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首钢要闻

探访矿区“黑灯工厂”

发布时间:2026-06-29

马城项目入选2025年度河北省第二批先进级智能工厂名单。图为马城项目选矿系统主厂房。

燕山叠翠,滦水汤汤。在河北迁安这片承载着首钢矿业六十余载奋斗征程的土地上,一座传统矿山正以数智化变革书写全新篇章。

党的二十大报告强调,“加快发展数字经济,促进数字经济和实体经济深度融合,打造具有国际竞争力的数字产业集群”。“黑灯工厂”作为全流程无人化、全要素数字化、全链路智能化的高阶形态,是国家战略所倡、产业转型所需、企业竞争力所在,是推动技术创新成为第一竞争力的集中体现,是传统行业转型升级的标志性赛道。沿着“一引领两融合”战略路径,首钢矿业着力推进传统产业高端化、数字化、智能化转型,在大石河铁矿终端站率先拉开“黑灯工厂”建设帷幕。

从灯火通明、人来人往的传统车间,到熄灯运行、自主作业的智慧场景;从设备依赖人工值守、参数依靠经验调整、故障依靠现场处置,到系统自主调控、数据实时预警、全流程无人干预,大石河铁矿以“现场零操作、设备零点检、工艺零巡视、运行零干预”为目标,全力打造“黑灯工厂”示范作业区。

探秘“黑灯工厂”之源

在全球制造业加速迈向高端化、智能化、绿色化的今天,“黑灯工厂”早已不是“减人关灯”概念层面的技术畅想,而是国家推动传统产业智能化、绿色化、融合化发展的战略抓手。《中国制造2025》《“十四五”智能制造发展规划》明确提出,要以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向。要构建虚实融合、知识驱动、动态优化、安全高效、绿色低碳的智能制造系统,推动制造业实现数字化转型、网络化协同、智能化变革。对于有着六十余年发展历程的首钢矿山而言,建设“黑灯工厂”,既是响应国家战略的政治自觉,也是破解发展难题、激活内生动力的现实选择,更是践行首钢“一引领两融合”战略路径、实现“十五五”良好开局的关键一招。

“‘黑灯工厂’就是一直黑着灯生产吗?”记者打趣问。

“当然不是,这只是一个形象的说法。”大石河铁矿尾矿作业区技术点检郭富友笑着解释,“‘黑灯工厂’是Dark Factory的直译,也就是‘智慧工厂’,像在我们这里,因具有快速切换、自动切换、精度高和智能堆垛等特点,可以实现无人值守自动化生产,自然可以在关灯或者无灯光的情况下运行。”

作为连接马城项目与首钢股份的核心枢纽,大石河铁矿终端站承担着铁精矿浆接收、过滤脱水、物料输送、水处理循环等关键职能,年处理精矿粉能力可达737.5万吨,是首钢精品原料保供体系中的“咽喉要塞”。然而在投运初期,这座现代化枢纽却深陷传统生产模式的桎梏之中,一系列痛点、堵点、难点问题,成为制约高效稳定运行的“拦路虎”。

“过去的终端站,就是典型的‘人盯设备、靠经验吃饭’,岗位多、人员多、操作多、巡检多,劳动强度大,安全风险高,效率还上不去。”时值大石河铁矿终端站作业区区长张成龙回忆起往昔场景,语气中满是感慨。

从发展维度看,极低成本运行、劳动效率提升是首钢矿业“十五五”时期的核心工作主线,而传统生产模式与这一目标背道而驰。人工成本居高不下、设备空转能耗浪费、备件损耗速度快、生产效率难以突破,一系列问题倒逼基层必须跳出传统思维,以颠覆性变革破解发展困局。从战略维度看,首钢集团提出“推动技术创新成为第一竞争力”,要求各单位以智能化改造培育新质生产力,深入践行“一引领两融合”。终端站作为矿山数智转型的试点窗口,必须扛起先行先试的责任,打造可复制、可推广的智慧矿山样板。

“‘黑灯工厂’不是为了‘关灯’而关灯,而是为了用最少的人、最低的成本、最高的效率,实现最稳定的生产。”大石河铁矿矿长米红伟在推进会上明确指出,建设“黑灯工厂”,核心是通过自动化、数字化、智能化技术,把人从繁重、重复的岗位中解放出来,让设备自主运行、系统自主调控、故障自主预警,最终实现生产模式的根本性变革。这既是破解现场痛点的“对症之药”,也是激活发展动能的“破局之策”,更是大石河铁矿迈向国内一流绿色矿山示范企业的“必由之路”。

在国家战略指引、企业转型需求、现场痛点倒逼的三重合力下,大石河铁矿党委果断决策:以终端站为试点,全面启动“黑灯工厂”建设,锚定“四个零”目标,举全矿之力攻克技术难关、重构生产体系、重塑管理模式,让传统矿山在数智赋能中焕发新生。

变,意味着迎难而上的跋涉;变,意味着革故鼎新的起航。大石河铁矿“黑灯工厂”的诞生,正是在“变”的机遇与选择中孕育而成的。

打造“黑灯工厂”之路

灯若能熄,是源于技术的硬实力;人若能减,则在于创新的硬支撑。

实现黑灯运行,其核心在于全流程无人化运行,而无人化的前提,是现场能够达成“现场零操作、设备零点检、工艺零巡视、运行零干预”四大目标,这并非单一设备的自动化改造,而是全维度、全链条、全体系的技术重构与系统升级。大石河铁矿紧扣“四个零”目标导向,聚焦每一个目标精准发力、靶向攻坚,从硬件迭代、技术攻关到系统集成,逐一破除制约无人化运行的堵点难点,用硬核技术与创新实践,让“四个零”从目标变为现实,为“黑灯工厂”筑牢运行根基。

——攻坚现场零操作,消除人工现场干预。

现场零操作,是“黑灯工厂”的基础前提,要想彻底取消现场人工值守、手动操控、线下作业,那么让所有生产环节实现远程管控、自动运行、一键操控则成为创新攻关首选方向。针对终端站各工序人工操作点位多、手动干预频次高的问题,大石河铁矿技术团队全面梳理生产全流程操作环节,实施全链条自动化升级改造,从源头剔除人工现场操作环节,实现生产操作“不上现场、不下一线”。

起初,终端站手动干预频次高达每日100多次。针对这一问题,大石河铁矿系统梳理全流程操作环节,实施全链条自动化升级改造,从源头剔除人工现场操作环节,实现生产操作“不上现场、不下一线”。

“这么多操作点位,真的能全部实现远程控制吗?”带着这个疑问,记者进行了深入了解。

在矿浆处理、阀门管控、设备启停等核心环节,全面淘汰手动截门、人工启停等传统操控方式,对全线10处手动控制点位进行智能化改造,更换电动执行机构并接入远程自控系统,实现泵组、阀门、风机等关键设备的远程一键启停、参数远程调控,配合流程连锁逻辑,彻底告别现场手动开关、现场调节参数的传统模式。“以前不管刮风下雨,都要跑到现场拧阀门、开设备,冬天还容易出现冻管、操作不便的问题。现在所有操作都在集控室完成,现场再也不用留人值守操作。”曾参与改造的大石河铁矿技术人员李冬冬说。

针对过滤、输送、水处理等核心工序,研发应用全流程一键启停技术,梳理整合6套标准化操作流程,将复杂的分步操作整合为一体化智能程序,只需在集控中心下达指令,即可实现整条产线自动启动、有序运行、精准停机,无需人工分步干预、现场确认。同时,针对刮板取料机、卸料装置等核心设备,实施远程全自动控制改造,通过智能传感器、定位系统与自控程序联动,设定运行参数后,设备可自主完成取料、卸料、转运全流程作业,彻底取消现场专职操控岗位。

针对设备清理、物料疏导等重复性现场作业,通过设备结构优化、加装智能清理装置,从源头杜绝积料、粘堵问题,取消人工现场清理作业。在过滤机区域加装防粘板材、自动冲洗装置,在皮带运输线部署新型刮料器与无动力清扫器,实现物料残留自动清理、皮带运行无掉料,无需人工现场巡检清理。通过全方位自动化改造,终端站现场所有人工操作环节全部被智能系统、自动设备替代,真正实现现场无人工操作、无岗位值守、无线下干预,为黑灯运行扫清第一道障碍。

“现场零操作,不是简单把人撤走,而是通过技术改造,让设备自己会运行、流程自己会衔接,把岗位从复杂的现场操作里彻底解放出来,这是我们实现黑灯运行的第一步。”大石河铁矿矿长助理刘宏伟由衷感慨。

——攻坚设备零点检,实现设备预知管控。

如果说设备是“黑灯工厂”的骨架,那么核心技术就是其“智慧大脑”。将设备零点检作为“黑灯工厂”稳定运行的核心保障,大石河铁矿在数智化发展中,选择摒弃传统人工“徒步巡检、肉眼观察、手感判断”的点检模式,依托智能监测、大数据分析、AI诊断技术,实现设备运行状态全时段、全自动、全方位监测,搭建全方位智能监测体系,让设备自身具备“自我感知、自我预警、自我诊断”能力,构建起设备预知性管控新模式。

技术团队在终端站所有关键设备核心部位全面部署工业传感器矩阵,在电机、减速机、泵体、轴承等203个关键点检点位加装温度、振动、压力、转速等高精度传感器,实现设备运行参数24小时不间断采集、实时上传,设备运行的每一项数据、每一个细微变化都能被精准捕捉,数据在线采集率达到99.01%,彻底替代人工靠感官、靠经验的传统点检方式。

在此基础上,技术团队自主研发“慧·点检”智能分析系统,打通传感器、工控系统、数据平台的数据壁垒,对设备运行数据进行深度分析与智能研判。建立设备劣化模型、故障预警模型,能够精准识别设备潜在隐患、预判故障发生趋势,一旦数据出现异常,系统立即自动预警、精准定位问题点位,无需人工定期点检、逐一排查。同时,搭建设备全生命周期管理平台,将监测数据、预警信息、检修记录一体化整合,自动生成设备运维计划、检修方案,实现设备从“被动维修、故障后抢修”向“主动预判、预防性维护”转变,设备故障发生率大幅下降,连续运行时长显著提升。

“过去我们每天要定时定点巡检设备,记台账、查隐患,费时费力,还容易漏检。现在设备状态全靠数据监测,系统自动预警,我们不用再跑现场点检,设备反而运行得更稳定、更可靠。”一线设备运维点检张新光说。从人工逐点巡检到智能全域监测,从经验判断故障到数据精准预判,大石河铁矿通过数智化设备管控体系建设,彻底取消人工现场点检、线下排查作业,真正实现设备运行无人工点检、隐患无人工排查、状态无人工监测,保障黑灯状态下设备全天候稳定可靠运行。

智慧不在眼中,而在数据的脉搏里;预见不靠经验,而藏于模型的推演中。真正的掌控,不是事后的补救,而是病未发而预警、患未生而化解。当设备学会自我观照时,黑暗便不再可怕——它既是工厂的状态,也是信任的底色。让一切自动醒来,让预知成为本能。如此,寂静之处,自有深流;无人之境,方显大智。

——攻坚工艺零巡视,保障工艺全程稳定。

工艺零巡视,是“黑灯工厂”高效运行的关键支撑,通过AI视频识别、工艺参数自动调控、全流程可视化监控等技术手段支撑,加快摆脱传统人工巡回查看工艺参数、现场监控工艺状态、手动调节工艺波动的模式,大石河铁矿的“黑灯工厂”实现了工艺状态全程自主把控、异常自动处置、参数精准稳定,现场无需人工沿线巡视、现场调控。

大石河铁矿在终端站工艺关键节点、易出现异常的13个核心区域,部署AI智能视频监控模块,打通视频网络与工控网络数据壁垒,搭建AI工艺智能识别系统,对管道跑冒滴漏、皮带跑偏、工艺参数异常、物料传输故障等各类工艺问题进行实时智能识别,一旦发现异常,系统立即自动报警、同步推送处置指令,实现工艺状态全天候智能监控,彻底替代人工沿线巡回查看。

针对矿浆浓度、过滤液位、水处理浊度等核心工艺参数,搭建PID闭环智能调控系统,将实时监测数据与标准参数自动比对,系统根据数据偏差,自主调节进料速度、设备转速、阀门开度等参数,实现工艺参数动态平衡、精准稳定,无需人工现场观察、手动调节。针对矿浆浓度20%—65%宽幅波动、工艺易受干扰的行业难题,优化智能调控算法,确保各类工况下工艺参数始终保持在最优区间,杜绝工艺波动、生产中断问题。

同时,搭建三维可视化工艺管控平台,将全流程工艺线路、参数数据、设备状态、监控画面一体化融合,集控中心一屏掌控全线工艺状态,所有工艺信息实时呈现、异常情况自动弹窗,无需人工奔赴现场巡视核查。通过智能监测与闭环调控双轮驱动,终端站工艺运行全程实现自主把控、自主调节、自主处置,真正达成工艺状态无人工巡视、参数无人工调节、异常无人工核查。

“以前每隔一段时间就要沿着工艺线巡视一圈,查看参数、排查异常,一天下来要走几万步。现在AI系统帮我们盯着,工艺波动自己调,再也不用人工来回巡视,生产稳定性也提升了一大截。” 一线操作工刘龙的话语,道出了工艺零巡视带来的切实改变。

真正的稳定,不靠巡回的警惕,而靠系统自身的警觉。当AI替我们注视每一处泄漏与跑偏,当闭环替我们抚平每一次浓度与液位的波动,工艺便从“被看守”走向“自持”。从此,波动在毫秒间消弭,异常在预警中化解。人不必再奔波于管线之间,而是退后一步,俯瞰全线。所谓黑灯,并非看不见,而是不再需要人去看——系统自明,工艺自洽。让流程学会呼吸,让平衡成为本能。于是,万米管线无声运行,一屏之上尽览眼底。

——攻坚运行零干预,实现生产自主闭环。

运行零干预,是“黑灯工厂”的终极目标,代表生产全流程实现自主运行、智能联动、闭环管控,无需人工进行应急处置、参数修正、流程调整,即便出现工况波动、设备微调等情况,系统也能自主应对、自主优化,全程保持稳定高效运行。大石河铁矿以系统集成、智能联动为核心,打通各子系统、各工序、各设备间的壁垒,构建全流程自主运行闭环,实现生产运行全程无人工干预。

技术团队深度整合自动化控制系统、设备监测系统、工艺调控系统、安全保障系统,打破数据孤岛,实现各系统数据互通、指令同步、协同联动,建立“感知—分析—决策—执行”全流程智能闭环。生产过程中,各环节设备自主运行、工艺自主调控、隐患自主预警、故障自主处置,无需人工介入干预、手动修正。针对突发工况波动、局部设备微调等场景,优化智能联动程序,系统可自主调配资源、调整运行逻辑、切换运行模式,保障全线生产连续稳定,不出现停机、断料等问题。

同时,搭建人工干预监测机制,持续优化自主运行模型,对极少数需人工介入的特殊场景进行迭代升级,不断降低人工干预频次。从最初日均人工干预60余次,逐步优化至10次以内,最终实现生产全程无人工干预、自主平稳运行。在安全管控层面,搭建自主安全防护系统,实现危险预警、紧急停机、安全隔离全流程自主处置,进一步筑牢无人干预运行的安全底线。

“运行零干预,是‘黑灯工厂’的最高标准,意味着我们的生产系统真正拥有了‘智慧大脑’,可以脱离人工操控,实现自主化、常态化运行,这也是我们技术创新的核心成果。”大石河铁矿技术攻关团队负责人朱高建表示,通过全系统集成优化、全流程智能闭环,终端站彻底实现生产运行无人工干预,熄灯生产、自主运转成为常态。

运行零干预,不是无人值守的空白,而是系统自闭环的圆满。当感知、分析、决策、执行连成一体,设备便不再是孤立的零件,而是有默契的整体。安全防护自行筑牢,故障处置无声完成。于是,熄灯之下,秩序自成;无人之境,流转不息。

收获“黑灯工厂”之效

灯虽熄,智光闪耀;人虽减,效能倍增。

当厂房的灯光不再为操作而亮,当岗位不再奔波于现场巡检,当设备实现自主运行,大石河铁矿终端站“黑灯工厂”交出了一份亮眼的答卷:人员大幅精简、效率大幅提升、成本大幅下降、安全全面保障、竞争力全面跃升。这座无人化智慧工厂,不仅兑现了减人增效的承诺,更让“技术创新成为第一竞争力”从战略目标变为现实成果,为大石河铁矿培育新质生产力、实现高质量发展注入强劲动能,为传统冶金矿山数智转型树立了标杆。

——人力重构:解放人力价值,推动劳动范式革新。

“黑灯工厂”最直观的变化,就是人员少了、效率高了、劳动强度降了。通过全流程无人化改造,终端站现场操作岗位实现颠覆性精简,班次操作岗位人员由6人减少至3人,人员缩减比例达50%,彻底告别“人海战术”。过去奔波在现场的操作工、巡检员,如今转型为集控员、运维员、技术员,从“体力劳动者”转变为“智慧管理者”,劳动价值实现根本性提升。

“以前每天在现场走几万步,清理积料、调整参数、巡检设备,忙得脚不沾地;现在坐在集控室,看着大屏就能掌控全流程,设备自主运行,异常自动预警,工作轻松多了,也更有价值感。”一线青工张洪洋的话语,道出了模式变革带来的切身变化。无人化运行不仅降低了劳动强度,更从根本上消除了现场操作带来的安全风险,过滤机平台、料棚、皮带运输等高危区域实现无人作业,本质安全水平大幅提升。

据测算,终端站“黑灯工厂”建成后,年节约人工成本达280余万元,人力资源得到最优配置,真正实现“极低成本运行、劳动效率提升”的双重目标。

——质效双升:生产稳定高效,经营韧性全面增强。

生产更稳、效率更高、成本更低,是“黑灯工厂”最核心的价值体现,更是技术创新转化为生产力优势的直接证明。在智能化系统调控下,终端站生产流程实现连续稳定运行,输出效率从改造前的700吨/小时提升至850吨/小时以上,完全达到设计预期;过滤机利用系数较设计值提高0.2吨/平方米每小时,真空泵、空压机运行台数大幅压减,能耗指标持续优化。

数据显示,终端站综合电耗由设计值3.413千瓦时/吨精降至2.47千瓦时/吨精,年节约电费370余万元;在矿浆浓度20%—65%宽幅波动范围内,系统均可稳定高效运行,彻底解决原矿浆适应性差的难题;滤饼水分指标稳定达标,产品质量持续受控,年保供精矿粉737.5万吨,为首钢精品原料保供提供坚实支撑。

同时,设备预测性维护体系的建立,让备件损耗、故障停机时间大幅减少,修旧利废、备件复用等精益举措落地见效,运维成本持续下降。“黑灯运行”让极低成本运行从口号变为现实,经营韧性显著增强。

——竞争力跃升:技术引领行业,锻造核心竞争优势。

“黑灯工厂”的建成,标志着大石河铁矿在矿山智能化转型领域走在了行业前列,技术创新真正成为第一竞争力。作为首钢矿业首个实现“四零”目标的无人化工厂,终端站“黑灯工厂”形成了一套可复制、可推广的建设模式、技术体系、管理经验,为马城项目、水厂铁矿等兄弟单位智能化改造提供了石河方案。

将物联网、大数据、人工智能、边缘计算等前沿技术与矿山生产深度融合,大石河铁矿破解了选矿流程无人化运行的一系列行业难题,激光滤饼检测、AI视频识别、全流程自控等技术达到国内领先水平,为国内冶金矿山智能化升级提供了鲜活样板。

从实践角度来看,“黑灯工厂”是大石河铁矿践行“一引领两融合”战略路径的标志性成果,推动技术创新与管理创新、技术创新与生产经营深度融合,激活了全员创新、全面创新的内生动力,为“十五五”时期培育新质生产力、建设国内一流绿色矿山示范企业奠定了坚实基础。

善谋者行远,实干者乃成。“黑灯工厂”不是终点,而是首钢矿业数智转型的新起点。下一步,首钢矿业将以终端站“黑灯工厂”为样板,持续深化智能化改造、技术攻关、系统迭代,拓展AI分析、智能机器人、数字孪生等新技术应用场景,推动数智化覆盖全产线、全流程、全要素,以技术创新引领发展变革,以智能升级激活发展动能,为打造国内千万吨级安全绿色智慧冶金矿山头部企业赋能。

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