礦山用上5G,遠程採礦就像打電玩
說到採礦,你會想到怎樣的畫面?礦工頭戴安全帽,身穿勞動衣,在黑黢黢的山坡或洞穴裡揮舞著鐵鎬,堅硬的石頭被一塊塊剝落,塵土像海洋,礦工淹沒在細小的粉末顆粒中……
在攀枝花朱蘭鐵礦,記者見到的是這樣的場景:礦山上採礦的不是人,而是一台台無人鏟車,順著山體開挖,機械手臂絲毫不輸人的靈活。
靈活度和精准性是如何實現的?“你以為是機器自動化,其實都是人在遠程操縱。”攀鋼集團礦業有限公司企業管理部部長黎一冰賣了個關子,帶著記者來到3公裡外的遠程操控中心。
一開門,記者以為來到員工活動中心,3台酷似電玩城飛車游戲的設備依次排開。走近了才發現,工人不是在玩飛車游戲,而是在遠程操縱礦山鏟車。隻見工人師傅手握操縱杆,對著屏幕上的礦山一頓“猛攻”,抓取、轉向、放置……礦石不一會兒就堆滿了礦車。依托高帶寬、低時延的5G專網和現場多個高清攝像頭,可在大屏幕上清晰掌握礦區現場動態。
2021年,中國移動啟動與攀鋼的5G採礦無人化改造合作,朱蘭鐵礦成為國內冶金礦山領域最早應用5G遠程採礦的礦山之一。
“電玩車”指揮採礦車,遠程採礦延時不到0.02秒
“剛開始總覺得有點不真實,用了幾次發現,跟在礦山現場一模一樣。”10月9日,攀鋼集團操作員姚仕建駕駛著他的“電玩車”,左右打了幾下方向盤,又搖晃了幾下操縱杆,熟練地將礦石從礦堆中鏟取出來,放置到運輸卡車箱體內。
“電玩車”是真實礦山鏟車的復刻版,一比一仿真還原鏟車的駕駛操作室。唯一的區別是用屏幕取代了實景。它的可視界面,由四塊顯示器連接而成。左邊兩塊顯示器,模擬人的左右眼,顯示著鏟臂的位置﹔右邊兩塊顯示器,顯示著鏟車周邊環境的180度監控信息。
視頻遠程操作最大的困難是信號卡頓和延時,就像打視頻電話,兩個人對話總沒有面對面的順暢。如果姚仕建發出指令,遠程的機械手臂沒有及時作出反應,不僅影響工作體驗,還可能誤導操作員引發事故。
從高清攝像頭實時拍攝的礦山畫面中,記者觀察著姚仕建一次次的抓取工作,對比他眼前的屏幕,鏟車機械臂運動軌跡基本重合。“這就是5G的優勢所在。”中國移動四川攀枝花分公司相關負責人說,整套系統將操作信號的平均時延保持在20毫秒(0.02秒)。這意味著,姚仕建在這邊發出操作信號后,朱蘭鐵礦上的鏟車在0.02秒后就會作出相應反應,操作與響應幾乎完全同步。
5G雖然快,但要把延時控制在0.02秒內,仍然是個挑戰,為此,項目組整整花了3個月攻關。按照車、鏟、鑽通信需求和工作位置進行建模,設計最能滿足需求的5G基站位置和網絡優化參數,確保空口時延最優﹔專門鋪設環繞礦區的光纖環路,確保光傳輸穩定可靠﹔將5G核心網用戶端口功能下沉部署到礦區邊緣數據中心,避免數據在公網繞行﹔遠程操控中心直連邊緣數據中心,確保鏈路最短,帶寬最優。黎一冰說,“該項目不同於以往的技術改良,而是一種顛覆礦山行業的新生產方式。”
工人“灰領”變“白領”,無人化帶動礦山效益提升超10%
“以前礦工是個苦勞力,現在成了香餑餑。”攀鋼集團礦業有限公司朱蘭鐵礦分公司採運作業區電鏟大班副大班長吳丹是擁有30年工齡的老礦工。剛工作時,他和工友們上山挖礦,隻有一把鐵鏟﹔后來有了採礦車,就像挖掘機,省力,但工作環境仍然艱苦。
近年來,礦山安全生產和環境改善成為朱蘭鐵礦的重點工作。去年11月,隨著5G採礦系統和設備投用,吳丹坐進操控室,再也不用風吹日晒。他開玩笑說自己從“灰領”變成“白領”。
工作環境改善了,生產效率也大幅提高。曾經“傻黑粗”的礦山,搖身一變成了“智綠精”。無人化系統的升級,預估為攀鋼礦區帶來10%以上綜合效益的提升。不僅如此,這套方案還將帶來5%以上能耗下降。
無人化讓這家傳統企業嘗到甜頭,5G應用不僅在礦山,攀鋼還將其引入車間。攀鋼的釩氮合金生產車間裡,通過5G高帶寬、低時延優勢,整個車間實現吊車無人化、產線物流自動化,打造了國內首條數字化釩氮合金生產線,綜合工作效率提升20%。
“5G助力,未來無人化還有廣闊應用空間。”中國移動四川攀枝花分公司相關負責人介紹,地下礦的無人開採及無人火車的鐵礦運輸方案,都是下一步打算進行升級的方案。(四川日報全媒體記者 寇敏芳 唐子晴)
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