導讀
為進一步推進5G、工業互聯網、人工智能等新一代信息通信技術在有色金屬行業的集成創新和融合應用,在操作層面為企業開展智能制造提供頂層設計和全面引導,工業和信息化部、國家發展改革委、自然資源部等三部門日前聯合公告了《有色金屬行業智能工廠(礦山)建設指南(試行)》,具體包括《有色金屬行業智能礦山建設指南(試行)》《有色金屬行業智能冶煉工廠建設指南(試行)》《有色金屬行業智能加工工廠建設指南(試行)》等三份文件,明確了建設目標、建設路徑、建設內容及基礎支撐等方面要求。
附件1
有色金屬行業智能礦山
建設指南(試行)
為貫徹落實國務院《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》《新一代人工智能發展規劃》等國家相關政策,按照《國家智能制造標準體系建設指南》的總體要求,切實推進有色金屬礦山智能升級,特編制本指南。本指南是促進行業技術進步和規范發展的引導性文件,不具有行政審批的前置性和強制性。
一、建設目標
結合我國有色金屬礦山開采環境復雜、安全管理壓力 大、多元素資源共生等特點,在礦山已有自動化、信息化 建設基礎上,推進物聯網、大數據、人工智能、5G、邊緣計算、虛擬現實等前沿技術在有色金屬礦山的應用,建成集資源的數字化管理、面向“礦石流”的智能生產管控、全流程的少人無人化生產、集成化的本質安全管理、基于工業大數據的智能決策于一體的本質安全、資源集約、綠色高效的有色金屬智能礦山,促進企業轉型升級、高質量發展,全面提升企業的綜合競爭力和可持續發展能力。
二、建設原則
堅持因企制宜,注重實效。根據企業發展戰略和實際 生產經營情況,充分考慮礦山資源稟賦條件、礦山所處生 命周期階段、工藝裝備水平以及信息化建設基礎,明確企 業智能化建設重點,新建礦山直接進行智能化規劃與設計, 在產礦山有序推進智能化改造。
堅持整體規劃,分步實施。把握智能制造發展方向和 重點,從全局、整體層面進行頂層設計,圍繞有色金屬智 能礦山建設主要環節和重點領域,結合礦山自身能力和業 務需求等特點,分步實施,有序推進智能礦山建設。
堅持創新引領,數據驅動。積極探索 5G 等新型基礎 設施在企業生產中的應用,推動新技術與有色礦山的融合 創新;基于數據和機理融合驅動的理念,應用大數據、人 工智能、邊緣計算等技術提升信息系統學習與認知的能力, 利用 AR/VR(增強現實/虛擬現實)等技術形成人機混合 增強智能,充分發揮工藝技術人員的智慧與機器智能的各 自優勢,推動工藝與管理知識的沉淀與復用,支撐企業持 續進行技術創新。
三、總體設計
(一)總體架構
鼓勵有色金屬智能礦山采用基于工業互聯網平臺的云、邊、端架構,建立面向“礦石流”的全流程智能生產管控系統,將礦山大量基于傳統IT架構的信息系統作為工業互聯網平臺的數據源,繼續發揮系統剩余價值,同時逐步推進傳統信息化業務云化部署,實現礦山全流程的少人無人化生產。參考架構如圖1所示
圖 1 有色金屬智能礦山參考架構圖
1.技術架構
端:通過對生產設備進行智能化改造和成套智能裝備的應用,實現全面感知和精準控制。
邊:充分利用礦山原有及新建控制系統數據,匯聚區域數據資源,實現邊緣側的數據分析和實時決策。
云:集成工業微服務、大數據服務、應用開發與部署等功能,實現海量異構數據匯聚與建模分析、工業經驗知識軟件化與模塊化、各類創新應用開發與運行。
2.智能應用
智能生產與管理:聚焦礦山采選和運營管理層面,通過對實時生產數據的全面感知、實時分析、科學決策和精 準執行,實現面向“礦山規劃-地質建模-采掘計劃-采礦設計-采礦作業(落礦-出礦-運輸-提升)-選礦(破碎-球磨-浮選-濃 密-脫水)-尾礦充填-尾礦排放”全流程的、以“礦石流”為主線的生產過程優化;通過對質量、能源、成本等數據的分析,實現管理決策優化。
智能服務:聚焦供應鏈層面,通過對供需信息、制造資源等數據的分析,實現資源優化配置。
協同創新:聚焦數據價值挖掘,通過對生產過程數據和礦山運營數據的分析、挖掘,不斷形成創新應用。
(二)建設路徑
堅持“融合發展,并行推進”,循序漸進推進企業智能礦山建設進程。
1.現有礦山
1)依據礦山實際業務特點和支撐配套條件,對企業智能制造基礎進行評估,編制總體規劃,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,明確任務目標、預期成果及詳細的實施計劃,分步開展建設。
2)開展信息化標準化的建設工作,制定數據標準、流程標準、操作標準;對設備進行數字化、智能化改造, 對生產過程進行自動控制,加裝智能視頻監控和智能儀表, 開展成套智能裝備應用,實現礦山數字化、網絡化、少人化。
3)開展礦山智能生產系統建設,實現礦山資源數字化、采選生產過程智能控制、安全管理的集成化等,實現礦山固定設施無人值守自動化、采礦裝備智能化與選礦流程自動化,實現礦山全流程的少人無人化生產。
4)建設工業大數據分析平臺,充分挖掘數據潛在價值,結合過程機理實現設備故障智能診斷、過程參數優化、 生產流程優化、數字仿真優化、經營決策優化等。以工業互聯網技術為基礎,逐步打造具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應的有色金屬智能礦山。
2.新建礦山
依據新建礦山特點和配套條件,根據可研報告、初步設計編制總體規劃,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、高水平的智能制造實施方案,明確階段任務目標、預期效果及詳細的實施計劃,分步開展建設。
1)基建階段完成對智能設備的要求,完成工控網絡、視頻網絡、信息化基礎設施、物聯網等的建設,做到礦山數據通信網絡化,構建礦山信息傳輸、處理、存儲平臺和 集中管控體系。
2)基建后期到投產期內,同步開展礦山智能生產系統建設,實現礦山資源數字化、采選生產過程智能控制、智能生產管理與執行等,實現礦山固定設施無人值守自動化、采礦裝備智能化與選礦流程自動化,實現礦山全流程的少人無人化生產。
3)投產并實現達產達標后,在積累一定量數據的基礎上,開始建設工業大數據分析平臺,充分挖掘數據潛在價值,實現設備故障智能診斷、過程參數優化、生產流程優化、數字仿真優化、經營決策優化等。以工業互聯網技術為基礎,打造具有自感知、自學習、自決策、自執行、 自適應的有色金屬智能礦山。
針對現有礦山、新建礦山的不同特點,鼓勵有條件的大型礦山企業建設工業互聯網平臺,鼓勵中小型礦山企業使用工業互聯網平臺。鼓勵礦山企業以硬件、軟件、數據等基礎要素遷入云端為先導,快速獲取數字化能力,不斷變革原有體系架構和組織方式,有效運用云技術、云資源和云服務,逐步實現核心業務系統云端集成,促進跨企業云端協同。
(三)關鍵要素
1.本質安全:通過智能裝備的應用及六大安全系統的建設,構建以全面評估、閉環管理、實時聯動、智能預警為特征的主動安全管理保障體系,全面提升人員行為安全、作業環境安全、設備運轉安全,提高礦山的本質安全水平。
2.資源集約:通過廢水指標實時監測與控制、尾礦充填自動化控制與最優化調控、尾礦輸送安全監測及尾礦建材自動化加工等,高效循環利用廢水、提高尾礦充填利用率及尾礦建材化利用水平,實現尾礦資源的綜合利用和廢水資源的無害化與零排放。
3.綠色高效:通過建設能耗實時監測與智能優化管控、排放綜合監控等系統,降低能耗、減少排放,實現能耗最優化控制、排放實時監管等目標。
四、建設內容
圍繞物聯網、云計算、大數據、人工智能、5G 等新一 代信息通信技術與先進制造技術深度融合,在礦山的感知層面、管控層面、決策層面實現新的運營管控模式,推進礦山企業轉型升級,實現高質量發展。
遼寧瑞華實業集團有限公司多年專注于智慧礦山一體化解決方案的研發,軟硬件產品均處于行業領先水平,我司自主研發的人員定位、輔助運輸等系統,不僅適用于煤礦礦山,更可應用于有色金屬、非金屬等行業的智能化礦山的建設。