我國砂石骨料行業從粗放式生產到不斷推進現代化、規範化、智慧化程序,經歷了翻天覆地的變化。尚在智慧化起步階段的砂石礦山,雖然仍處於從自動化向數字化過渡的時期,遠未真正實現智慧礦山建設,卻也有自己的優勢所在。起步晚意味著它能夠接觸到更新鮮、前沿的科學技術,更簡潔的開採生產系統更有利於智慧礦山建設。
1956年,“人工智慧”概念首次被提出,此後源於人工智慧研究而誕生的“智慧製造”,目前已在各個行業中出現。2015年,工信部啟動實施“智慧製造試點示範專項行動”,公佈的46個試點示範專案覆蓋了38個行業,從而將“智慧製造”在製造業各個領域加以推廣與應用。現階段,砂石骨料行業在市場競爭的愈發激烈、政策指導下的大產能不斷釋放等因素的影響下,急需轉型升級,“智慧製造”概念也在行業內普及開來,智慧礦山的建設逐漸被提上日程。
在此情境下,深圳市宏申工業智慧有限公司看到了人工智慧技術為傳統行業賦能的廣闊市場前景。作為一家在電子製造領域深耕多年的企業,宏申工業智慧擁有深厚的技術積累和經驗沉澱,攜前沿科技與砂石礦山生產工藝相結合,致力於為業主單位解決無法實時監控生產工藝、產品質量不穩定、成品混料、超粒徑、級配不一致等行業痛點、難點,助力砂石骨料產業早日實現高質量可持續發展。
根據砂石礦山企業當前的實際情況,宏申工業智慧研發推出了由線上粒徑監測裝置、粗骨料粒形級配分析儀以及粗骨料線上自動取料和粒形級配監測一體化裝置組成的“基於人工智慧的粗骨料監測系統”,從而提供良好解決方案。
線上粒徑監測裝置
對產品端而言,礦山生產工藝目前尚缺乏量化指標,沒有直接的粒徑量化監測方式,基本上採用人工方式對產品進行監測和判斷。但“人力有時盡”,人工操作很可能導致無法及時發現破碎機腔型、骨料粒徑產生變化,當篩網破損及篩網溢料情況出現時,也往往做不到及時預警。這將會影響到成品料的質量,對砂石企業造成一定損失,更有甚者還會損傷品牌形象。
而線上粒徑監測裝置可以安裝在破碎機開口下端,透過高速相機實時拍攝輸送線骨料(根據帶速,最快1秒鐘對影象分析計算兩次),以自主研發分割演算法精確測算粒徑,在顯示器上實時更新生成的粒徑變化曲線。倘若安裝在成品皮帶上方(可適應不同帶速、寬度的輸送線),能透過粒徑曲線的變化把控產品一致性,及時發現篩網破損、溢料等現象,對超粒徑骨料、成品皮帶線混料等情況進行預警,避免嚴重生產事故的發生。與此同時,它還能夠反向指導破碎機調整、篩網工藝改進等,助力客戶減工時、減損失、優品牌。
粗骨料粒形級配分析儀
根據實驗室的傳統檢測模式,在將成品樣本取回之後,還需要經歷烘乾、縮分、過篩、稱重、過針片狀儀等流程,整體步驟十分繁瑣,而且在損耗了大量人力和工時的情況下,依然無法保證所有產品均能完成檢測。此外,隨著近年來砂石礦山的規模不斷擴大,其出品量也與日俱增,需要完成檢測的成品數量和次數隨之增多,但該工作性質的實驗員卻越來越不好招。企業急需破解這一難題,粗骨料粒形級配分析儀的出現,則可以提供很好的幫助。
這是一款採用可移動式小車設計,能夠透過三維成像的方式自動測算骨料粒徑的儀器,以骨料粒徑資料統計形成級配曲線,直接輸出骨料質量檢測報告,可代替實驗室的粗骨料質檢員絕大部分工作量。它透過3D測量的方式,能夠更好模擬出產品形態,從而快速準確自動檢測樣品粗骨料級配及針片狀顆粒含量。不但檢測處理速度快、單次樣品透過量大,而且烘乾骨料、潮溼骨料均可檢測,自動生成的質量報表還能直接傳送至資料中心、手機操作端、中控室乃至賣家和質量檢測機構手中,突破了粗骨料級配、針片狀顆粒檢測時間長、不及時、分析檢測頻次低、工作繁瑣、耗費人力的行業難題。
粗骨料線上自動取料和粒形級配監測一體化裝置
按照一貫的方式,透過人工在生產現場皮帶取樣隨後進行實驗分析,不但取樣頻次、工作效率低,樣品少,而且會對車間正常生產造成影響。但粗骨料線上自動取料和粒形級配監測一體化裝置卻無需人工操作,可自動從輸送線抓取足量骨料樣品,自動完成骨料粒徑監測,隨後骨料可迴流到輸送線,不造成任何浪費。
此外,該裝置設計靈活,可適應不同的現場環境;而人工智慧自動監測除輸出級配、針片狀顆粒含量等資訊外,還能整合線上含水率等拓展監測資訊,並提供高效的骨料質量檢測合格質量報告。砂石企業藉助這種方式將各批次產品質量及時分享給下游應用單位,以優質產品來提升品牌形象。同時高品質粗骨料的輸出,可以讓下游單位減少水泥和新增劑的用量,不但節約了成本,還在一定程度上降低二氧化碳的排放量,有利於“碳達峰、碳中和”目標的早日實現。
以上述三款裝置為核心組成的粗骨料監測系統,是當前宏申工業智慧的主推產品,也已經或將即將在部分企業進行實際應用。
湖州新開元碎石有限公司
湖州新開元作為最早使用宏申工業智慧裝置的砂石企業,早在2018年12月就將第一臺線上粒徑監測裝置投入到了現場使用,以此來儘可能避免超規格混料情況的發生,保證其產品出廠品質的一致性。在引入了監測裝置之後,湖州新開元實現了對產品的實時監管,更好保障了高品質砂石骨料的生產,因此將要二次採購宏申工業智慧的產品,透過全生產流程部署粒徑監測系統來把控、量化生產工藝,併為其總結出數字化經驗,形成可複製的生產模型。
浙江交投礦業有限公司
浙交礦業為打造智慧礦山引入了宏申工業智慧的全套監測系統,從2021年3月雙方多次進行溝通確立一期專案的可行性報告,到2021年5月的專案啟動,再至2021年8月裝置驗收之後正式投入使用,從啟動到投產短短3個月時間就完成了旗下舟山大皇山凝灰岩礦砂石骨料專案的裝置搭載工作,實現全面佈局。
基於人工智慧的粗骨料監測系統能夠針對篩網破損、溢料導致的超粒徑,成品混料進行智慧整合檢測,而且透過技術手段可以實施遠端檢測,無需人員巡檢,也不再需要實驗質檢員。裝置不但可以實時監測生產工藝,而且還能形成包含針片狀、超粒徑、級配、含水率等要素在內的專業級線上分析報表,從而幫助浙交礦業及時掌握各類資訊,遠端完成礦山巡檢,大大地降低了人力成本,使整個生產過程也更加便捷、準確。
陝西煤化新材料集團有限責任公司
陝西煤化新材料集團有限責任公司出於超規格料的監控、更多頻次得取樣檢測、節省實驗室人工物力等方面的考量,將在涇陽縣口鎮土地岔一期年產500萬噸建築骨料專案中應用宏申工業智慧的系統,並且試驗點的一些資料將會用到二期年產1500萬噸骨料生產線上去。
除此之外,惠東嘉華材料有限公司、重慶恆昇大業建築科技集團有限公司等眾多砂石企業也表現出對“基於人工智慧的粗骨料監測系統”的興趣,中南院、中新材等專業機構單位也對宏申工業智慧的產品給予充分認可。
與區域內標杆性企業達成合作,打造樣板示範點,吸引砂石行業同仁關注從而更好的進行產品推廣,是現階段宏申工業智慧正在進行的市場策略。下一階段,宏申工業智慧會著眼於細骨料監測系統,目前已經研發出了只限於實驗室的工程樣機,技術成熟之後就將正式推出。