當(dāng)前，我國制造業(yè)正加速向智能化、綠色化、高端化方向發(fā)展，在推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、加速實現(xiàn)智能制造的過程中，越來越多的“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器人或自動化設(shè)備按照系統(tǒng)指令自行完成，相關(guān)的生產(chǎn)、存儲、搬運、檢測環(huán)節(jié)往往無需人工操作。當(dāng)傳統(tǒng)的人工流水線不斷被高度自動化機器人取代,“黑燈工廠”不僅僅帶來生產(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”是如何運轉(zhuǎn)的？傳統(tǒng)制造業(yè)會發(fā)生怎樣的變化?又有哪些典型經(jīng)驗做法值得借鑒？

閱讀提示

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

深邃的百米地下，采煤機刀頭飛旋，有條不紊地截割煤墻；全自動機械手臂靈活地將待檢煤樣搬運封裝，質(zhì)檢儀器很快分析出煤質(zhì)的各項指標(biāo)參數(shù)；全自動托輥生產(chǎn)線上，數(shù)米長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、無人采掘運輸、自動洗選裝車，這樣的生產(chǎn)場景是不是顛覆了你對煤礦企業(yè)固有的認(rèn)知？

近日，記者懷揣好奇走進陜西煤業(yè)化工集團黃陵礦業(yè)公司，探訪這個國內(nèi)首家建成智能化開采礦區(qū)的國有現(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)，實現(xiàn)智能化、無人化開采是煤礦高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐。

在該公司一號煤礦智能化調(diào)度控制中心，綜采一隊遠(yuǎn)程操控員嚴(yán)后水輕點“一鍵啟動”，“智能化+110工法”工作面采煤機兩個滾筒上下旋轉(zhuǎn)，大塊“烏金”從煤壁剝落，通過刮板運輸機和輸煤皮帶源源不斷地來到地面，偌大的工作面看不見一個人的身影。這是該公司智能化、無人化采煤作業(yè)的一個縮影。

在外界的印象中，煤礦多位于荒涼偏遠(yuǎn)的山區(qū)，大風(fēng)吹來煤灰亂舞，礦工則是“大老粗”……然而，近年來，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，實現(xiàn)了“高大上”的產(chǎn)業(yè)變革。

“陜煤集團最早在地質(zhì)勘測、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)作為陜煤集團無人智能化開采技術(shù)試點單位，成功實現(xiàn)了采煤工作面無人化自主切割操作，并成為全國首個實現(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、董事長王鵬飛說。

多年的探索實踐檢驗了無人采煤技術(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《智能化無人綜采工作面設(shè)計》《智能化無人綜采工作面安裝驗收》等5項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而把煤炭智能化開采的“黃陵經(jīng)驗”推向全國煤炭系統(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，機器干得越來越多，人干得越來越少，我們的勞動強度越來越低。”53歲的穆運喜是煤礦的一名高級技師，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代。

隨著“智能礦井、智慧礦區(qū)”建設(shè)的不斷推進，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中解放出來：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、噴霧淋濕衣服而煩惱；井下變電所有了智能機器人巡檢，機電檢修工再也不用24小時值班值守了……

減人促安，提質(zhì)增效

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

只見一只巨大的機械手臂準(zhǔn)確、流暢地對煤質(zhì)樣品進行稱重、運轉(zhuǎn)、封裝，然后經(jīng)傳送帶來到二樓的化驗中心，接受智能檢測系統(tǒng)的逐項檢測，整個過程只聞設(shè)備動，不見一個人。

“不僅智能檢驗中心實現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)智能監(jiān)測、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、售均實現(xiàn)了智能一體化。”一號煤礦副礦長曲志欣驕傲地說，該礦智能化洗煤廠及采制化機器人投運后，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)濟效益6000萬元。

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

記者了解到，近年來，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、管理等各個方面，產(chǎn)出效能實現(xiàn)了新突破。

“工作15年來，我經(jīng)歷了機械化采煤、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，掘進工作面綜合單進水平由350米提高到650米，每年可多生產(chǎn)煤炭90萬噸，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益近7億元。

另外，在煤礦的“天字號”問題——安全生產(chǎn)方面，該礦創(chuàng)新研發(fā)的“AI+NOSA智能風(fēng)險管控綜合一體化系統(tǒng)”，徹底破解了煤礦安全管理的痛點、難點和堵點，實現(xiàn)了“少人則安、無人則安”。

“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)也迎來了“黑燈工廠”。

來到黃陵礦業(yè)機電公司機電總廠綜合車間，記者看到，全自動托輥生產(chǎn)線正有條不紊地運行：物料搬運依靠移載小車，生產(chǎn)線機械手臂對軸承座自動裝配焊接，生產(chǎn)一根托輥，從原材料進口到成品出口，只需兩分多鐘。

“這是陜煤集團第一條無人操作的托輥生產(chǎn)線，托輥年產(chǎn)量達(dá)10萬余件，較以往產(chǎn)比工效提高了50%以上。”該廠廠長王志凱介紹。

今年58歲的陳繼昌是托輥生產(chǎn)的一把好手，前些年一直在機械化托輥線上作業(yè)。“當(dāng)時原材料供應(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，人工一天搬運近300根，人人每天腰酸背痛。”陳繼昌說。

可喜的是，自從引進全自動化托輥生產(chǎn)線后，整條生產(chǎn)線僅需兩人就能做好現(xiàn)場巡視及物料補償工作，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了。”陳繼昌說。

實際上，在整個黃陵礦業(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、自動化程度不高、人工參與過多等問題，實現(xiàn)了物料全生命周期中的“設(shè)備可控、風(fēng)險預(yù)知、無人值守、提高效率、降低成本”的目標(biāo)。

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

在負(fù)責(zé)生產(chǎn)礦井支護用品的鑫橋公司，全自動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)步實現(xiàn)智慧升級轉(zhuǎn)型。