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毫米波雷達(dá)+AI，15分鐘測出千噸煤堆的精準(zhǔn)“體重”
2025-05-14 13:57:00
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如果俯瞰能源產(chǎn)地、港口、鐵路貨運站，以及大大小小的工業(yè)園區(qū)，可以看到密密麻麻的棚倉分布其中。它們存儲著煤炭、鐵礦石等原料，龐大的數(shù)量難以統(tǒng)計，是保障能源與資源有序流轉(zhuǎn)、支撐各行各業(yè)穩(wěn)定運行的重要倉儲設(shè)施。
而擁有棚倉的企業(yè)都面臨一個共同難題，那就是在動輒數(shù)萬平方米的巨大棚倉中，測量出連綿起伏、堆積如山的原料“體重”。以煤堆為例，即便是經(jīng)驗豐富的老師傅，面對 2000 噸的煤堆，誤差也常在±100 噸徘徊。這些看似微小的偏差累計在一塊，輕則打亂生產(chǎn)節(jié)奏，重則導(dǎo)致全線停產(chǎn)。而且這些誤差經(jīng)年累月高達(dá)數(shù)千噸，換算成財務(wù)報表上的數(shù)字，就是數(shù)百萬的損失。
面對這塊行業(yè)“硬骨頭”，2024年，邯鄲市裕泰化工集團(tuán)有限公司（簡稱“裕泰化工集團(tuán)”）攜手?？低曢_啟了盤庫創(chuàng)新——部署的二十余臺3D掃描成像雷達(dá)能夠同時工作，通過毫米波雷達(dá)、AI等技術(shù)精準(zhǔn)掃描煤堆，實現(xiàn)大范圍、大面積的數(shù)據(jù)拼接與處理，15分鐘就能準(zhǔn)確測量出4萬平方米倉庫內(nèi)的煤堆重量，大大提升了效率和準(zhǔn)確度。
這一創(chuàng)新應(yīng)用不僅可以測量煤堆，還可以測量棚倉內(nèi)各類礦石原料，既降低人工工作強(qiáng)度，更保障生產(chǎn)穩(wěn)定、提高財務(wù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實現(xiàn)原料精細(xì)化管理，為解決焦化、煤礦、火力發(fā)電、鋼鐵、冶金等行業(yè)共同面臨的棘手難題，寫下了新的解題思路。
煤炭“粒粒”關(guān)心，直接影響生產(chǎn)和收益
裕泰化工集團(tuán)旗下的裕泰焦化公司年生產(chǎn)冶金焦約130萬噸、煤焦油約5萬噸。每天，幾千噸煤炭被源源不斷地運達(dá)棚倉，與此同時，焦化過程中又在不斷地消耗原料，每天能用掉約5000噸煤炭，工作人員必須知道還剩多少原料，才能合理安排生產(chǎn)。如果對原料掌握不準(zhǔn)確，會影響生產(chǎn)效率，甚至導(dǎo)致停產(chǎn)等事故。
為了統(tǒng)計煤炭數(shù)量，裕泰化工集團(tuán)每周都要對棚倉進(jìn)行盤點，來自調(diào)度部、備煤車間、煉焦車間、研發(fā)部、財務(wù)部、營銷部的6人盤庫小組，背著皮尺、扛著測繪儀，在占地約4萬平方米、高約15米的棚倉里一干就是4-5個小時。盤點過后，汗水早已浸透他們身上沾著的細(xì)碎煤渣，但即便如此，人工測量不規(guī)則的煤堆依舊只能大概估算出重量，難以滿足精細(xì)化管理的需求。
這是因為在近4萬平方米的倉庫里，擺放著大大小小的原料煤，最多同時達(dá)到11類煤種，如同黑色山脈連綿起伏，測量難度極大。每個煤堆的形狀都是不規(guī)則的，煤堆頂面最高離地面有十幾米，頂面也崎嶇不平。傳統(tǒng)方式是人拿著皮尺繞著煤堆，測量出周長，然后目測出大概高度、算出體積，最后再根據(jù)煤的密度算出大概重量。
“對，是大概。如果是有經(jīng)驗的師傅量得就準(zhǔn)一些，比如2000噸的煤堆，他可能測出1900噸或者2100噸，這屬于是人工盤庫里很精確的范圍了。”裕泰化工集團(tuán)信息化部信息管理員張安格說道。人工盤庫誤差無法避免，誤差累積誤差，很可能會影響生產(chǎn)，比如需要5種煤配比在一塊的原料，因為其中一款煤盤庫不準(zhǔn)導(dǎo)致缺貨，就會耽誤生產(chǎn)進(jìn)度。
而反映到財務(wù)的年度核算上，就是兩個字：虧損。“每月、每年都需平衡誤差，一年下來可能有幾千噸的誤差，那就是幾百萬的損失。”因此，準(zhǔn)確的盤煤數(shù)據(jù)至關(guān)重要，這不僅便于企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)管理、運銷調(diào)度以及成本核算，同時能夠減少不必要的儲存損耗，最大程度地控制生產(chǎn)成本，實現(xiàn)增產(chǎn)增效。
如何才能又快又好地盤庫？為了解決這個難題，裕泰化工集團(tuán)在棚倉內(nèi)部署了?？低?D掃描成像雷達(dá)。“你看，它正在用毫米波技術(shù)對煤堆進(jìn)行360度立體掃描。每秒采集4500個點云數(shù)據(jù)，通過多臺雷達(dá)拼接數(shù)據(jù)，只要15分鐘就能完成測繪。要知道光這項工作我們原來就至少需要干4個小時。”張安格指著頭頂懸掛的3D掃描成像雷達(dá)，有點興奮地說道。
運用3D掃描成像雷達(dá)之后，煤堆表面的凹陷凸起也能被精準(zhǔn)還原，系統(tǒng)自動生成三維模型，結(jié)合煤質(zhì)密度參數(shù)，實時輸出重量數(shù)據(jù)。不同煤種在系統(tǒng)中被標(biāo)識，工作人員可以在后臺及時查看各類煤種的詳細(xì)信息，為精細(xì)化管理原料提供了有力支持，也為生產(chǎn)配煤提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
“雷達(dá)測煤堆不僅要把重量測得準(zhǔn)，還要測得聰明。”裕泰焦化公司備煤車間副主任李蔭輝指著倉庫內(nèi)進(jìn)進(jìn)出出的大卡車說：“把煤炭運進(jìn)來的卡車絡(luò)繹不絕，如果3D掃描成像雷達(dá)把它們識別成煤堆，計算出重量，會造成比較大的原料誤差。”若一輛卡車誤測為幾十噸煤炭，一輛、兩輛、幾十輛不斷累計，就會造成嚴(yán)重的原料倉儲數(shù)據(jù)偏差。
為了避免誤測，?？低晞?chuàng)新在3D掃描成像雷達(dá)中加入AI應(yīng)用，通過精準(zhǔn)識別、能夠有效地剔除干擾，如卡車等其他物體，保證煤炭數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。
“現(xiàn)在，我們能及時、準(zhǔn)確地掌握庫位波動情況。”裕泰焦化公司財務(wù)副總經(jīng)理楊曉華介紹，盤庫數(shù)據(jù)實時同步到財務(wù)系統(tǒng)，生產(chǎn)部能精準(zhǔn)調(diào)配配煤比例，采購部看著實時庫存下單，大大提高了效率和準(zhǔn)確度。“不僅滿足生產(chǎn)需求、節(jié)省資金占用，還能節(jié)省倉儲成本”。同時系統(tǒng)內(nèi)可以查看歷史庫位數(shù)據(jù)、生成報表，不僅提高生產(chǎn)效率，也為精細(xì)化管理提供了更多可能。
在物聯(lián)感知、AI等技術(shù)的發(fā)展下，3D掃描成像雷達(dá)的應(yīng)用為焦化、煤礦、火力發(fā)電、鋼鐵、冶金等行業(yè)實現(xiàn)更高質(zhì)量發(fā)展提供了新技術(shù)手段，也為推動更多場景數(shù)字化升級注入了新活力。
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