近年來,隨著新一代信息技術的快速發展,數字化、智能化技術與礦業的融合進程不斷加速,智能礦山建設已成為國家、行業和企業共同關注的熱點話題。經過近年來的快速發展,我國的智能礦山領域也取得了重大突破。從技術的供應,到企業需求認知的轉變,再到實踐的落地,我國智能礦山領域已經探索出了一條數字化轉型、智能化建設,以及企業在新動能轉化體系下的轉變之路。在近日召開的2023中國國際礦業大會智能礦山論壇上,來自礦企、高校、技術創新企業的專家學者,暢談未來我國智能礦山發展之路。
北京礦冶科技集團有限公司原副總經理戰凱
智能礦山建設應結合企業實際
智能礦山建設與行業發展情況具有密切聯系。對比去年礦業經濟運行情況和今年第一季度的情況,可以看到,煤炭、黃金等均處在高位運行階段。無論是產銷量、利潤還是固定資產投資,各指標均實現了快速增長,為礦山智能化、無人化建設提供了非常好的基礎。
智能礦山建設跟我國整體的要求、企業所處行業發展情況以及企業自身的發展要求相關。目前,煤礦的智能化建設情況較好,但在非煤方面,金屬、非金屬、建材、核工業等智能礦山建設情況參差不齊。尤其是戰略礦產“四稀”(稀土、稀有、稀散、稀貴),這些礦產雖小,但重要性卻不言而喻。今后的智能礦山建設應有很多個性化要求,企業應當圍繞自己的情況和需求,往礦山的自動化、智能化、數字化、無人化的方向發展。智能礦山、智慧礦山、無人礦山一定會成為現實。
中國恩菲工程技術有限公司礦山事業部副總經理陳小偉
智能礦山建設不是簡單的智能化系統疊加
智能礦山建設,可打造1+1+N的整體架構智能控制系統。“1”是建設一個采選級生產操控、生產管理和運營一體化的管控中心,改變以往分散控制的弊端,提高管理效率;“1”是搭建基于工業互聯網三位一體的數據中臺,通過對維護數據、測量數據、裝備、物料進行建模,實現整個流程全信息的可視化。包括全流程的數字化,依靠大數據的分析技術,人工智能技術搭載全生命周期數字孿生系統;“N”是圍繞數據中臺開發的N個應用,包括自動化和少人化的生產系統,還有整合海量數據,形成智慧化的軟件應用服務。
智能礦山建設不是簡單的智能化系統疊加,也不是智能裝備的單純應用,智能礦山建設要充分考慮采礦工藝系統、智能裝備配備以及控制系統能否有效融合等因素。只有這樣,才能保證智能礦山的建設效果。對于很多礦山企業管理者來說,配備相匹配的高素質技術團隊是非常必要的,對整個礦山的管理流程和架構按照智能礦山的標準進行重構,才能保證整個智能礦山順利高效運行。
中南大學副教授、博士生導師彭平安
認知、感知、管執
智能礦山架構有兩個維度,一個是從業務的場景來看智能礦山的架構,這里面的業務主要分為生產和管理,管理層主要包括技術的管理、企業的管理,以及安全的管理;另一個是從技術維度來看,基于云、邊、端的架構,在端實現數據的感知。對礦山來講,就是人員、設備、環境等。在邊緣實現計算和智能的工作,比如現在已有的智能化通風裝備、智能作業、鏟裝運輸等,在云端實現生產管理。
關于智能礦山生產安全,主要總結為六個字:認知、感知、管執。
認知,是指如何提高人的安全認知水平,通過VR相關技術,能夠使人更加具有真實的體驗;感知,是指對于地下和露天,做到智能通風、按需通風、安全災害預測,針對云端的微震監測平臺,實現災害數據全面云端的處理,相應的數據自動推送給礦山的管理人員;管執,主要采用信息化手段,構建安全閉環的管理體系,防止風險向災害轉化。
華為公司礦山軍團礦業冶金解決方案總監張明威
實現人工智能與礦山行業相結合
未來智慧礦山架構一定是朝著工業互聯網架構的方向演進發展,基于互聯網架構最大的特點,就是將底層所有的設備和系統全部聯通,智慧礦山領域當中有各種各樣的網,比如遠程駕駛、人員定位、車輛定位、遠程控制等。未來這些網絡一定是統一的。未來所需要的數據都是從生產設備、生產系統中抽取并收集到同一個平臺,建立統一的數據庫并從中提取數據,再通過人工智能平臺實現對數據的應用,達到少人甚至無人化的目的。
如今,人工智能大模型的應用已經儲存了相當數量的數據。但要想推動大模型與礦山領域結合,依然需要礦山領域的數據來提供支撐。傳統人工智能大模型都是通用的,礦山企業提供場景和數據與傳統人工智能大模型結合,就建立了數據結合模型,可以據此進行具體模型的開發,應用到各個礦山領域中,比如無人駕駛、智能選礦等。通過實踐可以看到,小模型開發完以后,對使用場景有60%到70%的限制,但大模型的精度換到另一個場景之后,只需要做微調就可以達到90%以上,這就是大模型帶來的最大價值。
人工智能大模型在礦業的應用中主要有兩種:視覺大模型和預測大模型。未來還會有多模態大模型、圖網絡多模型應用,這將是未來主力的大模型。相信通過人工智能大模型的應用,一定能夠幫助礦山更加快速地邁向智能化。
《智能礦山建設規范》標準牽頭起草人呂濤
建設具有礦石流特性的智能礦山系統
礦石流對礦山企業來說如同人類生存所必需的糧食一樣,礦石流包括資源勘探、規劃設計、回采、提升運輸、采剝、運輸、破碎篩分、磨礦分級、選別加工、精礦尾礦、綜合利用等,可以說礦石流貫穿了礦山整個生產過程。
建設礦石流系統全體系也應采用平臺化的開發技術。平臺主要可分為數據集成平臺,集中監控平臺、管控集成平臺、分析決策平臺等。如今大型的系統多使用平臺化建設,系統開發完之后需要進行融合整合,整合的關鍵就是擁有共同的平臺,即統一的數據平臺、統一的零代碼應用開發平臺。
重塑礦石流,可以通過一些技術手段改變礦石流,比如剝采比的優化、開采計劃的優化、優化配礦、運輸路徑的優化、爆破裝藥優化、坡磨比優化、選礦工序參數優化、藥劑制度優化、回收率的優化等。
智能礦山建設未來的潛力空間巨大。但作為一個非常龐大的體系,僅靠企業是無法獨立解決智能礦山建設的現存問題,需要高校、研究院、設計院以及廣大技術創新企業和礦業企業攜手,一同攻關,才可能把我國的礦山打造為智能化的礦山,才能夠在未來的發展過程中長期保持強大的競爭力。
