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传统制造如何走向智能制造——以云南神火铝业5G智能工厂为例

2023-08-18 17:56:52  来源:《云岭先锋》2023年第8期

随着5G网络的广泛覆盖,数字经济发展步入快车道。近年来,云南抢抓数字经济发展机遇,为推动制造业向智能化方向发展,开始探索企业的数字化改造路径。在文山壮族苗族自治州与河南神火煤电股份有限公司共同打造的云南神火铝业有限公司(以下简称“云南神火铝业”),建成云南首家5G+MEC智能化工厂(即5G智能工厂)。5G技术如何为“智能制造”赋能、如何助推云南制造业数字化转型?通过这个5G智能工厂,让我们一起探寻答案。

为何建?

助力传统制造向绿色转型

5G时代,工厂生产大变样。走进云南神火铝业5G智能工厂,占地数千亩的厂区车间内生产秩序井然。与普通工厂的喧嚣和林立的烟囱相比,智能工厂显得冷清许多,只有门口排长队的货车反衬出工厂的忙碌。

成立于2018年的云南神火铝业,是河南神火煤电股份有限公司控股子公司,也是云南绿色电解铝行业的龙头企业。2020年5月,随着国家《有色金属行业智能工厂(矿山)建设指南(试行)》下发,掀起有色金属冶炼企业向自动化、智慧化方向升级的浪潮。

云南神火铝业机器人装卸车间一角。刘宇 摄

近年来,随着我国“双碳”战略持续深入落地落实,各地对碳排放硬性约束增加,越来越多的制造业探索数字化转型和绿色转型,电解铝产业作为高载能行业成为转型必然。在这样的背景下,根据国家统一部署,电解铝产能逐步向以云南为主的绿色水电区转移。

长久以来,云南工业底子薄、基础弱,工业发展形态较低,产品大多处于产业链和价值链底端,急需数字化助力传统制造业向低碳绿色转型发展。

2020年以来,云南神火铝业积极与中国移动、中兴通讯等信息化龙头企业合作,依托国家和云南省有关冶炼企业数字化改造政策契机,围绕生产和管理环节智慧化升级和5G技术的成熟,决定打造5G智能化工厂。

云南神火铝业有限公司党委书记、副总经理刘永俊表示,一方面,通过自动化、智慧化生产设备的建设与投入,在生产线上,特别是一些高危、高温的工作岗位上,使用数字化设备取代人工操作,减少高风险岗位工人数量,既能保证生产安全,又能提高生产精准性和效率;另一方面,智能制造具有优化工业生产各个环节资源配置,提升企业生产与服务的协同性、精准性等显著特征,是激活工业企业创新活力、带动传统企业转型升级的重要力量,这也是云南神火铝业积极打造5G智能工厂的主要原因。

怎么建?

把5G连接到生产办公场景

在数字经济时代,5G为我国制造业的转型升级带来了澎湃数字动力。而5G智能工厂便是充分应用5G通信、大数据云计算、数字孪生等新技术,将5G全连接到生产和办公中,大大提高了企业的发展效能。云南神火铝业5G智能工厂建立之初,充分采用国内外电解铝行业先进的自动化设备,及国际先进的500KA系列大型电解槽型和成熟的脱硫工艺,使用国内外行业最好、最先进的设备和平台,为数字化改造打下良好的基础。

依托信息化企业公网专用专享组网模式,在多方合作下,云南神火铝业打造出基于5G的云、网一体融合企业专网平台,并集合绿色电解铝生产实际需求和生产中的重点、难点,研发了数字孪生可视化平台、5G+中频炉铁溶液视觉分析、5G+传送带裂纹分析检测等技术,目前这些技术已在电解铝行业中投入使用。此外,无人计量及智能物流仓储系统、经营管控系统、人力资源管理系统等正在加快实施。

走进调度中心,在工厂指挥中心视觉平台上,可以清晰地看到各车间布局、生产设备运行数据、生产工艺等画面和数据。“在电解阳极浇铸工艺中,浇铸铁溶液在1400度高温时品质最好。传统测量方法是由经验丰富的老工人,顶着高温通过铝水颜色来判断温度。而建设数字化场景后,通过双色性高温摄像头,就能进行非接触式高温精准测量,并将数据传送至指挥中心视觉平台,再经过专业算法实时控制温度、调整生产,促使阳极浇铸品质提升了15%左右。”云南神火铝业公司数字化工厂板块有关负责人说。

目前,云南神火铝业5G智能工厂已打造7个信息基站,以及MEC边缘计算平台、数据中心机房、园区智能组网、视频监控安防系统、应急指挥管理系统、高清视频会议系统等信息化基础平台和数字化应用设备,并通过5G网络实现泛在连接,将电解铝生产从传统生产和管理中解放出来,实现了高可靠、低时延的工厂数据管理和智慧生产。在显著提高生产效率的同时,也有效降低了运营成本。

云南神火铝业智慧生产数据分析和指挥中心。刘宇 摄

“智”在哪?

自动化运转智能化管控

走进云南神火铝业车间,生产线自动化运转、高危高温高噪声高劳动强度的岗位都用自动化的机器代替人工、数据生产及时采集、不做好防护进入厂区系统会自动报警……数字化全连接的打造,让现代工厂拥有了智慧大脑、精细管家。

据云南神火铝业3号电解铝车间负责人介绍,在高风险的岗位上,通过安装在熔炼炉的特种智慧设备和传感器采集生产数据,上传指挥中心集成分析后,再由工厂级物联网平台向电解槽下达各类生产指令,实现智慧监测和生产。在电解铝铸造车间,记者看到,多条生产线上仅有两三名工人,他们主要完成人工复检和设备维护等工作,其他装卸、出库等繁重体力活全部由机器人完成。“在数字化改造前,一条生产线至少需要12名工人。”一名工人说。

通过自动化设备的投入,不仅减少了生产线上的工人数量,同时,信息化、智能化设备还能在车间工人违章进入危险区域或违章操作时第一时间报警提示,有效减少安全生产事故发生,保障工人人身安全。

依托5G技术,云南神火铝业5G+MEC智能化工厂的建设实现了园区数字化、自动化和智能化转型,成为云南打造工业数字化赋能的示范标杆。2021年,云南神火铝业5G智能工厂项目在全国第四届“绽放杯”5G应用征集大赛标杆赛中获得金奖。2022年,云南神火铝业5G+MEC智能化工厂入选工信部全国工业互联网试点(5G全连接工厂)示范项目,成为国家5G应用商用落地及规模复制标杆,为云南乃至全国冶金工业企业数字化发展探索了可推广复制的有益经验。

今年3月出台的《云南省深化质量提升三年行动方案(2023—2025年)》明确,推进实施5G应用“扬帆”云南行动计划,推动以云计算、大数据、人工智能、工业互联网为代表的新一代信息技术与制造业深度融合,支持行业龙头企业开展智能制造、5G智能工厂试点示范,建设一批智能工厂(车间),加快带动行业企业数字化、网络化、智能化改造。云南神火铝业5G智能工厂为云南强化工业数字化引领,带动5G应用赋能千行百业作出有益探索,也为其他传统制造业企业踏上智能制造之路提供了借鉴。

本刊记者 刘宇

责任编辑:李敏

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