數(shù)字化轉型縮影：“智慧金川”讓傳統(tǒng)工廠擁有“聰明大腦”
日前，《財富》雜志公布世界500強排名，甘肅金川集團以359.071億美元營收名列第336位，繼2019年后第三次上榜，創(chuàng)造了“甘肅唯一”。
作為我國鎳鈷生產基地、鉑族金屬提煉中心和北方地區(qū)最大的銅生產企業(yè)，2020年以來，金川集團大力推進“5G＋”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應用，以礦山、選礦、冶煉為重點培育實施了一批5G融合應用項目，依托“十四五”規(guī)劃，以創(chuàng)新改革引領再造“智慧金川”。
其中，樹根互聯(lián)參與建設的金川集團首個智能車間——鎳冶煉廠成品智慧車間，已經(jīng)建成全國最大智能化鎳成品包裝整條生產線，雙方合作的“基于數(shù)據(jù)孿生的有色工業(yè)大板鎳終端產品智慧工廠示范項目”，也成為了金川集團2020年首批5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)樣板示范工程之一。
有了“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的賦能，大板鎳車間一改昔日面貌，實現(xiàn)智能化排產、全自動生產、實時在線化監(jiān)測，在經(jīng)濟效益之外，也成為金川集團借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加速“三化”改造、實現(xiàn)數(shù)字化轉型的一個典型縮影。
數(shù)字化試水，為傳統(tǒng)國企開拓新思路
金川集團鎳產量全球第四、鈷產量第三，是我國乃至全世界范圍內有色金屬頭部企業(yè)，其材料應用廣泛，我國“神五”上天時，就用到了金川集團公司提供的鎳鈷原材料。
金川集團發(fā)展起步早，其冶煉系統(tǒng)于1963年投產。21世紀初，金川集團鎳冶煉廠就建成了國內首條電解鎳加工包裝機組和立體庫，初步實現(xiàn)機組機械化和立體庫自動出入庫，其電解鎳加工包裝產線已有了年頭。
2020年，在集團“十四五”數(shù)字化規(guī)劃的指引下，金川集團鎳冶煉廠聯(lián)合金川鎳鈷研究設計院啟動對大板鎳加工包裝生產線（即“成品車間”）的智能化改造。
成品車間是鎳冶煉廠13個車間中的最末端環(huán)節(jié)，也是窗口環(huán)節(jié)，承擔著電鎳產品從預處理、剪切加工到入庫出庫的工作；看似簡單的來料加工，卻需要經(jīng)歷產品運輸、檢測定級、剪切、整形、壓平、稱重、噴碼、打捆、檢斤到包裝、入庫、裝車等10多個工序。
當時的成品車間在數(shù)字化、智能化方面還有很多“荒漠”。
一方面，因為依賴人工記錄、紙質化存儲等原始手段，成品車間上游來料、檢測定級、鎳板發(fā)貨、設備維修等一系列寶貴“數(shù)據(jù)資源”不僅容易出錯、丟失，其業(yè)務賦能價值也在“沉睡”。
例如，鎳板來料車輛實際派送計劃變化無法及時通知，導致叉車資源閑置；來料單采用手工記錄，需要調度人員手工填寫Excel表格，無法實時查詢；初檢結果數(shù)據(jù)“趴”在紙上，無法形成電子化缺陷故障庫，對上游車間工藝優(yōu)化缺乏指導意義......
另一方面，在生產環(huán)節(jié)里，抬板、剪切、吊車、打包、噴碼、繞膜、掛吊、整形等多道工序均靠人力完成，生產危險系數(shù)高、勞動強度大、作業(yè)效率低。
作為“中國鎳都”的金川集團，需要一個更智慧、更先進的工業(yè)4.0車間，徹底改變以往生產模式，讓傳統(tǒng)工人真正成為現(xiàn)代工人，用數(shù)據(jù)驅動生產與管理，實現(xiàn)高效運轉。
在項目前期調研過程中發(fā)現(xiàn)，大鎳板成品車間內工序的操作規(guī)范和操作規(guī)程都十分成熟，實際上具備非常好的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)改造基礎。
從2020年至今，金川鎳冶煉廠大鎳板成品車間先后完成“前處理工序智能化研發(fā)與應用”、“電鎳加工包裝機組智能化研發(fā)與應用”、“綜合管控智能化能力提升研發(fā)與應用”等5個項目的施工建設，總體實現(xiàn)智能化改造。
在大板鎳成品車間項目的5個子項目中，綜合管控智能化能力提升項目，是實現(xiàn)車間全要素數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、共享共用基礎之上最關鍵環(huán)節(jié)，成為串聯(lián)起各個工段的“車間大腦”。
關鍵戰(zhàn)役，開啟數(shù)字蝶變
經(jīng)過各個工段的改造，車間已經(jīng)有了“四肢”，但還需要一個大腦把這些“四肢”集中管控起來，這個大腦就是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術的綜合管控平臺。
車間大腦如何發(fā)揮作用？項目第一階段，重點在于要讓各個工段生產和業(yè)務數(shù)據(jù)快速流轉、高速運行，“架橋鋪路”，打通斷點。
首先，在大鎳板成品車間完成5G網(wǎng)絡覆蓋、5G MEC邊緣站部署，同時建立了配套的機房建設。
隨后，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，完成大板鎳加工機組、智慧吊車系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和對接工作，完成車間各個生產供應環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通。
最后，結合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺強大功能，開發(fā)完成生產管控系統(tǒng)、實時監(jiān)控調度系統(tǒng)建設，集結起原先手工操作的20多類、百余張報表，形成自動化報表數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)準確性、實時性，為進一步激活數(shù)據(jù)價值奠定基礎；并基于數(shù)據(jù)采集、分析做可視化展示，形成產線結合緊密的“云視界”大屏。
如今，在系統(tǒng)界面，車間工人可以知道清晰實時地掌握上游車間來料的具體情況，包括數(shù)量、品級率統(tǒng)計；調度人員根據(jù)上游車間運送的大板鎳產品計劃，以及預處理進度、庫存、銷售數(shù)據(jù)、剪切包裝線加工情況，在系統(tǒng)中精準科學地制定當日生產計劃....
以往，手工抄碼、日常點檢、設備維修等都是金川勞動力投入最大的環(huán)節(jié)，以往出入庫可能要排隊等，遇到下雨室外庫還要緊急轉移?，F(xiàn)在只用手機拍一拍、APP點一點，司機可以掃碼查詢車輛及貨物，上傳電子傳票，通過即可送貨提貨，不用排長龍。
車間技術人員自豪的說，如今的成品車間，無人駕駛小車來回穿梭，搬運來一摞摞鎳板，隨即又被機械手抓起，放到剪切工位上，自動完成剪切、整形、噴碼、稱重、打捆、檢斤。徹底告別“肩扛手挑”的遺留，轉化為充滿“黑科技”的現(xiàn)代化、智能化畫風，生產線每天剪切包裝成品提高23%，持續(xù)提高了勞動生產率。
項目投入使用后，全面提升了成品車間產效率、電鎳產品質量與可靠性，帶來了可喜的效益，讓數(shù)據(jù)全面“開花”：車間業(yè)務、生產管理的線上化，預計每年可節(jié)約成本20%。
車間設備的互聯(lián)互通、智能化監(jiān)控，有效降低10％的非計劃性停機事故，全年鎳產品提升30%產量；通過優(yōu)化收、儲、運業(yè)務環(huán)節(jié)，提升車間物流動線效率30%以上，節(jié)約能源、運輸費用超百萬元。
此外，無人化作業(yè)、人機安全隔離，徹底消除了人工操作存在的安全隱患，實現(xiàn)剪切、包裝和發(fā)運作業(yè)“零傷害”的安全管理目標，避免作業(yè)風險，提升產線的安全連續(xù)性。
近期，隨著鎳冶煉廠成品智慧車間發(fā)運工序無人吊車系統(tǒng)正式啟用，并首次實現(xiàn)24小時連續(xù)運行，鎳產品裝運效率提升30%，標志著這條我國最大智能化鎳成品包裝車間整條生產線正式落成。
未來，金川還將結合產業(yè)數(shù)字化政策和技術，在數(shù)字化技術推動產業(yè)發(fā)展方面持續(xù)深化，打造有色行業(yè)自己的燈塔工廠，承載金川未來的發(fā)展，共赴數(shù)字化、智能化、信息化新征程。
編輯：王改靜
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