當(dāng)前，我國(guó)制造業(yè)正加速向智能化、綠色化、高端化方向發(fā)展，在推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、加速實(shí)現(xiàn)智能制造的過(guò)程中，越來(lái)越多的“黑燈工廠”正加速落地,這也成為制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的生動(dòng)縮影。

作為智能制造技術(shù)高度集成的具體呈現(xiàn),“黑燈工廠”也被稱為智慧工廠，從原材料到最終成品主要由智能機(jī)器人或自動(dòng)化設(shè)備按照系統(tǒng)指令自行完成，相關(guān)的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、搬運(yùn)、檢測(cè)環(huán)節(jié)往往無(wú)需人工操作。當(dāng)傳統(tǒng)的人工流水線不斷被高度自動(dòng)化機(jī)器人取代,“黑燈工廠”不僅僅帶來(lái)生產(chǎn)效率的提升，也引發(fā)了生產(chǎn)方式的深刻變革。“黑燈工廠”是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的？傳統(tǒng)制造業(yè)會(huì)發(fā)生怎樣的變化?又有哪些典型經(jīng)驗(yàn)做法值得借鑒？

閱讀提示

作為煤炭產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、智能化開采是煤礦高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐。作為國(guó)內(nèi)首家建成智能化開采礦區(qū)的國(guó)有現(xiàn)代化大型煤礦企業(yè),陜西煤業(yè)化工集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司正將煤炭智能化開采的“黃陵經(jīng)驗(yàn)”推向全國(guó)煤炭系統(tǒng)。

深邃的百米地下，采煤機(jī)刀頭飛旋，有條不紊地截割煤墻；全自動(dòng)機(jī)械手臂靈活地將待檢煤樣搬運(yùn)封裝，質(zhì)檢儀器很快分析出煤質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)；全自動(dòng)托輥生產(chǎn)線上，數(shù)米長(zhǎng)的鋼管不到三分鐘變?yōu)橐?guī)格統(tǒng)一的成品托輥……

智能地質(zhì)勘測(cè)、無(wú)人采掘運(yùn)輸、自動(dòng)洗選裝車，這樣的生產(chǎn)場(chǎng)景是不是顛覆了你對(duì)煤礦企業(yè)固有的認(rèn)知？

近日，記者懷揣好奇走進(jìn)陜西煤業(yè)化工集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司，探訪這個(gè)國(guó)內(nèi)首家建成智能化開采礦區(qū)的國(guó)有現(xiàn)代化大型煤礦企業(yè),揭開龐大繁雜的煤炭“黑燈工廠”的神秘面紗。

甩掉“臟亂差”，走向“高大上”

作為煤炭產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)智能化、無(wú)人化開采是煤礦高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐。

在該公司一號(hào)煤礦智能化調(diào)度控制中心，綜采一隊(duì)遠(yuǎn)程操控員嚴(yán)后水輕點(diǎn)“一鍵啟動(dòng)”，“智能化+110工法”工作面采煤機(jī)兩個(gè)滾筒上下旋轉(zhuǎn)，大塊“烏金”從煤壁剝落，通過(guò)刮板運(yùn)輸機(jī)和輸煤皮帶源源不斷地來(lái)到地面，偌大的工作面看不見一個(gè)人的身影。這是該公司智能化、無(wú)人化采煤作業(yè)的一個(gè)縮影。

在外界的印象中，煤礦多位于荒涼偏遠(yuǎn)的山區(qū)，大風(fēng)吹來(lái)煤灰亂舞，礦工則是“大老粗”……然而，近年來(lái)，隨著新技術(shù)與傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)的深度融合，尤其是智能化技術(shù)全方位應(yīng)用到煤炭產(chǎn)銷、基礎(chǔ)配套設(shè)施等環(huán)節(jié)，賦予了傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)新的生命力，現(xiàn)代化煤礦由此脫掉了“臟亂差”的帽子，實(shí)現(xiàn)了“高大上”的產(chǎn)業(yè)變革。

“陜煤集團(tuán)最早在地質(zhì)勘測(cè)、煤炭采掘等方面嘗試創(chuàng)新應(yīng)用智能化技術(shù)。黃陵礦業(yè)作為陜煤集團(tuán)無(wú)人智能化開采技術(shù)試點(diǎn)單位，成功實(shí)現(xiàn)了采煤工作面無(wú)人化自主切割操作，并成為全國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)薄煤層、中厚煤層、厚煤層智能化開采全覆蓋的礦區(qū)。”黃陵礦業(yè)公司黨委書記、董事長(zhǎng)王鵬飛說(shuō)。

多年的探索實(shí)踐檢驗(yàn)了無(wú)人采煤技術(shù)的可行性。作為煤炭智能化開采的“首吃螃蟹者”，黃陵礦業(yè)于2019年編制發(fā)布了《智能化無(wú)人綜采工作面設(shè)計(jì)》《智能化無(wú)人綜采工作面安裝驗(yàn)收》等5項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而把煤炭智能化開采的“黃陵經(jīng)驗(yàn)”推向全國(guó)煤炭系統(tǒng)。

“在礦井干了近30年，設(shè)備更新?lián)Q代好幾茬，特別是這幾年隨著智能開采新技術(shù)、新裝備的應(yīng)用，機(jī)器干得越來(lái)越多，人干得越來(lái)越少，我們的勞動(dòng)強(qiáng)度越來(lái)越低。”53歲的穆運(yùn)喜是煤礦的一名高級(jí)技師，談起現(xiàn)在礦井發(fā)生的巨大變化，他感慨自己趕上了好時(shí)代。

隨著“智能礦井、智慧礦區(qū)”建設(shè)的不斷推進(jìn)，礦工的工作模式也發(fā)生了翻天覆地的變化，他們紛紛從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái)：設(shè)備巡檢工去采煤工作面的次數(shù)少了，不用再為煤塊彈射風(fēng)險(xiǎn)、噴霧淋濕衣服而煩惱；井下變電所有了智能機(jī)器人巡檢，機(jī)電檢修工再也不用24小時(shí)值班值守了……

減人促安，提質(zhì)增效

來(lái)到一號(hào)煤礦選煤廠，偌大的廠區(qū)僅有兩名值班人員在主控室通過(guò)“全線AI超腦平臺(tái)”監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行，在他們身后，TDS智能矸選機(jī)、智能裝車系統(tǒng)、智能管控平臺(tái)等正在“自主”運(yùn)行。

只見一只巨大的機(jī)械手臂準(zhǔn)確、流暢地對(duì)煤質(zhì)樣品進(jìn)行稱重、運(yùn)轉(zhuǎn)、封裝，然后經(jīng)傳送帶來(lái)到二樓的化驗(yàn)中心，接受智能檢測(cè)系統(tǒng)的逐項(xiàng)檢測(cè)，整個(gè)過(guò)程只聞設(shè)備動(dòng)，不見一個(gè)人。

“不僅智能檢驗(yàn)中心實(shí)現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)系統(tǒng)智能調(diào)整、工藝參數(shù)智能設(shè)定，煤炭洗、選、配、售均實(shí)現(xiàn)了智能一體化。”一號(hào)煤礦副礦長(zhǎng)曲志欣驕傲地說(shuō)，該礦智能化洗煤廠及采制化機(jī)器人投運(yùn)后，矸石選出率達(dá)到90%以上，精煤產(chǎn)率提升1%，介質(zhì)消耗控制在1.2kg/t，每年增加經(jīng)濟(jì)效益6000萬(wàn)元。

“自從有了這套‘采制化全流程+在線檢測(cè)’智能檢測(cè)系統(tǒng)，煤質(zhì)化驗(yàn)效率提高了好幾倍，我也從化驗(yàn)員變身為監(jiān)管員了。”已經(jīng)從事十幾年煤質(zhì)化驗(yàn)工作的張潔說(shuō)，“現(xiàn)在只需按個(gè)按鈕，整條系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)檢測(cè)煤的水分、發(fā)熱量等參數(shù)。”

記者了解到，近年來(lái)，黃陵礦業(yè)“智能礦井、智慧礦區(qū)”建設(shè)成果全面惠及安全、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等各個(gè)方面，產(chǎn)出效能實(shí)現(xiàn)了新突破。

“工作15年來(lái)，我經(jīng)歷了機(jī)械化采煤、記憶截割采煤再到現(xiàn)在的‘5G+透明地質(zhì)’智能化采煤，煤炭單班產(chǎn)量從1000噸左右提高到近7000噸。”嚴(yán)后水感慨道。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，智能采煤使一號(hào)煤礦作業(yè)面每天減少崗位用工202人，綜采工作面人工工效平均達(dá)到141噸/工，掘進(jìn)工作面綜合單進(jìn)水平由350米提高到650米，每年可多生產(chǎn)煤炭90萬(wàn)噸，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益近7億元。

另外，在煤礦的“天字號(hào)”問(wèn)題——安全生產(chǎn)方面，該礦創(chuàng)新研發(fā)的“AI+NOSA智能風(fēng)險(xiǎn)管控綜合一體化系統(tǒng)”，徹底破解了煤礦安全管理的痛點(diǎn)、難點(diǎn)和堵點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了“少人則安、無(wú)人則安”。

“黑燈工廠”向下游產(chǎn)業(yè)延伸

伴隨著煤炭生產(chǎn)依托智能化逐漸實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)變革，如今，黃陵礦業(yè)的下游配套服務(wù)產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了“黑燈工廠”。

來(lái)到黃陵礦業(yè)機(jī)電公司機(jī)電總廠綜合車間，記者看到，全自動(dòng)托輥生產(chǎn)線正有條不紊地運(yùn)行：物料搬運(yùn)依靠移載小車，生產(chǎn)線機(jī)械手臂對(duì)軸承座自動(dòng)裝配焊接，生產(chǎn)一根托輥，從原材料進(jìn)口到成品出口，只需兩分多鐘。

“這是陜煤集團(tuán)第一條無(wú)人操作的托輥生產(chǎn)線，托輥年產(chǎn)量達(dá)10萬(wàn)余件，較以往產(chǎn)比工效提高了50%以上。”該廠廠長(zhǎng)王志凱介紹。

今年58歲的陳繼昌是托輥生產(chǎn)的一把好手，前些年一直在機(jī)械化托輥線上作業(yè)。“當(dāng)時(shí)原材料供應(yīng)、半成品安裝、成品焊接等工序均靠人力完成，尤其在托輥壓裝最后一道工序，每根托輥重約四十斤，人工一天搬運(yùn)近300根，人人每天腰酸背痛。”陳繼昌說(shuō)。

可喜的是，自從引進(jìn)全自動(dòng)化托輥生產(chǎn)線后，整條生產(chǎn)線僅需兩人就能做好現(xiàn)場(chǎng)巡視及物料補(bǔ)償工作，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)大幅提升。

“我們的腰桿子也都挺起來(lái)了。”陳繼昌說(shuō)。

實(shí)際上，在整個(gè)黃陵礦業(yè)，大部分生產(chǎn)車間都有了“黑燈工廠”的影子。

在黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電廠，智能物料系統(tǒng)解決了物料管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分散、自動(dòng)化程度不高、人工參與過(guò)多等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了物料全生命周期中的“設(shè)備可控、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)知、無(wú)人值守、提高效率、降低成本”的目標(biāo)。

在機(jī)電公司，6座風(fēng)井變電站全部實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，線路巡視及設(shè)備巡檢廣泛應(yīng)用了智能無(wú)人機(jī)和巡檢機(jī)器人，巡視效率大幅度提高。

在負(fù)責(zé)生產(chǎn)礦井支護(hù)用品的鑫橋公司，全自動(dòng)錨桿及樹脂錨固劑生產(chǎn)線，使生產(chǎn)效率提高50%以上，人員減少80%……

目前，黃陵礦業(yè)整條下游配套產(chǎn)業(yè)鏈正穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)智慧升級(jí)轉(zhuǎn)型。