5G賦能

偌大的廠(chǎng)區(qū)，除了整齊的樓宇廠(chǎng)房和橫跨各廠(chǎng)房、車(chē)間的“空中走廊”，幾乎見(jiàn)不到工人。進(jìn)入工廠(chǎng)辦公樓、監(jiān)控室等區(qū)域，才看到屈指可數(shù)的幾個(gè)人。

走進(jìn)空壓機(jī)房，嗡嗡嗡的噪音響個(gè)不停。在這樣的生產(chǎn)環(huán)境中，5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)立刻凸顯出來(lái)，這里通過(guò)機(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化讀取空壓機(jī)儀表數(shù)據(jù)，并利用5G的超大上行寬帶同步回傳到監(jiān)控室，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化集中監(jiān)控、系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警提示。機(jī)器抄表取代了人工現(xiàn)場(chǎng)抄表，不僅提高工作控制管理效率，還保障了企業(yè)生產(chǎn)安全。

在堆垛天車(chē)作業(yè)車(chē)間，只見(jiàn)天車(chē)起重的機(jī)械臂一次抓取10個(gè)原料包，從A區(qū)域抓取后再運(yùn)送堆放到B區(qū)域，兩個(gè)區(qū)域相隔50米，整個(gè)過(guò)程3分鐘左右就可完成。龐大的起重器械由工程師遙控操作，實(shí)現(xiàn)幾乎零誤差。“過(guò)去，一車(chē)料由人工卸裝要花費(fèi)半個(gè)小時(shí)的時(shí)間，現(xiàn)在碼垛機(jī)器人幾分鐘就能完成。”云南神火鋁業(yè)有限公司智慧工廠(chǎng)辦公室主任王攀說(shuō)。

“在我們廠(chǎng)里，能用機(jī)器的工作就不用工人，能自動(dòng)化操作的絕不用手工操作。”王攀介紹，云南神火鋁業(yè)項(xiàng)目于2019年開(kāi)始生產(chǎn)，年產(chǎn)電解鋁90萬(wàn)噸。從土建到設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)，其自動(dòng)化程度在行業(yè)中首屈一指。

作為西南地區(qū)一家主要的電解鋁生產(chǎn)商，云南神火鋁業(yè)90萬(wàn)噸綠色水電鋁材一體化項(xiàng)目，是國(guó)家電解鋁產(chǎn)能置換轉(zhuǎn)移政策與云南省利用豐富水電資源打造“綠色能源牌”相結(jié)合的結(jié)果，也是神火集團(tuán)依據(jù)國(guó)家政策，采用從河南轉(zhuǎn)移到云南的內(nèi)部產(chǎn)能轉(zhuǎn)移方式，在云南省富寧縣投資興建的綠色、低碳、清潔、可持續(xù)發(fā)展項(xiàng)目。

據(jù)介紹，同樣是年產(chǎn)90萬(wàn)噸電解鋁的生產(chǎn)規(guī)模，此前在河南時(shí)需要8000名工人;項(xiàng)目搬到云南富寧后，通過(guò)5G智慧化工廠(chǎng)建設(shè)，大量使用碼垛機(jī)器人、巡檢機(jī)器人、抄表機(jī)器人、動(dòng)力天車(chē)等智能設(shè)備，使得用工人數(shù)銳減，現(xiàn)在全廠(chǎng)只需2000人。

“黑科技”處處可見(jiàn)

在云南神火鋁業(yè)有限公司，還有很多地方也實(shí)現(xiàn)了智能化操作。

監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)了全廠(chǎng)智能高效管理。巨大的顯示屏上，可以清晰看到各個(gè)子系統(tǒng)接入的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面，以及3D廠(chǎng)區(qū)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)仿真展示，通過(guò)多系統(tǒng)協(xié)同、多路高清監(jiān)控視頻實(shí)時(shí)回傳，實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，支持信息發(fā)布和應(yīng)急指揮。

封閉的物料傳送帶實(shí)現(xiàn)了跑偏裂紋視覺(jué)監(jiān)測(cè)。在封閉傳送管道中，安裝了視頻采集設(shè)備，包括工業(yè)紅外線(xiàn)掃相機(jī)、鏡頭、光源，協(xié)同自動(dòng)清洗、灰塵鋁屑處理，對(duì)管道中的傳送帶表面進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描分析，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳送到機(jī)器視覺(jué)平臺(tái)進(jìn)行人工智能計(jì)算。當(dāng)皮帶出現(xiàn)裂紋時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，通知相關(guān)人員第一時(shí)間進(jìn)行處置。

中頻爐鐵溶液實(shí)現(xiàn)了1400攝氏度精準(zhǔn)分析。安裝了工業(yè)相機(jī)后，運(yùn)用專(zhuān)業(yè)數(shù)字雙色性高溫?cái)z像頭，對(duì)熔爐進(jìn)行非接觸式高溫測(cè)量，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳送至機(jī)房?jī)?nèi)的機(jī)器視覺(jué)平臺(tái)，再通過(guò)機(jī)器視覺(jué)平臺(tái)進(jìn)行人工智能計(jì)算，實(shí)時(shí)顯示鐵水溫度，做到精確控溫，確保鐵溶液在1400攝氏度的最佳溫度下出爐。

“基于5G的光纖應(yīng)變溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還實(shí)現(xiàn)了電解槽漏液分析。”王攀說(shuō)，通過(guò)光纖應(yīng)變測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)合5G接入能力，實(shí)現(xiàn)了超長(zhǎng)時(shí)間零下180攝氏度到350攝氏度高溫、惡劣環(huán)境，以及超高密度終端傳感器的接入，解決了原有通訊模式下無(wú)法實(shí)現(xiàn)的超高密度終端接入、布線(xiàn)困難等難題。

另外，通過(guò)5G室內(nèi)高精度定位，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)工人所在工位是否處于危險(xiǎn)區(qū)域，發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)則立即報(bào)警。

樹(shù)立行業(yè)標(biāo)桿

王攀說(shuō)，提高資源利用率，探索實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理、閉環(huán)自動(dòng)控制，以及生產(chǎn)智能化，已經(jīng)成為電解鋁行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

2020年6月，云南神火鋁業(yè)與中國(guó)移動(dòng)云南公司共同啟動(dòng)智能化示范工廠(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)。根據(jù)項(xiàng)目規(guī)劃，在安全生產(chǎn)管理智能化、生產(chǎn)制造控制智能化、物流倉(cāng)儲(chǔ)智慧化、園區(qū)管理智慧化等方面打造一系列有特色、高標(biāo)準(zhǔn)的信息化體系及創(chuàng)新應(yīng)用，形成以機(jī)器助人、機(jī)器強(qiáng)人、機(jī)器換人為目標(biāo)的戰(zhàn)略格局，逐步擺脫有色金屬冶煉行業(yè)自動(dòng)化、智能化難落地的局面。

中國(guó)移動(dòng)云南公司文山分公司集團(tuán)客戶(hù)部副總經(jīng)理曾云昱介紹，該項(xiàng)目目前已建成一個(gè)數(shù)據(jù)中心，兩個(gè)應(yīng)用平臺(tái)即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和數(shù)字孿生中臺(tái)，以及五個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。

王攀說(shuō)，引入5G應(yīng)用建設(shè)智慧工廠(chǎng)后，該公司在安全生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量方面有了大幅提升。5G電解槽漏液監(jiān)測(cè)及能耗分析投產(chǎn)后，結(jié)合工廠(chǎng)優(yōu)化管理，滿(mǎn)產(chǎn)投產(chǎn)后每年可節(jié)約直流電耗9000萬(wàn)度;5G高溫鐵溶液視覺(jué)精準(zhǔn)分析，提升了電解陽(yáng)極鑄造工藝，使陽(yáng)極鑄造品質(zhì)提升了15%;5G傳送帶管廊裂紋分析，減少安全事故發(fā)生，優(yōu)化生產(chǎn)效率，同時(shí)減少安全巡檢員2名;5G+MEC天車(chē)集中遠(yuǎn)程操控，減少天車(chē)資源爭(zhēng)奪情況發(fā)生，節(jié)約了60%的人力成本。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，云南神火鋁業(yè)5G智慧工廠(chǎng)已形成5G網(wǎng)絡(luò)集成服務(wù)、綜合設(shè)備等多種模式，形成了有色金屬冶煉行業(yè)可復(fù)制、可借鑒的精準(zhǔn)云網(wǎng)建設(shè)思路。