作为冶金采选领域设计与研发的“排头兵”，中冶北方工程技术有限公司（以下简称“中冶北方”）将智慧矿山整体架构与核心技术攻关作为科技创新战略的重点，紧密结合采矿设计和现场实际需求，从总体方案设计到矿山虚拟现实应用、从基于物联网的数据采集到大数据的管理应用、从设计数据和项目管理的科研业务建设到智慧矿山数据服务与展现的核心产品开发等多个领域展开了深入研究，取得了一系列具有自主知识产权的产品与核心技术。

中冶北方副总经理 刘召胜

全流程再造为矿山赋能

中冶北方建设“智慧矿山”的优势在于六十余年来在采矿领域积累的先进生产工艺及矿山设计规划经验，为矿山企业提供不间断的技术支持和服务，这也让其充分了解矿山企业在实际生产中的问题与诉求，且工艺技术水平、整体规划设计能力、落地实施能力及业务场景解决能力位居行业前列，成为整合各方优势资源，牵头实施智慧矿山建设的合适人选。

在不断的探索与实践中，中冶北方对智慧矿山概念的理解也在持续加深，并提出了独具特色的智慧矿山建设理念，即以工艺优化、生产管控为核心，通过全流程再造为矿山赋能。全流程覆盖了生产过程中的点、线、面。“点”是对关键设施设备的智能化改造升级、对矿山生产过程重要信息点的智慧化信息采集以及对核心业务单元工艺及管理的智慧化建模；“线”是对生产业务流程的科学梳理、优化；“面”是建立大数据管理平台，在矿山三维空间模型和虚拟化集成管控平台上，实现对矿山生产的全流程生产管控和过程数据融合，最终实现为矿山设计、生产、管理、安全等提供优化管理和决策支持。中冶北方“智慧矿山”方案将大数据、VR、AR、AI等新型技术与采矿、选矿、烧结、球团的生产业务、工艺技术深度融合，使矿山企业的效能得到充分释放、提升，进而全面提升矿山生产的经济效益、管理效益、安全效益。

“最强大脑”指挥高效生产

智慧矿山之所以智慧，是因为它是一个有机整体，通过大数据分析让矿山生产系统了有了类似于人脑的分析决策功能。而让“大脑”运转的第一步，就是从顶层设计角度绘制建设蓝图，建立完整的“智慧矿山”规划设计体系。以智慧矿山建设理念为指导，中冶北方建立的设计体系自下而上分为设备设施改造、智慧信息采集、智慧模型、业务全流程智慧化管控、决策展示五个层级。其中设备设施改造、智慧信息采集、智慧模型为业务全流程智慧化管控提供硬件、软件支撑和数据支持，决策展示通过三维可视化、移动终端、虚拟现实等手段进行输出，使矿山生产过程得以虚拟可视化和综合决策化。

在规划设计体系的框架内，结合目前国内矿山生产遇到的共性问题，中冶北方研发出了包含“1个平台7个子系统”的智慧矿山“最强大脑”。“1个平台”指的是智慧矿山管控平台，是智慧矿山各子系统的基础架构系统。各子系统的使用用户、各级用户的审批权限、各业务的审批流程等基础信息都在该系统中统一配置，实现生产的标准化、精细化、协同化管理。“7个子系统”包括智慧矿山移动APP 、井下矿地测采生产执行系统、井下矿生产智慧管控系统、井下矿生产3D管控系统、选矿生产管控系统、球团生产管控系统以及露天矿生产管控系统。

“智慧矿山移动APP”是智慧矿山管控平台的移动应用。利用移动互联技术，实现矿山生产部分基础业务的移动化数据采集、查看，办公流程的协同，生产实况的一览和生产报表的移动管理。

“井下矿地测采生产执行系统”是一套以辅助地质测量、资源估计、储量计算、采矿设计和采掘进度计划编制的工具插件系统。通过与“井下矿生产智慧管控系统”和“井下矿生产3D管控系统”的数据共享和交换，实现生产业务的智慧管控，使地质工程师、测量工程师、采矿工程师等矿山技术人员的业务操作和管理更加便捷化、高效化和智能化。

“井下矿生产智慧管控系统”是国内首个涵盖井下矿开采全业务流程的智慧管控系统，涵盖了井下矿开采从计划编制、过程管控，到验收、绩效反馈的全业务流程管控，为井下矿生产搭建了一条一体化联动生产管理路径。实现从生产管理层到生产执行层自上而下的精准指令下达以及从生产执行层到经营管理层的精确绩效反馈。为矿山生产的精准化决策、精细化管理、透明化生产提供有力的支撑，推动井下矿生产管控能力的持续改进，提高生产效益。

“井下矿生产3D管控系统” 以井下矿生产的三维、全景、可视化管控为目标，实时展现井下生产状态，解决井下矿生产的“黑盒子”问题，实现井下矿的生产信息在同一时空内虚拟环境下的仿真展示、直观可视化管控，辅助生产的决策和指挥……

全面提升矿山综合效益

中冶北方“智慧矿山”系统通过新建一套高水平的智慧管控系统，实现了全业务流程再造，为企业带来了效率、效益和安全的数量级提升。

在提升经济效益方面，系统建成后，可实现电机车有轨运输无人化以及多个车间无人值守，减少现场作业人员30%，提高全员劳动生产率9%；实现智能通风、环水系统平衡优化，可以有效降低能耗3%；通过全业务流程的精细化管理，矿石回采率可提高至87%，废石混入率可降低至13%，直接提升矿石采出品位约0.5%，年新增精矿产量10％。综合计算后，可实现年增净利润12％以上。

在提升安全效益方面，“智慧矿山”系统可大大提升矿山的本质化安全，主要体现在自动化减人、危险品全过程在线监管、井下环境在线监测、井下机械设备实时管控、井下生产各个工序、流程的有效合理衔接等。智慧管控结合大数据分析可提高事故发生时的快速疏散效率及应对能力，提升风险源的分级能力，提升隐患排查能力。

在提升管理效益方面，依托三维智慧管控系统核心优势，可为矿山在管理方面带来质变提升，包括优化地质、测量及采矿工序的工作流程，提升矿山管理人员对井下生产全貌的实时把控能力，提升井巷施工验收的精细度，生产过程中的所有设计、计划和数据都可以实时共享和展示，各工序审批流程全部通过计算机在线实现，并且支持手机APP审批，简单快捷。

在“智慧矿山”建设领域，中冶北方已经迈出了坚实的第一步，对标更高标准、更高要求，未来还有很长的路要走。