本報通訊員 胡飛
當今世界面臨百年未有之大變局，數字化轉型已成為傳統建筑企業乃至全行業破除傳統桎梏、重新煥發生機的必由之路。與此同時，以人工智能、云計算、大數據、物聯網、區塊鏈等為首的智能技術正引領新一次技術革命，在顛覆傳統經濟的同時，也給勘察設計行業帶來前所未有的新機遇，引領他們在各類新技術的融合下朝著管理數字化、業務數字化、工具智能化與綠色化、開拓數字化業務等方向發展。作為勘察行業領先的科技型工程公司，中冶集團武漢勘察研究院有限公司開拓數字化業務，打造智慧化、綠色化鋼廠，一直在行動。
中冶武勘從事冶金測繪起家，具有60多年的測繪技術沉淀，在60余年的發展歷程中時刻保持與時俱進，測繪技術一直穩居于冶金行業之首。在此基礎上，中冶武勘從1990年就開始研發地理信息系統，推進從數字工廠到智慧工廠的轉變，并以院士專家工作站和兩個省部級工程技術中心為支撐，深度融合時空信息云平臺、大數據中心、5G+工業互聯網、數字孿生、人工智能等現代先進技術。迄今為止，中冶武勘已立足鋼鐵企業，先后服務過全國主要金屬和非金屬礦山及南方和國家電網、中國石化等企業，在智慧鋼廠、智能礦山、智慧電力和智慧化工等領域頗有建樹。而從湛鋼總圖管理系統，到韶鋼智慧工廠建設，再到鄂鋼智慧工廠建設的集大成，鋼鐵行業的轉型升級正好也充分反映了中冶武勘在智慧應用領域一路走來的堅實印記。
在湛鋼，繪出工業企業管控“一張圖”
作為最早參與湛江鋼鐵建設的中冶子企業，中冶武勘在湛鋼建設之初，就已將把湛鋼建設成為一座百年長青的鋼鐵聯合企業視作使命。
要將湛鋼建設成為跨越世紀的現代化的鋼鐵聯合企業，首先就必須通過測量工作，確定湛鋼整體選址以及所有的建構筑物、配套設施的準確的位置和標高，這樣才能保證設備與管道的連接絲毫不差，之后的生產運行能夠保持連續穩定。然而，湛江東海島條件相對落后，近幾年隨著湛鋼才逐漸發展起來，缺乏基準數據資料，更不用說完善的城市坐標控制系統，遠遠不能滿足大型建設的精度要求。為了更好地開展建設，并在廠區建設完成后對鋼鐵基礎地理信息進行實時、動態的數字化管理，湛鋼決定建立一個融合鋼廠所有地理信息數據的總圖管理系統。
“篳路藍縷，以啟山林”，中冶武勘測繪人員在湛鋼開疆拓土何其艱辛，而如何在湛鋼建立穩定可靠的測量控制網，就是首先要面臨的問題。為確保平面位置的穩定統一，中冶武勘在整個東海島建立了二等GPS網。為了保證高程數據的可靠和穩定，中冶武勘團隊結合東海島復雜的地質特點，系統性提出了設置基巖水準點的方案，即在湛江建設四組基巖水準點與數十個深樁水準點，通過精準測量這些水準點，為后續施工和建構筑物沉降變形觀測，提供可靠的高程基準。其中，一個基巖水準點深達384米，深植于湛鋼地下穩定的基巖面里，形如《西游記》中的“定海神針”，牢牢扎根在南海之中。依靠精密的平面控制網和基巖水準點，湛鋼從廠區定位、廠房規劃、土建施工、設備安裝到生產檢維修、技術改造都有了可靠的測量基準，測量的精度得到有效保障和統一。
隨后，中冶武勘歷時1年半時間，開展了地形圖和管線測量工作，將整個湛鋼按1：500的比例繪制成圖。同時，中冶武勘還開發了地下管線測繪系統，針對地下管線的作業流程和特點開發軟件平臺，實現了圖形與數據的動態聯動。
為了讓這些地形圖和地下管線數據更好地為湛江鋼鐵的設計和建造提供了數據支撐，中冶武勘借助GIS軟件平臺和大型的數據庫進行后臺數據管理，系統實現了工業企業大比例尺基礎地圖、管網專題圖、各種設備設施設計圖紙、各種多媒體資料和文檔數據的集成管理，并通過Web服務實現了數據共享與功能共享的服務模式，建成了二維的湛江鋼鐵基礎地理信息系統（總圖管理系統）。隨后，中冶武勘團隊建立三維的湛江鋼鐵基地地理信息系統，為鋼廠運營管理提供基礎地理信息服務云平臺。
2015年10月4日，強臺風“彩虹”從湛江正面登陸，中心最大風力16級，給湛鋼帶來重大損失。在報損過程中，湛鋼總圖管理系統發揮重要作用，助力快速查找和判斷受損位置，為湛鋼最大限度止損爭取了寶貴時間。
在二維、三維總圖數據的基礎上，中冶武勘建立面向湛鋼各業務應用系統的地理信息共享服務平臺。該平臺充分結合二維、三維地理信息技術，建立了和實際工廠一對一的數字化工廠地圖，重點體現廠房建筑信息、設備信息、管網信息等內容，打造了一個信息共享、直觀可視的綜合業務管理平臺，為構建最終的數字化運營管控平臺奠定基礎，逐步實現企業地理信息數據資源的一體化、集約化管理。
在韶鋼，做出鋼廠智能化的有力嘗試
隨著我國快速步入后工業化時代，傳統工業領域的管理模式也面臨著日益增大的挑戰。由于生產要素成本及人力成本的不斷增加，尤其是在確保盈利能力和長期生存能力方面，所有鋼鐵企業均面臨著史無前例的壓力。如何以低成本實現工廠安全管理，保障連續生產運營，如何快速獲取與工廠實際狀態一致的基礎數據，可視化數字工廠應運而生。在韶鋼建設過程中，中冶武勘開始了一系列有力嘗試。
為了推進韶鋼智慧工廠建設，中冶武勘在總圖管理系統的基礎上首先實現了可視化集成監控，為鋼廠后續延伸開發出一系列智慧應用服務打下堅實的基礎。在傳統的鋼廠建設中，視頻監控、人員位置、煤氣報警等工廠監控系統都是獨立的，各類監控數據需要用不同的系統來進行查看，存在“數據孤島”，這也導致突發事故出現時，鋼廠將無法聯動調用鋼廠生產經營的所有相關數據，不利于數據綜合分析判斷。而基于地圖可視化技術，中冶武勘根據各類監控數據的位置，將數據實現了可視化集成監控。
具體而言，就是對全廠各類專題管線按網絡關系進行梳理，完善管線各類閘閥、儀表等專題數據，在地圖上集成管道及附屬設備運行狀態監測、各類報警、煤氣水封液位監測、煤氣濃度監測、視頻監控、高危作業人員監控數據，整合生產、物流、設備、能源、環保多部門業務等各類數據，實現各類數據的集成可視化監控和一體化聯動調度管理，為設備查找定位、日常監控和應急指揮調度提供便捷的管理平臺，提高應急調度響應效率。
應急調度響應效率的提高，在韶鋼涉煤氣作業安全管控系統中充分體現了出來。這也是中冶武勘在打造鋼廠工業總圖、建設二維和部分三維的鋼鐵基地地理信息系統，并通過可視化技術在鋼廠實現可視化集成監控之后，基于平臺為鋼廠提供智慧應用延伸服務的首次有力嘗試。
該管控系統被應用于韶鋼涉煤氣作業的安全防護工作，結合物聯網與移動互聯網技術，將作業區域的煤氣濃度與閥門狀態進行實時可視化監控，同時支持調取現場視頻監控信號，實現對作業區域的全覆蓋管控。該系統還能利用人員定位手環對作業人員進行24小時安全防護監控，實現人員廠區定位、生命體征監測等功能，保障作業安全。該平臺的應用，解決了原來信息不集中、響應不及時的問題，并通過可視化的手段直觀地展現整個涉煤氣作業安全情況，及時將現場監控畫面推送到監控端和管理者手機上，大大提高了突發事件的應急響應效率。雖然是首次嘗試，但卻真正打開了中冶武勘研發鋼廠智慧應用的大門。
2019年1月3日，由中冶武勘的子公司中冶智誠承接的涉煤氣作業安全管控系統，作為韶鋼能源環保部的重點展示項目亮相寶武“智匯·智造·智享”智慧制造峰會。在峰會上，寶武集團各級領導在聽取項目介紹后，對這個項目的成果給予了充分的肯定。這也為中冶武勘將地理信息數據平臺不斷完善與延伸，更好地提高鋼鐵智慧制造能力與水平，打造極致、高效、安全的智慧綠色鋼廠提振了信心。
在鄂鋼，打造可視化的數字“孿生”鋼廠
2019年，鄂鋼建成智慧工廠的管控中心，受到全行業的高度關注。如何讓鋼廠成為真正的可視化數字工廠，把整個鋼廠完整地搬進計算機系統，打造一個集大成的智慧工廠，中冶武勘開展了進一步的深度嘗試。中冶武勘組建了一支平均年齡僅27歲的23人博士、碩士團隊，開始探索這個行業難題。
他們以三維地理信息技術為基礎，將鋼廠運營技術與北斗高精定位、熱紅外測溫、物聯網等國內外領先技術深度集成，逐步完善企業安全可視化管控平臺，打造了包括煤氣安全總線系統、液態金屬安全總線系統、高爐數字孿生系統、員工動態可視化系統等4個子系統，保障鋼廠的風險監控主線建設。鋼廠的管理就像擁有了一個聰明的“大腦”，正在逐漸“智慧”起來。在2020年1月2日中國寶武綠色發展與智慧制造現場會上，“鄂鋼全廠可視化平臺”的驚艷亮相，曾吸引了與會代表及媒體的高度關注。
安全生產重于泰山，鋼廠的安全生產就更是關乎國計民生的大事。在鄂鋼智慧工廠建設過程中，為了助力鋼企充分貫徹“以人為本，安全第一”的管理理念，中冶武勘抓住煤氣生產作業安全和液態金屬輸運安全兩條主線，為風險管控提供空間數據支撐，充分保障鋼廠的設備和人員安全。具體而言，該平臺通過對鋼鐵企業煤氣生產作業安全和液態金屬輸運兩大鋼鐵企業核心危險源進行可視化管理，實現能源介質管網動態監測、液態金屬流轉、人員動態的三維可視化，實現煤氣總線和液態金屬總線及其他重大危險源的可視化管控、智能分析和實時預警，同時對作業人員和運輸車輛跟蹤定位，將事故的被動處置變成風險的主動預防，為防范重大風險和應急處置觸發創造了智能技術條件，為鋼企的價值創造主線保駕護航，被行業內譽為“智慧工廠安全生產的守護者”。在韶鋼涉煤氣作業安全管控系統的基礎上，中冶武勘在鄂鋼煤氣、液態金屬和高爐安全生產的智慧技術應用上取得重大突破，實現了國內首創。
你相信電腦系統可以復刻出一個1:1且實時動態更新的“孿生”工廠嗎？中冶武勘正在將其一步步變成現實。當前，中冶武勘正在嘗試在系統中接入更多鋼廠生產運行的數據，不斷豐富可視化平臺信息，逐步實現虛擬工廠與物理工廠的同步。通過將鋼鐵企業縱橫交錯的地上地下管網、結構復雜的外建構筑和廠房內設備完整搬進計算機系統，結合工廠運營技術實現可視化動態管理，中冶武勘為智能制造的“孿生”工廠提供可以承載的空間信息平臺，實現了對高爐全生命周期的“全方位孿生式”實時監測，實現了國內智慧、綠色工廠技術的重大進步。
站在國家“十四五”發展新的潮頭，中冶武勘作為“冶金勘察國家隊，資源保障主力軍，基本建設排頭兵，巖土工程、智慧應用領域具有特色的工程綜合服務提供商”將持續致力于空間信息技術服務于冶金鋼廠，將三維可視化技術與鋼鐵運營技術緊密結合，通過技術迭新助力國內外眾多大型廠礦打造一個又一個基于可視化平臺而生的“孿生鋼廠”，為其安全生產和智能運營管理保駕護航，為全國鋼鐵企業率先迎來智慧化、綠色化時代。
中冶武勘在韶鋼建設的二、三維總圖信息管理系統
《中國冶金報》（2021年5月25日 22版二十二版）
