矿山企业信息化与数字矿山

矿山企业信息化与数字矿山北京科技大学胡乃联纲要矿山企业信息化概述矿山企业信息化的内容数字矿山简介自动化采矿技术进展4321矿山企业信息化与数字矿山1矿山企业信息化概述1矿山企业信息化概述1.1两化融合的概念信息技术是知识经济时代的标志技术，它同蒸汽机、电力、原子能分属不同时代的标志技术。(1)前期工业经济时代：第一次产业革命，蒸汽机第二次产业革命，电力(2)发达工业经济时代：第三次产业革命，原子能(3)知识经济时代：高新技术产业革命，信息技术。1矿山企业信息化概述1.1两化融合的概念工业化是国家生产力发展水平的标志，工业经济是国民经济的重要组成部分；发达国家和地区基本上是在完成工业化以后才开始进入信息化快速发展阶段；我国的工业化进程尚未完成，现阶段又面临实现工业化、信息化的双重任务，这是我国两化融合发展进程中的特殊国情；因此，我国必须以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，推进两化融合发展。1矿山企业信息化概述1.1两化融合的概念十六大：以信息化带动工业化，以工业化促进信息化；十七大：发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合；十七届五中全会：推动信息化和工业化深度融合；十八大：两化融合被放在了工业化、信息化、农业现代化、城镇化同步发展这样一个有机体系中。2008年组建工业和信息化部，进一步体现了两化融合这一国家经济发展的指导思想。1矿山企业信息化概述1.2企业信息化的形式(1)电子数据处理（ElectronicDataProcesing，EDP）用计算机替代人工处理例行性的数据，并产生报表以支持组织的作业活动。(2)管理信息系统（ManagementInformationSystem，MIS）由人和计算机网络集成，能提供企业管理所需信息以支持企业的生产经营和决策的人机系统。主要功能包括生产管理、经营管理、资产管理、行政管理和系统维护等。1矿山企业信息化概述1.2企业信息化的形式(3)企业资源规划（EnterpriseResourcePlanning，ERP）企业-资源-计划（ERP），又译企业资源规划，是一个由美国著名管理咨询公司（Gartner）於1990年提出的企业管理概念。企业资源计划最初被定义为应用软件，但迅速为全世界商业企业所接受。现在已经发展成为一个重要的现代企业管理理论，也是一个实施企业流程再造的重要工具。ERP是从MRP（MaterialRequirementPlanning，物料需求计划）发展而来的新一代集成化管理信息系统，它扩展了MRP的功能，其核心思想是供应链管理。1矿山企业信息化概述1.2企业信息化的形式(3)企业资源规划（EnterpriseResourcePlanning，ERP）ERP跳出了传统企业边界，从供应链范围去优化企业的资源。ERP系统集信息技术与先进管理思想于一身，成为现代企业的运行模式。ERP是将企业所有资源进行整合集成管理，即将企业的三大流：物流、资金流、信息流进行全面一体化管理的管理信息系统。ERP对于改善企业业务流程、提高企业核心竞争力具有显著作用。1矿山企业信息化概述1.2企业信息化的形式(4)客户管理系统（CustomerRelationshipManagement，CRM）CRM概念最初由GartnerGroup提出来，而后开始在企业电子商务中流行。CRM的主要含义就是通过对客户详细资料的深入分析，来提高客户满意程度，从而提高企业的竞争力。(5)计算机辅助设计/制造（ComputerAidedDesign，ComputerAidedManufacturing，CAD/CAM1矿山企业信息化概述1.2企业信息化的形式(6)制造执行系统（manufacturingExecutionSystem，MES）MES是美国AMR公司(AdvancedManufacturingResearch，Inc．)在90年代初提出的，其定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统。”MES旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划同车间作业现场控制，通过执行系统联系起来。这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。1矿山企业信息化概述1.2企业信息化的形式(7)计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManufacturingSystems，CIMS）CIMS的概念最早是由美国学者哈林顿博士提出的。是通过计算机硬件、软件，并综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集成并优化运行的复杂的大系统。CIM的概念已从美国等发达国家传播到发展中国家，从典型的离散型机械制造业扩展到化工、冶金等连续或半连续制造业。1矿山企业信息化概述1.2企业信息化的形式(8)人力资源管理（humanResourceManagement，HRM）组织或社会团体运用系统学理论与方法，对企业的人力资源管理方方面面进行分析、规划、实施、调整，提高企业人力资源管理水平，使人力资源更有效的服务于组织或团体目标。1矿山企业信息化概述1.2企业信息化的形式(9)知识管理系统（KnowledgeManagement，KM）利用软件系统或其他工具，对组织中大量的有价值的方案、策划、成果、经验等知识进行分类存储和管理，积累知识资产避免流失，促进知识的学习、共享、培训、再利用和创新，有效降低组织运营成本，强化其核心竞争力的管理方法。1矿山企业信息化概述1.2企业信息化的形式(10)办公自动化系统（OfficeAutomation，OA)办公自动化是指办公人员利用现代科学技术的最新成果，借助先进的办公设备，实现办公活动科学化、自动化，其目的是通过实现办公处理业务的自动化，最大限度地提高办公效率，改进办公质量，改善办公环境和条件，辅助决策，减少或避免各种差错和弊端，缩短办公处理周期，并用科学的管理方法，借助各种先进技术，提高管理和决策的科学化水平。1矿山企业信息化概述1.3矿山企业信息化作业对象：矿物岩石，深埋地下，存在不确定性，形态、数量、质量信息的获取比较困难；作业地点：随生产的进行不断移动，信息的采集、传输都不方便；作业条件：恶劣。露天矿风吹、日晒、雨淋；地下矿阴暗、潮湿、空间狭小；产品结构：单一。地质资源决定产品，不能随市场变化。矿山企业的信息化水平落后于一般的制造企业。1矿山企业信息化概述1.3矿山企业信息化总体来讲，我国处于工业化中期发展阶段；具体到矿山企业，工业化发展水平则非常不平衡，时间跨度在50年以上；一些矿山的装备水平、自动化水平已经接近或达到矿业发达国家的水平；有些矿山则还处在上世纪中期水平；与之相适应的管理模式、管理流程差异也非常大；因此，矿山企业的两化融合任重而道远。1矿山企业信息化概述1.3矿山企业信息化国内矿山在自动化、信息化方面的一些概念：矿山自动化、信息化、数字化；数字矿山、数字化矿山、e矿山、感知矿山、智慧矿山；自动化采矿、智能采矿、遥控采矿、无人采矿。目标：建设“安全、绿色、智能、高效”的现代化矿山。彻底改善矿工的劳动条件，实现无人或少人采矿，实现采矿办公室化。矿山企业信息化与数字矿山2矿山企业信息化的内容2.1地测信息化2.2设计计划信息化2.3生产过程信息化2.4经营管理信息化2矿山企业信息化的内容2.1地测信息化地质测量工作是矿山企业所特有的，它为企业的正常生产提供尽可能准确的“主要原材料”的信息。由于地质测量工作的对象—矿物岩石深埋地下，描述它们形态、数量、质量的信息只能靠有限的钻孔或巷道取样获得，在许多情况下要靠推断来处理问题，存在着明显的不确定性。2矿山企业信息化的内容2.1地测信息化许多年来，国内外的专家学者围绕这一问题做了大量的研究工作，取得了许多高水平的研究成果，如矿床模型的研究，地质统计学的研究等。在模型和方法研究的基础上，国外一些知名的矿业软件公司开发出了一些具有较高商业价值的应用软件。这些软件在世界各地的矿山推广应用后，取得了良好的使用效果，同时也为上述公司带来了丰厚的经济回报。2矿山企业信息化的内容2.1地测信息化在国内比较活跃的外国公司有：Surpac（澳大利亚）；Micromine（澳大利亚）；Mintec（美国）；Datamine（英国）；其他。2矿山企业信息化的内容2.1地测信息化最近几年，国内的矿业软件研究与开发工作也非常活跃，无论在理论研究还是在实用软件开发等方面都得到了快速发展。比较有代表性的软件有：MapGis（武汉中地数码科技有限公司）3DMine（北京三地曼公司）D-Mine（长沙迪迈信息科技有限公司）2矿山企业信息化的内容2矿山企业信息化的内容2矿山企业信息化的内容2矿山企业信息化的内容2.2设计计划信息化矿山设计主要是指露天矿开采境界的优化圈定、开拓运输系统设计、回采爆破设计和地下矿的开拓设计、采准设计、回采设计等。矿山设计和一般制造企业有着很大的区别，它的设计对象是通过地质勘探获得的形态复杂的矿物岩石，其难度要比制造企业的产品设计大的多。2矿山企业信息化的内容2.2设计计划信息化随着一些计算机辅助设计（CAD）软件的发展，矿山设计的信息化程度有了很大的进步，但还是远远落后于制造企业。矿山设计需要在地测信息化的基础上进行，地测信息化的水平也制约着设计的信息化。2矿山企业信息化的内容2.2设计计划信息化矿山采掘（剥）计划的优化编制利用运筹学、系统模拟、计算机技术，合理安排矿山开拓、探矿、采准、回采、充填等作业，不断地为自己准备原材料，避免采掘失调，保证矿山均衡生产。中长期规划，年度计划，季度计划，月计划。2矿山企业信息化的内容2.2设计计划信息化前面提到的矿业软件一般都具有设计计划功能，在露天矿山的应用比较成功，在地下矿成功应用的相对较少。国内也出现了一些在应用比较成功的采矿设计软件，但目前大部分矿山只是利用计算机辅助进行一些单体工程设计，系统性较差。2矿山企业信息化的内容2矿山企业信息化的内容2矿山企业信息化的内容2矿山企业信息化的内容2.3生产过程信息化生产过程信息化包括：露天GPS调度系统；地下矿生产过程监控系统；井下人员监控井下移动设备监控井下固定设备监控地面设备监控2矿山企业信息化的内容2.3生产过程信息化露天矿GPS调度系统GPS技术简介；GPS提供的服务：准确定位，精确导航，监视物体移动，报告正确时间；主要应用：(1)生产调度，自行式设备的跟踪，电铲定位，钻机定位。(2)位移监测。GPS的优点：(1)覆盖范围广；(2)定位速度快；(3)保密性强。北斗卫星导航系统2矿山企业信息化的内容2.3生产过程信息化最近几年，地下矿山的生产过程自动化有了长足的发展，提升、运输、通风、排水、充填系统的自动化，遥控铲运机、遥控钻机在矿山的应用说明自动化与遥控技术已经进入了矿山企业。对于类似于加工企业的选矿生产，则大部分达到了自动化或半自动化水平。矿山生产过程自动化水平的提高为生产过程信息化创造了条件。2矿山企业信息化的内容2.3生产过程信息化矿山企业生产过程的自动化、数字化不同于一般的制造企业，特别是分布于不同中段、不同台阶的采掘（剥）生产，由于作业地点分散、作业过程不连续、作业条件恶劣等原因，完全实现自动化、信息化难度较大。根据我国矿山目前的装备水平和管理现状，地下矿生产过程信息化、自动化的内容主要有：2矿山企业信息化的内容2矿山企业信息化的内容2.3生产过程信息化无人采矿人工智能与机器人的应用；无人驾驶机车；遥控钻机；遥控铲运机；司机操控→井下硐室控制→地面控制→远程控制。2矿山企业信息化的内容2.4经营管理信息化在地测信息化、设计信息化、生产过程自动化的同时，建立各种计算机信息系统，才能充分开发和应用信息资源，实现企业中资金流、物流合理有序的流动。主要内容有：全面预算、计划统计、物资供应、设备资产、产品销售、人力资源、财务成本、经济活动分析