唐港股份与北理工唐山研究院联合开展产学研合作

故障提前预警，翻车机有了“数智大脑”

□ 河北日报记者 马朝丽 王峻峰

3D数字孪生平台上，传感器、监控摄像头等设备采集的数据实时显示，动态呈现；戴上AR眼镜智能巡检，无需手动检查，设备维修维保的各项关键数据一目了然……1月19日11时许，北京理工大学唐山研究院的河北省智能装配与检测技术重点实验室团队正在展示他们研发的专煤翻车机数智运维系统。

“等硬件全部到位，我们就能用上这套数智化系统了。”河北港口集团唐山港集团股份有限公司（以下简称“唐港股份”）的电工顼力朋看着整套系统演示的功能，心情格外激动。“现在翻车机出现故障，我们主要靠经验检修，费时费力。等数智化系统上线，不仅能实现故障提前预警，检修也更有针对性了。”他说。

北京理工大学唐山研究院自2019年成立以来，面向唐山市产业转型升级和重大发展需求，聚焦新材料、智能制造、自动控制等领域，与唐山市龙头企业开展了多种形式的产学研合作。此次与唐港股份的合作，旨在通过对唐山港“O型”转子翻车机进行数智化改造，实现科学化维护，减少安全风险，提高运行效率。

“咣当、咣当……”11时24分，一列满载煤炭的货运火车沿着铁路专运线，缓缓驶入唐港股份专业煤炭码头公司。不一会儿，翻车机车间忙碌起来。

只见定位车牵引满载煤炭的列车行进至一台翻车机前，再通过定位车精准定位送入翻车机内。车厢不用摘钩，翻车机将四节车厢一并紧紧“抱在怀中”，向下翻转145度时减速，振动器振动大约3秒，煤炭便全部卸入地下料仓。与此同时，溢出的粉尘被同步自动开启的抑尘设施快速消灭。

煤炭运输过程中，装卸环节的效率提升尤为关键。“一列货运火车装载8400吨煤炭，一台翻车机大约需要80分钟才能卸完。我们只有两台翻车机，最忙碌的时候，一天接卸23列货运火车。”唐港股份专业煤炭码头公司副经理李树奎说，平时最怕的就是翻车机出现故障停机。

在前期调研过程中，科研团队发现，两台翻车机已使用10年，受部件老化、长期高负荷运转等影响，故障发生率呈上升趋势。“如果通过安装‘数智大脑’实现故障提前预警，使翻车机设备完好率提升0.2个百分点，那么每年将增加28万吨的卸载量。”团队负责人敖晓辉介绍。

翻车机的压车梁是确保车厢在翻转过程中保持稳定的关键部件，若发生故障既影响装卸效率，又直接威胁作业安全。顼力朋在电工岗位工作了18年，即使是他这样资深的一线人员，面对翻车机的压车梁停止工作，一时半会儿也很难精准判断故障成因。他表示故障原因很多，有可能是液压系统压力不足、油缸内泄或控制阀件失灵等，需要进一步排查。

为实现设备故障诊断的提前预测、快速应对和高效处理，科研团队通过构建翻车机设备全维度数字孪生三维动态数据驱动模型，研发了专煤翻车机数智运维系统，实现设备运行状态的可视化、可追溯、可预判。该系统通过将翻转机构声振温传感器数据接入，创建故障预测模型，实现对声音、振动、冲击脉冲、温度以及倾角等多维度深度感知监测，依托独有的异音分析、冲击脉冲等算法，能够更精准捕捉定位设备故障，较传统巡检设备具有更高集成度和更强大的智能化分析能力。

在此基础上，科研团队进一步搭建了智能化运维管理平台，对采集的数据进行深度挖掘和分析，并嵌入了设备健康评估模型和故障预测模型，可提前预判潜在故障并发出预警。同时还集成了AR眼镜智能巡检系统，将设备维修维保知识库与辅助故障诊断功能融为一体，为一线人员提供可视化指导，助力快速处置故障、提升维保质量。

“这套系统正式上线后，我们运维人员根据智能化运维管理平台提供的数据分析报表、故障预警信息等，可及时优化维护计划和资源配置，检修时也省时省力了。”顼力朋说。