2022有色金属行业智能矿山建设指南.doc

有色金属行业智能矿山建设指南（试行）目 录一、建设目标 1二、建设原则 1三、总体设计 2（一）总体架构 2（二）建设路径 4（三）关键要素 6四、建设内容 7（一）基础设施的数字化改造与建设 7（二）基于业务驱动的智能生产系统建设 11（三）基于服务型制造的智能服务应用建设 22（四）基于工业大数据的协同创新平台建设 23五、基础支撑 25（一）资金投入 25（二）组织规划 25（三）人才队伍 25（四）运营维护 26（五）信息资源 26（六）标准体系 2626为贯彻落实《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》《新一代人工智能发展规划》《智能制造工程实施指南（2016-2020）》等国家相关政策，切实推进有色金属矿山智能升级，特编制本指南一、建设目标结合我国有色金属矿山开采环境复杂、生产流程不连续、安全管理压力大、多元素资源共生等特点，在矿山已有自动化、信息化建设基础上，推进物联网、大数据、人工智能、5G、边缘计算、虚拟现实等前沿技术在有色金属矿山的应用，建成集资源的数字化管理、面向“矿石流”的智能生产管控、全流程的少人无人化生产、集成化的本质安全管理、基于工业大数据的智能决策于一体的绿色、安全、高效的有色金属智能矿山，促进企业转型升级、高质量发展，提升绿色矿山和本质安全型矿山建设水平，实现提高生产质量和经济效益的目标。

二、建设原则坚持因企制宜，注重实效确立企业智能矿山建设的主体责任意识，根据企业战略，充分考虑矿山区域特征、工艺装备、管理模式、智能矿山建设基础，明确企业智能制造建设重点，根据矿山所处阶段不同，因企制宜地进行智能矿山建设，新建矿山直接进行智能化设计与规划，在产矿山在已有信息化建设的基础上，进行智能化改造坚持整体规划，分步实施把握智能制造发展方向和重点，从全局、整体层面进行顶层设计，围绕有色金属智能矿山建设主要环节和重点领域，结合矿山自身能力和业务需求等特点，分步实施，有序推进智能矿山建设坚持创新引领、数据驱动通过工业互联网、5G等技术夯实智能矿山基础；基于数据驱动的理念，应用大数据、人工智能、边缘计算等技术提升信息系统学习与认知的能力，解决有色金属矿山生产过程中开采工艺复杂、生产流程不连续、安全管理压力大等问题；利用VR/AR等技术形成人机混合增强智能，充分发挥工艺技术人员的智慧与机器智能的各自优势，全面激发企业的创新活力三、总体设计（一）总体架构有色金属智能矿山建设应采用基于工业互联网平台的云、边、端架构，建立面向“矿石流”的全流程智能生产管控系统，将矿山大量基于传统IT架构的信息系统作为工业互联网平台的数据源，继续发挥系统剩余价值，同时逐步推进传统信息化业务云化部署，实现矿山全流程的少人无人化生产。

具体架构如图1所示：图1 智能矿山总体架构图1.技术架构端：通过对生产设备进行智能化改造和成套智能装备的应用，实现生产、设备、能源、物流等生产要素的全面感知边：充分利用矿山原有以及新建的信息系统和控制系统数据，泛在连接各种数据资源云：通过软件重构，开发基于数据驱动的工业应用，实现数据资源的灵活调度和高效配置2.应用架构智能装备：聚焦生产设备层面，通过生产设备的智能化改造和成套智能装备的应用，实现全面感知和精准控制智能生产：聚焦矿山生产和运营管理层面，通过对实时生产数据的全面感知、实时分析、科学决策和精准执行，实现面向“矿山规划-地质建模-采掘计划-采矿设计-采矿作业(落矿-出矿-运输-提升)-选矿(破碎-球磨-浮选-浓密-脱水)-尾矿充填-尾矿排放”全流程的、以“矿石流”为主线的生产过程优化；通过对产品、设备、质量、能源、物流、成本等数据的分析，实现管理决策优化智能服务：聚焦产业层面，通过对供需信息、制造资源等数据的分析，实现资源优化配置协同创新：聚焦协同创新，通过对生产过程数据和矿山运营数据的分析、挖掘，不断形成创新应用二）建设路径坚持“融合发展，并行推进”，循序渐进地推进企业智能矿山建设进程。

1.现有矿山（1）依据矿山实际业务特点和支撑配套条件，编制总体规划，根据矿山实际需求紧迫程度、基础条件和资金承受能力等因素制定实施方案，明确任务目标、预期成果及详细的实施计划，分步开展建设2）开展信息化标准化的建设工作，制定数据标准、流程标准、操作标准；对设备进行数字化、智能化改造，对生产过程进行自动控制，加装智能视频监控和智能仪表，开展成套智能装备应用，实现矿山网络化、少人化、自动化3）开展矿山智能生产系统建设，实现矿山资源数字化、采选生产过程智能控制、安全管理的集成化等，实现矿山固定设施无人值守自动化、采矿装备智能化与选矿流程自动化，实现矿山全流程的少人无人化生产4）建设工业大数据分析平台，充分挖掘数据潜在价值，实现设备故障智能诊断、过程参数优化、生产流程优化、数字仿真优化、经营决策优化等以工业互联网技术为基础，打造具有自感知、自分析、自决策、自执行、自学习的有色金属智能矿山2.新建矿山依据新建矿山特点和配套条件，根据可研报告、初步设计编制总体规划，根据新建矿山实际需求紧迫程度、基础条件和资金承受能力等因素制定实施方案，明确阶段任务目标、预期效果及详细的实施计划，分步开展建设1）基建阶段完成对智能设备的提资，完成工控网络、视频网络、信息化基础设施、工业物联网等的建设，做到矿山数据通信网络化，构建矿山信息传输、处理、存储平台和集中管控体系。

2）基建后期到投产期内，同步开展矿山智能生产系统建设，实现矿山资源数字化、采选生产过程智能控制、智能生产管理与执行等，实现矿山固定设施无人值守自动化、采矿装备智能化与选矿流程自动化，实现矿山全流程的少人无人化生产3）投产并实现达产达标后，在积累一定量数据的基础上，开始建设工业大数据分析平台，充分挖掘数据潜在价值，实现设备故障智能诊断、过程参数优化、生产流程优化、数字仿真优化、经营决策优化等以工业互联网技术为基础，打造具有自感知、自分析、自决策、自执行、自学习的有色金属智能矿山同时，鼓励有条件的大型矿山企业建设工业互联网平台，鼓励中小型矿山企业使用工业互联网平台鼓励矿山企业以硬件、软件、数据等基础要素迁入云端为先导，快速获取数字化能力，不断变革原有体系架构和组织方式，有效运用云技术、云资源和云服务，逐步实现核心业务系统云端集成，促进跨企业云端协同三）关键要素1.安全高效通过机械化换人、自动化减人、智能化代人、预测预警救人等模式，提高矿山生产效率、增强本质安全、降低损失贫化率，达到降本增效、安全可靠、减少资源损失等目标2.节能环保通过建设能耗实时监测与智能优化管控、排放综合监控等系统，降低能耗、减少排放，实现能耗最优化控制、排放实时监管等目标。

3.资源循环利用通过废水指标实时监控与控制、尾矿充填自动化控制与最优化调控、尾矿输送安全监测及尾矿建材自动化加工等，高效循环利用废水、提高尾矿充填利用率及尾矿建材化利用，实现矿产资源的充分利用和废水资源的无害化与零排放四、建设内容智能矿山围绕物联网、移动互联、云计算、大数据、人工智能、5G通讯技术等现代信息技术与工业深入融合，在矿山的感知层面、管控层面、决策层面实现新的业务模式、新的管理模式，推进矿山企业转型升级，实现高质量发展一）基础设施的数字化改造与建设结合矿山的生产工艺流程，应用自动控制、智能感知等技术对凿岩台车、铲运机、卡车、装药车、磨机、浮选机、浓密机等采选工业设备及其他基础设施进行数字化改造，完善工业网络及信息安全建设，通过生产设备的自动化、集成化、智能化改造替代人工操作，以设备改造提升实现节能减排，减员增效，提高劳动生产率和资源综合利用率1.智能感知鼓励矿山企业加快部署环境感知终端、智能传感器、智能摄像机、无线通信终端、无线定位终端等数字化工具和设备，融合图像识别、射频识别、电磁感应等关键技术，实现矿山环境数据、采矿装备状态信息、工况参数、选矿离线化检验数据、移动巡检数据等生产数据的全面采集，实时感知生产过程和关键装备运行数据和状态。

专栏1：智能仪器仪表通用仪器仪表：无线通信基站、移动通信终端、智能摄像机、实时定位系统等采矿仪器仪表：风压传感器、风速传感器、微震传感器、有毒有害气体传感器、三维激光扫描仪、卫星测量仪、雷达遥感测量仪、无人机航测系统等选矿仪器仪表：矿浆品位分析、皮带矿石品位分析、矿浆粒度分析、矿浆浓度分析、矿浆pH检测、矿浆溶液离子浓度分析、浮选泡沫自动分析、矿石块度自动分析、半自磨/球磨机负荷监测、旋流器状态监测、选冶氰根分析、浸出槽碳浓度分析、矿浆贵金属分析仪、矿物组成分析等2.智能装备在有色金属矿山生产劳动作业强度大、作业环境恶劣（高温、多粉尘、噪音大等）、人员安全风险大的凿岩、装药、支护、铲装、运输等岗位，鼓励矿山应用智能凿岩台车、智能锚杆台车、智能铲运机、智能卡车、智能装药车等具备自主行使与自主作业功能的智能化采矿装备进行凿岩、装药、支护、铲装、运输等作业，降低人员劳动强度，提高生产安全性、质量稳定性和生产效率专栏2：智能装备露天采矿装备：智能潜孔钻机、智能牙轮钻机、智能装药车、智能挖掘机、智能卡车等智能潜孔钻机、智能牙轮钻机、智能装药车、智能挖掘机等智能装备能够支持远程遥控作业功能，智能卡车能够实现自主行使、自主卸载等功能。

地下采矿装备：智能凿岩台车、智能锚杆台车、智能铲运机、智能卡车、智能装药车等智能凿岩台车能够实现与三维矿业软件的无缝对接，有条件的能够实现基于三维设计自动进行凿岩；智能锚杆台车能够实现远程遥控作业，有条件的能够支持锚杆锚网联合支护等功能；智能铲运机能够支持视距、远程遥控及自主行使等多种模式，有条件的矿山可探索无人铲装作业功能；智能卡车能够实现自主行使；智能装药车能够具备自主寻孔、自主装药等功能选矿装备：智能摇床、智能高效磨机、浮选机、浓密机等3.网络建设整体规划部署矿山控制网、生产网、办公网、监控网等网络，采用工业以太网、无线通信等技术实现不限于生产实时数据、多媒体信息和管理数据等的传输交互，优先保障控制网的通信畅通与冗余安全，实现主要办公区、主要巷道、受控区域(包括但不限于水泵房、变电所、炸药库、避灾硐室等)、装备作业区等重点区域的网络全覆盖搭建矿山物联网平台，提升网络的布局布点与覆盖范围，实现地面与井下的无障碍通讯，满足大批量人员与设备精确定位、矿山井下大量人员和移动设备实时控制、大批量实时工业数据的采集与传输等要求对工业网络进行改造，鼓励有条件的矿山开展IPv6、5G、NB-IoT等新型技术的规模化试验和应用部署，采用Mesh网络、Ad-hoc网络等技术实现全部移动装备和作业人员的无缝信息交互。

鼓励矿山配备高系统容量、高传输速率、多容错机制、低延时的高性能网络设备，采用分布式工业控制网络，建设基于软件定义的敏捷网络，实现网络资源优化配置专栏3：5G的应用场景露天/地下矿山无人驾驶：基于5G网络低时延、大带宽的优势，利用ADAS技术，开展矿山无人驾驶系统建设与应用，减少现场作业人员，实现安全、减员，支撑企业降本增效生产培训与事故应急演练：基于5G网络低时延、大带宽的优势，利用AR、机器视觉等技术对矿山生产过程进行虚拟仿真，对生产操作人员进行培训，开展事故应急演练4.信息安全按照国家智能工厂信息安全等保二级及以上的规范要求进行同步规划，构建一个中心管理下的多重安全防护保障体系，即以安全管理中心为核心，涵盖物理环境安全、应用系统安全、网络安全、数据安全、应用安全、主机安。