2023冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型

冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型目錄一、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型大背景 3（一）數(shù)字化浪潮下礦山行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型勢在必行 3（二）礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型旨在提升生產(chǎn)力，促進采礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展 4二、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要意義和價值 6（一）賦能冶金礦山綠色發(fā)展，擁抱礦業(yè)“雙碳”目標 6（二）提高冶金礦山本質(zhì)安全，為礦山安全保駕護航 7（三）有效應對市場波動，提升我國礦產(chǎn)行業(yè)全球競爭力 8（四）助力冶金礦山降本增效，實現(xiàn)企業(yè)精細化管理 9（五）推動冶金礦山科技創(chuàng)新，引領礦山行業(yè)新發(fā)展 10（六）挖掘冶金礦山數(shù)據(jù)潛力，優(yōu)化數(shù)據(jù)價值體系 10（七）重構冶金礦山生態(tài)鏈，譜寫礦山行業(yè)新篇章 11三、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀 12（一）企業(yè)缺乏頂層設計規(guī)劃，忽視建設模型重要性 13（二）礦山核心裝備與系統(tǒng)自動化程度低，專業(yè)化人才嚴重缺失 14（三）礦山信息系統(tǒng)融合度較差，信息孤島問題較突出 15（四）礦山數(shù)字化管理理念認識不足，管理模式急需升級 16四、冶金礦山數(shù)字化價值鏈分析 17（一）上游：生產(chǎn)資料數(shù)字化從源頭提升生產(chǎn)效率 17（二）中游：冶金礦山企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是“主戰(zhàn)場” 18（三）下游：智慧供應鏈拉通供需實現(xiàn)高效協(xié)同 19五、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型涉及的新興技術應用 19（一）解決傳統(tǒng)架構應用瓶頸，云計算重構礦山IT基礎 20（二）整合多源異構數(shù)據(jù)資源，構建礦山大數(shù)據(jù)倉庫 21（三）5G技術支撐礦井遠程操控，為礦山設備智能化發(fā)展提供可能 23（四）物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)設備互聯(lián)互通，提升網(wǎng)絡傳輸效率 25（五）邊緣計算提供近場側(cè)計算能力，通過云邊協(xié)同滿足礦山云端調(diào)度、邊緣作業(yè)的需求 （六）人工智能為礦山發(fā)展提供改進決策，促進企業(yè)向少人無人化發(fā)展 29（七）虛擬現(xiàn)實技術讓深井盲區(qū)清晰可視，保證礦井作業(yè)安全 30（八）數(shù)字孿生讓礦山實體與模型虛實映射，為智慧礦山建設提供新思路 31六、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型關鍵業(yè)務場景 33（一）礦山資源管理 33礦山資源管理現(xiàn)狀及存在的問題 33應用新一代數(shù)字化技術實現(xiàn)礦山資源管理數(shù)字化 34礦山資源管理數(shù)字化的價值與效果 35（二）智能采礦 35冶金礦山采礦工藝現(xiàn)狀及存在的問題 35應用新一代數(shù)字化技術實現(xiàn)采礦智能化 37智能采礦的價值與效果 38（三）智能選礦 40冶金礦山選礦工藝現(xiàn)狀及存在的問題 40應用新一代數(shù)字化技術實現(xiàn)選礦智能化 41智能選礦的價值與效果 42（四）礦山生產(chǎn)技術管理與質(zhì)量管理 44冶金礦山生產(chǎn)技術管理與質(zhì)量管理的現(xiàn)狀及存在的問題 44應用新一代數(shù)字化技術實現(xiàn)生產(chǎn)技術與質(zhì)量的數(shù)字化管理 44生產(chǎn)技術與質(zhì)量管理數(shù)字化的價值與效果 45（五）物資供應鏈協(xié)同 46冶金礦山物資供應鏈管理現(xiàn)狀及存在的問題 46應用新一代數(shù)字化技術賦能物資供應鏈協(xié)同 47礦山物資供應鏈協(xié)同的價值與效果 48（六）礦山綜合管理 49冶金礦山綜合管理現(xiàn)狀及存在的問題 49應用新一代數(shù)字化技術提升礦山綜合管理水平 50礦山綜合管理數(shù)字化智能化的價值與效果 53七、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型推進路徑 53（一）礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型總體架構 53（二）礦山數(shù)字化推進典型階段 55（三）礦山數(shù)字化推進路徑 57在產(chǎn)礦山 57新建礦山 57八、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型案例 58（一）智能采礦典型案例 58電動鏟運機遠程操控自助出礦系統(tǒng) 58井下主運輸電機車無人駕駛系統(tǒng) 60（二）智能選礦典型案例 62（三）生產(chǎn)輔助智能化典型案例 65充填自動化系統(tǒng) 65鐵精礦自動盤存數(shù)字化 66物流運輸智能稱重系統(tǒng) 67（四）生產(chǎn)經(jīng)營信息化典型案例 68物資智能倉儲與供應鏈全生命周期管理系統(tǒng) 68面向車間段隊的輕應用平臺 69礦山運營管理信息系統(tǒng) 70冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書PAGEPAGE13冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書PAGEPAGE10一、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型大背景（一）數(shù)字化浪潮下礦山行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型勢在必行在全球數(shù)字經(jīng)濟的大浪潮下，企業(yè)對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求旺盛，開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型是企業(yè)在數(shù)字化時代謀求生存發(fā)展的必由之路。如12020礦業(yè)屬于人機密集協(xié)調(diào)、生產(chǎn)環(huán)境復雜的重工業(yè)領域，在面。礦業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成功，會為綠色經(jīng)濟提供支撐，為高危行業(yè)風險提供化解方法，對我國礦產(chǎn)資源行業(yè)實現(xiàn)結構優(yōu)化重組和應對國際市場競爭的能力產(chǎn)生積極作用。近年來，我國十分重視采礦業(yè)數(shù)字化建設，多項政策文件頻發(fā)，明確提出加快建設自動化、信息化、1》表1推進智慧礦山建設的重點政策匯總》發(fā)文機構發(fā)布時間政策名稱相關內(nèi)容2015年3月政府工作報告首次提出“中國制造2025"2016月《全國礦產(chǎn)資源規(guī)（2016—2020年明確提出加快建設數(shù)字化、智能化、信息化、自動化礦山201702月《安全生產(chǎn)“十三五"規(guī)劃》要求礦山領域?qū)嵤?機械化換人，自動化減人"2018年5月《智慧礦山信息系統(tǒng)通用技術規(guī)范》規(guī)定智慧礦山信息系統(tǒng)通用技術要求《有色金屬行業(yè)智（行）》提出面向“礦石流”建設集智能生產(chǎn)管控、全流程的少人無人化生產(chǎn)、集成化的本質(zhì)安全管理等于一體的綠色高效的有色金屬智能礦山2020年4月2021年全國礦山安全生產(chǎn)工作會議提出非煤礦山要因地制宜、因礦施策，大力開展智能裝備升級改造，加快推進礦山機械化、自動化、信息化、智能化建設2021年1月（二質(zhì)量發(fā)展《中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展白皮書（2020）》中“產(chǎn)業(yè)數(shù)字化”的定義，我們將“企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”定義為：企業(yè)與數(shù)字技術全面融合，提升效率的經(jīng)濟轉(zhuǎn)型過程，即利用數(shù)字技術，把企業(yè)各要素、各環(huán)節(jié)全部數(shù)字化，推動技術、業(yè)務、人才、資本等要素資源配置優(yōu)化，推動業(yè)務流程、生產(chǎn)方式重組變革，從而提高企業(yè)經(jīng)濟效率。基于對企業(yè)數(shù)字化的定義，不難看出企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心目標就是“提高生產(chǎn)力”，即通過數(shù)字技術驅(qū)動產(chǎn)業(yè)變革以改善績效的過程。與前三次科技革命一樣，以蒸汽、電力、信息技術為主要代表的生產(chǎn)工具，實現(xiàn)了生產(chǎn)效率的大幅度提升。聚焦冶金礦山行業(yè)，隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，我國冶金礦山資源日趨減少，且逐漸從露天、淺井向深井轉(zhuǎn)移，疊加“碳達峰”“碳中和”等綠色發(fā)展的目標，冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型也有其獨特的概念內(nèi)涵：結合冶金礦山開采環(huán)境復雜，安全管理壓力大，多元素資源共生等特點，通過將物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、數(shù)字孿生等新一代，打造本質(zhì)安全、綠色高效的智慧礦山，進而構建一個全感知、全方。二、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要意義和價值（一202120302060，推行循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式，實現(xiàn)資源開發(fā)的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益協(xié)調(diào)統(tǒng)一。由原來以嚴格環(huán)境限制為條件的開發(fā)利用方式向資源合理再利用、節(jié)能減排、綠色礦山的模式轉(zhuǎn)變。數(shù)字化轉(zhuǎn)型正成為驅(qū)動產(chǎn)業(yè)綠色低碳改造、實現(xiàn)節(jié)能降耗減排的重要引擎，正成為促進效率提升、結構優(yōu)化的重要動力，正成為推動綠色低碳轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)人與自然和諧共生的重要手段。根據(jù)世界203012.1（121業(yè)約減少1.8吉噸碳排放量，如下圖所示。來源：世界經(jīng)濟論壇數(shù)據(jù)圖2至2030年各行業(yè)基于數(shù)字技術所減少的碳排放量（二）提高冶金礦山本質(zhì)安全，為礦山安全保駕護航在低碳經(jīng)濟和礦產(chǎn)資源需求旺盛的全球大背景下，地下冶金礦山建設浪潮隨著周期性席卷而來，如何確保井下礦山本質(zhì)安全已然成為人們關注的焦點。地下冶金礦山作業(yè)環(huán)境惡劣，勞動作業(yè)強度大，冒頂、片幫以及產(chǎn)生的粉塵、噪音、有害氣體也時刻影響著井下工作人員的生命安全和職業(yè)健康。利用云計算、大數(shù)據(jù)、邊緣計5G線作業(yè)人員的生命安全和職業(yè)健康。同時利用以人工智能為核心的智能設備，如智能鑿巖臺車、智能錨桿臺車、智能鏟運機、智能卡車、智能裝藥車等具備自主行駛與自主作業(yè)功能的智能化采礦裝備/（三力受資源稟賦、開采條件等因素的影響，我國冶金礦山對比國際三大礦山在完全成本上不占優(yōu)勢。以澳大利亞礦山為例，其具有巨大的資源優(yōu)勢，在儲量和礦石品位上遠高于國內(nèi)冶金礦山，且多為露天礦山，開發(fā)周期短，運營成本低。國內(nèi)冶金礦山優(yōu)勢體現(xiàn)在我國是鐵礦石消耗最大的市場，鐵礦石需求持續(xù)旺盛，冶金礦產(chǎn)作為重要的戰(zhàn)略資源，國家在政策方面充分保證冶金礦山發(fā)展，同時國內(nèi)冶金礦山在區(qū)域內(nèi)運輸成本具有明顯優(yōu)勢。面臨市場波動，國內(nèi)礦產(chǎn)行業(yè)需要充分地利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型的契機，建立市場預測和評價模型來增強自身的競爭力，通過實時測算、分析、決策，通過市場預判及時調(diào)整生產(chǎn)經(jīng)營策略，賦能我國冶金礦產(chǎn)行業(yè)在全球化的競爭中掌握主動權。來源：S&PDowJohnIndices圖3全球礦業(yè)指數(shù)變化（四）助力冶金礦山降本增效，實現(xiàn)企業(yè)精細化管理國際冶金礦物受供需關系影響，價格波動有其周期性，當價格處于波谷時，國內(nèi)冶金礦山的競爭力較弱，體現(xiàn)出成本是影響競爭力的主要因素。國內(nèi)礦山行業(yè)目前生產(chǎn)作業(yè)人員相對較多，人工成本、安全成本都相對較高。隨著國內(nèi)冶金礦產(chǎn)資源開采難度和環(huán)保要求提高，冶金礦山的開發(fā)建設以及經(jīng)營成本逐年遞增，如何通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型來實現(xiàn)降本增效，已經(jīng)成為冶金礦山企業(yè)必須要研究和解決的問題。數(shù)字化技術不僅能夠提供遠程作業(yè)，生產(chǎn)監(jiān)控，同時還可以優(yōu)管控平臺，助力冶金礦山企業(yè)對勘探、開發(fā)、供應、生產(chǎn)、銷售、物流等核心業(yè)務流程進行全生命周期的數(shù)字化管控，從而大幅提高生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)的效率，降低公司成本以及提高資本回報率，實現(xiàn)冶金礦山的精細化管理。（五）推動冶金礦山科技創(chuàng)新，引領礦山行業(yè)新發(fā)展在環(huán)境保護、資源受限、政策指引等多重因素的共振下，冶金礦山行業(yè)對數(shù)字技術與業(yè)務融合等科技創(chuàng)新的迫切需求，開啟了全5G利用。（六）挖掘冶金礦山數(shù)據(jù)潛力，優(yōu)化數(shù)據(jù)價值體系4圖4礦山行業(yè)大數(shù)據(jù)應用示例（七）重構冶金礦山生態(tài)鏈，譜寫礦山行業(yè)新篇章冶金礦山行業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，不僅可以給本企業(yè)本身帶來顛覆性的變革和高質(zhì)量的發(fā)展，還會推動上下游生態(tài)數(shù)字技術的創(chuàng)新和數(shù)字價值的提升。在最大限度的發(fā)揮自身優(yōu)勢的同時，還能賦能礦業(yè)上下游生態(tài)鏈。一方面通過與其他合作伙伴構建數(shù)字化相關平臺來協(xié)助上下游生態(tài)企業(yè)進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，最終實現(xiàn)共贏。另一方面可以與上下游企業(yè)構成戰(zhàn)略合作伙伴，攜手共建數(shù)字化轉(zhuǎn)型新生態(tài)。例如：隨著冶金礦山地下開采難度的日益增加，針對生產(chǎn)設備廠商的智能化裝備的要求也越來越高，倒逼著上游生產(chǎn)設備的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。同時智能礦山、冶煉工廠、加工工廠以數(shù)據(jù)協(xié)同共享為核心，打通消費與生產(chǎn)、供應與制造、產(chǎn)品和服務間的信息數(shù)據(jù)通道，整合信息數(shù)據(jù)資源，降低生態(tài)供應鏈綜合成本。龍頭骨干企業(yè)發(fā)展創(chuàng)新服務模式，推動設備遠程運維與服務、合同能源管理等工業(yè)APP優(yōu)先上云，為行業(yè)其他企業(yè)提供服務，有效延伸冶金礦山產(chǎn)業(yè)鏈。三、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀我國冶金礦山行業(yè)在推進智慧礦山建設，開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作中，普遍存在缺乏系統(tǒng)規(guī)劃、核心設備自動化程度偏低、融合人才缺失、管理模式相對落后等問題，與發(fā)達國家相比仍然存在較大差距。圖5冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型現(xiàn)存問題（一）企業(yè)缺乏頂層設計規(guī)劃，忽視建設模型重要性6圖6冶金礦山數(shù)字化建設框架示意由國家有關部門牽頭，做好行業(yè)總體規(guī)劃和政策指導，強化智慧礦山建設的規(guī)劃部署，建立智慧礦山建設協(xié)同推進機制，研究制（二目前我國的礦山裝備尤其是核心裝備自動化程度低，信息系統(tǒng)IT化普及度不夠高，導致礦山生產(chǎn)率低，影響了礦山行業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展。在信息系統(tǒng)建設方面，由于前期建設缺乏系統(tǒng)的整體規(guī)劃，系統(tǒng)功能單一、各系統(tǒng)數(shù)據(jù)相互獨立、互不共享，利用率較低。各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸格式缺乏行業(yè)標準，不注重系統(tǒng)平臺的選擇，系統(tǒng)集成困難，導致信息孤島存在及礦山信息化建設滯后。在復合人才培養(yǎng)與隊伍建設方面，由于礦山行業(yè)生產(chǎn)流程繁瑣復雜，涉及面非IT從國際視角來看，我國冶金礦山自動化雖已具備初步規(guī)模，但（三傳統(tǒng)冶金礦山信息化系統(tǒng)煙囪式部署，“部門墻”現(xiàn)象阻礙跨組織機構的協(xié)同效率。一方面，由于歷史原因，信息化時代大多數(shù)傳統(tǒng)冶金礦山的IT變，這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)相互獨立、隔離信息，應用間的數(shù)據(jù)天然割裂。然而隨著數(shù)字化時代的發(fā)展，需要打通組織內(nèi)部的數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)全鏈條的全量數(shù)據(jù)匯集。因此，冶金礦山企業(yè)應持續(xù)優(yōu)化整合礦山系統(tǒng)架構，實現(xiàn)礦山之間的數(shù)據(jù)傳輸，全面打通業(yè)務部門間的系統(tǒng)壁壘，消除信息孤島，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，整體提高礦山系統(tǒng)信息化融合度。（四級礦山管理水平的高低關乎礦山企業(yè)的整體發(fā)展和未來命運,傳統(tǒng)管理模式無法滿足礦山數(shù)字化的精細化管理需求。礦山管理涵蓋礦山企業(yè)生產(chǎn)管理、成本管理、質(zhì)量管理、勞動管理、物資管理、設備管理和安全生產(chǎn)管理等方面。長期以來，冶金礦山企業(yè)生產(chǎn)管理粗放。究其原因，一是受制于礦石先天性地下賦存條件而導致的開采復雜性、多變性、困難性、高危性等特性的影響；二是冶金礦隨著礦山企業(yè)規(guī)模的不斷擴大，在市場競爭劇烈的環(huán)境下，冶金礦山企業(yè)要利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型的契機，根據(jù)定量化和精細化的管理理念逐步建立和掌握管理模式，結合現(xiàn)代管理的方法對經(jīng)營管理中的成本控制、計劃和分析進行管理和監(jiān)督，合理的配置資源使企業(yè)成本降至最低。四、冶金礦山數(shù)字化價值鏈分析從國家相關政策文件、指導指南以及冶金礦山典型業(yè)務場景中不難看出，冶金礦山生產(chǎn)的價值鏈條是由以“礦石流”為核心，貫穿礦石資源的勘探規(guī)劃、開采開發(fā)、資源利用等關鍵業(yè)務環(huán)節(jié)。圖7冶金礦山上下游關鍵業(yè)務（一）上游：生產(chǎn)資料數(shù)字化從源頭提升生產(chǎn)效率冶金礦山的上游業(yè)務主要包括地質(zhì)勘探、礦山設備制造、礦山建設、物資水電供應等環(huán)節(jié)，基本覆蓋了一座礦山建設生產(chǎn)過程中所需要的全部物資條件，在整個礦山價值鏈中的重要性不言而喻。隨著人工成本、職業(yè)健康與安全要求的嚴格管控，礦山企業(yè)對于移動設備自動（無人）駕駛、固定設備無人值守的需求越發(fā)迫切，要著管理水平的提高，礦山企業(yè)由粗放式管理向精細化管控變革，減少資金占用、提高資金周轉(zhuǎn)率是根本需求，礦山企業(yè)越來越重視包括物資需求、招標采購、物流運輸和倉儲消耗的全供應鏈條的信息（二）中游：冶金礦山企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是“主戰(zhàn)場”SLAMGPS4G/5G和WIFI（三）下游：智慧供應鏈拉通供需實現(xiàn)高效協(xié)同冶金礦山下游業(yè)務主要圍繞開采加工后的礦石資源的銷售和運輸?shù)拳h(huán)節(jié)開展，下游相關方包括物流運輸企業(yè)、各大鋼鐵廠等。不難看出，作為礦山勘探、開采、銷售全流程的最終環(huán)節(jié)，若在終端側(cè)的經(jīng)營環(huán)節(jié)融合相關數(shù)字化技術，可進一步拉通供需，有效提升業(yè)務效率和經(jīng)濟效益。因此，在下游環(huán)節(jié)中，冶金礦山企業(yè)一般可通過建設智慧供應鏈、智慧倉儲管理等數(shù)字化平臺，在銷售渠道管理、銷售訂單管理、客戶管理、庫存管理、物流運輸協(xié)同等方面全面融合數(shù)字化技術，通過統(tǒng)一的數(shù)字化平臺連接物流運輸方、鋼企客戶，實時掌握客戶需求、靈活調(diào)整排產(chǎn)計劃、合理調(diào)度并監(jiān)控物五、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型涉及的新興技術應用（一）解決傳統(tǒng)架構應用瓶頸，云計算重構礦山IT基礎10可降低IT利用率，有效降低IT專欄1：礦業(yè)云平臺國家超級計算中心研發(fā)的礦業(yè)領域?qū)倨脚_——天河礦業(yè)云，在全面云化的時代，冶金礦山企業(yè)采用云服務來加速數(shù)字化轉(zhuǎn)IaaSPaaS可將涉及礦山業(yè)務的共性功能、服務進行抽象沉淀，通過容器平臺、作業(yè)平臺等共性中臺組件服務，為礦山生產(chǎn)運營各環(huán)節(jié)的業(yè)務應用提供統(tǒng)一的運行環(huán)境、編程語言框架，實現(xiàn)應用的研發(fā)部署運維運營SaaS將OA專欄1：礦業(yè)云平臺國家超級計算中心研發(fā)的礦業(yè)領域?qū)倨脚_——天河礦業(yè)云，提供包括在線協(xié)同設計、遠程數(shù)據(jù)采集、三維真礦山數(shù)字化運維等多項服務，為我國礦業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展服務。天河礦業(yè)云平臺集成了國際主流礦業(yè)軟件和仿真軟件,依托“天河一號”超級計算機強大的處理能力與天河可視化系統(tǒng)高效的虛擬顯卡遠程加速技術，將產(chǎn)品設計與優(yōu)化過程中所涉及到的CAE模型處理、仿真計算以及結果分析等操作全部集成在云端。基礎云服務IaaS礦業(yè)庫，融合行業(yè)內(nèi)領先的知識、資源平臺，面向工程師提供海量的礦業(yè)設計相關模型及知識。供需對接，專注礦山領域產(chǎn)品技術服務，促進供需有效對接，發(fā)布礦山企業(yè)工業(yè)產(chǎn)品，分享技術服務能力，讓礦山企業(yè)的產(chǎn)品及技術通過服務產(chǎn)生價值，以工業(yè)產(chǎn)品及技術服務制造服務商機。（二）整合多源異構數(shù)據(jù)資源，構建礦山大數(shù)據(jù)倉庫大數(shù)據(jù)時代，萬物互聯(lián)互通?！罢l掌握優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，誰就存儲、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價值密度低四大特征。大數(shù)據(jù)技術的戰(zhàn)略意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進行專業(yè)化處理。專欄2：礦山安全生產(chǎn)大數(shù)據(jù)綜合信息管理平臺GIS專欄2：礦山安全生產(chǎn)大數(shù)據(jù)綜合信息管理平臺GIS通過三維GIS呈現(xiàn)生動直觀的覆蓋井上、井下重點區(qū)域與設備、人員、安全生產(chǎn)狀態(tài)的三維全景視圖。通過礦山安全生產(chǎn)大數(shù)據(jù)綜合信息管理平臺融合了礦山在用的各子系統(tǒng)，解決了礦業(yè)各子系統(tǒng)的信息孤島問題。（三）5G技術支撐礦井遠程操控，為礦山設備智能化發(fā)展提供可能5G。5GIT5G5G專欄3：5G技術助力冶金礦山向著無人少人化方向發(fā)展5GMEC利用5G技術具有低時延和高帶寬的特點，實現(xiàn)冶金礦山礦車無“5G+5G技術高效支撐地下礦井采礦設備的遠程操控，實現(xiàn)“機進人退”；5G5G專欄3：5G技術助力冶金礦山向著無人少人化方向發(fā)展5GMEC利用5G技術具有低時延和高帶寬的特點，實現(xiàn)冶金礦山礦車無人駕駛高效穩(wěn)定的運行。人駕駛高效穩(wěn)定的運行。5G5G5G50ms10ms5G5G云AI功能，通過5G大帶寬實時傳輸4K畫面。（四）物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)設備互聯(lián)互通，提升網(wǎng)絡傳輸效率物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感器、射頻識別技術、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器等各種裝置與技術，實時監(jiān)控任何需3層，自下而上分別是感知層、網(wǎng)絡層和應用層。物聯(lián)網(wǎng)體系主要由\h運營支撐系統(tǒng)、傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)、業(yè)務應用系統(tǒng)、無線通信網(wǎng)系統(tǒng)等目前，國家正在大力推行礦山的智能化建設，礦山物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)礦山智能化建設的核心技術支撐。我國礦山物聯(lián)網(wǎng)尚處于初級階段，存在分布式邊緣智能化欠缺、通信方式復雜、網(wǎng)絡傳輸性能不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)利用率不高、信息安全度低等問題。礦山物聯(lián)網(wǎng)主要應用于井下，在地下礦山井下有線通信網(wǎng)絡覆蓋范圍有限的實際情況下，構建井下分布式無線物聯(lián)網(wǎng)絡，以光纖有線網(wǎng)絡為骨干，以無線通信基站為延伸，基站之間以單跳或多跳構建無線自組網(wǎng)，有線傳感器與基站連接，無線感知設備可以按照協(xié)議加入自組網(wǎng)絡。通過搭建礦山物聯(lián)網(wǎng)平臺，可以提升網(wǎng)絡的布局布點與覆蓋范圍，實現(xiàn)地面與井下的無障礙通訊，滿足大批量人員與移動設備精圖8冶金礦山物聯(lián)網(wǎng)平臺示例專欄四物聯(lián)網(wǎng)技術為礦山建設注智專欄四物聯(lián)網(wǎng)技術為礦山建設注智通過物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關自動適配礦山各類智能設備、傳感器的通訊協(xié)議，實現(xiàn)安全監(jiān)測、自動化控制感知執(zhí)行系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)、經(jīng)營管理信息化系統(tǒng)、行業(yè)監(jiān)管監(jiān)察系統(tǒng)等多源異構數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標準化采集和輸出。例如，礦山安全監(jiān)控、人員設備定位、工業(yè)視頻、水文監(jiān)測、頂板壓力監(jiān)測、語音廣播等安全監(jiān)測類系統(tǒng)；智能化采掘工作面、運輸提升、磨礦選別、通風壓風、供電排水、融合通信等生產(chǎn)控制類系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標準化統(tǒng)一接入。打通礦山“煙囪”式的各業(yè)務子系統(tǒng)，支撐數(shù)據(jù)融合聯(lián)動，實現(xiàn)礦山安全生產(chǎn)、設備監(jiān)控、行業(yè)監(jiān)管監(jiān)察等數(shù)據(jù)的交換共享、標準化輸出。同時，貼合礦山安全監(jiān)測、安全生產(chǎn)管理、經(jīng)營管理等專業(yè)業(yè)務場景，深度融合分析各類數(shù)據(jù)，助力實現(xiàn)智慧安監(jiān)聯(lián)網(wǎng)管理、礦山安全隱患預警報警、安全生產(chǎn)動態(tài)評價、礦用設備智能遠程調(diào)控、礦用設備預測性維護等功能，為礦山行業(yè)實現(xiàn)卓越運營注智。（五邊緣計算是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，采用網(wǎng)絡、計算、存儲、應用核心能力為一體，就近提供端側(cè)服務的一種技術。其\h應用程序在邊緣側(cè)發(fā)起，產(chǎn)生更快的網(wǎng)絡服務響應，滿足行業(yè)在實時業(yè)務、應用智能、安全與隱私保護等方面的基本需求。邊緣計算充分使用了網(wǎng)絡邊緣的網(wǎng)絡資源、存儲資源和計算資源，使任務可以在網(wǎng)絡邊緣進行處理。專欄5：5G智能邊緣計算的本地化部署5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域，百度智能云與內(nèi)蒙古移動在包鋼“智5G5G專欄5：5G智能邊緣計算的本地化部署5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域，百度智能云與內(nèi)蒙古移動在包鋼“智5G5GAI5G供支撐。（六專欄6：AI技術大塊識別700專欄6：AI技術大塊識別70024研發(fā)并應用大塊智能識別與分揀系統(tǒng)后，運用高速高清攝像95%以上的大塊礦石，并自動驅(qū)動撥爪裝置分揀礦石，完全替代了人工值守操作，實現(xiàn)了減員增效和本質(zhì)安全。（七虛擬現(xiàn)實技術（VR）是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，使用戶沉浸到該環(huán)境中。虛擬現(xiàn)實技術就是利用現(xiàn)實生活中的數(shù)據(jù)，通過計算機技術產(chǎn)生的電子信號，將其與各種輸出設備結合使其轉(zhuǎn)化為能夠讓人們感受到的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象可以是現(xiàn)實中真真切切的物體，也可以是我依托VR聚焦冶金礦山行業(yè)，虛擬現(xiàn)實技術通常應用在深井作業(yè)的過程中，對于消除深井盲區(qū)和提升礦井作業(yè)安全有很大的幫助。礦井深處通常情況下環(huán)境惡劣，易塌方，不確定風險極大，如果施工人員專欄7：虛擬現(xiàn)實技術應用于礦山爆破貿(mào)然進入很可能出現(xiàn)重大傷員事故。通過獲取礦井、設備和人員的實際三維數(shù)據(jù)，完成虛擬環(huán)境的三維建模，在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中模擬開采環(huán)節(jié)中的各個復雜場景，根據(jù)系統(tǒng)生成的立體圖形完成開采方專欄7：虛擬現(xiàn)實技術應用于礦山爆破（八數(shù)字孿生作為人類解構、描述、認識物理世界的新一代數(shù)字技術，亦是當今計算機仿真和圖像處理領域中一個非常活躍的研究方向，已經(jīng)成為各行業(yè)關注的科技戰(zhàn)略。數(shù)字孿生體是指在虛擬空間專欄8：某有色金屬礦山數(shù)字孿生技術應用冶金礦山的數(shù)字孿生應用可從礦山建設、礦山開采、礦山監(jiān)控和礦山運維等方面進行賦能專欄8：某有色金屬礦山數(shù)字孿生技術應用和融合控制網(wǎng)絡，建立了涵蓋無人運輸、自動提升、自動排水、自動充填、按需通風、智能配電與能源管控、搭接自動出礦系統(tǒng)各類和融合控制網(wǎng)絡，建立了涵蓋無人運輸、自動提升、自動排水、自動充填、按需通風、智能配電與能源管控、搭接自動出礦系統(tǒng)各類管理。六、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型關鍵業(yè)務場景（一）礦山資源管理礦山資源管理現(xiàn)狀及存在的問題礦山開采資源管理全過程主要有生產(chǎn)勘探、地質(zhì)圈定、采礦設計、計劃管理、工程實施、質(zhì)量驗收等。傳統(tǒng)資源管理多以生產(chǎn)勘探成果、地質(zhì)圈定資料、采礦設計參數(shù)、采場出礦數(shù)據(jù)、采場資源量核銷、資源儲量核實報告等為依據(jù)，實現(xiàn)礦山資源儲量逐級逐塊管理等業(yè)務。圖9冶金礦山資源管理圖示應用新一代數(shù)字化技術實現(xiàn)礦山資源管理數(shù)字化針對大多數(shù)冶金礦山資源管理過程中存在的痛點、難點問題，利用三維激光掃描儀、無人機、全站儀、點云等技術和工具，對空間數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)地質(zhì)勘探精準預測；運用數(shù)據(jù)庫技術、三維實體建模技術、圖形運算建立礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、礦床模型、工程模型，并基于地質(zhì)統(tǒng)計學原理和方法，對建立的礦塊段模型進行品位推估，形成三維模型及資源模型的數(shù)據(jù)倉庫，實現(xiàn)資源管理數(shù)字化。圖10地下冶金礦山資源管理數(shù)字化示意圖礦山資源管理數(shù)字化的價值與效果通過新技術應用，驅(qū)動冶金礦山企業(yè)資源管理數(shù)字化，提高工程設計與生產(chǎn)的科學性和合理性，進而促進礦山資源管理工作的整體提升；借助數(shù)字化技術手段對資源進行數(shù)字化管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、互聯(lián)互通和高效運轉(zhuǎn)，為經(jīng)營決策提供準確數(shù)據(jù)支撐，提升業(yè)務協(xié)同能力，提高管理工作效率，為企業(yè)降本增效保駕護航。（二）智能采礦冶金礦山采礦工藝現(xiàn)狀及存在的問題近年來，隨著世界經(jīng)濟深度調(diào)整，全球礦業(yè)發(fā)展面臨諸多不確定性因素，各大型礦業(yè)公司加快戰(zhàn)略調(diào)整。我國冶金礦產(chǎn)資源貧礦多、富礦少，小礦多、大型特大型礦少，礦產(chǎn)資源缺口嚴重。隨著地表易處理的可開采礦石資源的大幅減少和枯竭，地下開采已是我國冶金礦山的主流開采方式，并逐漸向深地資源開發(fā)利用進軍。冶金礦山生產(chǎn)是以“礦石流”為核心的價值鏈條，從工藝拆分角度來經(jīng)過多年發(fā)展，目前采礦工藝、技術以及機械設備有了較大的（4）采礦工藝中的礦山環(huán)境數(shù)據(jù)、人員裝備高精度定位信息、生產(chǎn)數(shù)據(jù)圖11采礦工藝環(huán)境現(xiàn)狀示意圖應用新一代數(shù)字化技術實現(xiàn)采礦智能化地下礦石物流無人化運行系統(tǒng)、排水供配電壓氣等無人值守系統(tǒng)、智能通風系統(tǒng)）和井下無軌可移動設備智能調(diào)度控制系統(tǒng)等，實現(xiàn)設備運行狀態(tài)監(jiān)控、裝備高精度定位、生產(chǎn)智能化調(diào)度、交通信號自動控制等功能；通過在采礦現(xiàn)場部署智能感知終端、智能機器人等實現(xiàn)井下環(huán)境數(shù)據(jù)、礦巖數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的全面實時采集、5G/F5G/WIFI6圖12采礦智能化智能采礦的價值與效果實現(xiàn)采礦生產(chǎn)過程的智能監(jiān)測與控制,優(yōu)化采礦工藝技術指標和工藝流程,提升生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)資料損耗；（4）通過構建的礦山綜合一體化管控平臺，實現(xiàn)采礦執(zhí)行過程的可視化和資源配置的最圖13采礦智能化價值與效果（三）智能選礦冶金礦山選礦工藝現(xiàn)狀及存在的問題選礦生產(chǎn)是一個復雜的動態(tài)連續(xù)生產(chǎn)過程，從工藝拆分角度來圖14選礦工藝環(huán)境現(xiàn)狀示意圖應用新一代數(shù)字化技術實現(xiàn)選礦智能化針對以上選礦過程中存在的問題與挑戰(zhàn)，在現(xiàn)有的自動化、信息化基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)、5G/F5G/WIFI6、數(shù)字孿生、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)APP和多變量模糊監(jiān)督控制（MFSC），建成面向“礦石流”的少人化、無人化智能選礦應用場景。通過對選礦各工序的遠程集控，實現(xiàn)生產(chǎn)過程前后工序輸入輸出的集中連鎖閉環(huán)；基于神經(jīng)網(wǎng)絡或案例推理5G/F5G/WIFI6無線網(wǎng)絡實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)、語音、視頻、圖像等的高效傳輸；通過利用數(shù)字孿生、云計算、大數(shù)據(jù)等技術，對選礦全要素數(shù)據(jù)進行分析圖15智能選礦示意圖智能選礦的價值與效果通過新一代信息通訊技術與選礦先進過程控制技術的深度融合，///研磨介質(zhì)/藥劑等的消耗，達到提質(zhì)增效的目的；（3）應用設備狀態(tài)監(jiān)控、油液在線分析、設備管理信息化等系統(tǒng)和智能感知終端，借助云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，智能分析設備運行狀態(tài)，提供設備磨損評估、故障預測和維護建議，提高設備預測性維護能力、自診斷能力和問題快速定位處理能力，保障系統(tǒng)穩(wěn)定、降低維圖16智能選廠價值與效果（四）礦山生產(chǎn)技術管理與質(zhì)量管理冶金礦山生產(chǎn)技術管理與質(zhì)量管理的現(xiàn)狀及存在的問題圖17鐵精粉化驗流程示意目前在礦山生產(chǎn)、技術、質(zhì)量各業(yè)務環(huán)節(jié)之間存在主要問題有：年度生產(chǎn)計劃從開始編制、修改到審核通過時間跨度較大、對應基礎資料和數(shù)據(jù)收集工作量大且存在未及時更新的混亂現(xiàn)象，影響計劃應用新一代數(shù)字化技術實現(xiàn)生產(chǎn)技術與質(zhì)量的數(shù)字化管理針對在生產(chǎn)、技術管理和質(zhì)量管理中面臨的難點問題，利用先進計算機技術、數(shù)據(jù)服務接口等技術，搭建數(shù)字化協(xié)同運營平臺，實現(xiàn)資源、技術、生產(chǎn)各類數(shù)據(jù)集成快速共享，對不同主題類的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行自動采集、高速傳輸、集中存儲、集中管控，解決管理中出現(xiàn)數(shù)據(jù)、資料上報傳送雜亂、不及時的問題；建立規(guī)范標準業(yè)務流程，實現(xiàn)技術、生產(chǎn)、質(zhì)量全過程追蹤管理，圍繞生產(chǎn)過程中的計劃、執(zhí)行過程、產(chǎn)量、品位、設備、物料等實現(xiàn)全過程管控及追溯；利用數(shù)字孿生、三維地理信息技術實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度的可視化管理，提升企業(yè)數(shù)字化管理能力；利用大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)智能分析應用，以及生產(chǎn)、設備、質(zhì)量的健康管理，提前預警，多維度進行統(tǒng)計分析。圖18測量圖檔數(shù)字化管理生產(chǎn)技術與質(zhì)量管理數(shù)字化的價值與效果通過新技術應用，有力推動了冶金礦山企業(yè)生產(chǎn)技術與質(zhì)量管理方面的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。規(guī)范了生產(chǎn)技術業(yè)務流程，明確定義每一個工作流程的發(fā)起、流轉(zhuǎn)、審批和歸檔環(huán)節(jié)，進一步規(guī)范流程各環(huán)節(jié)圖19資源技術協(xié)同、生產(chǎn)調(diào)度集中管控平臺架構（五）物資供應鏈協(xié)同冶金礦山物資供應鏈管理現(xiàn)狀及存在的問題作為資產(chǎn)密集型的冶金礦山企業(yè)，物資供應是企業(yè)安全生產(chǎn)的重4）應用新一代數(shù)字化技術賦能物資供應鏈協(xié)同針對以上問題，利用移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、圖像識別等技術及應用，以物資全生命周期、物資移動作業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)倉儲等為管理目標，構建全物資供應鏈管理體系，搭建物資供應鏈數(shù)字化協(xié)同管理平臺，實現(xiàn)物資供應節(jié)點監(jiān)控、關鍵指標預警和質(zhì)量追溯的物資供應鏈一體化管理。通過物聯(lián)網(wǎng)技術、移動化技術提高倉儲作業(yè)效率和準確率；通過物資供應數(shù)據(jù)的集成共享，實時、準確、形象的反應物資動態(tài)情況，輔助運營決策與分析。應用移動APP圖20智能化物資庫房示意圖礦山物資供應鏈協(xié)同的價值與效果通過對物資供應鏈協(xié)同的新技術賦能，可實現(xiàn)以下價值與效果：RFID通過物資倉儲管理自動化和智能化，實現(xiàn)倉儲作業(yè)全面移動化、標準化、可視化，提高倉儲作業(yè)效率和精準度，提升倉儲管理水平；通過建設無人值守倉庫,提高工作效率，降低作業(yè)人員勞動強轉(zhuǎn)率，提升物資供應鏈協(xié)同管理水平。圖21物資供應鏈協(xié)同價值表現(xiàn)圖（六）礦山綜合管理冶金礦山綜合管理現(xiàn)狀及存在的問題礦山綜合管理是一個動態(tài)復雜的過程，涉及人、機、料、法、環(huán)、測等要素。主要包含礦山生產(chǎn)管理、成本管理、質(zhì)量管理、人圖22生產(chǎn)綜合管理示意圖隨著科技的進步，一方面部分礦山將先進的管理思想融入到系統(tǒng)中，建設了ERP、MESERPMES（2）礦山生產(chǎn)過程中不可控因素偏多，安全管理壓力大。（3）生（4）生產(chǎn)裝備運行數(shù)據(jù)監(jiān)測簡單，無法對設備異常、故障進行分析和預警。（5）水電氣等管理手段落后，數(shù)據(jù)人工采集，手工記錄。5G通過綜合一體化管控平臺賦能礦山全產(chǎn)業(yè)鏈。依照市場價格等因素為礦山生產(chǎn)提供智能決策，從更高的層面把控礦山生產(chǎn)、安全、財務、成本、效益、消耗等，抓住人員/設備/消耗流動，在設備、人員、消耗、工藝和制度四個方面降低成本，從崗位層、班組層、車間層、礦業(yè)層分別提高生產(chǎn)效率，通過管控平臺強大的計算能力實施端到端的分析與改善，不斷提高全流程效率，實現(xiàn)精益生產(chǎn)和智慧化管控。圖23冶金礦山企業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化示意圖利用智能感知技術收集礦山安全避險“六大系統(tǒng)”、井下交通信號系統(tǒng)等安全大數(shù)據(jù)，建立風險評估預警、安全聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測、隱患閉環(huán)管理、危險源監(jiān)控、應急指揮等安全管控。通過綜合一體化管控平臺數(shù)據(jù)挖掘和分析能力，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)采選生產(chǎn)能力的平衡，進一步實現(xiàn)生產(chǎn)少人無人化，通過平臺能力提升礦山生5GAR/VR圖24冶金礦山應急演練數(shù)字化示意圖綜合一體化管控平臺在監(jiān)控生產(chǎn)過程的基礎上，以生產(chǎn)計GIS和識別設備異常。通過對設備歷史數(shù)據(jù)的追溯與設備狀態(tài)監(jiān)測大數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計分析，開展設備狀態(tài)趨勢智能預測。從而實現(xiàn)故障智通過能耗實時監(jiān)測，建立礦山能耗模型，降低礦山整體能通過安全數(shù)據(jù)的監(jiān)測，實現(xiàn)礦井、尾礦庫、供電等安全隱患自動預警；通過對地質(zhì)、水、大氣、空間等環(huán)境數(shù)據(jù)的分析及無人機巡航，監(jiān)控礦山生態(tài)和修復情況，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)過程中生態(tài)環(huán)境保護數(shù)字化管理。為礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復、建設綠色礦山工程提供支撐。3.礦山綜合管理數(shù)字化智能化的價值與效果利用綜合一體化管控平臺的數(shù)據(jù)分析和精準預測能力，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)工藝優(yōu)化，業(yè)務流程重組，有利于提高生產(chǎn)效率和經(jīng)營管控水平；通過生產(chǎn)全過程可視化管控，有利于優(yōu)化資源配置，提高設備效能，降低生產(chǎn)成本和能耗，最終提高礦山生產(chǎn)力和決策、預測能力；通過技術的融合建立協(xié)同化生產(chǎn)和集中化管控，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)全域、全要素、全過程數(shù)字化，建設綠色、安全、高效、透明的智慧礦山。圖25綜合一體化管控平臺價值效益比較圖七、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型推進路徑（一）礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型總體架構圖26冶金礦山企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型總體架構示意圖冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型總體架構的構建是在現(xiàn)有自動化和信息化技術的基礎上，通過融合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術，建成集資源的數(shù)字化管理、面向“礦石流”的智能生產(chǎn)管控、全流程的少人無人化生產(chǎn)、集成化的本質(zhì)安全管理、基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能決策于一體的本質(zhì)安全、資源集約、綠色高效的冶金礦山，促進企業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高質(zhì)量發(fā)展，全面提升企業(yè)的綜合競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。整體架構從冶金礦山工藝設備智能化、生產(chǎn)經(jīng)營管理信息化、分析決策精準化為出發(fā)點分為對應的三個層級，分別為：智能感知及控制層、管理業(yè)務應用層、決策支持層。智能感知及控制層：全面開展基礎機械設備自動化、智能裝備的應用和升級，站所廠房的智能控制，輔助工藝的智能化應用和全工藝流程數(shù)據(jù)的采集，此層級是基礎層級，大量生產(chǎn)、設備和經(jīng)營數(shù)據(jù)由此產(chǎn)生，是冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎。ERP決策支持層：利用大數(shù)據(jù)技術聚焦數(shù)據(jù)價值挖掘，通過對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和礦山運營數(shù)據(jù)的分析、挖掘，不斷形成創(chuàng)新應用，聚焦供應鏈層面，通過對供需信息等數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，通過對質(zhì)量、能源、成本等數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)管理決策優(yōu)化。（二）礦山數(shù)字化推進典型階段圖27冶金礦山企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑電子化階段：礦山企業(yè)開始摒棄傳統(tǒng)紙質(zhì)辦公，通過人工臺賬、手抄數(shù)據(jù)的方式進行生產(chǎn)作業(yè)相關數(shù)據(jù)的采集和記錄，開始通過電子化、信息化的手段（多以單機系統(tǒng)為主），對相關生產(chǎn)、作業(yè)數(shù)據(jù)進行維護和管理。ERPMESWIFI、4G/5G智能化階段：礦山企業(yè)充分運用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等AI（三）礦山數(shù)字化推進路徑堅持“總體規(guī)劃、分步實施、融合發(fā)展，并行推進”，循序漸進推進冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程。在產(chǎn)礦山對于在產(chǎn)礦山，需結合自身數(shù)字化現(xiàn)狀、礦山開采年限等因素，在充分利用原有系統(tǒng)的基礎上，制定符合在產(chǎn)礦山特點的整體數(shù)字化規(guī)劃，考慮礦山實際需求緊迫程度、基礎條件和資金承受能力等因素制定實施方案，分步開展推進工作。首先夯實自動化基礎、對設備進行數(shù)字化、智能化改造，對生產(chǎn)過程進行自動控制，加裝智能視頻監(jiān)控和智能儀表，開展成套智能裝備應用，開展重難點技術試點應用攻關，實現(xiàn)礦山數(shù)字化、網(wǎng)絡化、少人化。以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術為基礎建設大數(shù)據(jù)分析平臺，充分挖掘數(shù)據(jù)潛在價值，結合過程機理實現(xiàn)設備故障智能診斷、過程參數(shù)優(yōu)化、新建礦山依據(jù)新建礦山特點和配套條件，根據(jù)可研報告、初步設計編制總體規(guī)劃，考慮先進工藝、先進裝備、先進信息技術等因素，制定高標準、高起點、高水平的實施方案，結合技術和經(jīng)驗積累，分步開展建設?；A段重點完成對智能設備的要求，完成工控網(wǎng)絡、視頻網(wǎng)基建后期到投產(chǎn)期內(nèi)，同步開展礦山智能生產(chǎn)系統(tǒng)建設，實現(xiàn)投產(chǎn)并實現(xiàn)達產(chǎn)達標后，在積累一定量數(shù)據(jù)的基礎上，開始建設工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺，充分挖掘數(shù)據(jù)潛在價值，實現(xiàn)設備故障智能診斷、過程參數(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)流程優(yōu)化、數(shù)字仿真優(yōu)化、經(jīng)營決策優(yōu)化等。以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術為基礎，打造具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應的冶金智慧礦山。八、冶金礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型案例（一）智能采礦典型案例電動鏟運機遠程操控自助出礦系統(tǒng)安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司整套AutoMineLH514EAutoMineLH514E/轉(zhuǎn)向/////產(chǎn)量/設1/2大紅山礦業(yè)公司在智能采礦板塊中應用的無人駕駛鏟運機，通過遠程駕駛技術，將操作人員置換到地表的管控中心，不但大幅提高了生產(chǎn)效率，還使工作環(huán)境更加舒適安全。44視距和遠程遙控技術。無人駕駛混合動力4立方鏟運機，為地下汽車和輔助車輛的遠程遙控奠定基礎。在完善遠程遙控技術和無人駕駛技術的基礎上，引進混合動力4在此基礎上，結合電池技術的發(fā)展現(xiàn)狀，實現(xiàn)4立方鏟運機無人駕駛?cè)妱恿?。井下主運輸電機車無人駕駛系統(tǒng)282.81541620142520187該系統(tǒng)由國內(nèi)礦山自動化行業(yè)的領軍企業(yè)—丹東東方測控與馬鋼張莊鐵礦合作開發(fā)。區(qū)別于一般的遙控駕駛系統(tǒng)，該無人駕駛系統(tǒng)采用機車無人運行控制系統(tǒng)、機車優(yōu)化調(diào)度及信集閉系統(tǒng)、自動裝礦系統(tǒng)等技術，突破了井下惡劣生產(chǎn)環(huán)境、軌道打滑、放礦含有大塊和原有生產(chǎn)工藝對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、可靠性等難題，實現(xiàn)了井下電機車無人駕駛運行、自動放礦、軌道障礙物識別、防碰撞預警等無人駕駛系統(tǒng)的30該系統(tǒng)可以減少運輸水平作業(yè)人員，包括井下電機車司機和溜井放礦工，并且在井上控制室一個人可以監(jiān)管多臺車的運行。此系統(tǒng)在改善勞動環(huán)境，增加設備運行時間的同時提高了生產(chǎn)能力。真正實現(xiàn)機械化換人、自動化減人，達到降本增效的目的。20該系統(tǒng)是以WiFi無線通信及千兆工業(yè)以太網(wǎng)絡為傳輸平臺，軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)為依托，采用井下機車精確定位技術、視頻圖像處理技術和礦井機車調(diào)度技術，并結合電機車變頻控制及遠程無人化操作的礦井安全生產(chǎn)運輸綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)電機車的精確定位、遙控裝礦、無人駕駛、智能調(diào)度。電1/2，65云南普朗銅礦井下運輸電機車無人駕駛項目是由首鋼礦業(yè)公司65102020（二）智能選礦典型案例2000t/a袁家村鐵礦是我國復雜難選鐵礦石的典型代表，儲量巨大，相對于鞍山式磁鐵石英巖，具有礦物組分復雜，礦體中有大量與鐵礦物的物理、化學性質(zhì)及其接近導致難以與鐵礦物分選的含鐵硅酸鹽2200素采配樣技術，分礦體分條帶分層級開展工藝礦物研究，創(chuàng)建了礦石利用界定的全新標準體系，建立了多因素多目標采場配礦數(shù)學模大型工藝裝備設計及集成創(chuàng)新，成功應用了半自磨-球磨-再磨高效短流程，開發(fā)了一整套大型磨機磨礦分級生產(chǎn)實用技術，實現(xiàn)了大型磨機微細粒高硬度鐵礦石的高效碎磨，降低了磨礦加工成本。研發(fā)了耐泥、耐低溫、高選擇性的新型鐵礦反復選捕收劑，實現(xiàn)了鐵礦物與以斜綠泥石為主的含鐵硅酸鹽的礦物的高效分離，自主開發(fā)了濃縮——溢流澄清——深度凈化三級水處理技術及中礦濃縮控制技術，解決了微細粒紅磁混合礦濃縮水質(zhì)、水系統(tǒng)750t/a750萬t/a28圖28選礦智能專家系統(tǒng)解決方案破碎智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)將主電機電流、液壓缸壓力、動錐位移等輸入到破碎專家系統(tǒng)中，自主調(diào)節(jié)破碎機運行參數(shù)，實現(xiàn)破碎機最優(yōu)化運行。礦石粒度在線檢測儀：采用先進的圖像分割技術，可實時顯示各粒級礦石占比情況。油液在線監(jiān)測：在線監(jiān)測油液中的鐵磁性顆粒、非鐵磁性顆粒、含鐵總量以及粘度、水分、密度等油液理化指標。通過檢測油液的基本特性，反映設備磨損情況和油質(zhì)變化情況；實現(xiàn)設備的預測性維護避免重大設備事故發(fā)生。磨機智能控制系統(tǒng)：通過給料礦量和粒度監(jiān)測、磨機負荷和襯板磨損監(jiān)測、磨礦聲音分析數(shù)據(jù)、濃度數(shù)據(jù)、磨機運行參數(shù)、旋流器壓力、溢流粒度監(jiān)測等數(shù)據(jù)作為輸入，采用智能專家控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)磨機的補水量、鋼球添加量和給礦量，達到提高磨礦分級效率，最優(yōu)化產(chǎn)量和粒度指標、降低能耗的效益和價值。浮選智能控制系統(tǒng)：通過采集浮選工藝運行參數(shù)，以及浮選泡沫流速、大小、穩(wěn)定性以及顏色等數(shù)據(jù)，實時分析浮選工藝狀態(tài)；根據(jù)機理模型和專家規(guī)則，智能調(diào)整浮選機液位、充氣量以及藥劑添加量等操作參數(shù)，實現(xiàn)浮選指標最優(yōu)化和藥劑成本經(jīng)濟化的效益價值。（三）生產(chǎn)輔助智能化典型案例1.充填自動化系統(tǒng)某地下金屬礦山充填生產(chǎn)系統(tǒng)分散在三座充填站，采用老舊的儀表控制系統(tǒng)且只針對灰砂混合工序進行了遠程控制，自動化程度低、系統(tǒng)運行穩(wěn)定性差，生產(chǎn)數(shù)據(jù)不可追溯。無論是在生產(chǎn)效率、勞動效率、安全運行等方面均存在一定的隱患和問題。該礦山在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，對充填自動化系統(tǒng)的研究、升級和改進，按照“技術先進、經(jīng)濟適用、運行可靠、操作簡單、維護方便”的原則，以“企業(yè)的經(jīng)濟效益為核心，以工藝流程安全、穩(wěn)定運行”為根本，對現(xiàn)有充填系統(tǒng)實施自動化升級改造，以達到對生產(chǎn)過程的集中控制、優(yōu)化控制、節(jié)能減耗、促進生產(chǎn)管理提升充填生產(chǎn)智能化水平的目的。該項目采用基于西門子S7-1500控制器和ET200SP分布式從站的控制系統(tǒng)和基于WINCC的上位機SCADA系統(tǒng)，主要包括以下功