新一代信息技术在冶金矿山行业应用

1、新一代信息技术在冶金矿山行业应用在我国众多冶金企业中，大部分企业具有良好的信 息化基础，并已经开始从集团单一企业应用扩展到全集团信 息化整合应用建设。现阶段我国冶金行业的信息化建设主要 有以下几个特点：信息化集成度仍不够，大量“信息孤岛” 仍然存在，信息化管理覆盖面不够，信息化发展水平不平衡, 信息化建设对推动企业创新力度不够，信息资源的综合开发 利用程度不髙。在矿山领域，国外对数字矿山的研究较早，数字地球的 概念由美国首先提出，随后被许多专家学者引用。同时，世 界上许多国家结合各自的实际，分别进一步提出了数字矿山 的发展规划和建设目标。目前，矿业发达国家建设数字矿山 的重点是实现远程遥控和自

2、动化采矿。我国对数字矿山的研究始于20世纪末，主要科研资助 机构和相关行业相继立项支持了一批数字矿山课题。国内多 所高等院校、科研院所、企事业单位相继设立了与数字矿山 有关的研究所、研究中心、实验室或工程中心。山东新汶矿 业集团泰山能源股份有限公司翟镇煤矿是我国第一座数字 矿山，在国内开了数字化矿井技术应用先河。翟镇煤矿数字 技术的成功研制，为我国矿山的数字化和信息化管理起到了 示范作用。在数字矿山建设中，广泛应用各种先进的信息技 术、有效提升了矿山企业的生产效率和管理水平。冶金矿山行业信息化发展趋势从规模、内容、作用、地位来看，我国冶金企业的信息 化已经发展到了需要进一步深化的阶段。这个深化

3、阶段的特 征就是信息化与工业化相互融合，相辅相成，相互促进。通 过提升冶金企业的信息化水平，进一步提升冶金企业的生产 经营水平；通过冶金企业信息化技术的创新，促进冶金工业 企业管理水平的创新。促进管理创新，提升企业竞争力的方 法很多，信息化是创新提升的基础性、长效性方法。在矿山 领域，随着数字矿山应用技术的不断发展和创新，矿山行业 的生产和组织方式将会变得越来越“安全、绿色、智能、高 效”。冶金矿山行业信息化应用系统的建设将呈现出以下主 要趋势。在多年的信息化建设过程中，冶金企业的领导慢慢意识 到企业信息化要与企业的改革与发展相结合。在提高企业管 理水平的基础上，规划信息系统的建设。目前，一些

4、信息化 程度较好的冶金企业在信息化的过程中已经意识到了管理 理念的重要性，并以企业信息化为契机大力改革企业机制， 为信息化铺平道路。目前对于信息化基础比较完善的企业，信息化建设逐渐 向企业间协同的方向发展。由于市场竞争环境的变化，企业 越来越强调相互之间的协同，因此，企业越来越强调信息系 统与价值链和企业内其他系统的集成能力。经过十几年的信息化建设，我国的冶金企业信息化建设 正在朝一个新的高度迈进。一个显著的特征就是冶金企业对 企业信息化的内涵与意义有了新的认识，明显感觉到信息资 源一体化趋势日益加强。通过运用各种感知技术，能够更加全面、准确、实时地 感知人、物和环境的信息。例如，在数据采集方

5、面，将会从 手工录入项自动采集，并且实现一次录入，全员共享方向发 展；在装备方面，将会更加可靠、更加智能，故障修复将会 从人工经验诊断、人工修复向自我诊断、系统自愈方向发展。运用网络、通信、交互、集成等技术，实现人与人、人 与物、物与物间的信息交互，以及系统间的横向集成和纵向 互通。例如，在通信与网络技术方面，将会从有限的互联网 互通向泛在的互联互通方向发展，带宽将会越来越宽，网络 将会越来越稳定、可靠；在系统人机界面方面，将会从二维 平面向三维立体方向转变，并且支持多种终端界面，例如， pda、ipad、手机等；在信息系统方面，将会从烟囱式、孤 岛式信息系统向集成统一平台方向发展，支持开发的

6、协议， 支持soa架构。运用数据挖掘、知识发现、专家系统等人工智能技术， 实现生产调度指挥、资源预测、安全警示、突发事件处理等 决策支持功能，实现矿山的智能化。例如，在控制技术方面, 将会从手动干预、有人值守向自动控制、无人值守方向发展, 从局部的、有限的控制向全局的、泛在的控制方向发展；在 安全管理方面，将会由被动的、事后响应式管理向主动的、 事先预警、预控方向发展；在决策支持方面，将会从经验决 策向智能化决策方向发展。冶金矿山行业信息化构架基于新一代信息技术的冶金矿山信息化总体架构分为 三个层次：感知层、网络层和应用层。感知层主要是基于物 联网技术的应用，网络层主要是基于云计算技术的应用，

7、应 用层主要是涵盖冶金矿山行业勘探、开采、冶炼、加工等整 个产业链的信息系统应用。基于新一代信息技术的冶金矿山行业信息化架构中应 用层是涵盖勘探、采选、冶炼、加工等整个产业链的信息系 统，主要用来支撑企业的生产、经营和管控，这些系统包括 生产综合监控系统、生产执行系统、经营管理系统和决策支 持系统。生产综合监控系统的内容包括剥离、采装、运输、生产 等主要生产流程，也包括供电、供水、排水等辅助生产流程, 还包括其他的安全保障系统。生产执行系统包括从生产计划制定、生产计划执行到生 产计划执行跟踪全过程的闭环管理，包含了三维展示、生产 管理、生产智能调度管理、生产辅助设计、机电管理、安全 管理、煤质

8、管理、节能环保管理及综合分析管理。经营管理系统建设户主要包括计划与全面预算管理、 erp系统、供应商关系管理系统、制度管理系统、本质安全 管理系统、办公自动化系统、审计管理系统、科技管理系统、 节能减排管理系统、综合统计系统、档案管理系统、知识管 理系统、行政后勤管理系统、党群管理系统、煤炭安全管理 系统等。决策支持系统是基于数据仓库/商业智能技术对信息进 行收集、整合、分析和展现，为高层及管理人员提供及时、 准确的分析报表和数据，以提升企业整体生产经营决策水 平，借此增强企业的核心竞争能力。在基于新一代信息技术的冶金矿山行业信息化架构中， 网络层起到传输、存储和计算的作用。网络层主要包括接入

9、 网关、互联网、通信网络、云计算、存储服务、数据仓库等。 在基于新一代信息技术的冶金矿山行业信息化架构中，感知 层起到信息采集和信号处理的作用。感知层主要包括各种类 型的传感器、控制器、读卡器等设备以及m2m网关、m2m模 块等信息处理系统组成，如sensor、摄像头、读卡器、路由 节点和sink节点等。信息标准体系大的建设是信息系统开发成功和得以推 广应用的关键因素，是信息化建设中的一项基础性的系统工 程。在标准体系的建设过程中，应着重关注云计算、物联网 等新一代信息技术标准的制定、采集和完善。新一代信息技 术在矿山冶金行业的应用必须遵守一定的标准，才能使感知 层、网络层和应用层的信息交互，

10、实现本质意义上的信息统 一；才能有效利用数据进行分析、决策和使用。信息安全体系由信息安全组织体系、管理体系和技术体 系构成。信息安全组织体系明确信息安全领导、信息安全监 管和信息安全执行的岗位和职责，确保公司的信息安全工作 能够有效运转。信息安全管理体系从流程和制度上来细化和 固化信息安全管理要求，冶金企业和矿山企业需要按照信 息安全等级保护管理办法对企业在运行和在建的体统进行 评级，并根据不同等级设置保护策略。信息安全技术体系是 针对信息安全不同层面的防护需求设置多维的技术防御手 段，包括物理安全、网络安全、数据安全及备份恢复等方面。运维管理体系是以itil运维架构为知道，以保障和维 护信息

11、系统安全稳定运行为基础，以提升用户服务质量为根 本，以建成上下贯通、左右协同、资源共享的一体化运维管 理体系为核心。实现it运维管理的自动化、可视化、规范 化、高效化、一体化和智能化。冶金矿山行业的信息化应用新一代信息技术在冶金行业的应用，推进了冶金企业的 研发和设计协同化、生产设备数字化、生产过程智能化和企 业管理信息化，加强了集散控制、现场总线控制、柔性制造、 敏捷制造和网络化制造等技术的应用，强化了生产过程的在 线监测、预警和控制，实现了冶金企业的节能环保、精确管 理、安全生产和高效运营。其中首钢矿业就是很好的行业应用典范。首钢矿业公司 以计算机数字技术为中心，以网络通信为手段，以数学模

12、型 为基础，形成了基础装备数字化、生产过程数字化、生产 执行数字化、企业资源计划数字化、办公自动化的数字化矿 山，在我国冶金矿山行业实现了历史性突破。同时，首钢矿业公司注重数字化基础设施建设，为矿山 数字化提供硬件平台。广泛采用数字化计量设备和智能化仪 器仪表，采、选、球、烧四大主流程和物料运输系统检测、 计量数字化仪表达到14800块，为从数据源头自动采集数据, 实现各层面系统的数据接口创造了条件。分期搭建网络和硬 件平台，共敷设光纤150多公里，形成一个主干带宽1000m、 桌面100m的高速企业网，覆盖公司各个单位。建成厂矿级 网站45个，车间级网站73个，覆盖300多个班组，联网计 算

13、机达到2600多台。实施矿山生产流程管控数字化，提高自动化水平。建立 了覆盖采矿、选矿、烧结、球团、运输等工序的计量检测、 设备驱动和生产过程控制的数字化系统，实现生产过程自动 化和智能化。采矿应用surpac矿山工程软件，进行资源评 估、矿山规划、开拓设计、决策管理等模拟、仿真和过程分 析。自主开发应用矿车自动调度系统，自动进行车流规划、 优化派车，合理分配车流。选矿应用球磨自控系统，对球磨 机工艺流程运行参数进行检测和监控。自主开发球团流程监 控系统实现配料、造球、链篦机、回转窑、环冷机和喷煤等 五大区域实现集中监控和预警管理。自主开发烧结流程监控 系统。通过对现场工控基础信息的采集和再加

14、工，实现信息、 数据不落地和闭环管理，形成全流程800多个点位数据集中 监控，为生产决策及操作提供了实时支持。自主开发烧结智 能控制系统，实现烧结矿自动配料、混合料自动加水、烧结 机点火自动调节、烧结终点自动控制、烧结矿强度与能耗自 动控制、烧结异常数据调整六大功能。首钢矿业公司积极变革矿山管理模式和手段，推进管理 信息化。在创建数字化冶金矿山的实践活动中，搭建了纵向 四级、横向四块的数字化矿山整体框架。形成以gis地理信 息系统、mes生产执行系统、erp企业资源管理系统、0a信 息系统四块为重点，现场装备数字化、生产过程数字化、生 产执行数字化、企业资源计划数字化四级为基础的数字化矿 山框

15、架。促进了传统产业与信息化的融合，推进了生产经营 的高效化，提高了企业核心竞争力。智慧矿山建设现状和任务作为新一代信息技术应用的一个重要领域，“智慧矿 山”是通过各种感知、信息传输与处理技术，实现对真实矿 山整体及相关现象的可视化、数字化及智慧化。其总体目标 是：将矿山地理、地质、矿山建设、矿山生产、安全管理、 产品加工与运销、矿山生态等综合信息全面数字化，将感知 技术、传输技术、信息处理、智能计算、现代控制技术、现 代信息管理等与现代采矿及矿物加工技术紧密结合，构成矿 山中人与人、人与物物与物相连的网络，动态、详尽地描述 并控制矿山安全生产与运营的全过程。以高效、安全、绿色 开采为目标，保证

16、矿山经济的可持续增长，保证矿山自然环 境的生态稳定。智慧矿山大体上经历了初级阶段、衍生阶段和智能遥控 阶段。初级阶段主要是构建基础设施和相应的信息化系统，实 现矿山生产、运营等数据的共享和深度应用。衍生阶段主要 是虚拟矿山，是通过虚拟空间技术和井下大量传感监控设 备，将真实矿山的整体以及和它相关的现象整合起来，以数 字的形式表现出来，从而了解整个矿山动态的运作和发展情 况。智能遥控阶段，就是矿山地面和井下的、人类从事矿产 资源开采的各种动态、静态的信息都能够数字化，而且用计 算机网络来管理，同时利用空间技术、自动定位和导航技术 实现远程遥控和自动化采矿。目前我国智慧矿山的建设还处于智慧化阶段的初级阶 段。智慧矿山的建设还处在矿山勘察、规划设计、生产监控 调度、安全生产检测以及矿山综合管理等各个系统的建设阶 段，还不能完全实现各种信息的全面共享和深度应用。随着信息技术的快速发展，用信息技术武装矿山企业是 大势所趋，同时，信息技术也是提高矿山企业科学管理的有 力手段。云计算、物联