5G智慧工厂 助电解铝行业“蝶变”

　　在云南省文山州富宁县的云南神火铝业有限公司，5G智慧工厂整体架构已基本建成，电解铝行业生产的部分难点得到有效解决。

　　5G赋能

　　偌大的厂区，除了整齐的楼宇厂房和横跨各厂房、车间的“空中走廊”，几乎见不到工人。进入工厂办公楼、监控室等区域，才看到屈指可数的几个人。

　　走进空压机房，嗡嗡嗡的噪音响个不停。在这样的生产环境中，5G网络的优势立刻凸显出来，这里通过机器视觉实现自动化读取空压机仪表数据，并利用5G的超大上行宽带同步回传到监控室，实现数字化集中监控、系统自动报警提示。机器抄表取代了人工现场抄表，不仅提高工作控制管理效率，还保障了企业生产安全。

　　在堆垛天车作业车间，只见天车起重的机械臂一次抓取10个原料包，从A区域抓取后再运送堆放到B区域，两个区域相隔50米，整个过程3分钟左右就可完成。庞大的起重器械由工程师遥控操作，实现几乎零误差。“过去，一车料由人工卸装要花费半个小时的时间，现在码垛机器人几分钟就能完成。”云南神火铝业有限公司智慧工厂办公室主任王攀说。

　　“在我们厂里，能用机器的工作就不用工人，能自动化操作的绝不用手工操作。”王攀介绍，云南神火铝业项目于2019年开始生产，年产电解铝90万吨。从土建到设备生产线，其自动化程度在行业中首屈一指。

　　作为西南地区一家主要的电解铝生产商，云南神火铝业90万吨绿色水电铝材一体化项目，是国家电解铝产能置换转移政策与云南省利用丰富水电资源打造“绿色能源牌”相结合的结果，也是神火集团依据国家政策，采用从河南转移到云南的内部产能转移方式，在云南省富宁县投资兴建的绿色、低碳、清洁、可持续发展项目。

　　据介绍，同样是年产90万吨电解铝的生产规模，此前在河南时需要8000名工人；项目搬到云南富宁后，通过5G智慧化工厂建设，大量使用码垛机器人、巡检机器人、抄表机器人、动力天车等智能设备，使得用工人数锐减，现在全厂只需2000人。

　　“黑科技”处处可见

　　在云南神火铝业有限公司，还有很多地方也实现了智能化操作。

　　监控中心实现了全厂智能高效管理。巨大的显示屏上，可以清晰看到各个子系统接入的实时监控画面，以及3D厂区实时动态仿真展示，通过多系统协同、多路高清监控视频实时回传，实现全厂实时监控。同时，支持信息发布和应急指挥。

　　封闭的物料传送带实现了跑偏裂纹视觉监测。在封闭传送管道中，安装了视频采集设备，包括工业红外线扫相机、镜头、光源，协同自动清洗、灰尘铝屑处理，对管道中的传送带表面进行实时扫描分析，通过5G网络传送到机器视觉平台进行人工智能计算。当皮带出现裂纹时，会及时发出警报，通知相关人员第一时间进行处置。

　　中频炉铁溶液实现了1400摄氏度精准分析。安装了工业相机后，运用专业数字双色性高温摄像头，对熔炉进行非接触式高温测量，通过5G网络传送至机房内的机器视觉平台，再通过机器视觉平台进行人工智能计算，实时显示铁水温度，做到精确控温，确保铁溶液在1400摄氏度的最佳温度下出炉。

　　“基于5G的光纤应变温度监测系统，还实现了电解槽漏液分析。”王攀说，通过光纤应变测温系统结合5G接入能力，实现了超长时间零下180摄氏度到350摄氏度高温、恶劣环境，以及超高密度终端传感器的接入，解决了原有通讯模式下无法实现的超高密度终端接入、布线困难等难题。

　　另外，通过5G室内高精度定位，能够及时发现工人所在工位是否处于危险区域，发现危险则立即报警。

　　树立行业标杆

　　王攀说，提高资源利用率，探索实现精准管理、闭环自动控制，以及生产智能化，已经成为电解铝行业转型发展的当务之急。

　　2020年6月，云南神火铝业与中国移动云南公司共同启动智能化示范工厂项目建设。根据项目规划，在安全生产管理智能化、生产制造控制智能化、物流仓储智慧化、园区管理智慧化等方面打造一系列有特色、高标准的信息化体系及创新应用，形成以机器助人、机器强人、机器换人为目标的战略格局，逐步摆脱有色金属冶炼行业自动化、智能化难落地的局面。

　　中国移动云南公司文山分公司集团客户部副总经理曾云昱介绍，该项目目前已建成一个数据中心，两个应用平台即工业互联网平台和数字孪生中台，以及五个应用场景。

　　王攀说，引入5G应用建设智慧工厂后，该公司在安全生产及产品质量方面有了大幅提升。5G电解槽漏液监测及能耗分析投产后，结合工厂优化管理，满产投产后每年可节约直流电耗9000万度；5G高温铁溶液视觉精准分析，提升了电解阳极铸造工艺，使阳极铸造品质提升了15%；5G传送带管廊裂纹分析，减少安全事故发生，优化生产效率，同时减少安全巡检员2名；5G+MEC天车集中远程操控，减少天车资源争夺情况发生，节约了60%的人力成本。

　　业内人士认为，云南神火铝业5G智慧工厂已形成5G网络集成服务、综合设备等多种模式，形成了有色金属冶炼行业可复制、可借鉴的精准云网建设思路。