工业互联网赋能智慧矿山数智化
冶金矿山企业通常采用“平台+中台”的模式来建设智慧矿山综合管控平台，暨“矿山大脑”，主要设计思路是以工业互联网平台为基础，沉淀“数据中台”和“业务中台”，充分发挥云计算、大数据、物联网、人工智能、5G 等新一代数字化技术能力，融合“IT、CT、DT 及 OT”，实施“云-边-端”协同方式，实现全时全域数据的全工艺、全设备的综合管控，满足“本质安全、降本增效”的总体目标。
矿山综合管理是一个动态复杂的过程，涉及人、机、料、法、环、测等要素。主要包含矿山生产管理、成本管理、质量管理、人力资源管理、固定资产管理、物资管理、设备管理、工程项目管理、安全环保管理等方面的内容。
随着科技的进步，一方面部分矿山将先进的管理思想融入到系统中，建设了 ERP、MES 等信息系统。ERP 系统集财务管理、供应链管理、供应商及客户关系管理、销售管理、项目管理、人力资源管理等业务管理为一体。MES 系统在生产过程中进行物料平衡，安排生产计划，实施调度、排产及优化。管理信息化的实践，在很大程度上提高了综合管理能力。另一方面，关键生产装备水平的不断提高，少人无人化矿山的建设，很大程度上改善了作业人员的工作环境，提升了本质安全。但矿山综合管理依然存在以下不足：
1）应用系统间存在数据壁垒，数据综合利用率低，无法实现矿山全要素管理。
2）矿山生产过程中不可控因素偏多，安全管理压力大。
3）生产过程执行状态可视化程度低，生产调度过程繁琐且缺乏统一平台。
4）生产装备运行数据监测简单，无法对设备异常、故障进行分析和预警。
5）水电气等管理手段落后，数据人工采集，手工记录。
6）矿山开采对矿区周围的环境造成一定程度的影响。
针对以上问题，通过 5G+工业互联网、云计算、大数据、人工智能等新技术的应用，构筑冶金矿山工业互联网平台+数据中台+业务中台的综合一体化管控平台，以实现更高层面的数字化转型。实现从人员到设备、从硬件到软件、从生产到管理的全方位升级。
1) 通过综合一体化管控平台赋能矿山全产业链。依照市场价格等因素为矿山生产提供智能决策，从更高的层面把控矿山生产、安全、财务、成本、效益、消耗等，抓住人员/设备/消耗流动，在设备、人员、消耗、工艺和制度四个方面降低成本，从岗位层、班组层、车间层、矿业层分别提高生产效率，通过管控平台强大的计算能力实施端到端的分析与改善，不断提高全流程效率，实现精益生产和智慧化管控。
2) 利用智能感知技术收集矿山安全避险“六大系统”、井下交通信号系统等安全大数据，建立风险评估预警、安全联网监测隐患、闭环管理、危险源监控、应急指挥等安全管控。通过综合一体化管控平台数据挖掘和分析能力，优化生产工艺，实现采选生产能力的平衡，进一步实现生产少人无人化，通过平台能力提升矿山生产本质安全。基于 5G 网络高带宽的优势，利用 AR/VR 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和应急演练，提高生产操作人员安全意识。
3) 综合一体化管控平台在监控生产过程的基础上，以生产计划为指导，跟踪矿山生产过程数据。利用矿山三维 GIS 建模实现以图管矿，实现生产过程监控、日常调度指挥、应急事件处理等矿山生产监控相关的各项业务。
4) 利用物联网技术建立设备身份识别和状态感知，自动研判和识别设备异常。通过对设备历史数据的追溯与设备状态监测大数据的综合统计分析，开展设备状态趋势智能预测。从而实现故障智能预判，提前防范被动保修风险。
5) 通过能耗实时监测，建立矿山能耗模型，降低矿山整体能耗水平，优化生产能耗成本。
6) 通过安全数据的监测，实现矿井、尾矿库、供电等安全隐患自动预警；通过对地质、水、大气、空间等环境数据的分析及无人机巡航，监控矿山生态和修复情况，实现矿山生产过程中生态环境保护数字化管理。为矿山地质环境治理恢复、建设绿色矿山工程提供支撑。
“智慧矿山综合管控平台”通常是矿山企业集团层面的信息化顶层设计。通过整体规划，可以有效降低重复投资，避免信息化系统的烟囱式发展；通过平台的建设，可以集中汇聚矿业及下属矿企的生产、办公、安全等数据，消除数据共享的技术壁垒；通过顶层设计，可以从整体上规划五矿矿业信息化发展阶段，分期计划投资，节约经费；通过管控平台可以实现五矿矿业对公司所有业务和数据的综合监管，实现“以图管矿”目标。
备注：参考中国五矿集团有限公司、五矿矿业控股有限公司、中国信息通信研究院云计算与大数据研究所
