王棟平
(天地(常州)自動化股份有限公司 江蘇常州 213000)
如今,全球礦業(yè)正經(jīng)歷一場新的革命,大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)和礦山的結(jié)合越來越密切。實現(xiàn)這場礦業(yè)改革的關(guān)鍵在于對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,目前這項技術(shù)的使用仍然處于起步階段,需要不斷的實踐和投資來推動其成熟,因此,明確未來礦業(yè)發(fā)展中物聯(lián)網(wǎng)所處地位對生產(chǎn)力發(fā)展起著具足輕重的作用。
想要良好利用物聯(lián)網(wǎng)傳輸這項技術(shù),首先就要明確物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)母拍?,由此來定位在智能化智能礦山建設(shè)中該項技術(shù)所能起的作用,并且可以以此來推測未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢。
物聯(lián)網(wǎng)(IoT,Internetofthings)即“萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò),將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)在任何時間、任何地點,人、機、物的互聯(lián)互通。是一個完整的信息產(chǎn)業(yè)鏈。
從以上物聯(lián)網(wǎng)的概念定義可以得知,在智能礦山建設(shè)的過程中物聯(lián)網(wǎng)可以起到鏈接資源的作用。傳統(tǒng)的礦業(yè)發(fā)展主要是依托大量的人力和物力來進行工程建設(shè),比如說煤礦作業(yè),就需要人本身下到地底下,人本身承擔著極大的風險,而且效率極低,如果采用物聯(lián)網(wǎng)的方式,通過定位和射頻識別的功能,可以大大提高工作的效率,同時減少人力物力的投入,提高礦業(yè)施工的安全性,實現(xiàn)地面操作化的可實現(xiàn)性。同時,可以更加精確地對礦地下礦產(chǎn)進行發(fā)掘,提高資源的利用率,從而達到保護環(huán)境和節(jié)約資源的目的。
物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程,采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息,通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入,實現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接,實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。在信息的獲取,傳送,處理和施效方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。如果將物聯(lián)網(wǎng)的射頻識別技術(shù),傳感網(wǎng),M2M系統(tǒng)框架和云計算這些運用到智能化礦業(yè)發(fā)展的過程中,會對礦山智能化的發(fā)展起到一個極大的促進作用。
對礦業(yè)來講,我國要實現(xiàn)從礦業(yè)大國到礦業(yè)強國的轉(zhuǎn)變,那么礦山建設(shè)必須要走創(chuàng)新之路,而智慧礦山技術(shù)就發(fā)揮著重要的作用,因此礦山的智慧化運行就成為了行業(yè)要求的必然趨勢。我國自20世紀90年代開展自動化、數(shù)字化采礦研究,"十一五"后加大了智能礦山技術(shù)體系研發(fā)部署,先后實施了地下無人采礦設(shè)備高精度定位技術(shù)和無人操縱鏟運機模型、大型地下鏟運設(shè)備研制、數(shù)字化采礦關(guān)鍵技術(shù)與軟件研發(fā)、數(shù)字礦山建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范、地下金屬礦智能開采技術(shù)等計劃,形成了我國智能礦山建設(shè)的系列產(chǎn)品。在軟件方面,研發(fā)了3Dimine、藍光、龍軟等礦用軟件;在裝備制造方面,研發(fā)了智能中深孔鑿巖汽車、智能鏟運機、智能礦用汽車、智能裝藥車等系列裝備;在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面,形成了井下光纖通信、井下無線通訊、穿巖透地通信等技術(shù)并建成了相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。
當前,我國智能化礦山建設(shè)取得了一定的成績,但是,經(jīng)濟基礎(chǔ)需要與上層建筑相適應(yīng),由于智能化礦山建設(shè)的經(jīng)驗不足,存在上層建筑的規(guī)劃不完善,在智能礦山建設(shè)中缺乏標準的指導(dǎo),而且由于技術(shù)不成熟,智能化基礎(chǔ)薄弱,在技術(shù)方面突破比較困難,在研發(fā)過程中研發(fā)資金比較高也給企業(yè)帶來極大負擔。到目前為止,智能化帶給礦業(yè)的好處并不是那么明顯,制約了我國智能化礦山建設(shè)的推進步伐。同時隨著勞動力成本的不斷提高,企業(yè)雇人所花費的費用占比越高,對企業(yè)的成本壓力就越大,不利于企業(yè)的長久運行。并且由于礦山行業(yè)的工作危險系數(shù)較大,即便是高薪,也有很多人不愿意去從事這項這個行業(yè)的勞動。
上述環(huán)境迫使智能化礦山建設(shè)步伐提速,加強智能礦山建設(shè)工程的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)已成為智能化礦山高質(zhì)量發(fā)展的緊迫任務(wù)。同時,我們需要采取一些具體措施來落實智能礦山建設(shè)工程,比如,對智慧礦山而言,首先要先走出去,國外礦山儲量大、品位高、埋藏淺,可以聯(lián)合開采;智慧礦山想要做得足夠好,要基于大數(shù)據(jù),國外有從1900年開始的大數(shù)據(jù),只需輸入條件,即可查到相關(guān)資料,我們要從大數(shù)據(jù)收集和整理做起或采用洋為中用,使其成為可能;做好智慧礦山,不能單一創(chuàng)新,要做到生態(tài)鏈和服務(wù)結(jié)合起來。將制造生產(chǎn)變成服務(wù),結(jié)合上下游生態(tài)鏈,智慧礦山不會遙遠。對此,將智能化礦山建設(shè)列入國家能源發(fā)展戰(zhàn)略是一個較為緊迫戰(zhàn)略任務(wù),應(yīng)當加大對智能化礦山關(guān)鍵技術(shù)、裝備研發(fā)的資金和政策支持力度。
物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)膬?yōu)勢主要就體現(xiàn)在信息的處理上面,物與物、人與物之間的信息交互是物聯(lián)網(wǎng)的核心,它的基本特征可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理。物聯(lián)網(wǎng)的各種技術(shù)包括RFID,MEMS,M2M系統(tǒng)框架和云計算,通過智能化的方式來提高施工效率。如果把物聯(lián)網(wǎng)運用到智能礦山建設(shè)中,那么就能減少勞動力成本,減少事故,提高作業(yè)的安全性,減少資源的浪費,提高資源的利用率,同時引入人工智能和大數(shù)據(jù),可以更加精確地把握礦山的整體情況,從而提高整體的自動化程度,大大提高工作效率以及工作質(zhì)量。
一旦涉及到網(wǎng)絡(luò)的話,特別是對于還不成熟的物聯(lián)網(wǎng)來說,網(wǎng)絡(luò)的可靠性方面就有待商榷?,F(xiàn)有的問題都主要包括技術(shù)標準的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)問題,管理平臺的問題,成本問題以及安全性問題等。
并不是所有的礦業(yè)企業(yè)都有條件去建設(shè)智能礦山,因為目前我國大部分的礦業(yè)企業(yè)都屬于中小型企業(yè),本身就是屬于高風險低成本的。在小地方的作業(yè)中,本身就是依靠廉價的勞動力來獲取利潤。如果進行智能化的處理的話,設(shè)備和技術(shù)的引進高于勞動力成本,就會提高運營成本,是中小企業(yè)企業(yè)根本無法承擔的,但是,如果是大型企業(yè)來實現(xiàn)智能化物聯(lián)網(wǎng)運輸?shù)脑?,那么在技術(shù)標準的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)方面就會出現(xiàn)很多的問題,產(chǎn)業(yè)鏈上下游將會出現(xiàn)許多矛盾。
雖然智能礦山建設(shè)的道路還很漫長,但是只要我們付出努力,通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)姆绞酵苿拥V山生產(chǎn)模式不斷更新,同時克服在使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)過程中出現(xiàn)的缺點,使得采礦工業(yè)向規(guī)?;⒓s化、協(xié)同化方向發(fā)展,從而實現(xiàn)采礦工程邁入遙控化、智能化乃至無人化階段。