搜索
云南·昆明2019年11月4日⚫1.智慧矿山概述⚫2.标准体系与业务流程建设⚫3.基础设施建设⚫4.智慧矿山操作系统⚫5.智能管控平台⚫6.智慧生产系统⚫7.智慧安全系统⚫8.智慧矿山生产执行系统⚫9.智慧矿山经营管理系统单机自动化综合自动化感知矿山智慧矿山煤矿信息化发展历程及趋势1999200520252035近10年煤矿信息化建设使矿山行业面貌焕然一新，随着“四化建设”与“两化融合”工作的推动，必然要求更上一个新台阶。技术进步推动智慧矿山建设在“两化”深度融合的大形势下，工业领域正迎来产业发展的巨大变革。目前，煤矿安全高效矿井系统的机械化程度达到90%以上，单机自动化也日趋完善，建成了一批千万吨级矿井群，并开发了初级的多系统数字矿山综合自动化系统。技术进步推动智慧矿山建设新的问题工艺滞后缺兵少将信息不畅事故仍多随着政府监管力度加大以及装备水平的提高，近年来煤矿安全形势得到了很大的改善，但也面临新的问题。安全生产需要智慧矿山建设中央领导战略指向智慧矿山建设◆2014年6月13日，提出“四个革命，一个合作”能源安全新战略。◆2018年5月28日，院士大会上指出：要加快传统产业数字化、智能化。◆2019年9月17日，视察郑煤机时指出：要加强自主创新，发展高端制造、智能制造。中央领导战略指向智慧矿山建设◆2017年8月23日，国务院常务会议上提出：加快向数字化、网络化、智能化转型。◆2019年10月11日，国家能源委员会会议上指出：要科学规划煤炭开发布局，推动煤炭安全绿色开采。“推进煤炭工业科技进步，大力发展智慧矿山建设，为实现煤矿企业“零死亡”提供科技保障”——黄玉治局长行业专家鼎立推动智慧矿山建设“建设智慧矿山是煤矿发展的必由之路，是提高矿企业核心竞争力、实现可持续发展的必然选择”——王国法院士国家政策大力支持智慧矿山建设《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》——提升煤炭开采效率和智能化水平，研发智能化工作面等技术，到2030年重点矿区基本实现工作面无人化。《关于促进煤矿智能化发展的指导意见》——拟从国家层面给出煤矿智能化发展“三步走”战略目标。《煤矿机器人重点研发目录》——提出“机械化换人，自动化减人”科技强安专项行动，从政策层面支持大力研发应用煤矿机器人，在全世界率先构建了煤矿机器人技术体系。国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”——为了适应煤矿智能化发展要求，从技术支撑角度，将“煤矿智能开采安全技术与装备研发”、“智能机器人”列为重点公关专项。国家发改委国家能源局国家煤监局国家科技部国家政策大力支持智慧矿山建设《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》——2019年5月29日习总书记在“全面深化改革委员会第八次会议”的讲话《新一代人工智能发展规划》——2018年2月国务院提出到2020年智能机器人大规模应用，实现生产设备网络化、生产现场无人化。《智慧矿山信息系统通用技术规范》——2017年10月，国家标准化管理委员会对信息技术在矿山的应用提供了国家标准和规范。《煤矿安全生产“十三五”规划》——2017年6月，国家安全监管总局煤矿安监局印发安监总煤装[2017]64号文件。国家政策大力支持智慧矿山建设《山西省能源生产和利用设施智能化改造实施意见》《关于加强全省煤矿智慧化建设和智能化改造的指导意见》《河南省煤矿智能化建设实施方案》《深入推进贵州省煤矿智能化、机械化升级改造攻坚方案（2019-2020年）》《云南省煤炭产业高质量发展三年行动计划（2019—2021）》智慧矿山包含内容智慧矿山安全生产后勤办公调度运营1.1智慧矿山概念智慧矿山是智能工业物联网及软件定义技术在矿山领域的全面应用。融合联动通过软件定义，实现井上下人、机、环、管信息的强实时关联、融合与智能联动利用大数据与人工智能AI等技术，迭代升级煤矿安全、生产、经营的智能分析、自我学习与辅助决策智慧决策基于GIM时空一张图（GIS+BIM）为智慧矿山提供三维可视化、协同设计、仿真模拟、矿山及设备全生命周期管理等服务时空服务万物互联全面感知井下人、机、环等的位置、状态，并可以对设备进行控制1.2建设存在问题安全高效绿色智能智慧矿山信息和数据孤立被动灾害监测系统缺乏协调缺乏智能分析各控制系统都处于局部和有限控制，缺乏“智慧大脑”实现协调和联控多为子系统独立建设，系统缺乏统一集成实施，数据和信息缺乏关联和融合被动的、事后响应式的灾害监测多数靠经验判断、单点判断式的，缺乏对数据信息的可靠共享和智能分析目前对智慧矿山的认识存在几个现象：过度包装盲目抵触标准不统一分步实施智慧矿山智慧矿山建设的实施原则地理信息系统（GIS）一张图统一物资编码一个标准统一数据存储一个库管控一体化平台一个平台智慧矿山“六个一”工程一系列智能化设备（机器人）智慧矿山建设的顶层设计统一数据传输一张网智慧矿山网络架构图煤矿智能化系统总体规划框架信息化建设整体架构图通过对标和吸取国内同类煤炭企业矿井信息化建设的先进技术和经验，在充分利用信息化提高煤矿生产自动化的基础上，采用物联网和智慧矿山等技术手段做好煤矿生产、管理数据的规范和梳理，引进国际先进生产管理理念，构建煤矿整体框架。应用系统框架采用面向应用架构思想(SOA)，利用企业综合业务数据支撑系统将异构系统(如：人力资源系统、财务系统、综合自动化系统等)集成，对系统数据进行抽取、整合及分析，形成公司的大数据信息共享平台，指导公司的人力、财务、物资、机电设备等科学管理，支撑公司领导的决策支持、公司管理人员的业务集成应用及综合分析，从而实现生产精细化管理和经营管控一体化；云计算数据中心为生产过程、生产执行、经营管理提供所需的资源服务，形成统一管理、维护平台。技术支撑框架如下图所示。智慧矿山建设的目标加强监管智能改造1信息化标准体系建设2业务流程体系建设3基础设施建设3.1数据中心建设3.2网络传输平台建设3.3智能化管控指挥中心建设4智能管控平台及其应用系统建设4.1智慧矿山智能管控平台4.2智慧生产4.3智慧安监4.4生产执行系统4.5经营管理系统4.6大数据决策分析应用系统4.7智能移动APP应用1.7智慧矿山建设内容⚫1.智慧矿山概述⚫2.标准体系与业务流程建设⚫3.基础设施建设⚫4.智慧矿山操作系统⚫5.智能管控平台⚫6.智慧生产系统⚫7.智慧安全系统⚫8.智慧矿山生产执行系统⚫9.智慧矿山经营管理系统2.1标准体系建设数据体系及其标准规范是矿井智能化建设的基础，将直接关系到整个智慧矿山数据共享、系统集成、信息融合与联动应用的成功与否，关系到矿井智能化建设的持续接入与应用扩展。2.2业务流程梳理结合智能化矿井建设：1、岗位需求编制2、部门职能划分3、业务部门的输入与输出4、日常业务流程梳理5、订单式生产流程梳理6、异常处理流程梳理岗位：按需求定岗部门：按职能重组流程：管理扁平化智能管控平台：协同、联动业务流程梳理（BPR）业务流程管理（BPM）业务流程自动化（BPA）业务流程优化（BPI）⚫1.智慧矿山概述⚫2.标准体系与业务流程建设⚫3.基础设施建设⚫4.智慧矿山操作系统⚫5.智能管控平台⚫6.智慧生产系统⚫7.智慧安全系统⚫8.智慧矿山生产执行系统⚫9.智慧矿山经营管理系统3基础设施建设网络建设云数据中心建设模块化机房建设业务应用系统设计管理运维设计网络安全设计万兆工业环网系统建设全矿井4G无线通信系统建设企业办公网建设智慧矿山指挥中心大屏显示系统智能调度台智能会议系统3.1基础设施建设——网络架构3.2基础设施建设-网络安全3.3基础设施建设-指挥中心⚫1.智慧矿山概述⚫2.标准体系与业务流程建设⚫3.基础设施建设⚫4.智慧矿山操作系统⚫5.智能管控平台⚫6.智慧生产系统⚫7.智慧安全系统⚫8.智慧矿山生产执行系统⚫9.智慧矿山经营管理系统4智慧矿山操作系统GIS平台GIM时空平台组态化平台数据标准化统一接入智能网关实时数据综合服务平台后端即服务平台设计协同平台大数据分析平台BI及报表工具工作流引擎4.1智能网关4.2GIS平台GIS开放平台4.3GIM时空一张图平台规划概念设计细节设计分析出图预制4D/5D施工施工物流运营维护拆除翻新BIM建筑信息模型GIS侧重于表达工程与环境的自然信息BIM侧重于表达工程资产的详尽信息参数化设计、图档一致、数据协同、智能设计、从宏观到局部、从环境到工程、总体规划可行性研究资源勘探资产管理监测传感竣工验收生成准备施工组织施工组织建设准备井工设计规划运维设计施工精准算量、剖切出图、透视巡检、高效协同GIM二维→三维粗略→精准宏观→局部信息孤岛→数据协同灾害预警4.4组态化平台采用可配置的、前后端分离的微服务架构，支持全面的组态化开发，支持应用界面与业务逻辑的快速组态化构建，能够满足各类智慧矿山应用的功能与性能需要。应用主流Web技术，拥有先进、友好的UI，支持多平台、多终端、多浏览器访问。4.5实时数据综合服务平台实时数据综合服务平台负责处理所有感知层数据的采集、存储、历史数据查询与统计、订阅与推送，并对外提供接口。平台屏蔽了不同子系统厂家的差异，提供统一的数据采集工具，只需要进行简单的配置或二次开发，便可接入一个新的子系统实时数据。平台同时也屏蔽了不同数据库之间的差异，用户无需关系具体的数据库，只需通过接口便可以直接访问数据，进行数据的查询和统计操作。4.6协同设计平台•协同设计：煤层地质模型巷道模型各生产系统模型图纸工程量真实数据设备信息生产信息专业参数关键设计参数多人同时操作一个模型进行设计设置修改访问权限灵活视图控制显示实时更新自动备份修改监视专业划分每个人获取最新设计信息问题共享问题记录方案变更记录沟通记录专业矛盾问题巷道支护模型煤矿中心文件•图模档联动一致：三维模型、图纸、工程量清单相同数据库不同维度的表现形式，实时关联，一处修改，自动更新平立剖图纸以及工程量。维护修改方便，一套标准模板，复用性程度高。•自动成图：模型数据丰富、根据矿山井巷工程预算及工程量清单计价的要求，快速提取工程量信息，生成工程量清单。•自动算量：清单+定额在进行工作面巷道布置设计时，可在三维空间视图随时查看当前步骤的设计成果，直观、仿真、高效。在进行工作面巷道布置设计完成后，利用完成的三维模型，输出设计图纸和工程量统计清单，实时测量巷道空间坐标数据。跨专业协作、问题协调、共享和可视化三维模型出图样板库全参数图纸，全参数图例，定制企业标准图纸库、图例库、线性、图案库，满足煤矿出图规范。工作面设计图纸4.7后端即服务平台后端即服务平台（BaaS）是指专为应用开发者提供整合云后端的服务。开发者无需过多研究服务器端程序，而只需调用云平台提供的API，使用相应SDK，就能迅速完成数据存储、消息推送、权限控制、云端代码逻辑整合等功能。（1）开发周期缩短（2）节省成本（3）对团队技能要求少4.8BI及报表工具4.9工作流引擎4.10AI及大数据分析平台⚫1.智慧矿山概述⚫2.标准体系与业务流程建设⚫3.基础设施建设⚫4.智慧矿山操作系统⚫5.智能管控平台⚫6.智慧生产系统⚫7.智慧安全系统⚫8.智慧矿山生产执行系统⚫9.智慧矿山经营管理系统5.1智能管控平台智能管控平台利用GIM时空“一张图”对矿井空间对象数据、业务属性数据以及安全生产实时历史数据进行综合集成，采用2DGIS、3DGIS、组态、BI等多种技术手段进行数据融合和展示，提供人员管理、安全监控、生产过程监控等位置化联动服务与应用，实现二维以及三维地理空间下矿井场景的浏览以及生产业务数据的查询、统计和智能分析，进而实现矿井安全生产信息与采掘工程、地质环境、采掘状态的动态关联、综合化管理、自动化管理与智慧化管理，直接服务于矿山安全生产指挥与决策。5.1智慧矿山综合门户——报警联动与区域协同5.2智能管控平台——平台展示示例井上下对照三维任意剖切任意剖切线任意开窗边界三维任意开窗三维半透明模式5.2智能管控平台——平台展示示例5.2智能管控平台——平台展示示例⚫1.智慧矿山概述⚫2.标准体系与业务流程建设⚫3.基础设施建设⚫4.智慧矿山操作系