5G賦能

偌大的廠區(qū)，除了整齊的樓宇廠房和橫跨各廠房、車間的“空中走廊”，幾乎見不到工人。進入工廠辦公樓、監(jiān)控室等區(qū)域，才看到屈指可數(shù)的幾個人。

走進空壓機房，嗡嗡嗡的噪音響個不停。在這樣的生產(chǎn)環(huán)境中，5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢立刻凸顯出來，這里通過機器視覺實現(xiàn)自動化讀取空壓機儀表數(shù)據(jù)，并利用5G的超大上行寬帶同步回傳到監(jiān)控室，實現(xiàn)數(shù)字化集中監(jiān)控、系統(tǒng)自動報警提示。機器抄表取代了人工現(xiàn)場抄表，不僅提高工作控制管理效率，還保障了企業(yè)生產(chǎn)安全。

在堆垛天車作業(yè)車間，只見天車起重的機械臂一次抓取10個原料包，從A區(qū)域抓取后再運送堆放到B區(qū)域，兩個區(qū)域相隔50米，整個過程3分鐘左右就可完成。龐大的起重器械由工程師遙控操作，實現(xiàn)幾乎零誤差。“過去，一車料由人工卸裝要花費半個小時的時間，現(xiàn)在碼垛機器人幾分鐘就能完成。”云南神火鋁業(yè)有限公司智慧工廠辦公室主任王攀說。

“在我們廠里，能用機器的工作就不用工人，能自動化操作的絕不用手工操作。”王攀介紹，云南神火鋁業(yè)項目于2019年開始生產(chǎn)，年產(chǎn)電解鋁90萬噸。從土建到設(shè)備生產(chǎn)線，其自動化程度在行業(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)90萬噸綠色水電鋁材一體化項目，是國家電解鋁產(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，也是神火集團依據(jù)國家政策，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)展項目。

據(jù)介紹，同樣是年產(chǎn)90萬噸電解鋁的生產(chǎn)規(guī)模，此前在河南時需要8000名工人;項目搬到云南富寧后，通過5G智慧化工廠建設(shè)，大量使用碼垛機器人、巡檢機器人、抄表機器人、動力天車等智能設(shè)備，使得用工人數(shù)銳減，現(xiàn)在全廠只需2000人。

“黑科技”處處可見

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

監(jiān)控中心實現(xiàn)了全廠智能高效管理。巨大的顯示屏上，可以清晰看到各個子系統(tǒng)接入的實時監(jiān)控畫面，以及3D廠區(qū)實時動態(tài)仿真展示，通過多系統(tǒng)協(xié)同、多路高清監(jiān)控視頻實時回傳，實現(xiàn)全廠實時監(jiān)控。同時，支持信息發(fā)布和應(yīng)急指揮。

封閉的物料傳送帶實現(xiàn)了跑偏裂紋視覺監(jiān)測。在封閉傳送管道中，安裝了視頻采集設(shè)備，包括工業(yè)紅外線掃相機、鏡頭、光源，協(xié)同自動清洗、灰塵鋁屑處理，對管道中的傳送帶表面進行實時掃描分析，通過5G網(wǎng)絡(luò)傳送到機器視覺平臺進行人工智能計算。當(dāng)皮帶出現(xiàn)裂紋時，會及時發(fā)出警報，通知相關(guān)人員第一時間進行處置。

中頻爐鐵溶液實現(xiàn)了1400攝氏度精準分析。安裝了工業(yè)相機后，運用專業(yè)數(shù)字雙色性高溫攝像頭，對熔爐進行非接觸式高溫測量，通過5G網(wǎng)絡(luò)傳送至機房內(nèi)的機器視覺平臺，再通過機器視覺平臺進行人工智能計算，實時顯示鐵水溫度，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)測系統(tǒng)，還實現(xiàn)了電解槽漏液分析。”王攀說，通過光纖應(yīng)變測溫系統(tǒng)結(jié)合5G接入能力，實現(xiàn)了超長時間零下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法實現(xiàn)的超高密度終端接入、布線困難等難題。

另外，通過5G室內(nèi)高精度定位，能夠及時發(fā)現(xiàn)工人所在工位是否處于危險區(qū)域，發(fā)現(xiàn)危險則立即報警。

樹立行業(yè)標桿

王攀說，提高資源利用率，探索實現(xiàn)精準管理、閉環(huán)自動控制，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)與中國移動云南公司共同啟動智能化示范工廠項目建設(shè)。根據(jù)項目規(guī)劃，在安全生產(chǎn)管理智能化、生產(chǎn)制造控制智能化、物流倉儲智慧化、園區(qū)管理智慧化等方面打造一系列有特色、高標準的信息化體系及創(chuàng)新應(yīng)用，形成以機器助人、機器強人、機器換人為目標的戰(zhàn)略格局，逐步擺脫有色金屬冶煉行業(yè)自動化、智能化難落地的局面。

中國移動云南公司文山分公司集團客戶部副總經(jīng)理曾云昱介紹，該項目目前已建成一個數(shù)據(jù)中心，兩個應(yīng)用平臺即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和數(shù)字孿生中臺，以及五個應(yīng)用場景。

王攀說，引入5G應(yīng)用建設(shè)智慧工廠后，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)測及能耗分析投產(chǎn)后，結(jié)合工廠優(yōu)化管理，滿產(chǎn)投產(chǎn)后每年可節(jié)約直流電耗9000萬度;5G高溫鐵溶液視覺精準分析，提升了電解陽極鑄造工藝，使陽極鑄造品質(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，同時減少安全巡檢員2名;5G+MEC天車集中遠程操控，減少天車資源爭奪情況發(fā)生，節(jié)約了60%的人力成本。

業(yè)內(nèi)人士認為，云南神火鋁業(yè)5G智慧工廠已形成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、可借鑒的精準云網(wǎng)建設(shè)思路。