劉玉青，田 偉

（河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司，唐山 063000）

0 引言

近年來(lái)，隨著“兩化融合”和“互聯(lián)網(wǎng)+”等國(guó)家發(fā)展規(guī)劃的影響，礦山行業(yè)也迎來(lái)了智能化建設(shè)的浪潮。在國(guó)際潮流的推動(dòng)以及國(guó)內(nèi)政策的引領(lǐng)下，面對(duì)當(dāng)前低迷的行業(yè)環(huán)境，礦山企業(yè)需努力提升礦產(chǎn)資源綠色開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型升級(jí)，以此來(lái)提升礦業(yè)的信息化和自動(dòng)化水平，通過(guò)“機(jī)械化換人，自動(dòng)化減人”實(shí)現(xiàn)降本增效，是目前礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

1 礦業(yè)公司智慧礦山整體規(guī)劃方案

1.1 公司智慧礦山整體架構(gòu)

根據(jù)礦業(yè)公司信息自動(dòng)化建設(shè)的定位及現(xiàn)狀，智慧礦山建設(shè)的總體思路是將圍繞智能化開采、選尾全流程自動(dòng)化生產(chǎn)、安全管控一體化指揮與企業(yè)信息化管理四個(gè)方面開展。打造六層平臺(tái)整體建設(shè)構(gòu)架，即決策支持層、企業(yè)管理層、生產(chǎn)執(zhí)行層、安全保障層、過(guò)程控制層和基礎(chǔ)設(shè)備層六個(gè)層面，礦業(yè)公司智慧礦山建設(shè)的著重點(diǎn)在決策支持層與企業(yè)管理層，各礦山智慧礦山建設(shè)的著重點(diǎn)在安全保障層、生產(chǎn)執(zhí)行層、過(guò)程控制層與基礎(chǔ)設(shè)備層。

第一層基礎(chǔ)設(shè)備層：以礦山生產(chǎn)裝備智能化、生產(chǎn)設(shè)備及各類傳感器自動(dòng)化、調(diào)度指揮中心、應(yīng)急救援指揮中心、機(jī)房工程、企業(yè)管理網(wǎng)、工業(yè)光環(huán)網(wǎng)作為建設(shè)目標(biāo)。

第二層過(guò)程控制層：以DCS 分布式控制系統(tǒng)、專家控制系統(tǒng)、可視化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)為建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)工藝、環(huán)境、安全的自動(dòng)監(jiān)視監(jiān)測(cè)。

第三層安全保障層：以礦山的本質(zhì)安全為建設(shè)目標(biāo)，通過(guò)信息自動(dòng)化系統(tǒng)，提高人員、設(shè)備的安全系數(shù)，實(shí)現(xiàn)安全管理預(yù)警與完善的閉環(huán)管理。

第四個(gè)層面生產(chǎn)執(zhí)行層：包括礦山技術(shù)管理、生產(chǎn)管理，是智慧礦山建設(shè)的核心，包括以下方面：

（1）在生產(chǎn)管理上以MES 系統(tǒng)為主導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)以生產(chǎn)成本管理為核心的工藝流程、指標(biāo)、計(jì)劃、調(diào)度、統(tǒng)計(jì)、成本、設(shè)備工況、材料能源、計(jì)量質(zhì)量管理。

（2）在礦產(chǎn)資源管理及設(shè)計(jì)和技術(shù)管理上利用GIS地理信息系統(tǒng)，以礦業(yè)工具軟件作為支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源勘查、地質(zhì)建模、資源儲(chǔ)量及資源技經(jīng)評(píng)價(jià)。

（3）在管控指揮上以MPS 礦山平行系統(tǒng)為中心，將設(shè)計(jì)、計(jì)劃、生產(chǎn)、調(diào)度、指揮與管理集成在一個(gè)三維可視化平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)安全環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備巡檢維護(hù)、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(jì)階段實(shí)現(xiàn)仿真模擬，在生產(chǎn)階段實(shí)現(xiàn)在線展現(xiàn)與集成監(jiān)控，在技改階段實(shí)現(xiàn)回放與分析。

第五層企業(yè)管理層：以ERP 企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)、設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)，SRM 招投標(biāo)和供應(yīng)商管理系統(tǒng)，OA 辦公自動(dòng)化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的企業(yè)管理平臺(tái)作為建設(shè)目標(biāo)。

第六層決策支持層：以企業(yè)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃管理、業(yè)務(wù)智能分析、企業(yè)績(jī)效考核管理、企業(yè)決策支持管理作為建設(shè)目標(biāo)。

1.2 智慧礦山數(shù)據(jù)流

圖 智慧礦山數(shù)據(jù)流圖

智慧礦山各平臺(tái)的數(shù)據(jù)流如圖所示，它主要包括企業(yè)數(shù)據(jù)中心的企業(yè)決策數(shù)據(jù)、企業(yè)管理數(shù)據(jù)和礦山數(shù)據(jù)中心的生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)、平行系統(tǒng)數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

1.3 2+1 存儲(chǔ)模式

由于智慧礦山各平臺(tái)的應(yīng)用大多是礦山業(yè)務(wù)與技術(shù)支撐數(shù)據(jù)，在處理與應(yīng)用中關(guān)系十分復(fù)雜，通過(guò)結(jié)合實(shí)際的綜合分析，根據(jù)河鋼礦業(yè)公司的現(xiàn)有管理構(gòu)架和礦山通信條件、工作相對(duì)獨(dú)立性考慮，采用2+1存儲(chǔ)模式，建設(shè)企業(yè)和礦山兩級(jí)數(shù)據(jù)中心，便于將來(lái)的擴(kuò)展應(yīng)用：

（1）企業(yè)數(shù)據(jù)中心：主要存儲(chǔ)企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)、下屬礦山成果數(shù)據(jù)。

（2）礦山數(shù)據(jù)中心：主要存儲(chǔ)礦山過(guò)程與成果數(shù)據(jù)。

2 結(jié)束語(yǔ)

智慧礦山架構(gòu)是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)智慧礦山系統(tǒng)的首要基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)能夠指導(dǎo)建立的智慧礦山系統(tǒng)符合最終預(yù)期需求。隨著專家系統(tǒng)、模式識(shí)別等人工智能技術(shù)，全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，遙感技術(shù)，數(shù)據(jù)分析決策系統(tǒng)等在礦山的應(yīng)用，智慧礦山領(lǐng)域研究不斷完善、關(guān)鍵技術(shù)不斷突破及國(guó)內(nèi)外智慧礦山發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，智慧礦山一定會(huì)朝著更好更快的發(fā)展，最終達(dá)到智能化無(wú)人開采這一終極目標(biāo)。