圖為晉南鋼鐵正在運行的鐵水罐車。
丁衛國 荀志偉
在鋼鐵企業的生產中，鐵水罐扮演著至關重要的角色，它承載著高溫液態鐵水，穿梭于煉鐵與煉鋼工序之間，是連接高爐和轉爐這兩大關鍵設備的“運輸使者”。晉南鋼鐵深知其重要性，但以往傳統的鐵水罐調度方式存在諸多難題，這也成為了企業尋求變革、研發鐵水罐智能調度系統的起點。
過去，晉南鋼鐵和眾多鋼鐵企業一樣，在鐵水罐軌道運輸調度方面，多采用機車牽引配合人工調度的方式，手工進行數據統計，人工維護管理鐵水罐和運輸設備，人力成本居高不下。并且，在人工計量時，難以對鐵水的重量、溫度、成分等數據進行全面跟蹤記錄，全憑經驗把控生產過程，精細化管理更是無從談起，這就導致生產效率低下，數據的準確性、一致性和及時性都難以保證。
更為嚴重的是安全問題，人工無法對鐵水包全面測溫，不僅浪費耐熱材料，而且一旦出現疏忽，有可能出現鐵水溢出等危險情況。當現場人員繁雜時，人員監管容易被忽視，生產安全時刻面臨威脅。這讓企業深刻意識到傳統調度方式必須改變了。
面對這些痛點，晉南鋼鐵決心開啟鐵水罐智能調度系統的研發之旅。
在研發過程中，晉南鋼鐵確定了清晰明確的總體建設目標，那就是實現鐵水從高爐到轉爐整個生產過程的全自動化、智能化管理。利用5G+MEC（移動邊緣計算）的大帶寬、低時延無線網絡，降低人工參與度，提高生產效率，達成降本增效的效果，同時實現生產過程精細化管理，讓生產計劃可執行、生產數據可追溯，實現工業化與信息化深度融合。
為了實現這些目標，技術團隊精心設計了實施方案：先是給每個鐵水罐貼上兩個耐高溫RFID（射頻識別技術）標簽，每個標簽有著唯一與鐵水罐號一致的ID號，用于精準識別和身份認證；在軌道的接鐵水入口處、檢化驗平臺下都裝有2個RFID讀寫器，通過射頻自動識別標簽獲取罐號；罐蓋狀態監控也沒落下，每臺過跨車安裝4個限位開關，檢測罐蓋開合是否到位，并借助5G技術把信息傳至罐車跟蹤系統畫面。
不僅如此，利用5G+MEC的低時延特性，鐵水罐車實現了接鐵水、合蓋、行走、揭蓋等過程全部自動化，現場無需人員操作監視，這可是一大創舉。每臺過跨車還安裝行程編碼器，每條軌道安裝校零開關，行程編碼器與車輪傳動軸連接，獲取距離信息后通過5G實現位置實時跟蹤。在產量統計方面，通過讀取軌道衡地磅數據記錄軌道衡產量，讀取天車實時稱重數據取穩態平均值來記錄天車產量數據。
同時，為保障通信的穩定可靠，采用了無線AP（中繼器）和5G兩套無線通信系統，兩條路徑互為保護。聯通5G工業網關、工業AP客戶端等設備協同配合，將鐵水車上各類數據傳送給集控室，實現了遠程操控。
經過不懈努力，晉南鋼鐵鐵水罐智能調度系統成功上線運行，也隨之產生了顯著的效益。
在生產效率方面，以往現場調度每班需要多人，如今每班只需一人就可以輕松應對，大大減少了人力投入。所有鐵水產量統計告別了手工方式，實現了產量、溫度、成分等數據自動采集、匯總、傳輸，為生產決策提供了及時、準確的依據。比如，以前統計一爐鐵水的數據可能需要花費半小時甚至更久，現在短短幾分鐘就能精準獲取并傳輸到相關系統，讓生產節奏明顯加快。
從安全角度來看，該系統的智能防撞功能發揮了大作用。鐵水罐在煉鋼廠吊裝時，系統自動進行行為跟蹤，一旦有碰撞周邊建筑物等潛在危險，就會及時發出安全預警，安全系數大幅提升。以前工人們總是擔心吊裝過程中出現意外碰撞，現在心里踏實多了。
在精細化管理上，該系統可以實時獲取鐵水罐位置及狀態，包括罐蓋位置等，在系統畫面上還能直觀顯示行車記錄、車輛速度、在途的鐵水信息以及預計到達時間等，實現了整個生產過程的可視化管理。同時，實現對鐵水罐的全生命周期管理，維護保養信息、維修信息、使用次數等都一目了然，方便企業更好地安排鐵水罐的使用和維護計劃。
更值得一提的是，該系統軟硬件符合工業標準，可靠性極高，哪怕二級系統出現死機、重啟等情況，也絲毫不會影響生產。其完備的安全保障體系，確保了系統應用、數據以及與其他系統對接的安全性，有力地支持了業務發展，服務器、系統軟件及數據平均無故障時間（MTBF）長于365天，真正做到了穩定可靠、持續運行。
因其優異的應用效果，晉南鋼鐵鐵水罐智能調度系統入選工信部“2021年移動物聯網應用優秀案例”名單，是山西省唯一入選項目。
【編·語】
在晉南鋼鐵于2020年開啟鐵水罐智能調度系統研發的時候，行業內成功的模式和應用較少，所以在該項目的設計研發過程中，晉南鋼鐵做了大量基礎性和開創性的工作。結合鋼鐵行業的特點，晉南鋼鐵進行了大量的實際調研、測試和設備選型工作，不斷優化設計方案。其最大的亮點是在沒有可借鑒經驗的前提下，較早應用了5G技術，實現產量、溫度、成分數據自動采集、匯總、傳輸，為生產決策提供了及時、準確的依據。
該調度系統的成功研發與應用，是鋼鐵行業智能化轉型的一個生動案例，不僅讓晉南鋼鐵在降本增效、安全生產等方面邁出了堅實步伐，也為整個鋼鐵行業探索智能化調度提供了寶貴的經驗，有望實現在鋼鐵行業復制推廣。
《中國冶金報》（2024年12月03日 04版四版）
