2023金属矿山数字化转型白皮书

金属矿山数字化转型 白皮书 中国·深圳 2023年5月 序 金属矿山数字化转型，已经在中国初战告捷，业已形成可复制、可选代的行业转型范式。2021 年发布的《5G+云+AI赋能有色矿山数字化转型白皮书》向我们展示出5G+云+AI等新型技术推动工 业发展的强大能力和行业协同交叉促进金属矿山工业智能化发展的关好前景。 随着越来越多的金属矿山企业通过数字化转型带来了显著收益，如何全方面的推进数字化，如 何“站在后天看明天”，借助数字化助力企业的高质发展，持续构建组织级竞争力，已经成为众多企 业思考的首要问题。本次发布的《金属矿山数字化转型白皮书》向我们展示了如何全面的推进金属 全面数字化转型取决于我们对数字化战略的认知。数字化战略是有限资源下的取舍，是方向性 矿山数字化转型，包括建设的愿景目标、蓝图架构、实施步骤、保障机制等内容。 编写单位：华为技术有限公司 的、全局的、是基于未来的，是达成中长期目标的手段，是对企业未来有重大影响的下一步行动。通 过使命、愿景的制定，结合企业的价值定位和经营目标，输出核心发展战略，实现“力出一孔"和"利 (排名不分共,后)江西铜业股份有限公司 出一孔”。 中国铝业集团有限公司金川集团股份有限公司 全面数字化转型，数据是核心。国绕矿石渣，我们借助新的工业互联网平台去收集与管理矿山 紫金矿业集团股份有限公司中国黄金集团有限公司 测绘数据、生产过程与工艺、生产管理、设备运行的各种数据参数；通过智能模型的训练，去优化或 替代原有的业务工作流程，让数据成为新的核心生产要素。 鞍钢集团矿业有限公司学钢集团矿业有限公司 酒钢集团西沟矿业有限公司 全面数字化转型需要充分认识到，智能矿山的本质是工业互联网架构结合金属矿山业务的 中国黄金集团内蒙古矿业有限公司- 次体系化的变革，统一标准，统一架构，统一数据格式是关键。如果装备的操作系统不统一，连接协 矿冶科技集团有限公司 议不统一，业务系统一个个孤立的存在，数据无法集成共享，那么智能化就无从谈起。要实现金属矿 山的全面数字化转型，我们必须通过顶层的统一规划，分步实施，系统性地解决这些面临的异构问 北京瑞太智联技术有限公司 编写组：卢晓、易剑辉、王雪峰、李刻兵、王洪、孟宪宇、郭奇、吕苏环、程少逸、董文生、周俊武、龙涛、 伍越、鲍贞棘、赵谦、陈敏、姚磊、张越、程如、康斌、李强、吴磊、江帆、邹育泉、杨涛、胡罡、 (排名不分先后】张化武、张海涛、丛峰武、张军、张宝金、高文运、黎一冰、白万明、黄绍威、张元生、吴小建、 共同携手，做好数字化转型必答题！加速数字化转型，实现高质量发展！ 是为序。 魏鹏、王寒、马骥、马斌、王伟、姜明哲 目录 概述-013.采矿生产系统数字化27 、宏观环境与行业发展趋势 02 34 4.选矿生产智能控制 -02 -02 1.国家数字经济政策 2.金属矿山行业现状与挑战 3.金属矿山行业数字化转型政策 5.尾矿处理智能化 37 6.矿山安全管理 39 40 to-7.设备智能管理 二、金属矿山数字化转型顶层规划 8.矿山能源管理- 41 1.数字化转型顶层规划的必要性 9.矿山环保管理· 43 -05 ·-05 2.数字化转型顶层规划的方法 3.数字化转型顶层规划的核心要点 10.RPA办公自动化 六、金属矿山数字化转型保障体系 -06 80-. 三、金属矿山数字化转型愿景目标- --101.金属矿山数字化治理体系 ·43 ·45 45 1.金属矿山数字化转型愿景 47 2.金属矿山数据治理体系 七、金属矿山数字化转型带来的价值 .-10 2.金属矿山数字化转型目标 .-11 48 3.金属矿山数字化转型阶段- .-11八、金属矿山数字化转型优秀实践49 四金属矿山工业互联网架构设计 1.金属矿山物联操作系统- 2.鞍钢集团矿业有限公司案例 ·-121.江西铜业集团有限公司案例-49 ·-13 2.金属矿山工业网络 3.擎钢集团矿业有限公司案例- 4.酒泉钢铁(集团)有限责任公司案例 --15 3.金属矿山云平台· 4.金属矿山数字平台- ·-17 ·-18 ·54 ·55 5.金属矿山网络与信息安全 5.中国黄金集团内蒙古矿业有限公司案例- -20 6.中国铝业集团有限公司普朗铜矿案例 6.金属矿山信息系统运维体系- 五、基于工业互联网架构的金属矿山数字化应用 •-23 附1：参考文献 .·-22九、金属矿山数字化转型展望·58 ·59 1.金属矿山综合管控平台 2.矿山地质资源数字化 -24 -25 附2：缩略语 ·60 （一）宏观环境与行业发展趋势 金属矿山数字化转型白皮书 一、宏观环境与行业发展趋势 金属矿山数字化转白皮书 概述国家数字经济政策 我国金属矿山智能化建设虽然取得了很大的成绩，但大部分矿山数字化进程处于自动化和信 全球已经进入数字经济时代，数字经济成为发展新动能，在GDP中占比越来越大。当前，我国经 息化之间，在技术装备水平、资源综合利用、精细化管理、安全和环境保护方面跟矿业发达国家的大 济已由高速发展转变为高质量发展，伴随新旧动能转化和供给侧结构改革的不断推进，社会发展已 金属矿山企业数字化转型在管理、技术方面存在一系列挑战。管理方面存在管理不够精细化、 2022年2月，习近平总书记在中共中央政治局第三十六次集体学习时强调：“要紧紧抓住新一 全员观念转变和劳动力招工风险等问题；技术方面存在生产装备数字化和智能化水平不足，传统信 轮科技革命和产业变革的机，推动互联网、大数据、人工智能、5G等新兴技术与绿色低碳产业深 息化系统存在“七国八制”信息疆岛等问题。我国数字化矿山建设工作在装备的自动化、设计与管理 度融合。要下大气力推动钢铁、有色、石化、化工、建材等传统产业优化升级，加快工业领域低碳工艺 的信息化水平等方面尚不能满足智能开采要求，因此转型升级和跨越发展的任务紧追而艰巨。 革苹新和数字化转型”。 型矿山仍然有较大差距，数字化提升空间巨大。 经进入智慧化发展新时代。 企业明确未来数字化发展方向，实现“力出一孔”和“利出一孔"。数字化转型顶层规划过程中，同时 字时代推进中国式现代化的重要引擎，是构筑国家竞争新优势的有力支撑。加快数字中国建设，对 确保先进性、统一性、兼顾性、安全性和可复制等基本原则，一次规划，分布实施，为矿山企业数字化 全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴具有重要意义和深远影响。《规划》指出 转型提供总体规划设计。 要做强做优做大数字经济，培育壮大数字经济核心产业，研究制定推动数字产业高质量发展的措 智能矿山建设本质是工业体系架构变革及数字化矿山应用建设的结合，唯有建设统一架构的 施，打造具有国际竞争力的数字产业集群。推动数字技术和实体经济深度融合，在农业、工业、金融、 工业互联网平台才能彻底解决信息孤岛等问题。把云计算、大数据、AI、5G、物联网等新一代信息技 教育、医疗、交通、能源等重点领域，加快数字技术创新应用。 术与矿业工业互联网建设相结合，助力矿业迈向智能化。智能矿山工业互联网架构的核心是构建统 高质量数字化转型顶层规划是矿山企业数字化转型成功的先决条件和成功的起点，帮助矿山 2023年2月，中共中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》，指出建设数字中国是数 一标准、统一架构、统一数据规范，这已成为实现行业高质量发展的必由之路。 此次金属矿山数字化转型白皮书，介绍了金属矿山数字化转型的趋势和内涵，并对数字化转型 顶层规划和工业互联网架构这两个矿山企业数字化转型核心要素进行阐述。通过数字化转型顶层 通过矿山工业互联网架构，实现数据打通，将数据发挥更大的价值，推进智能矿山工业互联网建设， 将数智技术深度融合到矿山生产流程中。 加快构建新发展格局，建设现代化产业体系。以数字化转型顶层规划+工业互联网架构为关键 我国矿山智能化自1999年提出"数字矿山"概念以来，经过20余年的研究与发展，国内部分大 中型矿山企业在采矿设备机概化无人化、开采环境数字化、生产过程控制自动化、经营管理信息化、 大数据分析等方面的发展水平均得到一定程度提高，在保障矿山生产安全，提高企业经济、社会效 2金属矿山行业现状与挑战 规划，以问题为导向，开展数智诊断；以目标为导向，制定愿景蓝图；以结果为导向，规划实施路径。 要素，将5G、云、AI、大数据等技术融入到金属矿山数字化转型的架构规划中，实现金属矿山数字化 转型。 益方面发挥了重要作用。据统计，我国规模以上的金属矿山有近两万座，地下开采矿山占比70%。其 0102 一、宏观环境与行业发展趋势 金属矿山数字化转型白皮书 金属矿山数字化转型白皮书 一、宏观环境与行业发展趋势 10%，其他大型矿山和中小型矿山仍存在资源综合利用率低、精细化管理不足、网络基础设施不够 赖导及各级管理者难以全面掌握生产信息及业务概况，经营管理决策和指挥调度还是主要依靠个 中，现代化程度较高、技术装备水平和资源综合利用程度接近矿业发达国家水平的大型矿山仅约 多，数据种类不断丰富完善，数据量不断增大。各业务系统只是呈现单一业务信息或单项数据，公司 完善、安全和环境问题突出等问题。 (1）矿山生产及运营过程中存在一定的安全风险，安全类事故影响巨大。矿山开采环境存在复 杂性和多变性，在爆破作业、机械操作、矿石运输、边坡等方面存在较多不安全因素，危险程度较高 矿山安全生产事故多发，出现事故对企业负面影响极大。随着矿山深部并采的不断推进，安全作为 矿山发展的红线和底线，矿山企业压力越来越大。 (2）生产环境艰苦，招工不易。矿区工作环境中部分场景中存在高温、噪音、粉尘等问题比较突 人经验，难以对复杂事务做出合理决策。 金属矿山行业数字化转型政策 出，职业病多发。因为矿山作业条件跟苦，矿山工作人员普遍存在老龄化严重、技术人才短缺、招工 困难，随着老一代矿山工人的逐步退休，矿山将面临无人可用的困境。受全球经济环境和国内政策影响，全球及中国采矿业从2016年开始复苏，全球矿业勘查活动投 (3）生产装备自动化、系统智能化水平不足。 资和固定资产投资触底反弹，煤炭、铁矿石、有色金属矿石价格持续上涨，矿业公司市值和利润明显 矿山生产装备以传统机械为主进行生产作业，当前作业主要依赖于人工驾驶凿岩台车、牙轮钻 增长，矿山企业纷纷要求自身从粗放式发展向高质量发展转变，绿色、安全、高效已成为采矿业的共 机、铲运机、电铲、矿卡等移动装备完成作业，绝大多数设备在运行过程中，无法实时获取生产状态 同诉求。在国家战略和政策的指引下，国家相关部委、矿山行业协会也颁布了一系列矿山数字化转 信息，反向控制能力弱，操作、管理和维护效率低下。 型的相关政策及指导意见，为矿山数学化转型提供指引，以及营造良好的政策环境，加快推动矿山 生产控制系统网络化、网络智能化水平不足，不具备自主无人、协同生产的基础技术条件。 企业数字化转型。 缺失采集和利用生产过程数据的手段，难以帮助管理和生产人员实时了解生产过程及情况，进 2020年4月，工信部、发改委、自然资源部联合发布了《有色金属行业智能矿山建设指南》，明确 (4)金属矿山传统管理模式比较粗放，运营管理没有实现精细化。我国金属矿山受制于矿山开 新一代信息通信技术与有色金属行业融合创新发展，切实引导有色金属企业智能升级。 建设生产全流程的少人无人化、本质安全的有色