湛江钢铁投用我国首个智慧绿色无人废钢配料运输系统
2024-02-19 09:50:19
2月初，笔者走进世界高效率绿色碳钢制造基地——宝钢股份湛江钢铁，只见一辆无人驾驶新能源转驳自卸车承载着废钢平稳地行驶在废钢循环利用堆场内。由中冶宝钢技术服务有限公司（下称中冶宝钢）开发的我国首个智慧绿色无人废钢配料运输系统根据路况为这辆转驳自卸车提前规划出了最优行驶路线。
在该系统的指引下，这辆转驳自卸车会按所规划的路线先后完成称重、运输，并在无人干预的条件下将废钢卸至规定的配料间。同一时间里，其他转驳自卸车正在废钢堆场内等待工人远程操控抓钢机进行废钢装载。从配料到运输再到卸料，废钢料场内空无一人，工人们在窗明几净的监控室内就能对堆场内的作业状态了如指掌。该系统投用后，可以有效实现远程化废钢装载、智能化路线规划、无人化废钢转驳、绿色化废钢运输、一体化料场管控，促进废钢供应效率提升。
数字化赋能绿色高效冶金
废钢作为一种重要的高载能绿色铁素资源，可大量替代铁矿石原料，有效降低能源消耗，减少矿石开采及环境污染，对实现绿色低碳发展具有重要意义。随着我国短流程炼钢工艺的日趋成熟及炼钢综合废钢比的不断提升，钢铁冶炼对废钢的需求量进一步增长。同时，钢铁企业智慧制造需求不断增加，技术装备和管理水平不断提升，对废钢运输环节提出了智能化、高效化、绿色化的现实需求。
湛江钢铁废钢料场主要承担废钢堆存、检验等功能。炼钢工序需要废钢时，需通过运输车辆将指定品种的废钢转运至配料间进行配料，配料完成后才能作为原料输送至炼钢工序。在此之前，国内外钢铁厂废钢堆场工程机械归堆、装车和转运作业主要依靠人工操作。废钢堆场和驾驶舱属于封闭作业环境，作业过程中产生的大量粉尘对驾驶员身体健康产生危害。同时，生产效率与驾驶员个人素质强相关，较大的工作负荷、较为恶劣的作业环境限制了生产效率进一步提升。
为此，中冶宝钢针对生产环境复杂、人工作业强度大、安全风险高等痛点进行攻关，研发出了我国首个智慧绿色无人废钢配料运输系统，通过无人化转驳车与遥控抓钢机的智能联控作业，实现废钢配料装卸运输过程的无人化、少人化、智慧化，推动生产组织模式优化，将员工从苦、脏、累、险的工作环境中解脱出来，促进效率提升。
在湛江钢铁投用的智慧绿色无人废钢配料运输系统，可使作业人员数量缩减近50%，实现无人化、少人化运行，其路线优化功能可以缩短运输距离，提高运输效率。同时，中冶宝钢对柴油转驳车进行了改造升级，纯电动力驱动可减少化石燃料消耗、降低碳排放，每年可节约标准煤近80吨。
无人化操控促进提质增效
中冶宝钢在湛江钢铁投用的智慧绿色无人废钢配料运输系统，主要由无人转驳车智能调度云平台、转驳车无人驾驶系统、车路协同系统、抓钢机远程驾驶系统、抓钢机调度云平台等组成。各系统密切配合、协调作用，让废钢配料运输无人化、少人化成为现实。
该系统可实现复杂工况条件和恶劣天气条件下的平稳运行。针对湛江钢铁所处区域的自然环境状态，中冶宝钢充分考虑了转驳车无人驾驶系统对高温、降水、大风、高湿度、雷暴等不同天气的适应性，确保车辆在轻度灰尘和震动等较恶劣工况下运行稳定。
应对道路车辆较多等复杂工况，该系统通过无人转驳车智能调度云平台、转驳车无人驾驶系统、车路协同系统等协同配合，实现转驳车安全平稳运行。无人转驳车智能调度云平台是连接地图、作业状态和车辆控制的桥梁，无人驾驶系统通过车端设备能够实时接收地图信息、感知障碍物情况，通过对车身所处位置、周边状态、车辆行驶速度等条件进行综合判断，计算形成最优行驶路线。转驳车无人驾驶系统可对车辆进行全方位环绕感知，通过智能决策技术、车路协同技术、5G通信技术、数字孪生技术实现车辆自动驾驶。车路协同系统利用新一代信息与通信技术，将“云、图、路、车、人”的物理层、通信层、应用层等连为一体，结合无人驾驶系统实现融合感知，辅助决策与控制，从而实现车路协同与自动驾驶体验系统的运行安全和效率提升。“该系统可以自动识别路上行人和车辆，遇到障碍物时，无人转驳车可在0.5秒之内做出判断，主动避让。”中冶宝钢技术人员介绍。
抓钢机远程驾驶系统利用高精度传感器、高清防金属粉尘摄像头，采集目标车辆运动状态和周围画面信息，可在0.1秒内实现高清画面传输。由智能联控驾驶舱发出指令，远程操控抓钢机进行作业。抓钢机调度云平台可实现一台智能联控驾驶舱对多台抓钢机的操作。“任务量较大时，可一键完成抓钢机切换，缩短抓钢机和自卸车的停车等待时间，提高废钢装卸效率。”中冶宝钢第四分公司工程机械大队作业长张一卓说。
同时，该系统可实现全过程数据记录和分析，通过IOC（智慧园区智能运营中心）大屏实时了解车辆状态、路况信息，对实时路况进行高亮显示，实现作业状态的监控监管和对车辆故障的预知、预判和预防，有利于精准实施运维服务，有效降低故障作业率。
抓创新就是抓发展，谋创新就是谋未来。未来，中冶宝钢将依托多年来运营服务30多家钢铁企业所积累的丰富经验，围绕设备状态的预知、预判、预防，现场运行的可视、可控、可管，核心技术的共建、共融、共享，企业管理的互动、互联、互通，建成全流程全产业链冶金智能运营平台，赋能冶金运营服务高质量发展，不断丰富“冶金运营服务因中冶宝钢而不同”的时代内涵。
冠军档案
中冶宝钢智慧绿色无人废钢配料运输系统
生产厂：中冶宝钢技术服务有限公司
概况：中冶宝钢技术服务有限公司研发的我国首个智慧绿色无人废钢配料运输系统，主要由无人转驳车智能调度云平台、转驳车无人驾驶系统、车路协同系统、抓钢机远程驾驶系统、抓钢机调度云平台等组成。通过无人化转驳车与遥控抓钢机的智能联控作业，实现废钢配料装卸运输过程的无人化、少人化、智慧化，推动生产组织模式优化，将员工从苦、脏、累、险的工作环境中解脱出来，促进效率提升。
应用：目前，该系统已在湛江钢铁投用，投用后作业人员数量缩减近50%，实现无人化、少人化运行，其路线优化功能可以缩短运输距离、提高运输效率。同时，该系统对柴油转驳车进行了改造升级，纯电动力驱动可减少化石燃料消耗、降低碳排放，每年可节约标准煤近80吨。该系统可以保障车辆在高温、降水、大风、小雨雪雾、高湿度、雷暴等恶劣天气条件下及在轻度灰尘和震动等较恶劣工况下平稳运行。
来源：中冶宝钢、TNC编辑部整理
