近年來,隨著數字經濟蓬勃發展,以大數據、云計算、物聯網、人工智能為代表的信息技術對推動產業經濟發展起到了至關重要的作用,成為經濟增長的新引擎。十九大報告明確提出,“要加快建設制造強國,加快發展先進制造業,推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。”作為全國首個億噸級的煤炭清潔生產和洗選加工基地,神東洗選中心站在發展潮頭,戰略性地提出智能化新選煤廠建設目標,并將選煤廠全面智能化列為提升核心競爭力的重大戰略舉措,對加快推動公司煤炭產業轉型升級、培育新的經濟增長點具有重要意義。

簡單來說,智能選煤廠就是以物聯網技術為支撐,融合行業技術、機械、電氣、傳感器、軟件、人工智能等多學科知識,實現設備智能運行、狀態智能監測、生產系統智能調整、工藝參數智能設定,大幅降低員工勞動強度,減少作業人員數量,穩定產品質量、降低成本、提高效率。神東洗選中心從2014年提出了智能化選煤廠概念,2015年開始實施建設,目前已完成了以MES制造執行系統為核心,以多種數據獲取渠道為支撐,以移動控制為契機,實現了區域巡視向無人值守轉變、調度室集中控制向移動集中控制轉變、人工數據采集向系統自動采集轉變和運行狀態由經驗分析向大數據智能分析轉變。
在上灣選煤廠記者看到,工作人員通過移動終端就可以實現生產系統一鍵切換。據了解,煤炭洗選生產系統中的24個電液閘門,在系統切換或煤量調整時,需崗位人員到現場逐個操作,系統完全切換用時長達30分鐘,通過對閘門控制系統的改造和增加位移傳感器,實現了閘門移動端一鍵操作,將系統切換時間縮短至2分鐘,大幅降低員工勞動強度,提高生產組織效率。生產系統自動切換只是上灣選煤廠智能化建設的一小部分。該中心將各類儀器儀表、傳感器的原始數據按照一定規則和要求加以聯合、相關、規范、組合,形成標準數據源,建立了大數據系統,并結合選煤廠管理實際,通過界面軟件、通訊軟件及多種應用軟件,實現對整個生產運營系統的智能控制、智能管理,對引進的新設備和新技術優化升級,將其整合在統一的控制框架之內,最終形成智能化選煤廠的創建。

通過傳感器的自動采集,實現了設備運行狀態、變配電設備、計量數據等六大類30項數據的自動采集、自動存儲,徹底杜絕了人為因素,為選煤廠大數據建設奠定了基礎。在生產系統中架設了工業無線網絡,為移動控制奠定了基礎,使現場人員具備了最高等級的控制權限,能夠最大限度地獲取相關信息,從固定集中控制轉變為移動式集中控制,取消了調度集中操作,通過手持終端即可實現生產設備移動控制、系統狀態實時監控、歷史數據實時查詢、工作任務實時錄入和及時追蹤、現場圖像和視頻即時上傳,具有良好的擴展性,安全生產更加科學智能和高效,智能化“細胞”遍布全身、武裝到“牙齒”。
在選煤廠智能化控制成果方面,除了生產系統自動切換外,該中心自主研發了國內首套全自動化裝車系統,徹底將裝車員從裝車操作臺上替換下來,杜絕了人為因素造成的超重、偏載等問題,工作質量全面提升;實現了智能分選,有效控制了產品的質量穩定;系統自動跟蹤產品質量信息,與計劃指標實時比對分析,為快速響應調整洗選參數提供指導;通過智能加藥,系統自動采集煤泥水特性數據,由后臺策略機給定,實現煤泥水處理環節的智能控制。

通過智能化建設,上灣選煤廠生產系統運行效率提升5%以上,日均生產時間由18小時縮短至17小時,可控成本同比下降5%,其中電力消耗減少8%以上。煤質穩定率由83%提高到95%,精準裝車保證了實際裝載誤差<±150千克,平均年減少損失約1萬噸,顧客滿意度大幅度提升。將生產系統中11個巡視崗位,變為4名專業工程師進行現場巡診,共計減少了21人,將無人則安的安全理念落到實處。職業健康有效改善,在崗員工每天減少184小時直接接觸粉塵、噪聲時間。崗位巡視變為專業工程師巡診,強化了設備診斷維護力量,促進了小崗位大維護的良性發展。
上灣選煤廠是洗選中心智能化選煤廠建設試點,在智能化建設方面進行了長期的有益探索和積極實踐。隨著智能化選煤廠建設的穩步推進,洗選中心以MES為管理核心,實現了生產檢修智能決策、人員架構的重大變革、取消調度管理崗位。安全管理實現新突破、效率效能顯著提升、勞動強度大幅降低,保障員工身心健康的前提下,實現了無人值守區域的建立、品質管控從生產到裝車外運環節得到了質的提升、節能環保與企業發展“齊步走”,為企業提升市場競爭與可持續發展奠定堅實基礎。例如,設備運行方面可實現從時間、事件、趨勢、設備信息管理等10個方面自動從不同維度進行統計分析,為生產安排和檢修決策提供依據。按設備故障次數、影響時長進行統計分析,為設備可靠性提升和改造升級決策提供數據支撐等。該中心還將現在12個獨立分散的系統,按照公司集成化的總體要求,對已有系統進行整合。成立了大數據診斷分析中心,由專家組對各選煤廠采集到的數據信息進行遠程分析,并將分析結果及時反饋回各選煤廠,實現遠程專家“坐診”。建成了數字化配電平臺,將原有的操作及指令流程縮減到短短4項,有效消除隱患環節,大幅度提高作業效率等。

上灣選煤廠副廠長王誠介紹,“智能化需要有大數據的支撐,核心在傳感器的應用。智能選煤廠還將通過新技術的引入,不斷完善數據體系,實現智能決策;將局部智能化向全面智能化不斷推進。通過技術和管理的不斷完善,逐步達成智能選煤。”
下一步,洗選中心將重點從智能設備、智能采集、智能分析入手,重點推進機器人停送電、機器人揀雜、視頻識別聯動、音頻診斷分析等4個科研項目研發,加快和完善智能化選煤廠試點,最終徹底實現無人值守的“黑燈”選煤廠,從而實現降低勞動強度、減員提效的目的。下一步,洗選中心將結合“中國制造2025”和“互聯網+”、大數據等技術,聯合制造企業,推進選煤廠設備智能研發、智慧制造,總結提煉,形成行業標準、國家標準,從而引領選煤行業發展的方向。