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国内大型金属矿原料库区智能无人行车集群项目


金属矿原料库区智能无人行车集群

面向大型金属矿原料库区,在保留原有行车主体机械结构的基础上加装感知、定位、控制模块,配套库区三维料场系统与行车集群智能调度平台,为库区堆取料作业的少人化与物料数字化管理提供支撑。

智能无人行车三维料场集群调度MES 数据对接
01项目背景

国内大型金属矿原料库区作为选矿前端核心仓储单元,承担外来矿石来料接收、堆存、混匀、配料出库等关键工序。库区配置多台桥式抓斗行车,原有作业模式依靠行车司机在高空驾驶室现场操作。库区常年高粉尘,高空作业环境较差,司机长时间高强度作业易产生疲劳,操作稳定性存在波动。

人工作业模式存在诸多挑战:行车操作水平因人而异,抓斗放料、取料精度不稳定,堆料形态杂乱;库区物料依靠纸质台账手工记录,矿石批次、堆放位置、库存量信息滞后且误差较大,存在混料风险;多台行车在同一库区交叉作业时,存在碰撞、吊物干涉风险;库区缺少三维料场模型,较难清晰掌握料堆体积与料层分布;人工数据难以对接矿山 MES 生产执行系统,上层生产计划较难及时下发到库区作业环节,对选矿厂原料配比稳定性形成影响。客户目标:对现有行车进行智能化改造,实现多行车集群无人值守作业,打通库区物料数字化管理链路,提升配料稳定性,优化高空作业岗位。

(1)高空人工作业

司机需在高空驾驶室长时间高强度操作,库区常年高粉尘、高空作业环境较差,人员易疲劳,操作稳定性存在波动。

(2)物料信息依赖手工台账

矿石批次、堆放位置、库存量依靠纸质台账手工记录,信息滞后且误差较大,存在混料风险,物料追溯困难。

(3)多车交叉作业安全

多台行车在同一库区交叉作业,存在碰撞、吊物干涉风险;操作水平因人而异,抓斗放料、取料精度不稳定。

(4)数据链路断点

库区缺少三维料场模型,较难清晰掌握料堆体积与料层分布;人工数据难以对接矿山 MES,生产计划较难及时下发到作业环节。

库区桥式起重设备作业场景(示意图,非本项目现场实拍)
02解决方案

中远通针对原料库区实施智能无人行车集群数字化改造项目,在保留原有行车主体机械结构的基础上,加装感知、定位、控制模块,配套库区三维料场系统与行车智能调度平台,实现库区堆取料作业的自动化运行。

方案为每台行车加装激光雷达、视觉相机、定位装置、激光防摇控制系统与多重区域防撞保护系统,实现大车、小车、起升机构的自动定位,抑制抓斗吊运摆动,保障抓斗自动对位与平稳抓取物料;同时设置多级安全防护逻辑,在靠近边界或设备干涉区域时自动减速、紧急停机。库区部署三维料场扫描系统,定期扫描料堆、重建料场三维模型,实时计算各区域料堆体积与料层分布,区分不同批次矿料。行车集群智能调度系统向上对接矿山 MES,自动接收来料入库、堆料、混匀、取料、配料出库任务,完成多行车任务拆解、路径规划与时序调度,避免作业路径冲突。

激光雷达视觉相机自动定位激光防摇多重区域防撞三维料场扫描集群调度MES 对接
(1)单车智能感知与安全

为每台行车加装激光雷达、视觉相机、定位装置、激光防摇控制系统与多重区域防撞保护系统,实现大车、小车、起升机构的自动定位,抑制抓斗吊运摆动;设置多级安全防护逻辑,靠近边界、设备干涉区域时自动减速、紧急停机。定位环节可配套中远通 ZYT-0010S型激光测距传感器 一类的测距装置。

(2)三维料场建模

部署库区三维料场扫描系统,定期扫描料堆、重建料场三维模型,实时计算各区域料堆体积与料层分布,区分不同批次矿料。扫描环节依托中远通 三维激光扫描器 完成料堆形貌数据采集。

(3)集群调度与数据打通

建设行车集群智能调度系统,向上对接矿山 MES,自动接收来料入库、堆料、混匀、取料、配料出库任务;系统自动完成多行车任务拆解、路径规划与时序调度,避免作业路径冲突。方案整体与中远通 智能行车系统 同源,可结合库区工况做针对性配置。

●库区无人作业任务流演示
大车轨道 批次 A 批次 B 批次 C 批次 D 批次 E 批次 F 受料槽 来料 装车位 配料出库 体积 · 料层 体积 · 料层 体积 · 料层 体积 · 料层 体积 · 料层 体积 · 料层 1# 行车 2# 行车 3# 行车 任务接收:调度系统从矿山 MES 自动接取来料入库任务,3# 行车驶向受料槽 自动堆存:抓斗自动对位放料,新批次料堆形成并登记堆放位置 三维扫描建模:定期扫描料堆、重建料场三维模型,计算体积与料层分布 按配方取料:调度系统拆解配方任务,多台行车分头取料、路径互不冲突 配料出库:完成配料与装车出库,作业结果自动回传矿山 MES 1 来料入库 2 自动堆存 3 三维扫描 4 按配方取料 5 配料出库
互动提示:将鼠标在画面上从左向右移动,可依次查看来料入库、自动堆存、三维扫描建模、按配方取料、配料出库五个作业阶段的库区状态变化。

一次无人作业任务的业务闭环

  1. 矿山 MES 下发来料入库、堆料、混匀、取料、配料出库等作业任务
  2. 集群调度系统拆解多台行车任务,完成路径规划与时序调度
  3. 行车依据定位与防摇控制自动对位,完成抓取、放料、堆存动作
  4. 三维料场系统同步更新料堆模型,计算体积与料层分布
  5. 作业结果与物料台账自动回传矿山 MES,供上层计划与绩效管理使用

以上为方案能力说明,图示行车数量、料堆数量与作业路径均为示意,具体配置需结合库区规模、行车参数与工况条件评估,以正式技术方案与合同约定为准。

任务下发 矿山 MES · 出入库计划 集群调度 多车任务拆解 · 路径规划 自动执行 定位 · 防摇 · 防撞联动 料场更新 三维模型 · 体积与料层 结果回传 物料台账 · 报表 · MES
03客户价值
(1)岗位升级与安全提升

优化现场作业模式,原有高空行车司机岗位调整为远程监控值守岗位,为降低人员长期在高空粉尘环境作业的风险提供条件;多重防撞、防摇安全机制,为降低行车碰撞、抓斗坠物等设备事故发生概率提供支撑。

(2)生产效率提升

无人行车可连续作业,作业过程较少受人员轮班、疲劳因素影响;智能调度优化作业路径,减少行车空跑等待,为提升库区整体吞吐能力提供条件;抓斗取放料精度趋于稳定,有助于改善矿石混匀效果,为下游选矿工序原料配比稳定提供支撑。

(3)物料数字化管控

三维料场建模与全批次物料台账相结合,改善手工记账数据滞后、物料追溯困难的问题,为降低混料风险提供支撑。

(4)打通数据链路

库区作业数据双向对接矿山 MES 系统,生产计划自动下发、作业结果自动回传,补齐原料仓储环节数字化断点,为矿山全流程智能制造建设提供数据基础。

(5)运维与管理优化

系统自动统计设备运行与作业数据,帮助管理人员掌握库区产能与设备健康状态,为生产管理提供数据参考。

04常见问题
Q:库区原有的行车能否直接改造成无人行车?

A:方案在保留原有行车主体机械结构的基础上,加装激光雷达、视觉相机、定位装置、激光防摇控制系统与多重区域防撞保护系统等感知、定位、控制模块,配套库区三维料场系统与行车智能调度平台。改造范围与实施方式需结合行车现有型号、使用年限与库区工况评估后确定。

Q:多台行车在同一库区作业,如何避免相互干涉?

A:行车集群智能调度系统会自动完成多行车任务拆解、路径规划与时序调度,避免多台行车作业路径冲突;同时设置多级安全防护逻辑,在行车靠近边界或进入设备干涉区域时自动减速、紧急停机,为降低碰撞与吊物干涉风险提供支撑。

Q:三维料场系统如何帮助减少混料?

A:库区三维料场扫描系统定期扫描料堆,重建料场三维模型,实时计算各区域料堆体积与料层分布,并区分不同批次矿料。系统同步记录每一批矿石来源、品位、堆放位置、出入库时间与重量信息,形成完整物料追溯台账,为降低混料风险提供支撑。

Q:系统如何与矿山 MES 对接,运行可靠性如何保障?

A:系统向上对接矿山 MES,自动接收来料入库、堆料、混匀、取料、配料出库任务,作业结果与物料台账自动回传。库区设置远程集中监控室,操作人员可远程监控全部行车运行状态并支持一键接管;原有本地手动操控模式作为兜底保留,远程干预、自动、手动三种模式可切换,为系统安全可靠运行提供保障。

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