【www.zhangdahai.com--其他范文】
首钢集团有限公司矿业公司
首钢集团有限公司矿业公司（以下简称“首钢矿业公司”）位于河北省迁安市、迁西县境内，是首钢重要的原料基地。自1959年建矿以来，经过几十年的生产建设，已发展成为以采矿、选矿为主业，兼营资源综合利用产业、绿色物流运输产业、矿山装备制造、矿山技术服务等相关产业，集生产、科研、开发为一体的特大型现代化矿山企业。公司拥有大石河铁矿、水厂铁矿、杏山铁矿、唐首马铁矿、马城铁矿五个铁矿生产基地。首钢矿业公司秉承“首钢为首”的创新基因，致力于数字矿山向智能矿山转型，以“现场无人化、操控集约化、管理智慧化”为目标，以一张图理念为主线，推进“智能采矿、智能选矿、智能运输、智慧管理”四大平台建设，推进企业高质量发展。首钢矿业公司现有在岗职工近8000人，年矿石生产能力4000万吨以上，年产精矿粉500万吨，全年销售收入138亿元，上缴利税总额10亿元。
（一）建设智能矿山是行业变革发展的必然选择
2016年《全国矿产资源规划（2016-2020年）》明确提出加快建设数字化、智能化、信息化、自动化矿山。2017年《安全生产“十三五”规划》要求矿山领域实施“机械化换人，自动化减人”。2018年出台智慧矿山信息系统技术规范，规定智慧矿山信息系统通用技术要求。随着国家政策的导向，科学技术的不断进步，建设智能矿山，推进企业高质量、高效益、安全、绿色发展已经成为行业的共识，是矿山行业抢占发展制高点的必然趋势。
（二）矿业公司第三次大发展提供了机遇
随着马城、马矿、水厂等多个地采矿山的建设及综合利用产业的发展，矿业公司面临着第三次大发展的战略机遇，同时，新产业、新产线的投入面临着2000多人的人员缺口。通过一张图理念的创建，整合原有不同时期建设的独立的自动化系统，提升产线智能化水平，推进操控集约化，为管理人员搭建现场化、一体化、可视化的管理平台，释放现有产线的人力资源；
管控新建产线的工艺、设备配置，将现有成熟技术移植到新建产线，最大限度减少新产线的人员配置，是解决人力资源缺口的急迫需求。
（三）智能矿山建设的深入奠定了基础
2019年，首钢矿业公司打破专业之间、专业与厂矿之间的界限，在公司范围内成立智能采矿、智能选矿、智能运输三个智能矿山课题研究小组，系统的研究智能矿山标志标准、实现途径，梳理现状，2020年智能矿山建设写入公司职代会，全面启动智能矿山建设。经过两年来的探索与实践，智能矿山建设顶层设计及管理体系不断完善。两年来，实施项目近百项，不断完善现场硬件设施，推进现场无人化，以裴庄资源综合利用产线为试点，以一张图理念为指引，实施了工控一张图操控系统和管理一张图实时监控分析系统，取得了较好的经济和管理效果，为一张图理念的推广应用奠定了基础。
（四）数字化专业管理提出了需求
传统的管理模式基于汇报和检查，基层各级管理人员将生产、设备、能源、质量、成本等报表通过电子、纸质、信息系统等方式上报给上级专业，时间周期一般为日、周或月，上级专业对报表进行分析，做出指导意见反馈厂矿，日常对厂矿进行检查。这种管理模式流程长，人工录入数据造成工作量大，可能出现数据错误等各种问题，管理人员不能及时掌握产线运营情况，无法做到及时管控。自动采集生产中的各类数据，集成专业管理平台信息，搭建面向产线的现场化、一体化、可视化的管理环境，运用数字化手段实时掌控产线生产运营分析情况，智能预警、辅助分析，是提高产线生产效率、提高产线经济运行水平的有效手段和需求。
在矿业公司智能矿山建设过程中，以“无人工厂”为目标、以裴庄建材产线为试点，探索智能产线建设。实践中逐步形成、创建了一张图管控理念。
一张图管控理念的内涵：搭建工控一张图操控系统和管理一张图监控分析系统。工控一张图是现场操控系统，目的是将产线所有设备集中到一张图上，实现一个产线一个指挥中心集中控制，引领推进现场硬件升级改造，监控人工调控频次，总结操控点、操控规则、形成控制模型，推进各产线“现场无人操作、一键经济启停、流程自主调控”，提升产线智能化运行水平；
管理一张图是网络版监控分析系统，目的是深度融合产线现场数据及专业管理平台信息，搭建网络版可视化、现场化监控平台，实时掌控各产线运行状态，自动分析产量、设备、质量、能源、销售、成本等情况，推进到工序流程的全要素动态精益管控，提升产线经济运营水平。主要做法包括：
（一）强化顶层设计，规范一张图建设
2022年，矿业公司在裴庄产线两个一张图建设取得较好效果的基础上，为规范其它产线两个一张图推广应用，制定了《首钢矿业公司“一张图”建设规范》，明确了建设理念、建设目标、页面布局、数据采集的原则和展示模式、运营分析各模块设置目的及规范。建设规范的发布为推动矿业公司以“两个一张图”为载体进行智能矿山建设奠定了基础。
图1 “一张图”建设规范
（二）搭建工控一张图操控系统，推进无人产线
1.管控新建产线设施配置，实现集中操控
新建产线，在系统建设时，对照智能矿山建设标准，确定“现场无人操作、一键经济启停、流程自主调控”的目标，按此原则开展自动化系统设计，实现产线所有流程设备具备自动化控制接口，每台套设备均可实现远程集中控制，通过配置设备自保护、联锁启停、运行参数自动采集、自动运行等功能，生产过程中无需人工现场操作。裴庄产线建设过程中，打破传统逆料流启车，顺料流停车的模式，以5个“缓冲仓”为控制分界点，将整个产线划分为6段独立工序控制单元，并进一步将6段独立的单元控制程序进行集成统一，即能实现独立单元单独控制，又能实现整个产线一键经济启停，同时将破碎、除尘、制砂楼、装车站等多套单体设备进行了集成控制，实现了整条产线的一键控制。
2.整合原有分散系统，推进操控集约化
按照“大流程”“大工序”理念，将相关、相近的上下道工序流程进行整合，最大限度精干组织机构、压缩管理层级，重塑生产组织模式。搭建大石河水源、水厂选矿、大石河选矿、杏山铁矿5套工控一张图操控系统，实现各产线所有设备在一张图上集中操控，整合组织机构和集控人员，向科学的组织模式要效率，向现场精细化管控要效率，促使全域生产效率提升。杏山铁矿一张图操控系统，整合主井、副井、破碎、通风、排水、电机车运输、地面干选、建材产线、人员定位等子系统，可在一个界面上实时监控整个杏山铁矿的生产情况，并预留单体设备接口，具备运行状态、位置等信息后陆续接入到系统中，并可对各子系统进行控制，极大地方便了生产指挥（见图2）。
图2 杏山工控一张图操控系统
3.实施一键启停，促进经济运行
系统整合后，打破原来车间、子系统中间的壁垒，从大工序的角度出发，研究各子系统间的控制逻辑，实施整个流程的一键经济启停，改变传统的顺物料停车、逆物流启车的控制模式，充分利用中间仓、液位池等，实现全流程一键经济启停。裴庄产线建设时，充分利用中间仓料位，设置四个控制点。自动控制仓上、仓下设备的启停，开机时判断中间仓仓位，达到设定值时下道工序自动开机，避免设备空转，停机时，相关设备物料出空后自动停机，从而实现了流程的经济运行。
4.应用数学模型，推进自主调控
自主调控能力是产线智能化水平高低的体现。生产中，随着各种条件的变化，需要进行调节来稳定生产，如人工进行干预、调节，一是造成人工工作量大，二是生产不稳定。通过摸索控制点、总结控制规则，应用数学模型，实现自动调整，是提高产线稳定生产、提升生产效率、降低人工工作量的必然选择。大石河水源系统由张官营、西里铺两个加压泵站和42口深井组成，改造前由两个加压泵站的集控岗位进行远程控制深井泵、加压泵的启停、倒泵等操作。对系统进行整合后，取消人为操作，实现了水源系统全自主经济运行。深井控制以蓄水池水位为控制目标，自动计算各个水泵供水能力，自动轮换深井泵，实现用电峰期低水位运行、用电谷期高水位运行。加压泵控制以管网末端压力为控制目标，自动调整供水压力，轮换加压泵，彻底改变人工操控模式，释放人力资源，提高了供水系统的及时性、经济性、可靠性。
裴庄产线投入运行之初，虽实现了一键经济启停，但生产情况变化大，过程中人为调控较多，集控人员工作强度大。针对这一问题，瞄准人工调控内容，开发了人工调控统计报表，通过报表分析，按照重点突破的原则，一个模型一个模型的开发、测试，到目前为止，两条建材产线已有21个调控模型取得成功应用。统计裴庄产线不同阶段人工调控次数，即可明显反应控制模型的显著效果。2021年2月22日12-16时4个小时内，人工调控次数为160次；
而2022年2月23日20点至24日16点，人工调控次数仅为2次。同时，开发过程中还改变了以往只从单点考虑的控制模式，综合考虑工序间的逻辑关系，多个复杂的控制模型应用，均取得了较好的控制效果，促进生产稳定运行。
5.持续优化完善，提升辅助工序智能化水平
主体设备及主工序实现一张图集中操控、自主调控的预期目标后，即将目标转向辅助工序。对各产线人工作业环节按照工序、流程、岗位、作业频次、作业时间等内容进行梳理，研究自动化、信息化可替代措施，并提出解决方案，并逐步推进落实，取得较好效果，有效释放现场人员，提升智能化水平。水厂破碎站自动监翻，通过RFID车号识别、AI大块识别、控制模型的应用，实现破碎站翻卸指挥的自动控制，取代人工指挥，同时采集车辆数据用于生产分析；
针对日常人工巡检内容，通过加装温度、压力、液位检测方式，变定期检测为实时监测，由人工汇报变为自动预警，大石河、水厂破碎、球磨系统的智能监控项目均取得较好效果，减少岗位工作量；
照明实现远程控制，既取消了现场人工操作，也起到了节能降耗的作用。
6.强化系统智能联控，提升风险防控
智能矿山建设带来的不仅仅是技术上的提升，更是管理理念的变化。随着各个系统的建设，改变传统的各专业各管一摊的观念，加强专业协同，通过系统联控，用技术手段有效实现管理目标。汽运装车以往一直由人工现场进行装车、监管、存在一定的廉政风险，不好管控。大石河磁滑轮甩尾放矿与智能计量系统联控，实现过皮后发送信号给工控系统，未过空车不能放矿、放矿时间不能超过规定时间、装车完成后发送信号给计量系统，超过规定时间不过重自动报警等功能；
其他自助装车实现了客户车辆自动识别、定量自助装车，规避非客户装车、错装品种等风险；
汽车自助装车取消了人工现场操作，同时与门卫管控系统进行了联控，对超时未装车、未过重、重车出厂等高风险情况进行预警，有效提高了风险防控能力。
（三）搭建管理一张图监控分析系统，推进智慧管理
集成现场数据及专业管理平台信息，搭建了管理一张图监控分析系统，实现动态掌控各产线生产、设备、质量、消耗、销售、成本、人员等情况，营造现场化、可视化管理环境，初步形成面向产线的运营分析能力，辅助生产决策，提升产线经济运营管控水平，推进管理智慧化。
1.实时掌控产线运行状况
大石河选矿、大石河水源、水厂选矿、杏山铁矿、二马产线、裴庄产线均搭建了网页版实时监控系统，通过矿业内网实时掌控产线全流程运行情况。实时显示产线设备运行状态、主要运行参数（电流、频率、流程量等），为生产、设备、安全等专业及领导人员提供可视化的管理环境，实时掌控生产情况（见图3）。
图3 裴庄网页版实时监控系统
2.色标引领现场硬件改造
整合各分散控制系统，形成一张图操控系统，实现所有设备在一张图上的状态监测。不同颜色表示设备的不同状态，如绿色表示运行、红色表示停止、半黄色标色可监控状态但不能控制、黄色表示既不能监控状态也不能控制。使各级管理人员对设备现状一目了然，进而通过必要性、技术、经济可行性分析，确定是否进行改造升级。如水厂老厂实时监控分析系统中，红色框部分的磁选机及分级机，半黄色表示可采集运行、电流等信号，但不可远程控制，为现场手动控制；
蓝色框部分的精选机，既不可控制也不未采集运行数据。
3.趋势分析提升生产管控
实时画面显示的是当前状态，而通过一段时间的曲线变化及趋势能更好的看出设备或生产的情况，也更有利于设备管理。各个产线的实时监控分析系统的界面上，可以点击某一重要设备或数据，则会弹出二级画面，展示的一段时间内的设备运行、电流趋势等。
4.一张图调度引领智能运输
2020年，运输部迁安地区运输总量突破5000万吨，相比“十三五”初的2500万吨/年，增幅达100%，面对高运量、快节奏的生产形势，生产组织各环节的不适应性日益突出，运输体系面临四个不够用的问题：一是人不够用，二是车不够用，三是线路不够用，四是调度岗位脑子不够用。
为解决上述问题，全面解放思想，打破固有的国铁劳动作业方式束缚，对标一流企业，完成运输一张图调度系统建设，一期项目2021年8月份完成，实现了四大目标：
一是在冶金企业率先实现“单乘制”。通过一系列创新举措，司乘人员由3人减至2人，再减至1人，实现了铁路运输由行业传统的“三乘制”向“联乘制”再向“单乘制”的突破性变革，累计释放人力116人（见图4）。
图4 “百里矿区”运输一张图调度平台
二是调度指令直达机车。系统内下达调度指令后，可直接在机车界面直观显示，为一级调度创造了条件。
三是搭建可视化、一体化、实时化运营管控平台。在一张图内，实时掌控所有机车的位置、运行状态、任务、所挂车辆、物料以及站场、道岔、信号、道口等信息。
四是实现运行能力智慧分析。可实时掌控分析铁路运输系统进出车辆、在矿车辆、运量、运行里程、设备状况、能源消耗、成本等情况。
5.运营分析推进智慧管理
结合各产线实际情况，运营分析包括生产、设备、质量、能耗、销售、成本等模块。通过日、月、年的数据分析，掌握产线生产、设备、能耗等变化情况，及时作出决策
（1）流程量分析。流程量模块自动采集实时输入量、输出量，以及各产品的当班、当日产量及产率信息，对比当日的计划产量、产率情况，统计当日、当月、本年的产量及产率数据信息。二级页面提供对应产品产量明细记录及曲线图，可以按照时间段查询所选产品的产量明细。流程量分析实现对产线输入、产品输出的实时监控，通过设置产品产率指标，根据不同产品的价值，有针对性的组织生产，提高高价值产品产率，降低低价值产品产率，进而提高产线的经济运行水平。
（2）小时管控。实时显示裴庄产线小时管控数据及日志，数据全部为自动采集数据，数据来源于现场工控系统数据库。小时管控分析替代现有的人工表格统计工作，减轻基层岗位工作量，能够实时监控产线各工序小时作业时间、工序量等指标，为实时管控各产线生产是否均衡稳定提供数据支撑。
（3）销售数据分析。实时显示裴庄产线各产品当日过磅量、本月累计过磅量、本月累计生产量、库存变化情况，数据来源于智能计量系统，实现各产品产销存数据的精准分析。
（4）质量数据分析。质量报表含质量完成、质检数据、筛网跟踪、工序管控四个子模块。实现各产品质量数据的统计、查询功能，包括各产线不同产品的质量检验项目、产品合格率等数据，具备智能预警功能，对于未达标的检验项目能够预警提醒。
（5）能耗数据分析。能耗数据模块下设三个子菜单：能源消耗、电量消耗、柴油消耗，为能耗精准管控提供依据。
能源消耗页面按照电耗、油耗进行分类统计，每个分类均细分了用量、单耗、单价、费用及成本，统计了当日、当月及上月、本年数据信息，为能耗精准管控提供依据。
电量消耗下设4个功能页面，可以查询用电主报表、用电日报表、用电班报表、用电小时报表；
柴油消耗下设4个功能页面，可以查询柴油消耗主报表、装载机柴油小时消耗、矿车柴油小时消耗、推杂机柴油小时消耗。
（6）设备数据分析。设备数据分析模块包含设备数据分析和备件跟踪两个子模块。
设备数据分析能够实时监控各类重点设备的运转时间、台效、作业率、负荷率等指标的当日数据、当月数据、上月数据、本年数据等；
自动提取设备健康系统数据，直观展示设备的健康状态，把设备健康状态分为4类健康、亚健康、隐患、严重隐患，系统能够自动感知设备运行状态，如果发现设备出现隐患，系统自动向相关岗位的手机端推送消息，实现智能预警。
设备关键备件寿命跟踪查询功能，实现对关键备件的寿命进行跟踪，如皮带寿命、破碎机衬板寿命跟踪。
（7）成本数据分析。成本数据模块分为按工序分析、按要素分析2个模块。按工序分析展示原料环节、加工环节、销售环节等不同工序的成本计划、日成本、月累成本、上月成本、年累成本及对比计划完成情况。按要素分析展示分专业的成本情况及对比计划完成情况。通过成本分析可实时掌控各产线当日成本、月累成本、上月成本、本年成本等数据；
按成本的构成要素对成本进行划分，包括电费、柴油费、备件费、材料费、人工费及其他费用等，实现成本的按要素分析。为进一步支撑成本管控及要素打开分析，成本报表增加了穿透查询功能。
（8）生产报表。生产报表板块分为裴庄生产日报、裴庄生产销售日动态、产线班组对标三个子模块。
裴庄生产日报：反映产线一天的生产情况，在裴庄产线生产过程中发挥重要作用，不仅为岗位提供生产指标的反馈，更能为管理层精准决策支持提供依据。
生产销售日动态：显示生产计划、完成、销售计划、销售完成、后期日均销售计划、自用及外排、累计盈亏、库存等数据，为生产经营销售发货提供参考。
产线班组对标：裴庄产线班组挂钩指标过去一直靠车间职能手工统计，工作量大、效率低、易出错，并且时效性差，不能够实时显示各班组指标完成情况从而形成良性竞争机制。产线班组对标功能上线后，工效挂钩日常使用的处理量、能源消耗、质量指标等指标均可实现实时查询及汇总统计分析，实现横向四班对标，纵向区域岗位对标，真正实现多劳多得的经营理念。
6.数据分析推进提质提效
（1）东排即时启停，颠覆传统模式。水厂铁矿皮带运输系统原来采用传统的逆物流启车模式，通过实时监控系统的数据分析，发现东西排系统设备作业率差别较大，无效转车时间长问题。针对这一问题，水厂铁矿深入剖析原因，认识到除三段控制可能导致人为联系不紧密外，传统的逆物流启动模式，也是造成无效转车时间长的重要原因：东西排启动时先启动排岩机、再逆物流启动各条皮带、最后启动破碎机，破碎机作业时，排岩机已至少空转215秒；
因为流程长，破碎机受料1560秒后，物流才可达到排岩机，此间排岩机又至少空转了1560秒。为解决此问题，大胆提出改变传统启车方式，确定试验开发“即时启动”程序，方案改变了破碎站、皮带系统、排岩机三个点位、三段控制的模式，实现从破碎机到排岩机的一体化控制、一键启停。即物流到达某设备前、该设备即时启车，进而减少各设备的空转时间。经评估，该方案实施后，一是可实现在指挥中心一键启停整个东排系统，取消分散控制室，为减员增效创造条件。二是采用“即时启动”方式替代逆物流启车方式，减少设备空转，按初步方案保守测算，每次启动可节电约686KWh，年可节电约686*每天2次*330天=41万KWh。三是取消破碎机、皮带系统、排岩机启停期间的岗位联系，消除联系环节空转时间。此外，还将为后期排岩机取消现场操作、改为指挥中心集中操作奠定基础。即时启停已经在东排成功应用，实现各设备在物料到达前1分钟完成启动，颠覆了逆物流启动的传统模式；
同时实现在指挥中心一键启停，为取消分散控制室、岗位合并创造了条件。
（2）专业管理应用数据解决问题能力不断增强。技术专业围绕稳定裴庄干砂质量，针对石粉含量合格率低的突出问题，研究工艺控制规则，年初提出制砂系统恒料量控制模型：依据质量结果设置19、20#皮带给料量，自主调控皮带给料速度，稳定给料量在设定值。经系统开发及参数摸索，裴庄干砂质量合格率有了质的提升。生产专业运用一张图系统中翻卸车明细数据，查找生产组织潜力，提高翻卸效率，进而促进产线高效运行，裴庄等产线小时翻卸车数稳定提升。
（一）经济效益明显
一是减少人员配置，降低运营成本。一张图操控系统的搭建，实现了现场无人化，取消了现场操作岗位配置，减少了巡检工作量及点检人员，也提高本质安全水平；
实现了操控集约化，一个集控中心集中操控，进一步压减集控人员；
推进流程自主调控，不断减少集控人员工作量。实施水厂铁矿无人选厂、破碎站自动监翻、破碎智能监测、大石河水源自主经济运行、杏山主副井合并等项目，合并主控室，实现大区域集成控制的模式，推进现场无人化和操控集约化，累计释放现场人员230人，减员效益为3852.5万元。
二是提升效率，降低消耗。随着流程自主调控、智能联控的不断推进，产线智能化水平提升，人工判断、干预减少，产线运行效率、稳定性、经济性持续提升。实施裴庄、二马智能化提升、水厂无人选厂等项目，提高生产效率，降低材料、能源等消耗，实现经济效益512.6万元。
（二）管理效果显著
一是提升产线经济运行管控能力。一张图监控分析系统的建设，实现了专业管理平台在产线的集成，搭建了一体化、可视化、现场化管控平台，实时掌控产线生产、设备、质量、能耗、成本等情况，提高了产线经济运行的管控能力。
二是提升专业管理人员数字化思维能力。管控平台的搭建，改变传统汇报、报表等专业管理方式，更加客观、真实地展现生产情况，促使专业管理人员通过数据去分析、判断，并作出决策，提升了专业管理人员的数字化思维能力，有助于管理人员打破传统思维、提升创新能力。
三是两个一张图的建设助推精益管理。两个一张图建设，提升了矿业公司智能矿山建设水平，促进了管理能力的提升。助力裴庄建材产线荣获北京市建筑砂石绿色基地称号，助力矿业公司评为全国国有重点200家标杆企业之一。
（三）为行业智能化建设提供借鉴
两个一张图是推进智能矿山建设的重要手段，可以有效推进现场无人化、操控集约化、管理智慧化，已在首钢股份公司、唐首马矿进行了推广应用，在矿山行业推广的具有较大的推广价值，对其他流程产线也具有较高的借鉴价值。
猜你喜欢产线管控智能昆玉棒材轧制产线提速增效工艺改进措施山东冶金(2022年4期)2022-09-14EyeCGas OGI在泄漏管控工作中的应用中国特种设备安全(2022年3期)2022-07-08多端联动、全时管控的高速路产保通管控平台中国交通信息化(2022年12期)2022-02-11BIM技术在土建工程管控中的运用建材发展导向(2021年9期)2021-07-16梅钢1780产线高速钢轧辊使用维护冶金设备(2020年2期)2020-12-28多品种小批量智能制造产线关键技术及应用探讨电子制作(2019年20期)2019-12-04宽厚板钢轧一体化智能制造示范产线推进实践山东冶金(2019年3期)2019-07-10信用证洗钱风险识别及管控中国外汇(2019年22期)2019-05-21智能前沿文苑(2018年23期)2018-12-14智能前沿文苑(2018年19期)2018-11-09本文来源：http://www.zhangdahai.com/shiyongfanwen/qitafanwen/2023/0921/657523.html
