浅谈某大型矿业公司智慧矿山的系统架构与实现

刘玉青，田 伟

（河北钢铁集团矿业有限公司，唐山 063000）

0 引言

近年来，随着“两化融合”和“互联网+”等国家发展规划的影响，矿山行业也迎来了智能化建设的浪潮。在国际潮流的推动以及国内政策的引领下，面对当前低迷的行业环境，矿山企业需努力提升矿产资源绿色开发技术创新和转型升级，以此来提升矿业的信息化和自动化水平，通过“机械化换人，自动化减人”实现降本增效，是目前矿山企业实现可持续发展的必由之路。

1 矿业公司智慧矿山整体规划方案

1.1 公司智慧矿山整体架构

根据矿业公司信息自动化建设的定位及现状，智慧矿山建设的总体思路是将围绕智能化开采、选尾全流程自动化生产、安全管控一体化指挥与企业信息化管理四个方面开展。打造六层平台整体建设构架，即决策支持层、企业管理层、生产执行层、安全保障层、过程控制层和基础设备层六个层面，矿业公司智慧矿山建设的着重点在决策支持层与企业管理层，各矿山智慧矿山建设的着重点在安全保障层、生产执行层、过程控制层与基础设备层。

第一层基础设备层：以矿山生产装备智能化、生产设备及各类传感器自动化、调度指挥中心、应急救援指挥中心、机房工程、企业管理网、工业光环网作为建设目标。

第二层过程控制层：以DCS 分布式控制系统、专家控制系统、可视化监测监控系统为建设目标实现对生产工艺、环境、安全的自动监视监测。

第三层安全保障层：以矿山的本质安全为建设目标，通过信息自动化系统，提高人员、设备的安全系数，实现安全管理预警与完善的闭环管理。

第四个层面生产执行层：包括矿山技术管理、生产管理，是智慧矿山建设的核心，包括以下方面：

（1）在生产管理上以MES 系统为主导，实现以生产成本管理为核心的工艺流程、指标、计划、调度、统计、成本、设备工况、材料能源、计量质量管理。

（2）在矿产资源管理及设计和技术管理上利用GIS地理信息系统，以矿业工具软件作为支撑平台，实现资源勘查、地质建模、资源储量及资源技经评价。

（3）在管控指挥上以MPS 矿山平行系统为中心，将设计、计划、生产、调度、指挥与管理集成在一个三维可视化平台上，实现安全环境监测、设备巡检维护、生产调度指挥、事故应急指挥、岗位培训演练的集成管理，在设计阶段实现仿真模拟，在生产阶段实现在线展现与集成监控，在技改阶段实现回放与分析。

第五层企业管理层：以ERP 企业资源计划系统、人力资源系统、设备全生命周期管理系统，SRM 招投标和供应商管理系统，OA 办公自动化系统为基础的企业管理平台作为建设目标。

第六层决策支持层：以企业经营计划管理、业务智能分析、企业绩效考核管理、企业决策支持管理作为建设目标。

1.2 智慧矿山数据流

图 智慧矿山数据流图

智慧矿山各平台的数据流如图所示，它主要包括企业数据中心的企业决策数据、企业管理数据和矿山数据中心的生产执行数据、平行系统数据、矿产资源数据、专家系统数据、监测监控数据。

1.3 2+1 存储模式

由于智慧矿山各平台的应用大多是矿山业务与技术支撑数据，在处理与应用中关系十分复杂，通过结合实际的综合分析，根据河钢矿业公司的现有管理构架和矿山通信条件、工作相对独立性考虑，采用2+1存储模式，建设企业和矿山两级数据中心，便于将来的扩展应用：

（1）企业数据中心：主要存储企业级应用系统数据、下属矿山成果数据。

（2）矿山数据中心：主要存储矿山过程与成果数据。

2 结束语

智慧矿山架构是设计与实现智慧矿山系统的首要基础和关键环节，同时能够指导建立的智慧矿山系统符合最终预期需求。随着专家系统、模式识别等人工智能技术，全球卫星导航技术，遥感技术，数据分析决策系统等在矿山的应用，智慧矿山领域研究不断完善、关键技术不断突破及国内外智慧矿山发展的长远规划，智慧矿山一定会朝着更好更快的发展，最终达到智能化无人开采这一终极目标。