隨著采煤指令下達(dá)，中煤華晉集團(tuán)王家?guī)X煤礦的切割滾筒正式開始工作，數(shù)百米深處的地下，厚厚的煤壁被輕松破成小塊，刮板輸送機(jī)井然運(yùn)轉(zhuǎn)，滾滾“烏金”奔向地表……
與普通礦井相比略顯不同的是，王家?guī)X煤礦的每臺刮板輸送機(jī)上方多出了幾臺高分辨率的3D相機(jī)，它們正在捕捉鏈條外觀，并實(shí)時識別刮板輸送機(jī)運(yùn)行狀況。一旦出現(xiàn)異常，工作人員會立刻獲知準(zhǔn)確的故障位置，極大提升了刮板機(jī)維修效率。
這正是聯(lián)想上海研究院為王家?guī)X煤礦量身打造的煤礦刮板輸送機(jī)3D智能視覺檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)以AI圖像識別為核心技術(shù)，不僅幫助王家?guī)X煤礦實(shí)時精準(zhǔn)監(jiān)測刮板輸送機(jī)工況，還降低了更換刮板鏈條作業(yè)的難度，提升工作效率40倍以上的同時，實(shí)現(xiàn)巡檢人力成本下降90%。
工業(yè)4.0時代，AI視覺等智能化技術(shù)正在與工業(yè)生產(chǎn)場景不斷融合，煤礦行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型不斷加速。聯(lián)想作為中國主力智能解決方案提供商，利用全棧算力與AI原生能力，助力王家?guī)X煤礦安全生產(chǎn)、減人提效，在數(shù)百米深的地下點(diǎn)燃“智慧”之光。
檢修團(tuán)隊高達(dá)200人
刮板機(jī)人力巡檢費(fèi)時費(fèi)力
新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革下，煤炭企業(yè)正在積極布局煤礦智能化建設(shè)。根據(jù)國家礦山安全監(jiān)察局?jǐn)?shù)據(jù)，目前全國煤礦智能化采掘工作面已超1300個。作為中國煤炭華晉集團(tuán)“皇冠上的明珠”，王家?guī)X煤礦更是積極應(yīng)用智能技術(shù)，推進(jìn)智能化轉(zhuǎn)型。
王家?guī)X煤礦位于山西省境內(nèi)，日產(chǎn)焦煤約16000噸，年產(chǎn)焦煤量可達(dá)600萬噸。在日常煤礦開采過程中，刮板輸送機(jī)是必不可少的一環(huán)。煤炭在井下被切割后，通過刮板輸送機(jī)從井下運(yùn)送到地面。這些刮板輸送機(jī)可以長達(dá)20公里，由一系列較短的3至4公里長的鏈條組成。
由于持續(xù)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中的磨損和損壞，隨著時間的推移，刮板鏈會產(chǎn)生變形甚至斷裂，導(dǎo)致整個輸送系統(tǒng)停止運(yùn)行，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。因此對刮板機(jī)的定期巡檢與及時維護(hù)非常重要。
中國煤炭華晉集團(tuán)的技術(shù)主管周松云表示：我們的目標(biāo)是在鏈條斷裂之前識別和更換變形的鏈條，更換變形的鏈條是一個相對簡單的過程，大約需要30分鐘。但如果鏈條斷裂了，我們就不得不拆卸和重新組織整個輸送系統(tǒng)，這可能需要20個小時或更長時間。
而如果能夠在鏈條尚處于變形而未斷裂的狀態(tài)時就能發(fā)現(xiàn)問題，及時更換，將極大地縮短維修耗時，提高生產(chǎn)效率。以前，王家?guī)X煤礦一直采用手動的方法檢查刮板輸送機(jī)，需要專業(yè)產(chǎn)線檢修人員下井巡檢，團(tuán)隊人數(shù)多達(dá)200人。這不僅導(dǎo)致公司人力成本高企，更增加了員工安全風(fēng)險。同時，刮板輸送機(jī)檢測對員工技術(shù)要求較高，定期培訓(xùn)也加重了公司負(fù)擔(dān)。
因此，實(shí)現(xiàn)刮板輸送機(jī)巡檢自動化，提升礦井刮板輸送機(jī)的可靠性，達(dá)到智能化技術(shù)支撐下的降本增效，成為王家?guī)X煤礦智能化轉(zhuǎn)型的重要議題。
聯(lián)想3D視覺刮板機(jī)智能巡檢方案
算法精度可達(dá)1毫米
作為中國加速煤礦智能化發(fā)展的推動力之一，中國煤炭華晉集團(tuán)持續(xù)關(guān)注智能化技術(shù)在煤炭行業(yè)的應(yīng)用與落地。而AI視覺識別技術(shù)的不斷成熟，讓其看到了刮板輸送機(jī)自動化巡檢的可能。經(jīng)過廣泛、深入了解后，王家?guī)X煤礦最終選擇與聯(lián)想合作，共同打造3D刮板輸送機(jī)智能視覺識別系統(tǒng)，大幅減少了停機(jī)時間，提升了巡檢自動化水平。
在煤炭生產(chǎn)場景中，刮板鏈變形與斷裂是運(yùn)輸系統(tǒng)停機(jī)的主要原因，因此及時識別并預(yù)警刮板鏈條的形變與斷裂，是刮板機(jī)自動化巡檢的首要任務(wù)。由聯(lián)想上海研究院制定的解決方案是：以AI圖像識別與處理技術(shù)為核心，通過3D深感相機(jī)拍攝刮板機(jī)運(yùn)行視頻，并實(shí)時上傳到云端，同步輸出灰度地圖與3D點(diǎn)云圖像。值得一提的是，聯(lián)想3D深感相機(jī)具備低照度感知能力，可以適應(yīng)礦井中無光照暗黑環(huán)境下的圖像數(shù)據(jù)采集。聯(lián)想基于3D深度圖像的形狀分析檢測異常鏈環(huán)長度和異常報警信息，最終實(shí)現(xiàn)自動化識別刮板鏈輸送機(jī)上的磨損和損傷跡象。
在談到聯(lián)想3D視覺識別算法時，周松云說道：聯(lián)想團(tuán)隊花費(fèi)了四個月時間開發(fā)和訓(xùn)練算法，確保鏈環(huán)長度計算和故障檢測的準(zhǔn)確性。該算法精度可達(dá)1毫米，我們對此非常滿意?！?/FONT>
不僅具有強(qiáng)大的云端算法，聯(lián)想刮板輸送機(jī)智能視覺識別系統(tǒng)還給王家?guī)X煤礦開發(fā)了桌面端和移動端應(yīng)用，維護(hù)團(tuán)隊可以通過移動和桌面終端實(shí)時查看檢查結(jié)果和地圖，從而及時、準(zhǔn)確地確定缺陷位置并有效組織維修。在硬件部署方面，聯(lián)想也為維護(hù)團(tuán)隊提供了一體化工具箱設(shè)計，可以簡單拆卸及攜帶，方便檢修班部署。同時為了適應(yīng)礦井下高粉塵環(huán)境，聯(lián)想還在3D相機(jī)中內(nèi)置了清掃裝置，延長使用周期，提升運(yùn)維效率。
此項目中，聯(lián)想發(fā)揮自身軟硬一體的全棧優(yōu)勢，不僅為王家?guī)X煤礦開發(fā)了高可用的智能視覺識別系統(tǒng)，更一站式提供了強(qiáng)勁算力。目前，王家?guī)X煤礦的計算機(jī)視覺應(yīng)用程序運(yùn)行于由六臺聯(lián)想ThinkSystem SR590 V2服務(wù)器組成的本地服務(wù)器集群上。同時聯(lián)想還為客戶部署了聯(lián)想平板電腦、筆記本電腦和臺式工作站，用作維護(hù)團(tuán)隊的遠(yuǎn)程訪問終端。聯(lián)想強(qiáng)大的端-邊-云協(xié)同能力，在為客戶提供先進(jìn)的算法的同時，將智能化技術(shù)切實(shí)落地到場景，賦能高效生產(chǎn)。
大幅提升巡檢覆蓋率
人力成本下降90%
自從應(yīng)用聯(lián)想智能視覺檢測方案以來，王家?guī)X煤礦維護(hù)作業(yè)的準(zhǔn)確性、效率和安全性獲得了極大的提高。周松云進(jìn)一步解釋道：
單個鏈環(huán)缺陷檢測的覆蓋率增加到了95%以上，而每日維護(hù)覆蓋率則增加到了99%以上。這意味著我們能及早發(fā)現(xiàn)缺陷，并在鏈條破裂之前更換變形的鏈環(huán)，避免了會影響生產(chǎn)的昂貴停機(jī)。
同時，聯(lián)想3D智能視覺識別系統(tǒng)與業(yè)務(wù)形成聯(lián)動機(jī)制，將異常處理響應(yīng)時間縮短了80%，因產(chǎn)線異常停滯平均時間由10分鐘/天降低到2分鐘/天，使煤礦生產(chǎn)率大幅提升。
此外，通過自動化檢查流程，維護(hù)團(tuán)隊井下的時間減少了90%。他們不必再進(jìn)行刮板輸送機(jī)的定期檢查，只有在需要維修時才下去。同時智能視覺識別系統(tǒng)的人員行為檢測功能，還將員工工裝違規(guī)比例從原來的3%降低到0.1%，在減少危險區(qū)域停留時間的同時大大提高了工人的安全性。
周松云表示：聯(lián)想在智能制造方面處于領(lǐng)先地位，我們希望利用這種創(chuàng)新來支持我們礦山的智能轉(zhuǎn)型，聯(lián)想在這個項目中投入了很多精力。我們對團(tuán)隊的奉獻(xiàn)精神以及他們能夠快速開發(fā)和部署解決方案印象深刻。
當(dāng)前，煤炭行業(yè)智能化建設(shè)與升級畫卷正在緩緩鋪開，聯(lián)想作為中國主力智能解決方案提供商，將持續(xù)深耕智能技術(shù)，結(jié)合自身全棧算力優(yōu)勢，為煤炭行業(yè)企業(yè)帶來更多智能化解決方案，助力中國礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
（聯(lián)想上研）
