“如果說礦業(yè)軟件相當(dāng)于基石,那么智能礦山相當(dāng)于一個工程,全球礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)則是支撐礦業(yè)投資和政府決策的生態(tài)系統(tǒng)。”一位業(yè)內(nèi)人士近日在2019絲路礦業(yè)論壇期間表示,傳統(tǒng)的礦業(yè)產(chǎn)業(yè)如何獲得正在興起的信息化支撐,猶如田間沉悶的老牛與歡快的小鳥間的對話。雖然兩者貌似相差甚遠(yuǎn),但好在小鳥已經(jīng)開始在牛背上跳躍了,希望看得更遠(yuǎn)的小鳥能為老牛找到更好的耕地。
論壇上,來自礦業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的精英分別從微觀、中觀、宏觀三個層面闡述了信息化建設(shè)對礦業(yè)發(fā)展的重要支撐作用。
微觀:礦業(yè)軟件升級有助科技創(chuàng)新
北京東澳達科技有限公司總經(jīng)理胡建明在微觀上解析了信息支撐的基石——礦業(yè)軟件。
據(jù)其介紹,礦業(yè)三維軟件起步于上世紀(jì)80年代初,早期都是基于測量、地質(zhì)、圖形、可視化的某個功能的計算機應(yīng)用,以英國、美國、加拿大、澳大利亞等國家的礦業(yè)軟件為代表,在國際上形成了礦業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的工具平臺,并且普及程度較高。這些軟件的特點是起步早、標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用水平高,可用于礦權(quán)交易市場,已成為國際礦業(yè)界主流軟件,伴隨其發(fā)展也出現(xiàn)了一些知名的軟件公司,獨立運營,并且逐步完善,確保了軟件開發(fā)的良性發(fā)展,帶動了國際礦業(yè)的科技進步。
江西某智能礦山物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心(資料圖)
但在胡建明看來,外國的月亮并不比中國的月亮圓——因為國外礦業(yè)軟件開發(fā)起步早,受限于最初的開發(fā)語言的制約,已跟不上時代的步伐;軟件價格較高,往往只能滿足少數(shù)人員的使用,不能滿足眾多技術(shù)人員的需要,使基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集整理與共享之間存在著脫節(jié)問題,軟件沒能成為真正的工具。相比之下,我國的礦業(yè)軟件起步較晚,主要還是Mapgis、CAD等。作為二維軟件雖然作圖都很漂亮,但無法通過建立礦體模型、構(gòu)造模型、品位模型進行綜合地質(zhì)分析,數(shù)據(jù)的應(yīng)用大打折扣,更無法實現(xiàn)帶動礦業(yè)信息化的發(fā)展。此外,我國幾十年來形成的礦業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工作規(guī)范也不同于西方國家,特別是儲量計算、采礦設(shè)計的理念和方式,因此我國更應(yīng)該擁有符合國情的自己的礦業(yè)軟件。
在這樣的大背景下,國產(chǎn)軟件3DMine軟件應(yīng)運而生,實現(xiàn)了國內(nèi)礦業(yè)對三維軟件的需求目標(biāo)。該軟件主要有三大特點:一是按照國際三維軟件的理論方法、模塊組成和開發(fā)模式完成,這意味著3DMine軟件與國際上其他三維軟件的認(rèn)識理解是一致的;二是軟件的兼容性可實現(xiàn)無縫轉(zhuǎn)換,即能兼容企業(yè)過去使用國外三維軟件形成的大量數(shù)據(jù)資料,無需增加額外工作,可直接應(yīng)用其他的軟件文件。三是3DMine軟件的國產(chǎn)化更有利于我國礦業(yè)技術(shù)的發(fā)展,減少對國外軟件的依存度。
據(jù)了解,3DMine軟件在測量、地質(zhì)、采礦等方面不僅實現(xiàn)了其基本功能,完全不同于CAD二維軟件,其最大的優(yōu)勢是能做出更為精準(zhǔn)的三維分析。在測量方面,直接與多種測量儀器相結(jié)合,通過三維實測點形成表面模型、巷道模型、空區(qū)模型等;在地質(zhì)方面,該軟件運用真實的三維坐標(biāo)體系,通過可視化平臺直觀地看到所有的地質(zhì)體和工程的空間位置,通過建立勘探數(shù)據(jù)庫、地層模型、礦體模型、構(gòu)造模型,進行三維地質(zhì)特征、品位分析、估算資源儲量等;在采礦方面,按照空間三維模型的特點進行參數(shù)化采掘設(shè)計,結(jié)合礦床模型(品位模型)進行礦床經(jīng)濟評價和采礦方法的優(yōu)化,通過不同的采礦方法完成礦山進度計劃和生產(chǎn)管理。
值得一提的是,其資源儲量估算方法更為合理。胡建明指著地層結(jié)構(gòu)圖表示,這是由一個個小塊體組成的,就像一塊塊磚頭,在不同的位置上有不同的顏色,同一顏色代表著相同的地質(zhì)體,采礦可以理解為搬磚頭。這就是該軟件利用規(guī)則的塊體充填不規(guī)則的地質(zhì)體并通過不同的插值方法進行估值,每一個塊體都有相對應(yīng)的一個數(shù)值,也就有了其對應(yīng)的屬性或是此類小塊體的集體屬性,可以求出空間任何一點的品位分布,計算出任意范圍的資源量和平均品位,其結(jié)果誤差較小,可靠性強。結(jié)合勘探程度的提升,可信度的提高,品位的控制更加準(zhǔn)確。通過空間位置的約束,合理求出動態(tài)資源儲量,由此實現(xiàn)精準(zhǔn)找礦或采礦,這是該軟件的基本應(yīng)用思路。
胡建明表示,現(xiàn)代化礦山建設(shè)離不開數(shù)字化和信息化,礦業(yè)三維軟件提高工作效率已形成業(yè)內(nèi)共識。
瓶頸:數(shù)據(jù)碎片化或缺乏有效算法支撐
麥肯錫的數(shù)據(jù)報告顯示,礦山行業(yè)只有不到1%的數(shù)據(jù)被用于指導(dǎo)決策。還有一份統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,礦山行業(yè)有85%的數(shù)字化項目都是失敗的。有業(yè)內(nèi)人士分析,數(shù)據(jù)之所以沒有被有效利用,有的是因為數(shù)據(jù)沒有被采集而無數(shù)據(jù)可用,有的是因為沒有很好的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法支撐導(dǎo)致數(shù)據(jù)間不關(guān)聯(lián)而成為數(shù)據(jù)碎片、利用率低。因此,應(yīng)用好的礦業(yè)軟件和智能設(shè)備是實時獲取最新數(shù)據(jù)的好辦法。
據(jù)其介紹,當(dāng)前很多企業(yè)的數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)了兩極分化,一部分業(yè)務(wù)或節(jié)點實現(xiàn)了信息化,很先進,而另一部分業(yè)務(wù)或節(jié)點卻還停留在原始的紙質(zhì)記錄上,出現(xiàn)了兩極分化。雖然局部先進的單體系統(tǒng)或設(shè)備具備了自動化能力,很“高大尚”,但是設(shè)備與設(shè)備之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)沒有實現(xiàn)互聯(lián)互通,形成信息孤島,無法將這種先進的模式復(fù)制到其他系統(tǒng)上。另一部分業(yè)務(wù)或節(jié)點卻還停留在原始的紙質(zhì)記錄上,造成記錄的信息缺乏實證,管理者無法確認(rèn)記錄的真實性。同時,紙質(zhì)記錄的信息不方便留存和傳遞,也給信息的檢索查找造成困難,使企業(yè)管理者無法及時準(zhǔn)確獲知現(xiàn)場生產(chǎn)作業(yè)和產(chǎn)品質(zhì)量管理的實際情況,導(dǎo)致缺乏有效監(jiān)督,甚至誤導(dǎo)高層管理者決策。
在獲取數(shù)據(jù)途徑上,全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略中心特聘顧問王家華建議,打造雙向互動的信息流,一是把基層的信息傳遞到中國地質(zhì)調(diào)查局這個司令部;二是中國地質(zhì)調(diào)查局掌握的信息要貫徹到基層,通過建立規(guī)章制度來保證信息互動。例如,海外企業(yè)的同志可將海外礦產(chǎn)的信息發(fā)回到司令部,必要時海外企業(yè)也可以到中國地質(zhì)調(diào)查局查閱相關(guān)資料。
有業(yè)內(nèi)人士表示,只有實現(xiàn)全業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化和在線化,搭建一個數(shù)據(jù)模型體系,以一線真實數(shù)據(jù)為源頭,通過數(shù)據(jù)進行歸因分析,不僅能在數(shù)據(jù)中找到幫助企業(yè)提高投入產(chǎn)出比的具體辦法,還能幫助企業(yè)找到制約企業(yè)提高績效的“瓶頸”原因,從而實現(xiàn)精細(xì)化管理。
前景:智能礦山的進階之路
北京科技大學(xué)機械工程學(xué)院教授劉立在論壇上做了題為《智能化礦山之思考》的演講,大概是干了一輩子礦山機械的緣故,所以演講起來沒有太多大學(xué)教授的書卷氣,反而多了一份大刀闊斧的沖勁。
在他看來,數(shù)據(jù)中蘊含著自然的規(guī)律和真相。礦山的生產(chǎn)過程很復(fù)雜,生產(chǎn)狀態(tài)在變、生產(chǎn)的對象也在變,因而生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)量很大,通過大數(shù)據(jù)分析可以盡快掌握規(guī)律,智能化礦山就是對隨機的變化做出及時的科學(xué)判斷,實現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)和管控。因此,礦山可以應(yīng)用自動化設(shè)備和智能化管理在不增加成本的情況下,實現(xiàn)產(chǎn)能翻番。
“智能礦山是數(shù)字礦山的最高階段,但建設(shè)智能礦山應(yīng)該從最急迫的問題入手解決。” 劉立介紹,智能礦山有感知能力,就是對整個礦山狀態(tài)的感知能力,第一時間收集裝備、資源、環(huán)境等數(shù)據(jù),并加以應(yīng)用,通過大數(shù)據(jù)分析總結(jié)規(guī)律,并建立模型,然后再通過后續(xù)的新數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)不斷修正,完全能做到更加優(yōu)化,這就是智能的魅力。
他認(rèn)為,智能礦山建設(shè)不僅是節(jié)能降耗、提高效率的需要,同時也是開采條件變化的需要,現(xiàn)在的礦越開越深,水也越來越大,地質(zhì)環(huán)境越來越差,智能化可實現(xiàn)最危險的地方讓機器去,減少作業(yè)人員的危險,實現(xiàn)安全高效、低成本。
論壇期間,不少業(yè)內(nèi)人士也表達了相同的觀點,海納百川,風(fēng)起潮涌好揚帆,讓信息化應(yīng)用與升級成為我國礦業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的堅實臂膀,成為政府決策的重要支撐!
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