智慧礦山一體化智能管控平臺(tái)主要包括
一體化智能管控平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)降本增效、安全生產(chǎn)、綠色環(huán)保和精細(xì)化管理的關(guān)鍵一步。這樣的平臺(tái)需要深度融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、數(shù)字孿生等技術(shù),構(gòu)建一個(gè)覆蓋礦山全流程、全要素的“智慧大腦”。一個(gè)完善的智能管控平臺(tái)通常包括以下核心模塊和功能:
一、 核心基礎(chǔ)支撐平臺(tái)
1、物聯(lián)網(wǎng)接入平臺(tái)
統(tǒng)一接入各種傳感器(振動(dòng)、溫度、壓力、位移、粉塵、噪音、氣體等)、GPS/北斗定位終端、攝像頭、智能電表、設(shè)備控制器、自動(dòng)化系統(tǒng)等。
支持多種通信協(xié)議(Modbus,OPC UA,MQTT,LoRa,NB-IoT,4G/5G等)。
實(shí)現(xiàn)海量設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、匯聚與標(biāo)準(zhǔn)化。
2、工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)
提供海量、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、計(jì)算能力。
具備數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換、融合功能。
構(gòu)建礦山數(shù)據(jù)湖/數(shù)據(jù)倉庫,為上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。
3、云計(jì)算與邊緣計(jì)算平臺(tái)
提供彈性計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源。
邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)部署在礦區(qū)現(xiàn)場,處理實(shí)時(shí)性要求高的任務(wù)(如視頻分析、設(shè)備預(yù)警),降低網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力,提高響應(yīng)速度。
4、GIS/BIM/三維可視化平臺(tái)
集成高精度地理信息系統(tǒng),構(gòu)建礦山三維實(shí)景模型或地質(zhì)模型。
實(shí)現(xiàn)礦山地形、地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、采場、排土場、道路、設(shè)施設(shè)備的可視化展示。
為資源管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)度、安全管理提供空間信息基礎(chǔ)。
5、數(shù)字孿生平臺(tái)
構(gòu)建物理礦山的虛擬映射,實(shí)現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界的實(shí)時(shí)交互與仿真。
用于生產(chǎn)過程模擬、設(shè)備狀態(tài)預(yù)測、應(yīng)急演練、方案優(yōu)化等。
二、 核心業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊
1、智能資源儲(chǔ)量管理
基于地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、爆破數(shù)據(jù)等,建立動(dòng)態(tài)更新的三維地質(zhì)模型和儲(chǔ)量模型。
實(shí)現(xiàn)資源儲(chǔ)量的精確計(jì)算、動(dòng)態(tài)更新與可視化。
輔助配礦優(yōu)化,確保礦石質(zhì)量穩(wěn)定。
2、智能生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度
結(jié)合資源模型、市場需求、設(shè)備狀態(tài)、天氣等因素,制定優(yōu)化的開采計(jì)劃(年、季、月、周、日)。
智能調(diào)度:核心模塊之一。基于實(shí)時(shí)設(shè)備位置、狀態(tài)、任務(wù)執(zhí)行情況、交通狀況、礦石品位要求等,利用算法(如運(yùn)籌優(yōu)化、AI)動(dòng)態(tài)優(yōu)化派車計(jì)劃,指揮挖機(jī)、礦車(自卸車、礦卡)、破碎機(jī)等設(shè)備高效協(xié)同作業(yè)。
實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指令的自動(dòng)下達(dá)與執(zhí)行跟蹤。
3、智能采礦作業(yè)監(jiān)控
設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與定位:實(shí)時(shí)監(jiān)控所有采、運(yùn)、破關(guān)鍵設(shè)備的位置、運(yùn)行狀態(tài)(開關(guān)機(jī)、速度、載重、油耗/電量)、工作參數(shù)。
視頻監(jiān)控與AI分析:部署智能攝像頭,利用AI進(jìn)行人員行為識(shí)別(安全帽、反光衣、違規(guī)行為)、車輛識(shí)別、區(qū)域入侵檢測、堆料體積測量、粉塵濃度視覺識(shí)別等。
爆破管理:爆破設(shè)計(jì)、審批、安全警戒、效果評(píng)估(可選)。
4、智能設(shè)備健康管理
狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)測性維護(hù):基于設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和傳感器數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備健康狀態(tài)(如振動(dòng)分析、溫度分析),利用AI模型預(yù)測關(guān)鍵部件(如發(fā)動(dòng)機(jī)、軸承、液壓系統(tǒng))的潛在故障和剩余壽命,提前安排維護(hù),減少非計(jì)劃停機(jī)。
設(shè)備臺(tái)賬管理、維修工單管理、備件庫存管理。
5、智能安全管理
人員定位與安全管理:為進(jìn)入礦區(qū)人員配備定位卡/手環(huán),實(shí)時(shí)掌握人員位置、活動(dòng)軌跡,設(shè)置電子圍欄,實(shí)現(xiàn)越界報(bào)警、滯留報(bào)警、SOS求救等。
風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與隱患排查治理:實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)辨識(shí)、評(píng)估、管控措施制定與跟蹤,隱患排查、上報(bào)、整改、驗(yàn)收閉環(huán)管理。
邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測:利用GNSS、傾角計(jì)、裂縫計(jì)等實(shí)時(shí)監(jiān)測邊坡位移、沉降,預(yù)警滑坡風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)境安全監(jiān)測:實(shí)時(shí)監(jiān)測粉塵、噪音、氣象(大風(fēng)、暴雨)等,超標(biāo)報(bào)警。
應(yīng)急預(yù)案與指揮:預(yù)案數(shù)字化管理,事故發(fā)生時(shí)快速定位、信息推送、資源調(diào)度、可視化指揮。
6、智能綠色礦山管理
環(huán)境監(jiān)測:對(duì)粉塵、噪音、廢水(如有)、振動(dòng)等進(jìn)行在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析、超標(biāo)預(yù)警。
能耗管理:對(duì)主要用電設(shè)備(破碎機(jī)、空壓機(jī)、水泵等)進(jìn)行能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)分析、能效評(píng)估與優(yōu)化建議。
水資源管理(如有):監(jiān)測用水量、循環(huán)水利用情況。
復(fù)墾綠化規(guī)劃與跟蹤:管理復(fù)墾計(jì)劃、區(qū)域、進(jìn)度與效果評(píng)估。
7、智能計(jì)量與質(zhì)量管控
自動(dòng)計(jì)量:通過地磅系統(tǒng)(無人值守或遠(yuǎn)程監(jiān)控)、皮帶秤等自動(dòng)采集產(chǎn)量、運(yùn)量數(shù)據(jù)。
礦石質(zhì)量管控:在破碎入口或堆場利用在線元素分析儀(如PGNAA/PFTNA)或定期取樣化驗(yàn)數(shù)據(jù),監(jiān)控礦石品位,指導(dǎo)配礦和生產(chǎn)調(diào)整。
數(shù)據(jù)自動(dòng)匯總、報(bào)表生成。
8、智能能源管理
詳細(xì)監(jiān)控全礦電力、燃油(或新能源)消耗。
分析能耗構(gòu)成,識(shí)別高耗能環(huán)節(jié),提出節(jié)能降耗建議。
探索新能源(光伏、儲(chǔ)能)應(yīng)用與監(jiān)控。
9、綜合運(yùn)營分析決策
數(shù)據(jù)駕駛艙:提供面向不同層級(jí)管理者(礦長、生產(chǎn)經(jīng)理、調(diào)度員、安全員等)的個(gè)性化數(shù)據(jù)可視化看板,實(shí)時(shí)展示關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)、安全指標(biāo)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)保指標(biāo)等。
KPI分析:對(duì)標(biāo)分析產(chǎn)量、效率、成本、安全、環(huán)保等關(guān)鍵績效指標(biāo)。
深度分析與預(yù)測:利用大數(shù)據(jù)分析和AI模型,進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測、需求預(yù)測、成本分析、效益分析,為管理層提供決策支持。
10、智能物流管理(可選,尤其對(duì)外銷)
管理進(jìn)出礦車輛預(yù)約、排隊(duì)、稱重、質(zhì)檢、結(jié)算等流程。優(yōu)化場內(nèi)物流路線。
建設(shè)這樣的平臺(tái)需要頂層設(shè)計(jì)、分步實(shí)施。通常從迫切的需求(如生產(chǎn)調(diào)度、安全管理、設(shè)備監(jiān)控)入手,逐步擴(kuò)展和完善其他功能模塊,實(shí)現(xiàn)礦山運(yùn)營的全面數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化轉(zhuǎn)型,大幅提升礦山的核心競爭力。
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