智能化提升銅冶煉本質(zhì)安全水平的應(yīng)用實(shí)踐

劉序磚

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

貴溪冶煉廠（以下簡(jiǎn)稱貴冶）屬于有色金屬冶煉行業(yè)，是一家主要從事銅冶煉生產(chǎn)的企業(yè)，采用的是世界先進(jìn)的閃速熔煉技術(shù)。從建廠初期工廠便秉承通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)安全生產(chǎn)的思路來(lái)提升提升本質(zhì)安全水平，從跟本上去消除事故隱患。在新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域取得新突破，基于信息物理系統(tǒng)的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領(lǐng)制造方式變革［1］的大背景下，智能制造興起，《中國(guó)制造2025》遠(yuǎn)景規(guī)劃出臺(tái)。為了緊跟時(shí)代步伐，工廠開(kāi)啟了推進(jìn)智慧冶煉模式的新嘗試、新探索。也正是在這樣的追求下，工廠在2016年被確定為國(guó)家銅冶煉智能工廠試點(diǎn)示范企業(yè)，隨即便開(kāi)啟了智能化工廠建設(shè)的新征程。從現(xiàn)狀調(diào)查分析、方案研究制定以及推進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施等各環(huán)節(jié)都把安全生產(chǎn)作為其中的重要內(nèi)容加以考慮、策劃實(shí)施，截止目前，已有一大批智能化項(xiàng)目相繼投入運(yùn)行，為進(jìn)一步提升工廠本質(zhì)安全水平提供了有力支撐和很好的經(jīng)驗(yàn)借鑒，同時(shí)，對(duì)改善和提升銅冶煉企業(yè)的本質(zhì)安全也提供了一些可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

2 應(yīng)用智能化技術(shù)解決安全生產(chǎn)領(lǐng)域問(wèn)題的必然趨勢(shì)

2.1 當(dāng)前安全生產(chǎn)形勢(shì)的必然要求

隨著安全生產(chǎn)法律法規(guī)立法要求的日趨嚴(yán)格，問(wèn)責(zé)追責(zé)力度的不斷加大，企業(yè)將難以承受事故處罰以及事故停工停產(chǎn)所帶來(lái)的損失，迫切需要尋找和利用先進(jìn)技術(shù)來(lái)提升防范和化解安全風(fēng)險(xiǎn)的能力。國(guó)家也從強(qiáng)化安全生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用方面提出了一些指導(dǎo)性意見(jiàn)。2014年修訂的《安全生產(chǎn)法》第十五條規(guī)定“國(guó)家鼓勵(lì)和支持安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)研究和安全生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)的推廣應(yīng)用，提高安全生產(chǎn)水平”［2］，從立法層面提出了明確的要求；國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于印發(fā)安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃的通知》（國(guó)辦發(fā)〔2017〕3號(hào)）明確提出“在冶金企業(yè)、涉危涉爆場(chǎng)所推廣高危工藝智能化控制和在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控”和“在高危行業(yè)領(lǐng)域?qū)嵤畽C(jī)械化換人、自動(dòng)化減人’，推廣應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人、智能裝備等”［3］的要求，為安全生產(chǎn)領(lǐng)域推行智能化技術(shù)應(yīng)用指明了方向。因此，無(wú)論是從國(guó)家政策層面上的要求，還是從企業(yè)自身發(fā)展的實(shí)際需要出發(fā)，應(yīng)用智能化技術(shù)解決安全生產(chǎn)領(lǐng)域問(wèn)題成為一種必能趨勢(shì)。

2.2 智能化技術(shù)發(fā)展的必然要求

2015年5月國(guó)務(wù)院印發(fā)了《中國(guó)制造2025》提出“要加快推動(dòng)新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向。依托優(yōu)勢(shì)企業(yè)，緊扣關(guān)鍵工序智能化、關(guān)鍵崗位機(jī)器人替代、生產(chǎn)過(guò)程智能優(yōu)化控制、供應(yīng)鏈優(yōu)化，建設(shè)重點(diǎn)領(lǐng)域智能工廠/數(shù)字化車間”［1］，已經(jīng)將智能化技術(shù)推廣應(yīng)用列入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略；2016年12月工信部發(fā)布了《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》，明確了試點(diǎn)示范的目標(biāo)：“到2020年，建成300個(gè)以上智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目，遴選確定150個(gè)以上智能制造標(biāo)桿企業(yè)”［4］，將銅冶煉智能工廠建設(shè)列為試點(diǎn)示范范圍，貴冶有幸被國(guó)家工信部審核通過(guò)成為銅冶煉行業(yè)首家試點(diǎn)示范項(xiàng)目。因此，有了國(guó)家戰(zhàn)略層面的統(tǒng)籌安排以及銅行業(yè)試點(diǎn)示范的先行先試，為智能化技術(shù)的應(yīng)用、儲(chǔ)備創(chuàng)造了良好的條件，相信未來(lái)智能化技術(shù)應(yīng)用于銅冶煉企業(yè)的發(fā)展是大勢(shì)所趨。

3 智能化技術(shù)在銅冶煉行業(yè)安全生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的實(shí)踐

3.1 前期的調(diào)查研究

貴冶在被確定為銅冶煉智能工廠試點(diǎn)示范企業(yè)后，為了積極推動(dòng)工作開(kāi)展，成立了專項(xiàng)工作領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)具體的工作小組負(fù)責(zé)推進(jìn)工作實(shí)施。其中，就把安全環(huán)保作為智能工廠建設(shè)六大板塊之一著手開(kāi)展調(diào)查研究工作。著重從安全生產(chǎn)管理信息化、安全智能監(jiān)控、智慧交通、智能消防以及智能化項(xiàng)目建設(shè)等方面展開(kāi)前期的調(diào)查研究工作，為實(shí)施方案的確定和可行性研究提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，也正是因?yàn)橛泄S前期建設(shè)項(xiàng)目的高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和原有信息化建設(shè)的基礎(chǔ)條件，為智能化技術(shù)應(yīng)用的可行性，創(chuàng)造了條件。通過(guò)綜合分析工廠現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，確定從管理信息化智能化和設(shè)備裝備智能化兩個(gè)主攻方向明確具體的實(shí)施方案，并通過(guò)聘請(qǐng)相關(guān)智能化建設(shè)方面的專業(yè)團(tuán)隊(duì)合作共同推進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施，為項(xiàng)目實(shí)施的可行性提供了技術(shù)保障和技術(shù)支持。

3.2 推進(jìn)安全管理信息化、智能化建設(shè)

3.2.1 完善安全管理信息化

安全管理信息化是安全工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，工廠先后建立了安全環(huán)保統(tǒng)計(jì)、勞動(dòng)防護(hù)用品發(fā)放等多個(gè)信息化工作平臺(tái)，解決了一些安全管理問(wèn)題，但存在操作平臺(tái)多、僅限于安全環(huán)保管理人員使用等不足，沒(méi)有有效實(shí)現(xiàn)信息共享，導(dǎo)致了信息孤島。為了進(jìn)一步完善安全管理信息化工作，工廠在推進(jìn)智能工廠建設(shè)初期便統(tǒng)一部署，系統(tǒng)規(guī)劃，按照“構(gòu)建智能工廠系統(tǒng)框架，打造集中集成一體化的信息系統(tǒng)平臺(tái) ，消除信息孤島”的工作思路，著力打造統(tǒng)一的信息化管理系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)信息化平臺(tái)的整合和數(shù)據(jù)平移，形成了以智能工廠信息化管理平臺(tái)為基礎(chǔ)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，打通了信息不共享的弊端。在統(tǒng)一的信息化管理平臺(tái)的基礎(chǔ)上，按照職能管理分六大基礎(chǔ)管理模塊實(shí)施信息化平臺(tái)建設(shè)，其中安全環(huán)保作為重要內(nèi)容之一進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)。同時(shí)，在充分梳理工廠安全管理原有的信息化管理平臺(tái)和從滿足當(dāng)前安全管理的實(shí)際需要出發(fā)，按照模塊化的建設(shè)思路，從安全管理基礎(chǔ)信息、事故隱患排查治理、特殊作業(yè)審批管理、安全環(huán)保統(tǒng)計(jì)、勞動(dòng)防護(hù)用品審批發(fā)放等方面著手推進(jìn)智能工廠安全管理信息化平臺(tái)建設(shè)，有效實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析、在線審批等多項(xiàng)功能，促進(jìn)了安全管理的規(guī)范化；并且在隱患排查治理以及特殊作業(yè)許可審批等常用管理功能上，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)端同步實(shí)施，最大限度實(shí)現(xiàn)了信息共享和具備了信息推送提醒功能，有效提高了工作效率。

3.2.2 推進(jìn)安全監(jiān)控智能化

安全管理的實(shí)質(zhì)是管控安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)施危險(xiǎn)源安全監(jiān)控成為預(yù)測(cè)預(yù)警安全風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)重要手段。在充分考慮工廠現(xiàn)有生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，積極推進(jìn)安全監(jiān)控智能化。一方面是利用工廠生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)實(shí)施對(duì)危險(xiǎn)源的相關(guān)重要安全監(jiān)控參數(shù)的監(jiān)控預(yù)警，在開(kāi)展危險(xiǎn)源辨識(shí)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上確定了重大危險(xiǎn)源等風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及溫度、壓力、液位等重要安全監(jiān)控參數(shù)，建立了危險(xiǎn)源安全風(fēng)險(xiǎn)分布圖及安全參數(shù)監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)，并通過(guò)設(shè)置預(yù)警值實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警，達(dá)到了事前預(yù)防的目的；另一方面是通過(guò)應(yīng)用視頻監(jiān)控手段實(shí)施安全重點(diǎn)場(chǎng)所和部位的實(shí)時(shí)安全監(jiān)控，重點(diǎn)升級(jí)了視頻監(jiān)控中心，實(shí)施對(duì)道路交通、消防以及安全等重點(diǎn)場(chǎng)所、部位的集中監(jiān)控。并利用視頻圖像識(shí)別技術(shù)、熱成像測(cè)溫技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建了重大危險(xiǎn)源、智慧交通、智能消防視頻智能監(jiān)控平臺(tái)一張網(wǎng)，具備了重點(diǎn)防火部位熱成像測(cè)溫預(yù)警、車輛違章停車、現(xiàn)場(chǎng)未戴安全帽、駕駛員移動(dòng)接打手機(jī)等習(xí)慣性“三違”行為的智能抓拍功能。

3.3 實(shí)施智能化項(xiàng)目建設(shè)

按照“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人、智能化無(wú)人”的工作思路，在充分調(diào)研和認(rèn)證的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)推進(jìn)了極板智能轉(zhuǎn)運(yùn)及質(zhì)檢、硫酸銅自動(dòng)包裝和存儲(chǔ)、傳統(tǒng)電解始極片剝離自動(dòng)化、鐵運(yùn)智能化及自動(dòng)化改造、尾礦無(wú)人行車改造、銅精礦自動(dòng)取樣、轉(zhuǎn)爐自動(dòng)捅風(fēng)眼機(jī)改造等7項(xiàng)智能化項(xiàng)目建設(shè)，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施大力提升了自動(dòng)化、智能化水平，有效減少人機(jī)接觸頻率，降低事故風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，降低作業(yè)人員與崗位職業(yè)病危害因素接觸幾率，降低職業(yè)病危害風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到了提升設(shè)備設(shè)施本質(zhì)安全水平的目標(biāo)。

4 智能化技術(shù)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)管控

機(jī)器人與機(jī)器人裝備等智能化技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，對(duì)技術(shù)和人員的要求相對(duì)較高，在工業(yè)機(jī)器人單元和生產(chǎn)線中集成和安裝工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)存在特定危險(xiǎn)，并且根據(jù)使用的機(jī)器人類型、使用的機(jī)器人的目的、機(jī)器人安裝、編程、操作和維護(hù)的方式不同，這些危險(xiǎn)導(dǎo)致的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)也有所不同［5］。國(guó)家也先后出臺(tái)了《工業(yè)環(huán)境用機(jī)器人 安全要求 第1部分：機(jī)器人》（GB11291.1-2011）、《機(jī)器人與機(jī)器人裝備 工業(yè)機(jī)器人的安全要求 第2部分：機(jī)器人系統(tǒng)與集成》（GB11291.2-2013）、《工業(yè)機(jī)器人 安全實(shí)施規(guī)范》（GBT 20867-2007）等一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，明確了危險(xiǎn)源識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、安全要求和保護(hù)措施以及使用和維護(hù)等方面的具體要求，用于管控機(jī)器人與機(jī)器人裝備應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，在推進(jìn)應(yīng)用機(jī)器人與機(jī)器人裝備等智能化技術(shù)前，要兼顧工作效率提升和安全性等方面的因素，加強(qiáng)對(duì)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的了解和認(rèn)識(shí)，從設(shè)計(jì)階段嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。工廠積極參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，從項(xiàng)目建設(shè)和日常管理出發(fā)開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)防范，通過(guò)應(yīng)用安全防護(hù)隔離和安全鎖連鎖裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和傳動(dòng)裝置等易發(fā)生機(jī)械傷害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的空間環(huán)境隔離，降低人員誤入危險(xiǎn)區(qū)的安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，充分考慮故障處理以及設(shè)備檢維修可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)前提下，健全完善了故障處理和檢維修操作的管理制度和操作規(guī)程，并應(yīng)用能量鎖定（能量鎖）措施來(lái)防范誤操作帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，起到了很好的風(fēng)險(xiǎn)防范作用。同時(shí)，按照國(guó)家人力資源社會(huì)保障部、市場(chǎng)監(jiān)管總局、統(tǒng)計(jì)局2019年聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于發(fā)布人工智能工程技術(shù)人員等職業(yè)信息的通知》，已將人工智能工程技術(shù)人員、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作員、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)維員列入了新職業(yè)［6］，明確了任職條件和要求 ，需要針對(duì)機(jī)器人及機(jī)器人系統(tǒng)的使用，加強(qiáng)相關(guān)編程、操作、維護(hù)人員的安全培訓(xùn)，使其獲得勝任該工作的能力［7］。工廠積極采取內(nèi)部專業(yè)選拔，委托專業(yè)技術(shù)服務(wù)廠家培訓(xùn)的方式開(kāi)展專業(yè)人員的培養(yǎng)和技術(shù)培訓(xùn)，打造專業(yè)化的運(yùn)行、維護(hù)團(tuán)隊(duì)，來(lái)提升智能化設(shè)備運(yùn)行的可靠性、安全性。因此，只有通過(guò)加強(qiáng)建設(shè)階段和使用過(guò)程中等各環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)管控，方可最大限度發(fā)揮智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和安全效益的最大化。

5 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前國(guó)家政策方針的指引下，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)以及機(jī)器人與機(jī)器人裝備等智能裝備相關(guān)技術(shù)日新月異，智能工廠建設(shè)也成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和企業(yè)提升高質(zhì)量發(fā)展的方向，工廠積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，在銅冶煉行業(yè)實(shí)施了智能工廠建設(shè)先行先試，率先成功實(shí)施了一批智能化項(xiàng)目建設(shè)，起到了良好的示范引領(lǐng)作用，大力提升了工廠自動(dòng)化、智能化水平，進(jìn)一步促進(jìn)了工廠本質(zhì)安全水平的提升，為工廠朝著智能化方向發(fā)展提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn)和參考。同時(shí)，也在發(fā)展智能工廠建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中，積極從項(xiàng)目建設(shè)和使用運(yùn)行、維護(hù)管理等各環(huán)節(jié)的積累了一些安全風(fēng)險(xiǎn)管控經(jīng)驗(yàn)。相信先進(jìn)的智能化技術(shù)在加上有效的安全風(fēng)險(xiǎn)管控措施經(jīng)驗(yàn)，并通過(guò)技術(shù)和管理的有效結(jié)合，一定能夠更好為企業(yè)實(shí)施智能化改造升級(jí)提供技術(shù)支持和技術(shù)保障，進(jìn)一步促進(jìn)銅冶煉行業(yè)本質(zhì)安全水平的大幅提升。