近日，凌鋼焦?fàn)t裝備升級(jí)綠色發(fā)展改造項(xiàng)目傳來捷報(bào)——其申報(bào)的遼寧省省級(jí)數(shù)字化車間項(xiàng)目“基于工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的智慧煉焦數(shù)字化車間”憑借扎實(shí)的技術(shù)創(chuàng)新實(shí)力成功獲批，正式躋身省級(jí)數(shù)字化車間行列。這一成果標(biāo)志著這座融合前沿自動(dòng)化、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的現(xiàn)代化焦化工廠，在智能化轉(zhuǎn)型道路上邁出關(guān)鍵一步，成為焦化行業(yè)智慧制造的新標(biāo)桿。
山冶設(shè)計(jì)智能信息分公司作為該項(xiàng)目智能化場(chǎng)景的主要建造者，見證了從藍(lán)圖設(shè)計(jì)到落地運(yùn)行的全流程。三個(gè)月前，該項(xiàng)目全面投產(chǎn)，開啟了焦化生產(chǎn)“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”的全新階段。此次獲批，正是對(duì)其智能化建設(shè)成果的權(quán)威認(rèn)可。
智能化建設(shè)的根基，在于扎實(shí)的“硬件骨架”與高效的“神經(jīng)中樞”。以“集中管控、智能運(yùn)行”為目標(biāo)，打造了智能化系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施體系，為后續(xù)智能應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)支撐。
構(gòu)建智控中心，為全局管控打造“智慧大腦”
位于廠前區(qū)的智控中心，是整個(gè)項(xiàng)目的指揮中樞，整合了備煤、煉焦、煤氣凈化等全工序生產(chǎn)操作工位和生產(chǎn)調(diào)度、能源管理、環(huán)保監(jiān)控管理工位，實(shí)現(xiàn)了“操作-管理-決策”的協(xié)同聯(lián)動(dòng)。高密度LED無縫拼接大屏實(shí)時(shí)呈現(xiàn)數(shù)字孿生工廠和關(guān)鍵數(shù)據(jù)看板，上方的LED條屏循環(huán)展示企業(yè)動(dòng)態(tài)，共同形成了兼具科技感與實(shí)用性的視覺中樞。
大廳內(nèi)25個(gè)操作工位均配備4臺(tái)24吋顯示器，通過分布式坐席管理（KVM）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)跨屏操作——從煉焦工位的焦?fàn)t溫度監(jiān)控，到煤氣凈化工位的SIS安全畫面，所有指令與反饋的延遲均控制在20ms以內(nèi)，操作人員通過一套鍵盤鼠標(biāo)即可完成多畫面切換，工作效率得到極大地提升。
打造數(shù)字底座，建造數(shù)據(jù)流通的“高速公路”
要讓數(shù)據(jù)“跑起來”，離不開穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)與強(qiáng)大的算力支撐。構(gòu)建“焦化大數(shù)據(jù)平臺(tái) + 超融合服務(wù)器集群 + 工業(yè)安全網(wǎng)絡(luò)”的數(shù)字底座：5臺(tái)高性能超融合服務(wù)器組成的集群，形成了強(qiáng)大的計(jì)算與存儲(chǔ)能力；覆蓋全廠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)采用“光纖 + 5G”雙鏈路設(shè)計(jì)，焦?fàn)t機(jī)車通信融合工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)傳輸零中斷，為實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t機(jī)車的“無人值守”創(chuàng)造條件。
網(wǎng)絡(luò)安全是重中之重。部署工業(yè)防火墻、網(wǎng)閘與主機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)控制網(wǎng)、能源采集網(wǎng)、辦公網(wǎng)實(shí)施分級(jí)防護(hù)，同時(shí)通過安全監(jiān)測(cè)審計(jì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉異常流量，保障了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
聚焦“提質(zhì)、降本、增效、安全”四大目標(biāo)，錨定“本質(zhì)安全、專注變革、源頭減排、高度智能”的設(shè)計(jì)理念，貫徹“高質(zhì)量、高效率、低消耗、少定員”的建設(shè)目標(biāo)，以集中管控為基礎(chǔ)平臺(tái)，以流程再造為創(chuàng)新抓手，以智能制造為技術(shù)手段，在管理革新、生產(chǎn)優(yōu)化、裝備升級(jí)等維度實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)突破。
智能管控協(xié)同，使每一條數(shù)據(jù)得到充分利用
“互聯(lián)網(wǎng)+”是當(dāng)今行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。凌鋼焦化項(xiàng)目以智能管控中心和焦化大數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)，打造了一系列智能管理應(yīng)用，將調(diào)度、能源、安全、設(shè)備、物流、環(huán)境等生產(chǎn)要素統(tǒng)籌管控，打破信息壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無礙互通、精準(zhǔn)推送和多維度展示，幫助用戶構(gòu)建起精簡(jiǎn)、智慧、高效的數(shù)字化管理模式，為企業(yè)的精益生產(chǎn)和精準(zhǔn)決策提供了有力保障。
智能生產(chǎn)優(yōu)化，讓每一份原料發(fā)揮最大價(jià)值
配煤環(huán)節(jié)是焦化生產(chǎn)的“第一道關(guān)口”，其配比直接影響焦炭質(zhì)量與生產(chǎn)成本。集成智能配煤系統(tǒng)，通過融合單種煤指標(biāo)、庫存數(shù)據(jù)與焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)模型，將傳統(tǒng)“經(jīng)驗(yàn)配煤”升級(jí)為“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)配煤”。系統(tǒng)基于多目標(biāo)優(yōu)化算法，可同時(shí)生成“成本最低”、“質(zhì)量最優(yōu)”和“綜合效益最佳”等多種方案，助力業(yè)主降低生產(chǎn)成本、穩(wěn)定焦炭產(chǎn)品質(zhì)量。
在煉焦環(huán)節(jié)，焦?fàn)t自動(dòng)測(cè)溫和優(yōu)化加熱系統(tǒng)成為節(jié)能降耗的“利器”。276個(gè)立火道紅外測(cè)溫點(diǎn)實(shí)時(shí)采集溫度數(shù)據(jù)，結(jié)合荒煤氣溫度與煙氣殘氧分析，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)煤氣流量與分煙道吸力，預(yù)計(jì)使加熱煤氣消耗降低2.8%，全爐溫度均勻系數(shù)提升至0.92。通過火落時(shí)間預(yù)測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)溫度動(dòng)態(tài)優(yōu)化，顯著減小結(jié)焦時(shí)間偏差，大幅減少了能源浪費(fèi)。
智能裝備升級(jí)，讓機(jī)器代人“危險(xiǎn)作業(yè)”
在重點(diǎn)安全生產(chǎn)區(qū)域，智能裝備的應(yīng)用徹底改變了傳統(tǒng)作業(yè)模式。焦?fàn)t地下室作為煤氣濃度高、環(huán)境惡劣的區(qū)域，如今已由4臺(tái)防爆型智能巡檢機(jī)器人接管。這些軌道式機(jī)器人搭載高清相機(jī)、紅外熱像儀與氣體傳感器，每交換周期完成一次全區(qū)域巡檢，可精準(zhǔn)識(shí)別交換旋塞方向、廢氣砣提升、風(fēng)門開閉、交換拉條等狀態(tài)是否異常等問題，讓工人徹底遠(yuǎn)離危險(xiǎn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。
焦?fàn)t車輛的 “無人化協(xié)同” 技術(shù)同樣令人矚目。生產(chǎn)管理系統(tǒng)與裝煤車、推焦車、攔焦車、熄焦車這焦?fàn)t四大車實(shí)現(xiàn)深度融合，已然突破了狹義上“一鍵煉焦”的局限，升級(jí)為更智能的“動(dòng)態(tài)協(xié)同煉焦”模式。這套系統(tǒng)融合了高精度定位技術(shù)、無線通信技術(shù)、自動(dòng)控制算法，以及智能推焦、熄焦調(diào)度管控模塊。借助這樣的技術(shù)整合，四大車能夠自主精準(zhǔn)地完成裝煤、推焦、攔焦等一系列作業(yè)。此外，系統(tǒng)與干熄焦自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)聯(lián)動(dòng)，熄焦作業(yè)實(shí)現(xiàn)無縫銜接，構(gòu)建了全流程無人化的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)閉環(huán)。
數(shù)據(jù)是智能化的核心資產(chǎn)。我們構(gòu)建了“采集 - 存儲(chǔ) - 分析 - 應(yīng)用”的全鏈條數(shù)據(jù)治理體系，讓分散在各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)真正“活起來”。
建設(shè)焦化大數(shù)據(jù)平臺(tái)，打破信息孤島的“數(shù)據(jù)樞紐”
平臺(tái)整合了生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（PLC/DCS）、能源計(jì)量數(shù)據(jù)（水、電、煤氣、蒸汽等）、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)（振動(dòng)、溫度）、環(huán)保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（廢氣、廢水檢測(cè)）等 12 大類數(shù)據(jù)，日均處理數(shù)據(jù)量超500GB。通過時(shí)序數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫的協(xié)同存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了從原料入廠到焦炭出廠的全流程數(shù)據(jù)追溯。例如，管理人員通過平臺(tái)可一鍵查詢某批次焦炭對(duì)應(yīng)的配煤方案、煉焦溫度曲線與能耗數(shù)據(jù)，為質(zhì)量分析提供了完整依據(jù)。
構(gòu)建數(shù)字孿生工廠，作為虛實(shí)聯(lián)動(dòng)的“管理沙盤”
基于三維數(shù)字化設(shè)計(jì)（BIM）構(gòu)建的數(shù)字孿生工廠，成為可視化管理的“利器”。在集控中心大屏上，廠區(qū)三維模型與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無縫融合：點(diǎn)擊焦?fàn)t，可查看各炭化室結(jié)焦進(jìn)度；進(jìn)入地下室，可查看巡檢機(jī)器人的運(yùn)行狀況和巡檢實(shí)時(shí)影像；切換至環(huán)保頁面，廢氣排放濃度與處理設(shè)備狀態(tài)和報(bào)警一目了然。系統(tǒng)還能聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控與消防設(shè)施，在發(fā)生異常時(shí)自動(dòng)定位報(bào)警點(diǎn)、投放監(jiān)控影像并顯示周邊消防資源，極大地縮短應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間。
三個(gè)月的穩(wěn)定運(yùn)行，讓智能化建設(shè)的價(jià)值得到充分驗(yàn)證。從生產(chǎn)指標(biāo)到管理模式，從員工體驗(yàn)到操作效率，變革體現(xiàn)在每一個(gè)維度：
效率提升：生產(chǎn)工序協(xié)同效率提升50%，設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間減少35%；
成本優(yōu)化：通過智能配煤與自動(dòng)加熱，預(yù)期噸焦綜合成本降低5元，年節(jié)約成本約1000萬元；
安全升級(jí)：危險(xiǎn)區(qū)域人工巡檢頻次降低80%以上，安全隱患排查覆蓋率達(dá)100%；
環(huán)保達(dá)標(biāo)：污染物檢測(cè)和環(huán)保設(shè)施運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、查詢、上傳滿足政策要求。
更深遠(yuǎn)的影響在于管理模式的革新。過去需要多部門協(xié)調(diào)的生產(chǎn)調(diào)整，如今通過數(shù)據(jù)中臺(tái)實(shí)現(xiàn)“一鍵調(diào)度”；過去依賴經(jīng)驗(yàn)的決策，現(xiàn)在基于數(shù)據(jù)模型給出科學(xué)建議。正如一位老煉焦工所說：“以前憑眼睛看火溫、靠手感調(diào)閥門，后來發(fā)展到盯著屏幕就能精準(zhǔn)操作，現(xiàn)在，可以實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)、機(jī)器代人了，這才是新時(shí)代的焦化生產(chǎn)?！?/span>
此次獲批省級(jí)數(shù)字化車間，不僅是對(duì)凌鋼焦化項(xiàng)目智能化建設(shè)的肯定，更為焦化行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了可借鑒的實(shí)踐樣本。
凌鋼焦化項(xiàng)目的智能化建設(shè)方案，不是終點(diǎn)而是起點(diǎn)。山冶設(shè)計(jì)智能信息分公司自主研發(fā)的煉焦大數(shù)據(jù)智能診斷系統(tǒng)日見雛形，隨著系統(tǒng)的逐步完善，它將成為煉焦企業(yè)打通生產(chǎn)、質(zhì)量、成本全鏈條的“智慧大腦”，在行業(yè)樹立起“數(shù)據(jù)賦能生產(chǎn)”的新標(biāo)桿，為鋼鐵行業(yè)的綠色、高效發(fā)展貢獻(xiàn)力量！
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