随着全球资源市场竞争的日益激烈,聚焦无人、少人、数智化转型升级的矿山行业面临新的挑战和机遇,矿山企业智能化建设的作用日益彰显。
建设完善的智慧矿山综合管控平台,实现智能化生产与管理,不仅能够有效提高矿山生产的安全性,还能提高生产效率、降低生产成本、实现对资源的合理调配,是提升企业的核心竞争力、实现可持续发展的必要选择和重要突破口。铁算算盘77880基于自身在工业互联网领域“根技术“的研发积累与创新开拓,构建了成熟完善的智慧矿山解决方案。
铁算算盘77880智慧矿山解决方案基于智能化煤矿行业工业互联网平台的参考模型,采用”端、边、云、用“的技术架构,从下往上,分为设备层、传感层、边缘层、中台层和应用层,并聚焦于边缘层、中台层和应用层,赋能设备层,完整体现了铁算算盘77880在智慧矿山行业领域的技术实力和产品能力,已在众多项目中实践落地。具体如下:
以铁算算盘77880自主可控、技术优越的工业交换机家族为支撑,建设了以“万兆环网核心骨干、万/千兆分支接入”为理念的矿井工业通信网络,实现“视频、控制、安监、调度等”综合安全接入,并与5G专用网络进行融合互通,实现井上井下信息网络的改造升级,为智慧矿山的实现搭建了重要的网络支撑。
东土拓明科技智慧矿山综合管控平台,通过建设信息化集成门户,实现矿山“采、掘、机、运、通”相关的安全生产、监控预警、安全管理等业务和数据与基础地理信息及矿井场景模型的叠加集成,为安全生产、动态监控、经营决策等提供多维数据支持。彻底打通了矿山从综采工作面到远程操作终端各个环节,使数据发挥出最大效能,打破限制企业发展的数据“瓶颈”,实现了“智慧矿山”的初衷和目标。形成了“自设备层——传感层——边缘层——中台层——应用层”的一整套的智慧矿山产品格局。
东土拓明科技矿山AI智能泡沫浮选专家系统,用机器视觉代替“人眼”实时地监控泡沫浮选状态,并调整浮选参数,将图像识别技术应用到浮选工艺中,提高浮选工艺水平,实现浮选过程的智能化操作与信息化展示。
目前,铁算算盘77880智慧矿山解决方案已应用于多家矿山企业,其内容包括:智慧矿山一张图、综合信息化门户、生产调度系统、设备资产管理系统、领导驾驶舱、结合边缘计算的集中控制系统、AI视觉自动化监测系统、AI视觉智能软测量系统、AI智能泡沫浮选系统、大数据决策支持系统等。案例如下:
01某煤业公司信息化智能矿山建设项目
按照集团“一网打尽、一屏尽揽、互联互通、信息共享”的建设目标,煤业公司“终端机械化+系统自动化+综合智能化+管理信息化”的建设方向,该煤业公司下属两个矿分别于2020年12月底、2022年4月底,综合信息化建设已基本实现并上线运行,现场使用效果良好。
信息化建设内容主要包含:基础设施、综合自动化平台、综合信息化集成平台和矿井数据中心,以及项目形成相关标准编撰工作。通过综合信息化平台、GIS系统、综合自动化平台、三维可视化等建立了系统联动机制和体系架构,满足矿井进行视频调取、语音报警、实时报警功能、应急联动等功能需求。通过信息化建设,已逐步实现用自动化、信息化替代人工操作和管理,为实现安全可靠、人员减少、效率提升奠定了基础,并已初见成效。实现了重点作业场景从人工到技术装备的转变、实现互联互通,融合对接,使矿山管理信息化水平迈上新台阶。
具体实施成果如下:
1)综合信息化集成平台:共设计了550个功能菜单,为实现数字化、无纸化业务流程奠定了基础,建立了“一处录入、处处共享”的数据资源共享平台。
2)基于GIS的全息“一张图”:全面展示安全生产相关信息,充分体现 “一屏尽览、一网打尽、互联互通、信息共享“的要求,使领导和管理部门能够及时、全面、准确地掌握安全生产信息,实现对“地域、业务”的全覆盖,改变煤矿现有的管理模式,达到 “以图管矿、以图管量、以图救灾”的目的。
3)矿山三维可视化:采用3DGIS技术全面构建煤矿的采、掘、机、运、通各专业子系统仿真模拟系统,实现全矿井“监测、控制、管理”的一体化,为煤矿安全生产管理提供保障。
4)综合自动化平台建设:采用了虚拟化云平台技术将我矿接入独立的、分散的、局部的各自动化子系统进行数据汇聚和业务集成,建立了共计50余个子系统的一体化管理平台,并为信息化平台进行大数据分析提供了数据资源。
5)生产调度系统:接入了煤业生产调度系统,并根据两井调度的相关要求实现定制化的电子台账及权限控制,后期按煤业和矿井要求完成数据间的纵向贯通。
6)设备资产管理系统:对主要设备进行全生命周期管理,提升设备利用率,降低了维护成本。
7)领导驾驶舱:基于轻量化3D引擎,为领导层和管理层打造一站式指挥驾驶舱,实现安全、生产、经营、调度的智能决策.
8)煤矿大数据分析:以矿井生产自动化、信息系统集成化为基础,结合集团、煤业相关安全、生产、经营等系统数据,建立起系统化的数据采集、传输、分析、输出和决策支持模型,实现生产过程信息化管理,降低安全生产事故隐患。
9)全矿地面及井下万兆工业控制环网的建设:为既有自动化子系统从原有可视化等安全系统环网剥离,以及未来采、掘、开、修、钻5大生产主导工艺终端机械化建设架好了“桥梁”。
02某矿业集团基于AI视觉智能泡沫浮选图像分析系统项目
通过建立铜矿泡沫浮选机器视觉系统,用机器视觉代替“人眼”实时地监控浮选状态,并调整浮选参数,将图像识别技术应用到浮选工艺中,提高浮选工艺水平,实现浮选过程的智能化操作与信息化展示。
本项目在2020年底成功通过了验收,并在某矿业20多个矿山开展了推广工作。
本次研发主要成果如下:
1)基础检测能力开发:基于深度学习--目标检测实现浮选液面泡沫目标识别,定位模型研发;
2)中间分析-统计能力开发:基于浮选泡沫识别、定位结果,实现如下统计检测结果计算:
——液面大泡沫数量统计;
——基于泡沫跟踪,实现液面流速、流向监测;
——液面颜色监测;
——上述指标数据存储与历史变化趋势展现。
3)浮选液面异常情况检测能力开发:最终,基于上述监测指标信息,实现对浮选液面正常、冒槽、堵矿三类工况的检测与异常告警输出。