占地1008畝,設計年處理銅精礦160萬(wàn)噸,年產(chǎn)出陰極銅40萬(wàn)噸、硫酸150萬(wàn)噸。因項目體量巨大,且銅冶煉行業(yè)的智能化建設無(wú)實(shí)際樣板可供參考,其方案、實(shí)施過(guò)程只能“摸著(zhù)石頭過(guò)河”。
  “有色礦冶國家隊”中國恩菲主動(dòng)接過(guò)了這項重任。
  “沒(méi)有樣板,就創(chuàng )造一個(gè)樣板!”中國恩菲憑借在有色行業(yè)積淀了70余年的專(zhuān)業(yè)實(shí)力,基于推出的“MIM+”數字一體化解決方案,創(chuàng )造性地在弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)項目中提出了“1+1+N”智能工廠(chǎng)科學(xué)建設方案。
  方案,就是1個(gè)智慧中心、1個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和N個(gè)智慧應用及智能裝備。”弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)項目經(jīng)理表示,“該方案充分應用自動(dòng)化、信息化、數字化及智能裝備等先進(jìn)技術(shù)手段,如同為冶煉廠(chǎng)裝上了‘智慧大腦’,能確保全廠(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)全流程的數字化、集中化、智能化管理,實(shí)現綠色、安全、高效的智能工廠(chǎng)建設目標。”
  方案為弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)描繪出了數智藍圖。1個(gè)智慧中心,可以總覽全廠(chǎng)概況和生產(chǎn)運營(yíng)的每一個(gè)參數,打破每一個(gè)車(chē)間之間的壁壘;1個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,能夠存儲全廠(chǎng)生產(chǎn)運營(yíng)過(guò)程中每一個(gè)儀表、檢化驗、視頻監控的數據,做到數據自動(dòng)流轉不落地;23個(gè)智慧應用,得以打通從原料采購、物流運輸、生產(chǎn)運營(yíng),到財務(wù)系統、ERP等每一個(gè)環(huán)節的數據,實(shí)現自動(dòng)分析、智能決策;15套智能裝備,其中有12套在銅冶煉行業(yè)首次應用,能充分展現工廠(chǎng)的開(kāi)創(chuàng )性和先進(jìn)性。
  打通工藝“中樞”
  有了方案,智能工廠(chǎng)該如何落地?中國恩菲給出了答案:“從工藝、運營(yíng)兩個(gè)方面入手。”
  銅冶煉過(guò)程,是將銅精礦經(jīng)備配料、火法、電解等一系列復雜工序處理,最終產(chǎn)出陰極銅的過(guò)程。從精礦配料、火法冶煉,到圓盤(pán)澆鑄、電解,這一系列生產(chǎn)通常需應對各類(lèi)型控制參數的調整。
  “精礦品位不會(huì )恒定在一個(gè)數值,一定是實(shí)時(shí)變化的。”工藝優(yōu)化系統負責人舉例說(shuō),“這種變化不僅會(huì )影響最終產(chǎn)品量,更重要的是,每個(gè)工序的關(guān)鍵工藝控制參數,如冶煉耗氧量、燃料量、熔劑配比等都面臨著(zhù)動(dòng)態(tài)的參數調整。”
  在如此復雜的系統工況條件下,如何科學(xué)應對隨時(shí)發(fā)生的海量參數調整,是銅冶煉廠(chǎng)不得不面對的難題,更是中國恩菲致力要通過(guò)智能化改造打通的工藝“中樞”。
  為此,中國恩菲開(kāi)發(fā)了智能配料、雙閃先進(jìn)控制、陽(yáng)極精煉優(yōu)化、電解優(yōu)化、制酸優(yōu)化、渣選優(yōu)化等一大批真正“懂工藝”的智慧應用,針對全流程生產(chǎn)核心工藝特點(diǎn),通過(guò)機理模型、機器學(xué)習算法對生產(chǎn)數據進(jìn)行訓練,融合銅冶煉工業(yè)知識和人工智能技術(shù),不斷優(yōu)化關(guān)鍵工藝參數,使弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)可以實(shí)時(shí)、準確地決策,并將各個(gè)參數穩定在最佳范圍內,使工廠(chǎng)真正擁有了“智慧大腦”。
  “經(jīng)實(shí)踐檢驗,噸銅冶煉成本已降低20.33元,按2023年陰極銅產(chǎn)量33萬(wàn)噸計算,當年新增經(jīng)濟效益達到了670.89萬(wàn)元。”弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)負責人笑著(zhù)表示。
  除了實(shí)現提質(zhì)增效外,工藝環(huán)節的優(yōu)化使工廠(chǎng)的生態(tài)環(huán)保效益顯著(zhù)提升。如今,工廠(chǎng)銅冶煉總硫利用率已達到99.95%,工業(yè)用水重復利用率超過(guò)98%,二氧化硫、氮氧化物等實(shí)際排放量?jì)H為《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準》大氣污染物特別排放限值的1/5。
  搭載運營(yíng)“智囊”
  中國恩菲研發(fā)的智慧應用不僅在生產(chǎn)上“懂工藝”,在管理上同樣“會(huì )運營(yíng)”。質(zhì)計、合同、營(yíng)銷(xiāo)、能源管理系統等智慧應用的搭載應用,為企業(yè)經(jīng)營(yíng)提供了可靠的信息化管理手段,讓企業(yè)從原料等物料采購,到廠(chǎng)內物流轉運,再到各物料投入、產(chǎn)品產(chǎn)出,均實(shí)現了精細化追蹤,使生產(chǎn)成本真正透明化。
  在自動(dòng)檢化驗裝置上應用的質(zhì)計管理系統,實(shí)現了銅精礦、石英砂等原料貨運車(chē)輛自動(dòng)過(guò)磅,現場(chǎng)不再需要24小時(shí)值守的磅房人員。該系統自動(dòng)將每一批原料與倉庫進(jìn)行關(guān)聯(lián),并完成相關(guān)統計工作,管理環(huán)節的減少讓工作效率大大提升。
  營(yíng)銷(xiāo)管理系統實(shí)現了全廠(chǎng)如銅精礦、石英砂等原輔料物資采購,陰極銅、硫酸主副產(chǎn)品銷(xiāo)售的全流程跟蹤。在銅精礦采購環(huán)節中,該系統可完成從需求匯總、合同擬定、合同執行,到最終結算的全流程管理;在需求階段,系統與期貨市場(chǎng)精礦價(jià)格關(guān)聯(lián),可合理指導原料的采購,從源頭降低采購成本;在供貨合同擬定階段,系統與專(zhuān)業(yè)合同管理模塊互通,實(shí)現業(yè)務(wù)部門(mén)線(xiàn)上合同的集中評審,確保合同的準確簽訂;在合同執行環(huán)節銅精礦的到貨階段,系統可及時(shí)跟蹤發(fā)貨時(shí)間與發(fā)貨量、運輸派車(chē)、物料到場(chǎng)、入場(chǎng)精礦檢化驗、最終合同結算等各詳細環(huán)節,確保采購過(guò)程精準按合同執行;在最終結算階段,系統可自動(dòng)統計匯總各環(huán)節數據,從而大幅提高工作效率及質(zhì)量,助力企業(yè)高效運營(yíng)。
  為確保安全、綠色生產(chǎn),中國恩菲還為該項目開(kāi)發(fā)了安全管理系統和環(huán)保管理系統。
  安全管理系統具有App終端一鍵拍照功能,讓現場(chǎng)管理人員在巡檢過(guò)程中能夠簡(jiǎn)化操作,確保流程標準化,避免錯檢、漏檢等問(wèn)題的發(fā)生。同時(shí),系統能自動(dòng)生成各崗位臺賬、報表、趨勢分析圖等多維度可視化分析,幫助管理人員直觀(guān)地了解問(wèn)題,便捷快速地定位并處理問(wèn)題。
  “安全管理系統還擁有危險作業(yè)預警的能力。”系統開(kāi)發(fā)人員介紹說(shuō),“例如,在火冶片區進(jìn)行保溫拆除及恢復登高作業(yè)時(shí),系統結合三維地圖、人員定位、人臉識別、電子圍欄、感知數據采集、視頻聯(lián)動(dòng)核心算法等,對危險作業(yè)環(huán)境及異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、智能分析、及時(shí)預警,實(shí)現全景式、全天候的監控和緊急事件的快速定位。”
  環(huán)保管理系統輕松實(shí)現了對環(huán)保數據的實(shí)時(shí)監測,并將排放值與標準值自動(dòng)比對。當煙氣主排氣筒二氧化硫分鐘值超標時(shí),系統及時(shí)報警,并結合以往報警頻率、報警原因等對數據進(jìn)行大數據分析,同時(shí),第一時(shí)間推送報告到相關(guān)責任人,便于企業(yè)快速采取措施。
  經(jīng)過(guò)中國恩菲的打造,弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)的工人工作強度相較傳統銅冶煉廠(chǎng)大大降低,人均勞動(dòng)生產(chǎn)率、人均產(chǎn)值實(shí)現了顯著(zhù)提升,人均年產(chǎn)能已達到600噸,人均年產(chǎn)值達到5000萬(wàn)元,位居國內銅冶煉行業(yè)頭部。工廠(chǎng)投產(chǎn)后,當地媒體對其給予了高度評價(jià):“目前,弘盛銅業(yè)已成為中國銅工業(yè)史上一顆璀璨的新星,是銅冶煉行業(yè)名副其實(shí)的‘標桿’。”
  弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)的成功,不僅代表著(zhù)我國有色冶煉行業(yè)智能化水平的大幅提升,更體現了新質(zhì)生產(chǎn)力在推動(dòng)行業(yè)數字化轉型中的關(guān)鍵作用。中國恩菲用創(chuàng )新與實(shí)干為行業(yè)首座銅冶煉智能工廠(chǎng)加裝了“智慧大腦”,更將繼續秉持創(chuàng )新精神,為行業(yè)的可持續發(fā)展注入新活力,為行業(yè)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力提供動(dòng)力源泉,引領(lǐng)行業(yè)邁向更加綠色、高效、智能的新時(shí)代。(中國有色金屬報)

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