隨著國務(wù)院發(fā)布實施《中國制造2025》,并將智能制造作為主攻方向。各個制造企業(yè)根據(jù)《中國制造2025》的綱要及精神，相繼提出了自己的智能制造(或智慧制造)規(guī)劃。各個制造企業(yè)也根據(jù)自己公司的情況，實現(xiàn)智慧制造項目改造。鋼鐵企業(yè)作為自動化程度高，技術(shù)含量高的企業(yè)，也紛紛以建立智能示范工廠(車間)為目標(biāo)，進(jìn)行智能化的升級改造。其中，在起重機(jī)方面，大部分鋼鐵企業(yè)在熱軋、冷軋庫區(qū)無人化為試點，進(jìn)行起重機(jī)的智能化改造，液態(tài)熔融金屬起重機(jī)智能化改造較少。

1、梅鋼煉鋼廠智慧制造起重機(jī)規(guī)劃

梅鋼煉鋼廠根據(jù)寶鋼以及梅鋼的智慧制造規(guī)劃及要求，制定了煉鋼廠智慧制造“三化五中心”規(guī)劃藍(lán)圖，牽涉到起重機(jī)的“行車及物流控制中心”是其中的一個重要“中心”。將鋼廠的行車按照工藝分為“三類”行車：主線作業(yè)行車(吊運(yùn)液態(tài)熔融金屬行車)、輔助生產(chǎn)行車、檢修行車。根據(jù)規(guī)劃，主線行車實現(xiàn)基于自動巡航的遠(yuǎn)程中央集控，輔助生產(chǎn)行車實現(xiàn)與區(qū)域設(shè)備相結(jié)合的區(qū)域集控。通過行車更新項目和智能化改造項目的建設(shè)實施，最終實現(xiàn)全廠行車“無人操作，有人監(jiān)控”的目標(biāo)。通過無線網(wǎng)絡(luò)平臺和行車集控中心平臺的搭建，最終實現(xiàn)所有行車監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)。建立鐵水、廢鋼、鋼水、板坯等行車物流管理系統(tǒng)，形成“行車及物流控制中心”。

2、梅鋼煉鋼廠液態(tài)熔融金屬起重機(jī)智能化探索與實踐

（1）液態(tài)熔融金屬起重機(jī)簡介

梅鋼煉鋼廠一煉鋼區(qū)域共配有37臺起重機(jī)，其中吊運(yùn)液態(tài)熔融金屬的起重機(jī)7臺；二煉鋼區(qū)域共配有23臺起重機(jī)，其中吊運(yùn)液態(tài)熔融金屬的起重機(jī)5臺。改造前，起重機(jī)均為孤立系統(tǒng)，沒有與地面設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，操作方式為聯(lián)動臺手動操作，傳動系統(tǒng)均采用變頻控制，控制系統(tǒng)為PLC。除起升機(jī)構(gòu)有定位外，其它機(jī)構(gòu)均沒有定位系統(tǒng)，起重機(jī)上面的空調(diào)，潤滑等均為獨立系統(tǒng)。

（2）液態(tài)熔融金屬起重機(jī)智能化探索

煉鋼廠液態(tài)熔融金屬起重機(jī)(吊運(yùn)鐵、鋼水的行車)為煉鋼廠的主作業(yè)線行車，是煉鋼廠物流輸送的主要工具。在進(jìn)行這類起重機(jī)的智能化改造時需要考慮以下幾點：

• 由于是吊運(yùn)液態(tài)熔融金屬，而且地面還有不少工序，如脫硫，精煉等，因此安全要求高，必須要保證絕對安全；
• 主線行車的作業(yè)繁忙，因此要求自動運(yùn)行的作業(yè)效率不能低于人工操作的作業(yè)效率；
• 液態(tài)熔融金屬起重機(jī)的智能化改造，為梅鋼首創(chuàng)，沒有相關(guān)的經(jīng)驗可以參考。

梳理現(xiàn)場操作過程中碰到的問題，以問題為導(dǎo)向，進(jìn)行液態(tài)熔融金屬起重機(jī)的智能化規(guī)劃，并結(jié)合港口行業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗和技術(shù)。煉鋼廠液態(tài)熔融金屬起重機(jī)的改造按照由易到難的原則，分步實施。首先在生產(chǎn)節(jié)湊不緊的一煉鋼進(jìn)行試點改造，分別依托18號行車改造項目(第一代)和11、12號行車改造項目(第二代)進(jìn)行液態(tài)熔融金屬起重機(jī)的智能化改造。在第、第二代智能化液態(tài)熔融金屬起重機(jī)改造完成，并運(yùn)行穩(wěn)定后，再在二煉鋼區(qū)域主線行車實現(xiàn)智能化升級改造。每一代的智能化行車聚集的核心技術(shù)均不一樣，結(jié)合梅鋼的實際情況，以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，來確定每一代的核心技術(shù)。

第一代智能化液態(tài)熔融金屬起重機(jī)

梅鋼煉鋼液態(tài)熔融金屬起重機(jī)智能化起步于2017年。依托18號行車整體更新改造(建設(shè)項目名為梅鋼煉鋼廠22號行車更新改造)項目，提出基于安全路徑的“自動巡航”技術(shù)為智能化的核心要點。并增加了三維定位，自動防搖，視頻聯(lián)動，整車集控，數(shù)據(jù)統(tǒng)計等技術(shù)?？紤]到第一次實現(xiàn)此類的智能化改造，沒有任何可以借鑒的經(jīng)驗，第一代技術(shù)僅僅考慮在空中實現(xiàn)一鍵“自動巡航”。掛包和座包均采用人工操作。項目于2017年6月開始建設(shè)，18號行車位于一煉鋼鋼水接受跨。地面有1LF爐東西工位，2LF爐東西工位，1RH東西工位，2RH東西工位，1號、2號、3號轉(zhuǎn)爐出鋼線，1號、2號連鑄機(jī)等工位。2018年3月第一代智能化液態(tài)熔融金屬起重機(jī)投入運(yùn)行，成為國內(nèi)第一臺智能化的液態(tài)熔融金屬起重機(jī)。減輕了操作工的操作強(qiáng)度與難度，提高了行車操作的安全性能，實現(xiàn)了冶金液態(tài)熔融吊智能化“0”的突破。目前18號行車的自動巡航的比例達(dá)到80%以上。

第二代智能化液態(tài)熔融金屬起重機(jī)

位于一煉鋼出鋼跨的11、12號行車更新改造，在第一代智能化行車已實現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上，通過不斷創(chuàng)新，追求突破。并針對11、12號行車的工作實際情況，提出了在實現(xiàn)“自動巡航”的基礎(chǔ)上，基于“視頻隨動”的“自動掛包”技術(shù)。并具備了視頻隨動、一鍵掛鉤、智能溫控、智能調(diào)度、智能點檢、語音播報、工序接力、電子圍欄、指紋視頻開待機(jī)識別、人員行為狀態(tài)識別等功能。

“自動掛包”是當(dāng)起重機(jī)根據(jù)指令“自動巡航”到起吊位置，并根據(jù)地面PLC發(fā)的地面車輛準(zhǔn)確位置，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。攝像頭根據(jù)工序的位置，自動調(diào)整角度和聚焦掛鉤。實現(xiàn)一鍵自動掛包，自動掛包過程中，在關(guān)鍵位置，如：起吊位置等。前期由地面人員發(fā)送安全確認(rèn)信號到車上，駕駛?cè)藛T通過車上視頻實時監(jiān)控掛鉤過程，出現(xiàn)異常緊急停止。

為了使起重機(jī)更加智能化，在11、12號行車上增加了不少的人工智能功能。如：駕駛?cè)藛T的狀態(tài)識別，可以識別駕駛?cè)藛T的工作狀態(tài)，當(dāng)駕駛?cè)藛T上班打瞌睡，接聽手機(jī)等時，會自動語音提醒。指紋及人臉識別開機(jī)，為防止行車的誤動作，行車啟動前均需要指紋或者人臉識別后，才能送電，運(yùn)行。智能溫控，自動根據(jù)季節(jié)設(shè)定電氣室的空調(diào)溫度，并根據(jù)電氣室的溫度，濕度以及變頻器的內(nèi)部溫度，判別凝露指數(shù)，一旦有凝露報警，自動調(diào)節(jié)空調(diào)溫度，防止凝露。電子圍欄，根據(jù)地面的所有設(shè)備三維坐標(biāo)，設(shè)定電子圍欄，防止由于誤操作(手動操作)導(dǎo)致吊物碰撞地面構(gòu)筑物。

梅鋼煉鋼11、12號行車2018年9月開始建設(shè)，2019年3月投用，進(jìn)一步釋放操作勞動力，提高操作安全，實現(xiàn)“操作崗”向“監(jiān)控崗”轉(zhuǎn)變。

第三代智能化液態(tài)熔融金屬起重機(jī)

在前兩代的基礎(chǔ)上，通過梅鋼二煉鋼區(qū)域的主線行車進(jìn)行智能化改造項目實現(xiàn)。第三代智能化液態(tài)熔融金屬起重機(jī)以“遠(yuǎn)程操作”為核心，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)，建成煉鋼“行車及物流中心”,并重點開發(fā)行車的“一鍵加料操作”功能。基于視覺識別的掛鉤自動識別和鐵、鋼包的位置確認(rèn)，和基于UWB的人員行車禁區(qū)的自動識別，基于PRFiSafe網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)和基于人工智能的“遠(yuǎn)程運(yùn)維”系統(tǒng)。將進(jìn)一步提升行車操作人員的舒適度，進(jìn)一步提高作業(yè)效益和勞動效率，同時提升行車的操作安全和本質(zhì)安全。目前梅鋼煉鋼的第三代智能化液態(tài)熔融金屬起重機(jī)正在建設(shè)過程中。

3、結(jié)論

雖然梅鋼煉鋼廠的液態(tài)熔融金屬起重機(jī)的智能化已經(jīng)邁出了一大步，從第一代時的艱難起步，實現(xiàn)空中運(yùn)行的“自動巡航”。到第二代的稍有成就，實現(xiàn)了部分工序的自動掛包。液態(tài)熔融金屬起重機(jī)的智能化還有很長的路要走，現(xiàn)在梅鋼第三代智能化液態(tài)熔融金屬起重機(jī)正在建設(shè)中，需要解決的技術(shù)問題也不少，如：網(wǎng)絡(luò)的丟包率，視頻的延時，掛鉤的自動識別等。智能化過程中要考慮到既要降低操作人員的勞動強(qiáng)度，提高操作的舒適度，又要滿足AQ7011—2018(高溫熔融金屬吊運(yùn)安全規(guī)程)規(guī)定。