2019年12月07日 星期六
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让信息化成为矿业转型硬支撑

——丝路矿业论坛·2019看点之二

2019-7-8 8:58:47 来源:中国矿业报 本报记者:刘艾瑛

“如果说矿业软件相当于基石,那么智能矿山相当于一个工程,全球矿产资源信息系统则是支撑矿业投资和政府决策的生态系统。”一位业内人士近日在2019丝路矿业论坛期间表示,传统的矿业产业如何获得正在兴起的信息化支撑,犹如田间沉闷的老牛与欢快的小鸟间的对话。虽然两者貌似相差甚远,但好在小鸟已经开始在牛背上跳跃了,希望看得更远的小鸟能为老牛找到更好的耕地。

论坛上,来自矿业及相关领域的精英分别从微观、中观、宏观三个层面阐述了信息化建设对矿业发展的重要支撑作用。

微观:矿业软件升级有助科技创新

北京东澳达科技有限公司总经理胡建明在微观上解析了信息支撑的基石——矿业软件。

据其介绍,矿业三维软件起步于上世纪80年代初,早期都是基于测量、地质、图形、可视化的某个功能的计算机应用,以英国、美国、加拿大、澳大利亚等国家的矿业软件为代表,在国际上形成了矿业技术领域的工具平台,并且普及程度较高。这些软件的特点是起步早、标准化、应用水平高,可用于矿权交易市场,已成为国际矿业界主流软件,伴随其发展也出现了一些知名的软件公司,独立运营,并且逐步完善,确保了软件开发的良性发展,带动了国际矿业的科技进步。

江西某智能矿山物联网监控中心(资料图)

但在胡建明看来,外国的月亮并不比中国的月亮圆——因为国外矿业软件开发起步早,受限于最初的开发语言的制约,已跟不上时代的步伐;软件价格较高,往往只能满足少数人员的使用,不能满足众多技术人员的需要,使基础数据的收集整理与共享之间存在着脱节问题,软件没能成为真正的工具。相比之下,我国的矿业软件起步较晚,主要还是Mapgis、CAD等。作为二维软件虽然作图都很漂亮,但无法通过建立矿体模型、构造模型、品位模型进行综合地质分析,数据的应用大打折扣,更无法实现带动矿业信息化的发展。此外,我国几十年来形成的矿业行业标准和工作规范也不同于西方国家,特别是储量计算、采矿设计的理念和方式,因此我国更应该拥有符合国情的自己的矿业软件。

在这样的大背景下,国产软件3DMine软件应运而生,实现了国内矿业对三维软件的需求目标。该软件主要有三大特点:一是按照国际三维软件的理论方法、模块组成和开发模式完成,这意味着3DMine软件与国际上其他三维软件的认识理解是一致的;二是软件的兼容性可实现无缝转换,即能兼容企业过去使用国外三维软件形成的大量数据资料,无需增加额外工作,可直接应用其他的软件文件。三是3DMine软件的国产化更有利于我国矿业技术的发展,减少对国外软件的依存度。

据了解,3DMine软件在测量、地质、采矿等方面不仅实现了其基本功能,完全不同于CAD二维软件,其最大的优势是能做出更为精准的三维分析。在测量方面,直接与多种测量仪器相结合,通过三维实测点形成表面模型、巷道模型、空区模型等;在地质方面,该软件运用真实的三维坐标体系,通过可视化平台直观地看到所有的地质体和工程的空间位置,通过建立勘探数据库、地层模型、矿体模型、构造模型,进行三维地质特征、品位分析、估算资源储量等;在采矿方面,按照空间三维模型的特点进行参数化采掘设计,结合矿床模型(品位模型)进行矿床经济评价和采矿方法的优化,通过不同的采矿方法完成矿山进度计划和生产管理。

值得一提的是,其资源储量估算方法更为合理。胡建明指着地层结构图表示,这是由一个个小块体组成的,就像一块块砖头,在不同的位置上有不同的颜色,同一颜色代表着相同的地质体,采矿可以理解为搬砖头。这就是该软件利用规则的块体充填不规则的地质体并通过不同的插值方法进行估值,每一个块体都有相对应的一个数值,也就有了其对应的属性或是此类小块体的集体属性,可以求出空间任何一点的品位分布,计算出任意范围的资源量和平均品位,其结果误差较小,可靠性强。结合勘探程度的提升,可信度的提高,品位的控制更加准确。通过空间位置的约束,合理求出动态资源储量,由此实现精准找矿或采矿,这是该软件的基本应用思路。

胡建明表示,现代化矿山建设离不开数字化和信息化,矿业三维软件提高工作效率已形成业内共识。

瓶颈:数据碎片化或缺乏有效算法支撑

麦肯锡的数据报告显示,矿山行业只有不到1%的数据被用于指导决策。还有一份统计数据显示,矿山行业有85%的数字化项目都是失败的。有业内人士分析,数据之所以没有被有效利用,有的是因为数据没有被采集而无数据可用,有的是因为没有很好的数据关联算法支撑导致数据间不关联而成为数据碎片、利用率低。因此,应用好的矿业软件和智能设备是实时获取最新数据的好办法。

据其介绍,当前很多企业的数据采集出现了两极分化,一部分业务或节点实现了信息化,很先进,而另一部分业务或节点却还停留在原始的纸质记录上,出现了两极分化。虽然局部先进的单体系统或设备具备了自动化能力,很“高大尚”,但是设备与设备之间、系统与系统之间的数据没有实现互联互通,形成信息孤岛,无法将这种先进的模式复制到其他系统上。另一部分业务或节点却还停留在原始的纸质记录上,造成记录的信息缺乏实证,管理者无法确认记录的真实性。同时,纸质记录的信息不方便留存和传递,也给信息的检索查找造成困难,使企业管理者无法及时准确获知现场生产作业和产品质量管理的实际情况,导致缺乏有效监督,甚至误导高层管理者决策。

在获取数据途径上,全球矿产资源战略中心特聘顾问王家华建议,打造双向互动的信息流,一是把基层的信息传递到中国地质调查局这个司令部;二是中国地质调查局掌握的信息要贯彻到基层,通过建立规章制度来保证信息互动。例如,海外企业的同志可将海外矿产的信息发回到司令部,必要时海外企业也可以到中国地质调查局查阅相关资料。

有业内人士表示,只有实现全业务流程的数字化和在线化,搭建一个数据模型体系,以一线真实数据为源头,通过数据进行归因分析,不仅能在数据中找到帮助企业提高投入产出比的具体办法,还能帮助企业找到制约企业提高绩效的“瓶颈”原因,从而实现精细化管理。

前景:智能矿山的进阶之路

北京科技大学机械工程学院教授刘立在论坛上做了题为《智能化矿山之思考》的演讲,大概是干了一辈子矿山机械的缘故,所以演讲起来没有太多大学教授的书卷气,反而多了一份大刀阔斧的冲劲。

在他看来,数据中蕴含着自然的规律和真相。矿山的生产过程很复杂,生产状态在变、生产的对象也在变,因而生产过程的数据量很大,通过大数据分析可以尽快掌握规律,智能化矿山就是对随机的变化做出及时的科学判断,实现精准作业和管控。因此,矿山可以应用自动化设备和智能化管理在不增加成本的情况下,实现产能翻番。

“智能矿山是数字矿山的最高阶段,但建设智能矿山应该从最急迫的问题入手解决。” 刘立介绍,智能矿山有感知能力,就是对整个矿山状态的感知能力,第一时间收集装备、资源、环境等数据,并加以应用,通过大数据分析总结规律,并建立模型,然后再通过后续的新数据和机器学习不断修正,完全能做到更加优化,这就是智能的魅力。

他认为,智能矿山建设不仅是节能降耗、提高效率的需要,同时也是开采条件变化的需要,现在的矿越开越深,水也越来越大,地质环境越来越差,智能化可实现最危险的地方让机器去,减少作业人员的危险,实现安全高效、低成本。

论坛期间,不少业内人士也表达了相同的观点,海纳百川,风起潮涌好扬帆,让信息化应用与升级成为我国矿业转型发展的坚实臂膀,成为政府决策的重要支撑。□

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