基于物聯(lián)網的平行智慧礦山系統(tǒng)，提高效率

徐工集團在智能化應用實踐中，基于自主開發(fā)的漢云工業(yè)物聯(lián)網平臺，與中科院自動化所王飛躍教授開創(chuàng)的平行駕駛理論為支撐，聯(lián)合中科院自動化所旗下慧拓智能機器有限公司合作開發(fā)了平行智慧礦山系統(tǒng)，提高了駕駛安全和運營效率。

在四面環(huán)山、道路崎嶇的內蒙古露天礦區(qū)內，一輛裝配有先進傳感系統(tǒng)的工程自卸車，與一臺同樣無人的挖掘機協(xié)同配合完成裝載，無人礦卡自動循跡行駛、智能避障，人字形倒車，自主完成一系列動作。幾名工程師在千里之外的智能調度中心目睹了這一切，并時刻監(jiān)管杜絕隨時可能發(fā)生的安全隱患。這是徐工集團與慧拓智能機器公司一同打造的平行智慧礦山系統(tǒng)，也是徐工集團向工程機械智能化轉型的縮影。

挖卡協(xié)同裝載

作為國內工程機械行業(yè)的奠基者，開拓者和引領者——徐工集團，正在經歷著這場智能化的“蛻變”。

在工程機械行業(yè)，智能化技術的運用不僅能保證產品質量的穩(wěn)定性，提高勞動生產效率，改善工人的工作條件和勞動強度，還能加快企業(yè)的升級轉型，擺脫產品的同質化競爭，提升產品品牌價值。相對陌生的工程機械領域，我國正發(fā)生著由大變強的轉變，其中的驅動力就來源于傳統(tǒng)機械化向數字化，自動化的邁進。

1月10－11日，在青島舉行的2019國家智能產業(yè)峰會上，徐州工程機械集團有限公司，徐工集團工程機械有限公司董事，副總經理，黨委副書記李鎖云深度剖析了“29年始終保持中國工程機械行業(yè)第一位”的徐工集團是如何應對這場智能化變革。

徐工對智能化產業(yè)應用的理解

李鎖云提到：“徐工集團智能化產業(yè)發(fā)展，重點聚焦在產品智能化，制造智能和服務智能三個大方面。目標就是要通過智能化的手段，構建高效快速反應的研發(fā)體系，生產制造體系和市場服務體系，實現產品全生命周期的數據互聯(lián)互通，為客戶提供更加智能，更可靠，更滿意的產品和服務?！?/p>

隨著國家發(fā)布中國制造2025，徐工也結合工程機械行業(yè)的特點：典型的多品種，小批量，定制化，這么一種高度離散制造特點，通過頂層設計，先后發(fā)布了全面推進徐工制造2025戰(zhàn)略，提出了互聯(lián)網聯(lián)合行動方案和智能制造實施方案。以兩化深度融合為主線，以智能制造為主攻方向，重點在智能研發(fā)，智能工廠，智能服務，智能管理和模式創(chuàng)新五大方向。細化為十大工程，分解為36個具體項目全方位全力推進，加速打造智慧型企業(yè)。

與此同時，作為一家集團化的公司，內部既有主機生產制造，更有專業(yè)零部件，面向行業(yè)服務的核心零部件兩種制造模式，全面推行智能化應用難度可想而知。李總認為：“我們認為智能化的應用，目的應該首先關注共性問題，通過解決關鍵共性問題，可以加速智能化的工作，在企業(yè)落地的務實性，有效性。”

擺在徐工面前的重點共性問題主要有三個方面：一個是產品關鍵技能技術突破。工程機械主要用于基礎設施工程施工服務的，從某一種角度上來說就是一種特種作業(yè)的機器人。讓一個機器如何更加有施工效果，智能控制的技術，無人操控的技術，以及高可靠性的技術，是產品的應用當中是關鍵。第二個是共性的關鍵制造技術。工程機械需要承載變化動態(tài)載荷，工況變化可以說有很多不可預測性。在這樣一種情況下，它的結構，構件強度，焊接，裝配等工藝研究和應用，產品在線檢測，以及怎么確保它的實用功能可靠性，在制造過程當中顯得尤為重要。第三個是大數據的應用與分析。其中包含數據治理，數據的收集，采集，以及環(huán)境適配，數據管理等方面的內容，真正發(fā)揮數據機智能制造的價值牽引作用。

通過上述理解，徐工確立了智能化發(fā)展的原則，就是總體設計。一廠一車，智能制造為核心，構建徐工智能化發(fā)展的總體框架。數字化研發(fā)是關鍵源頭，自動化設備的互聯(lián)、數據采集、環(huán)境適配是基礎載體，信息化系統(tǒng)的集成是神經樞紐，工業(yè)大數據的應用是核心要素。從縱向貫通維度，具體體現在五個層面：第一層是設備層，在自動化人機協(xié)作，可重復工裝夯實操作單元以及生產性基礎。第二個是控制層，建立數據采集，分析平臺系統(tǒng)，將多種信息、不同接口、各類加工數據、運行數據進行實時采集和分析。第三層是車間層，通過MES，QMS進行智能化管控系統(tǒng)。第四是企業(yè)層，通過ERM等進行全方面管理。第五是通過供應鏈系統(tǒng)，大數據，工業(yè)互聯(lián)網平臺等實現公司內部和外部信息的互聯(lián)互通。最終通過數據驅動智能制造的這一個模式，輸出技術領先，打造“用不毀”智能化產品。

徐工智能化應用實踐

在產品智能化方面，工程機械未來的發(fā)展就是一種特種作業(yè)機器人。而且從市場和客戶的發(fā)展趨勢來看，用戶更加關注智能化的產品。用這些產品能夠減少對于人工作業(yè)的依賴，產品能夠互聯(lián)，實現集成化的管理，整個一系列工程施工作為機器的集成系統(tǒng)解決方案?！拔覀冞^去一個工程管理，不光要管人，管那么多作業(yè)機械，還有物料，材料，以及工程施工規(guī)范。所以我們現在很關注這個工程的質量。大家都知道中國的豆腐渣工程還是很多的，就是過程不受控，人為干預太多，非正常的干預。對于工程的施工效果，成本的控制都是與人為有關系。工程效用很差。未來系統(tǒng)化的集成解決方案，就是一個工程像在工廠里面完成一項任務一樣的，我想我們的工程機械就是向這個方向走的。”李總對未來智能化應用所帶來的便利感慨頗深。

在智能制造方面，徐工通過模型構想，構建數據驅動全球研發(fā)創(chuàng)新平臺，重點實現三個方面系統(tǒng)：一個是研發(fā)數據系統(tǒng)。包括模型數據共享，到目前為止，徐工共形成了四萬多個集團級的標準件和通用件，建立二百萬產品三維模型和實現同步共享，實現機電，液壓，傳動以及整機之間的聯(lián)動設計，跨地域的系統(tǒng)。

二是研發(fā)與制造過程系統(tǒng)。包括通過數字化的工業(yè)，保障，研發(fā)與制造一致性?，F在在徐工通用機械行業(yè)，已經實現三維工業(yè)，產品的三維設計同步實現。制造工藝穩(wěn)定，可以實現主機核心零部件的同步研發(fā)，系統(tǒng)制造。

三是研發(fā)與市場的系統(tǒng)。體現產品包括數據管理，實現設計保姆，制造保姆，服務保姆的一體化管理。智能制造方面，率先開展了設備互聯(lián)，數據采集。徐工在智能工廠建設中重點關注設備制啞，讓數據，人員，物料以及物流相互連通，開展數據采集和分析的SCADA系統(tǒng)，采集各類設備關鍵采集運行設備，設備運行管理和預防性維護。讓設備真正的開口說話一目了然，并且在線檢測過程當中發(fā)現偏離，能夠部分工序，工位上可以由一些自主調節(jié)。數據可視化，設備互聯(lián)的基礎上，基于精益制造理念，實現數據管控，打通信息孤島，聚焦全面質量管理，建立貫穿全生命周期的質量大數據系統(tǒng)。進而重點實現產品質量的可追溯性，質量預警功能，數據應用高效在線檢測等。

基于物聯(lián)網的平行智慧礦山系統(tǒng)

徐工集團基于自主開發(fā)的漢云工業(yè)物聯(lián)網平臺，與中科院自動化所王飛躍教授開創(chuàng)的平行駕駛理論為支撐，聯(lián)合中科院自動化所旗下慧拓智能機器有限公司合作開發(fā)了平行智慧礦山系統(tǒng)。通過形式化描述礦山作業(yè)機器行為和復雜工況環(huán)境特征，構建信息物理設備交互運行環(huán)境。該環(huán)境進行計算試驗，以及場景和工況進行預設，最終物理礦山實時交互，引領礦山機械安全高效運行，這是徐工智能化產品延伸方面一個重大突破。

平行礦山系統(tǒng)具有智能化，物聯(lián)網網聯(lián)化，無人化三大特點。平行智慧礦山實現了信息化，網絡化一體的集成信息管理。其中機群管理系統(tǒng)是中樞神經，負責礦山管理系統(tǒng)調度，根據作業(yè)任務，自動匹配剝離礦山挖掘機，與運輸礦卡匹配參數，礦卡根據系統(tǒng)下發(fā)指令自動完成安裝運輸卸載全過程，自主作業(yè)有效降低了操作手的勞動。目前無人礦卡完成了直線行使，曲線性行使，障礙物檢測，人字形倒車自動卸車全流程的測試，時速可以達到20公里。無人礦卡突破障礙物檢測，已取得三項發(fā)明專利，都是來自礦車運輸過程當中，可能遇到偶發(fā)障礙物檢測等關鍵技術?？赏ㄟ^可穿戴手勢控制進行采集工礦，使得挖掘機操作更加簡便便捷。李總興奮地稱“目前我們突破手勢控制數據記錄回訪兩項自主作業(yè)關鍵技術，取得六項發(fā)明專利，這六項都是在半自主挖掘機的突破關鍵技術。主要有手勢控制，環(huán)境感知設備和任務規(guī)劃等方面?！?/p>

礦山機群有挖掘機子系統(tǒng)，礦卡子系統(tǒng)，中心自系統(tǒng)，移動終端系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)等進行系統(tǒng)化的運營。作為核心的機群管理系統(tǒng)集成調度，狀態(tài)監(jiān)測，安全報警等功能，可以掌握礦山機械的運行狀態(tài)，而且可以進行安全報警，提供預測性的防護信息，大大降低了礦山裝備運行故障率，確保無故障運營。平行智慧礦山系統(tǒng)具有信息化程度高，智能化水平高，云運營效率高，安全性高等四大亮點。

徐工作為工程機械行業(yè)的龍頭，在應對智能化變革中，通過搭建先進的互聯(lián)網平臺，不斷創(chuàng)新合作，立足于打造智能化產品和智能化系統(tǒng)解決方案，讓如此龐大的集團體系恰如其分地融合到智能產業(yè)變革之中。值得每個正處在智能化轉型中的傳統(tǒng)車企，傳統(tǒng)制造企業(yè)學習和借鑒。