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工业集中数据采集放方案

如何构建统一的数字化矿山数据治理体系?

引言:当前矿业正面临前所未有的数字化转型挑战,数据孤岛、系统割裂、信息不互通等问题严重制约了矿山企业的现代化管理效率。为推动智慧矿山建设和数字化转型,必须从源头解决数据采集难、治理难、应用难的核心痛点。本文以《关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》和《“十四五”矿山安全生产规划》等政策文件为指导,聚焦“矿山数据治理与异构系统集成平台”这一核心技术解决方案,深入探讨数据集中采集、统一治理与价值释放的技术路径。

一、矿山领域数据孤岛治理的必要性与紧迫性

数据孤岛和系统割裂是矿业数字化转型的最大障碍

在传统矿山管理中,生产调度、设备监控、安全监测、经营分析等系统往往由不同厂商提供,彼此间缺乏统一接口,形成了多个信息壁垒。比如在某大型煤矿企业中,调度中心使用一套系统,安全部门使用另一套,经营管理部又维护着自己的系统,造成数据重复建设与难以共享。

这种割裂状态导致了两个严重后果:一是决策延迟,管理高层无法全面掌握企业动态;二是资源浪费,各部门数据需要重复录入,增加了运营成本。

国家政策明确要求加强数据治理和系统融合

正如《关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》所指出的:“要加快机械化、自动化、智能化的矿山升级,特别是对于高难度、高风险的矿山,应加快建立智能化管理与操作系统”。这不仅意味着技术改造,更是对信息融合与数据统一的要求。

《“十四五”矿山安全生产规划》中提出:“完善矿山安全法规标准体系,健全安全生产责任体系,提升信息化、智能化水平,确保矿山安全综合治理效能取得重大进展”,其中信息化水平的提升直接要求建立统一的数据平台体系。

数据孤岛将极大阻碍安全生产与智能化建设目标达成

2024年发布的《矿山安全生产治本攻坚三年行动(2024-2026年)实施方案》提出:“到2026年底,实现煤矿一级安全生产,全省非煤矿山三分之二达到二级及以上安全标准化水平”。要想实现这一目标,必须依托数据集中平台进行风险预警、隐患排查等关键环节的智能化支撑。

当前,由于数据壁垒,矿山安全预警系统难以为安全决策提供全面数据支撑,预测性维护与调度优化也难以开展。只有统一数据,才具备形成“感知-分析-预警-调度”的闭环体系的基础。

工业集中数据采集放方案
工业集中数据采集放方案

二、矿山数据治理与异构系统集成平台详解

平台核心功能:打通数据壁垒,构建统一资产目录

矿山数据治理平台是解决数据孤岛问题的关键工具,它通过建设统一数据资产目录(DAP)规范数据采集体系,打通不同业务系统间的数据壁垒,实现多源异构数据的汇聚与统一。

根据《智能化矿山数据融合共享规范》定义的标准化格式,平台支持多种协议对接如OPC UA、MQTT、RESTFUL API等,实现来自SCADA系统、DCS系统、设备厂商MES、ERP系统等多源数据的实时采集。

实际案例:捷瑞数字在某金属矿山平台项目中实现了对超过20个业务系统的集成,覆盖地质、采掘、运输、选矿、安全、环保等6大主题域,数据接入率接近100%,显著提升管理层决策效率。

数据治理能力:质量提升与模型建立

平台具备强大的数据治理能力,通过数据清洗、格式转换、缺失值处理、异常检测等功能,确保所采集数据的真实性与准确性。

同时构建了标准化数据模型和服务体系,包括:

– 生产主题模型:涵盖产能、耗能、设备效率等关键KPI
– 安全主题模型:含风险识别、隐患排查、人员定位等维度
– 经营主题模型:支持成本控制、收入预测、盈亏平衡等核算

统一服务机制:数据服务化与接口标准化

平台采用微服务架构,将各类数据转化为标准化服务接口,供上层应用系统调用。通过数据目录管理与权限控制机制,保障数据合理使用和安全共享。

三、数字孪生与可视化融合:实现矿山全景“一张图”

基于数据资产构建数字孪生系统

有了高度统一集中的数据基础,才能构建高质量的数字孪生系统。平台基于工业互联网协议实现物理层与虚拟层的数据实时同步,结合三维建模与仿真技术,构建覆盖“地质-设计-生产-运营”全流程的矿山全景管理系统。

应用案例:某大型露天矿山利用该平台构建了涵盖采场、排土场、破碎站等所有关键设施的三维模型,实现了可视化调度、动态生产计划调整与安全态势监控。

精细化管理与科学决策支撑

数字孪生平台为矿山提供了多维度数据融合能力:

– 生产智能调度:通过历史数据与现场状态数据进行综合分析,自动推荐最优开采方案与设备调配计划
– 安全预警管理:通过人员定位、环境监测、设备状态等数据整合,自动识别隐患并发送预警
– 资源优化配置:结合地质、储量、品位等数据,制定科学的资源开采计划

这些场景都依赖于统一数据平台的高质量数据服务。

四、智慧矿山建设综合价值体现

赋能科学决策与精细化管理

平台支撑的决策体系能够通过大数据分析与人工智能算法,输出具有预见性的决策建议,使企业从“被动响应”走向“主动预防”转型。

价值体现:某煤业集团通过平台实现日均生产调度优化10%,安全风险降低15%。

提升安全保障水平

通过打通各系统间的数据链路,使安全管理实现从“事后分析”向“全过程监控”转变。

安全效果:某铁矿因实现统一数据后事故率下降30%,员工安全意识提高20%

降低运营成本

平台有效减少了重复性数据录入操作,提升了数据利用率和业务处理效率。据测算,平台上线后企业平均运维成本下降25%以上。

五、展望未来:数字化与AI驱动下的智慧矿山变革

未来发展方向

随着AI技术在图像识别、自然语言处理、预测建模等方面不断成熟,智慧矿山将迎来新一轮技术升级。平台将进一步融合边缘计算、区块链、数字孪生等领域前沿技术,构建更为智能的矿山生态。

未来发展方向包括:
– 基于AI模型的自动风险预测与应急响应系统
– 构建矿山全生命周期数字化档案管理系统
– 利用区块链技术提升矿山数据透明度与可追溯性

矿山数据治理平台作为“智慧矿山”的核心基建之一,通过解决数据孤岛问题,实现数据集中采集、治理和价值释放,是推动行业数字化、智能化转型的基石。

唯有打破数据壁垒,才能真正实现矿山数字化的“降本增效、安全可控”,从而支撑矿山向更高水平的智能化、绿色化发展,迈向安全、高效、可持续的未来。

随着政策引导和技术驱动的双轮驱动,智慧矿山正逐步从概念变为现实,数据将成为推动矿业高质量发展的第一资源。让我们共同迎接这场深刻的变革,开启矿山行业的崭新篇章。

 

数字化矿山解决方案

数字化矿山解决方案

数字化矿山解决方案是针对现代矿山管理需求而开发的智能化系统,旨在通过先进的物联网、大数据、人工智能和云计算技术,实现矿山生产的智能化、精细化和高效化管理。该方案集成了实时监控、智能分析、自动化控制等功能,帮助矿山企业提升生产效率、降低运营成本、提高安全性。

 

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