【智易時代】冶金行業(yè)（渣包冷卻）智能輪式巡檢機(jī)器人建設(shè)方案

一、項目背景

冶金、焦化、化工及鋼鐵等行業(yè)的設(shè)備常具備易燃易爆、易導(dǎo)致環(huán)境污染等特性。若出現(xiàn)異常未能及時識別與處理，不僅影響企業(yè)正常生產(chǎn)，還可能威脅周邊人員生命財產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境安全。此外，各類設(shè)備需由專業(yè)人員定期巡檢，以強化安全管理。為此，亟須推進(jìn)巡檢技術(shù)研究，借助機(jī)器人輔助或替代人工巡檢，在顯著減輕一線員工勞動強度的同時，降低人工作業(yè)風(fēng)險，實現(xiàn)高效、可靠的設(shè)備巡檢，全面提升企業(yè)本質(zhì)安全水平。

隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，各類工業(yè)機(jī)器人已在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。面對高風(fēng)險作業(yè)環(huán)境，冶金、化工等企業(yè)尤其迫切需要將機(jī)器人技術(shù)引入設(shè)備巡檢流程，從而在有效降低安全事故發(fā)生率的同時，推動企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級。為此，智易時代專門研發(fā)了輪式巡檢機(jī)器人，為企業(yè)提供更安全、更智能的專業(yè)化解決方案。

二、行業(yè)背景

在黃金冶煉過程中，熔融渣被倒入渣包，運送至緩冷場進(jìn)行數(shù)日甚至數(shù)周的自然冷卻。此過程旨在促進(jìn)渣中銅、銀等有價金屬的相晶析出，是提高金屬回收率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)人工巡檢渣包存在安全風(fēng)險高、數(shù)據(jù)不精確、勞動強度大、管理數(shù)字化程度低等核心痛點。

渣包現(xiàn)場圖

三、建設(shè)目標(biāo)

建設(shè)一套以智能巡檢機(jī)器人為核心，集渣包溫度場精準(zhǔn)監(jiān)測、表觀狀態(tài)智能識別、環(huán)境氣體安全監(jiān)測、數(shù)據(jù)智能分析與預(yù)警于一體的無人化巡檢系統(tǒng)，最終實現(xiàn)：

安全低風(fēng)險：替代人工進(jìn)入高危區(qū)域進(jìn)行渣包巡檢。

冷卻過程可控：實現(xiàn)對每一個渣包冷卻曲線的全程精準(zhǔn)監(jiān)控與優(yōu)化。

管理數(shù)字化：建立全廠渣包的“數(shù)字孿生”檔案，一鍵可查所有歷史數(shù)據(jù)。基于大數(shù)據(jù)分析，為工藝優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，提升回收率。

四、智能輪式巡檢機(jī)器人系統(tǒng)

智能輪式巡檢機(jī)器人系統(tǒng)由機(jī)器人本體、無線通信基站、自主充電裝置及遠(yuǎn)程控制站共同組成，可代替巡檢人員進(jìn)行設(shè)備及環(huán)境巡檢，減輕巡檢人員的勞動強度，降低巡檢過程中存在的安全隱患，提升巡檢質(zhì)量。

輪式巡檢機(jī)器人

 

本產(chǎn)品是一款專為危險與復(fù)雜環(huán)境設(shè)計的智能巡檢機(jī)器人，能夠在冶金企業(yè)常見的易燃、易爆和腐蝕性環(huán)境中安全穩(wěn)定運行。機(jī)器人搭載四轉(zhuǎn)四驅(qū)多模態(tài)移動底盤，支持四輪獨立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向，具備橫向移動、原地轉(zhuǎn)向和多地形自適應(yīng)能力，兼具越野性能與低噪平穩(wěn)運行特性，適用于燒結(jié)、煉鐵、渣處理等室內(nèi)外多種冶金場景。

設(shè)備支持模塊化集成紅外熱成像儀、氣體傳感器、360°高清云臺相機(jī)等各類探測設(shè)備，實現(xiàn)多維度數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測，并依托高精度導(dǎo)航與多傳感器融合技術(shù)，實現(xiàn)自主避障、路徑規(guī)劃與多目標(biāo)點自動巡航。借助升降云臺與聲源定位相機(jī)，可顯著擴(kuò)大監(jiān)測范圍并精準(zhǔn)識別泄漏點與異響源。通過邊緣計算實時分析溫度、振動、噪聲、氣體濃度等多元數(shù)據(jù)，對設(shè)備異常進(jìn)行早期預(yù)警，響應(yīng)速度較人工作業(yè)提升80%以上。機(jī)器人支持5G/Wi-Fi/專網(wǎng)多模式通信，保障數(shù)據(jù)高速低延時傳輸與云端協(xié)同，結(jié)合數(shù)字孿生與可視化平臺，用戶可遠(yuǎn)程實時查看視頻、接收報警、自動生成巡檢報告及回溯歷史數(shù)據(jù)，顯著提升冶金企業(yè)運維效率與系統(tǒng)智能化管理水平。

無線基站

無線基站通過光纖實現(xiàn)多臺基站之間的穩(wěn)定互聯(lián)，確保通信數(shù)據(jù)可靠傳輸，并支持機(jī)器人在指定點位將數(shù)據(jù)實時上傳至上位機(jī)。該基站基于WiFi無線類型，覆蓋距離可達(dá)200米，適用于復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的連續(xù)監(jiān)測與控制任務(wù)。

自主充電裝置

自主充電裝置由充電樁和充電控制箱組成，兩設(shè)備之間通過電纜連接，可在安全區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)自動充電，并支持手動應(yīng)急充電操作。該裝置采用可靠的充電電氣閉鎖技術(shù)，確保在非充電或故障狀態(tài)下斷電，保障運行安全。當(dāng)機(jī)器人滿足充電條件時，可自主返回充電位置進(jìn)行無線充電，無需人工干預(yù)，滿電后自動繼續(xù)執(zhí)行巡檢任務(wù)。機(jī)器人本體搭載無線充電接收端，與充電樁的發(fā)射端配套，通過數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

五、智能巡檢軟件平臺

通過輪式巡檢機(jī)器人軟件平臺，可實現(xiàn)對機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制。平臺部署于遠(yuǎn)端控制站，集成于控制室，實時展示機(jī)器人采集的視頻及各類參數(shù)。系統(tǒng)檢測到設(shè)備異常時，機(jī)器人本體與工作站均發(fā)出聲光報警，提示及時檢修。支持實時與歷史報警記錄存儲，可按日期、設(shè)備查詢信息及存檔圖像。

 

核心功能實現(xiàn)

1.自動化巡檢

支持多路線與計劃任務(wù)設(shè)置（如每2小時常規(guī)巡檢、每班全面巡檢），機(jī)器人自動按預(yù)設(shè)路徑執(zhí)行任務(wù)并返回充電。

2.AI智能識別與分析

設(shè)備狀態(tài)識別：基于可見光圖像識別渣包傾斜、變形、裂縫等機(jī)械損傷；

表觀狀態(tài)識別：識別場地是否有積水、冒煙、明火等異常現(xiàn)象；

智能讀表：自動識別并記錄現(xiàn)場壓力表、液位計等儀表讀數(shù)。

3.渣包溫度場智能分析

超溫報警：設(shè)定閾值（如＞400℃），自動標(biāo)記與報警；

冷卻速率分析：系統(tǒng)自動繪制每個渣包的時間-溫度冷卻曲線。若實際曲線嚴(yán)重偏離標(biāo)準(zhǔn)工藝曲線，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警，提示“冷卻過快”或“冷卻過慢”；

不均勻冷卻識別：AI分析熱像圖，識別渣包表面是否存在過大溫度梯度，提示可能存在“結(jié)殼”或“內(nèi)部空洞”，影響金屬回收。

4.渣包表觀狀態(tài)AI識別

渣包ID自動識別：OCR技術(shù)自動讀取編號，將所有巡檢數(shù)據(jù)與該編號綁定，形成“一包一檔”。

裂紋與變形識別：深度學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練模型，識別渣包外殼的細(xì)微裂紋和結(jié)構(gòu)性變形，預(yù)警傾覆風(fēng)險。

滲漏識別：識別渣包底部或壁部是否有異常顏色的凝結(jié)物或潮濕痕跡，判斷是否發(fā)生滲漏。

5.多模態(tài)數(shù)據(jù)融合預(yù)警

融合紅外溫度、氣體濃度與可見光圖像，進(jìn)行聯(lián)合分析，提升預(yù)警準(zhǔn)確性。示例預(yù)警包括高溫與裂紋復(fù)合風(fēng)險、冷卻速率異常、區(qū)域環(huán)境異常等。

6.實時監(jiān)控與應(yīng)急聯(lián)動

支持手動遙控抵近觀察，發(fā)生緊急報警時通過聲光報警、短信、APP推動等多方式通知值班人員，并可聯(lián)動廠區(qū)消防與通風(fēng)系統(tǒng)啟動應(yīng)急預(yù)案。

7.數(shù)字化報表與趨勢分析

自動生成日、周、月巡檢報告，包含巡檢概覽、異常統(tǒng)計、處理情況等。

記錄歷史溫度數(shù)據(jù)，生成渣包冷卻曲線，為優(yōu)化緩冷工藝參數(shù)（如噴淋水量、冷卻時間）提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

8.數(shù)字化渣包檔案與可視化

平臺為每個渣包建立全生命周期數(shù)字檔案，包括：入庫時間、初始溫度、冷卻曲線、所有歷史巡檢圖像、報警記錄、處理情況等。通過廠區(qū)地圖可視化界面，可實時查看所有渣包的位置、當(dāng)前表面溫度（用顏色梯度顯示）、健康狀態(tài)（綠色正常、黃色預(yù)警、紅色報警）。

六、效益分析

安全效益：

實現(xiàn)本質(zhì)安全，杜絕人員傷害風(fēng)險。

經(jīng)濟(jì)效益：

提升金屬回收率，微小提升即可帶來顯著收益；

減少2–3個高危崗位，降低人力成本；

避免因渣包傾覆、破裂導(dǎo)致的設(shè)備損壞和生產(chǎn)中斷損失。

管理效益：

實現(xiàn)渣包冷卻過程的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、可視化管理。

積累的工藝大數(shù)據(jù)為未來建設(shè)“黑燈工廠”、實現(xiàn)全面智能化打下堅實基礎(chǔ)。

本方案不僅是實現(xiàn)“機(jī)器換人”的自動化升級，更是一項以數(shù)據(jù)驅(qū)動工藝優(yōu)化的戰(zhàn)略性投資。它將傳統(tǒng)依賴人工經(jīng)驗的渣包緩冷這一“黑箱”操作，轉(zhuǎn)化為透明化、可控制、可優(yōu)化的現(xiàn)代工藝流程，成為黃金冶煉企業(yè)邁向工業(yè)4.0的重要里程碑。