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建設(shè)“數(shù)字礦山”的五項須知

一、一個目標
 “數(shù)字礦山”的建設(shè)目標是什么？
最終的目標當(dāng)然是降本增效，實現(xiàn)礦山企業(yè)利益的最大化，而直接的目標應(yīng)該是完成礦山企業(yè)所有信息采集整理、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、智能化服務(wù)、自動化操控、可視化展示、規(guī)范化集成，建設(shè)“安全、綠色、智能、高效”的新型現(xiàn)代化礦山。
礦山企業(yè)的最大特點在于，它面對的是一個不確定的、充滿風(fēng)險和變數(shù)的物質(zhì)環(huán)境和市場環(huán)境。在這種背景下，全面、系統(tǒng)、及時、準確掌握企業(yè)內(nèi)外信息，對環(huán)境、市場和自身（資源、條件和能力）的發(fā)展趨勢進行清晰洞察，并及時進行有效地計劃和控制，對提升企業(yè)競爭力無疑是非常重要的。這就需要一個好的信息系統(tǒng)的支撐，去實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營過程的可視化和智能化。
二、兩個主線
信息化建設(shè)，掌握主要矛盾是十分重要的。對于礦山行業(yè)信息化，有兩條關(guān)鍵主線。
1．安全生產(chǎn)
安全是礦山企業(yè)生存和發(fā)展的前提。“數(shù)字礦山”必須以實現(xiàn)安全生產(chǎn)、確保生產(chǎn)經(jīng)營的穩(wěn)定順行為主線，信息化建設(shè)要圍繞洞悉地質(zhì)狀況、分析地質(zhì)活動規(guī)律、確保設(shè)備穩(wěn)定運行、實時進行危險源監(jiān)測、落實安全預(yù)案、有效進行事故處理、科學(xué)進行事故分析等內(nèi)容，為建設(shè)“本質(zhì)安全型礦山”提供信息化保障。
2．降本增效
成本是礦山企業(yè)的生命線。企業(yè)的各項活動，包括露天開采的境界優(yōu)化、開采順序的確定、開拓和回采計劃編制、設(shè)備和車輛的調(diào)度、設(shè)備點檢和維修、選礦過程的配料都有一個成本優(yōu)化的問題。與其它行業(yè)相比，礦山行業(yè)的成本優(yōu)化難度更大，需要考慮的因素更多、更復(fù)雜，需要依賴很多空間信息、模擬和人工智能技術(shù)。如何有效收集相關(guān)信息、建立各個期間的成本模型、科學(xué)進行成本模擬、計劃、優(yōu)化和控制，為成本管理提供科學(xué)依據(jù)，是“數(shù)字礦山”建設(shè)的另一主線。
三、三個階段
從自動化角度，“數(shù)字礦山”可以分為以下三個階段：
1．數(shù)字化
基于各種傳感器、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)和管理信息化技術(shù)，實現(xiàn)采掘生產(chǎn)和管理過程中數(shù)據(jù)處理的自動化。
2．虛擬化
利用3D、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，把真實礦山的整體以及和它相關(guān)的現(xiàn)象整合起來，以數(shù)字的形式表現(xiàn)出來，實現(xiàn)地上和地下信息的可視化，從而了解整個礦山動態(tài)的運作和發(fā)展情況并進行即時管控。
3．智能化
利用遙感和遙控等技術(shù)，遠程遙控和自動化采礦，進一步實現(xiàn)智能采礦、無人采礦和選礦廠無人值守，目標是提高效率、降低消耗、降低成本。
四、四個難點
1．模式創(chuàng)新
信息化不是手工管理的簡單模擬，同樣“數(shù)字礦山”也區(qū)別于傳統(tǒng)礦山的管理模式。在“數(shù)字礦山”條件下，如何建立科學(xué)、高效的現(xiàn)代礦山管理體系，實現(xiàn)商業(yè)模式、經(jīng)營模式和管理模式創(chuàng)新，是實現(xiàn)“數(shù)字礦山”價值的最重要保證。
2．?dāng)?shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集是礦山行業(yè)信息化的難點，也是“數(shù)字礦山”建設(shè)的重要內(nèi)容，需要根據(jù)管理需求，綜合投入產(chǎn)出率等考量，合理確定數(shù)據(jù)采集方式。
3．部署方式
礦山企業(yè)一般分布較廣，作業(yè)環(huán)境比較惡劣，信息基礎(chǔ)設(shè)施比較薄弱，“數(shù)字礦山”建設(shè)必須考慮一個部署方式問題。能集中部署當(dāng)然最好，如果條件不具備，則要考慮分布式部署、多數(shù)據(jù)中心的問題。還有一個集中部署的層次問題，生產(chǎn)執(zhí)行和過程控制系統(tǒng)一般不需要集中部署。
4．系統(tǒng)集成
 “數(shù)字礦山”由多系統(tǒng)、多網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，需要集成的內(nèi)容很多，包括通信集成、數(shù)據(jù)集成、應(yīng)用集成、流程集成和門戶集成等層次。這方面，選擇合適的系統(tǒng)平臺至關(guān)重要。
五、五個層次
1．設(shè)備作業(yè)層
以礦山生產(chǎn)設(shè)備智能化、生產(chǎn)安全環(huán)境數(shù)據(jù)采集智能化作為建設(shè)目標。
主要是采礦、選礦、提升、通風(fēng)、供配電、給排水、安全監(jiān)控等方面的自動化、智能化設(shè)備、各類傳感與執(zhí)行設(shè)備為主。
2．過程控制層
以礦山生產(chǎn)工藝過程、生產(chǎn)環(huán)境的安全與環(huán)保的自動化監(jiān)測與監(jiān)控作為建設(shè)目標。
主要是采礦、選礦、提升、通風(fēng)、供配電、給排水、安全監(jiān)控等方面的自動化系統(tǒng)，包括各種傳感器、儀表、智能終端、PLC、DCS等。
3．生產(chǎn)執(zhí)行層
生產(chǎn)執(zhí)行層是數(shù)字礦山建設(shè)的核心，包括四個方面：
（1）在管控指揮上以礦山生產(chǎn)平行系統(tǒng)（MPS）為中心，將設(shè)計、計劃、生產(chǎn)、調(diào)度、指揮與管理集成在一個三維可視化平臺上，實現(xiàn)安全環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備巡檢維護、生產(chǎn)調(diào)度指揮、事故應(yīng)急指揮、崗位培訓(xùn)演練的集成管理，在設(shè)計階段實現(xiàn)仿真模擬，在生產(chǎn)階段實現(xiàn)在線展現(xiàn)與集成監(jiān)控，在技改階段實現(xiàn)回放與分析，實現(xiàn)與生產(chǎn)現(xiàn)場即時并行的協(xié)調(diào)和管控。
（2）在生產(chǎn)管理上以礦山生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）為主導(dǎo)，實現(xiàn)以生產(chǎn)成本管理為中心的工藝流程、生產(chǎn)指標、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計、設(shè)備工況、材料能源、計量質(zhì)量管理與安環(huán)管理。
（3）在礦產(chǎn)資源管理以資源開采價值、儲量動態(tài)保有、礦石在加工過程的貧化與損失管理為主線，實現(xiàn)資源勘查、資源評價、動態(tài)資源儲量、采礦資源、選礦資源、冶煉資源管理。
（4）在設(shè)計與技術(shù)管理上以礦業(yè)工具軟件作為支撐平臺，實現(xiàn)資源建模與評價、采礦計劃與工程預(yù)算、礦山測量與動態(tài)資源儲量、采掘（剝）計劃管理數(shù)字化、選礦工藝模型分析等。
4．企業(yè)管理層
企業(yè)管理層，以人、財、物、產(chǎn)、供、銷為主體的ERP系統(tǒng)、企業(yè)制度、知識庫、辦公化自動化為基礎(chǔ)的企業(yè)管理平臺作為建設(shè)目標。
5．經(jīng)營決策層
經(jīng)營決策層面，以企業(yè)經(jīng)營計劃管理、績效考核管理、業(yè)務(wù)智能分析、決策支持作為建設(shè)目標。

（信息來源：中國礦業(yè)網(wǎng)，中林設(shè)計整理，轉(zhuǎn)載注明出處）