數(shù)字科技如何賦能現(xiàn)代礦山建設(shè)？
當(dāng)前，我國(guó)智慧礦山建設(shè)正加速推進(jìn)。國(guó)家礦山安監(jiān)局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)煤礦智能化采掘工作面已經(jīng)達(dá)到1300余個(gè)，有智能化工作面的煤礦達(dá)到694處，產(chǎn)能每年21億噸。智能化建設(shè)投資總規(guī)模接近2000億元，已完成投資超過(guò)1000億元�，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的煤礦機(jī)器人達(dá)到31種、1000臺(tái)套，約300臺(tái)無(wú)人駕駛車輛在30余處露天煤礦開展試驗(yàn)。
“在全面推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè)的新時(shí)期，中國(guó)礦業(yè)迎來(lái)了空前的發(fā)展機(jī)遇，我們必須要抓住這個(gè)難得的機(jī)遇，堅(jiān)持綠色智能的發(fā)展方向，要以綠色發(fā)展為終極目標(biāo)，以智慧化為必要的途徑，走出一條高質(zhì)量發(fā)展之路�！敝袊�(guó)工程院院士邵安林在第三屆全國(guó)礦山綠色智能安全開采技術(shù)暨裝備論壇上表示。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)背景下，以數(shù)字技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與數(shù)字技術(shù)深度融合具有重大意義。
邵安林表示，當(dāng)前，隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的深入發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的移動(dòng)化、泛在化，信息處理的高速化、智能化，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高能化、量子化，推動(dòng)數(shù)字技術(shù)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)全方位、全要素、全鏈條融合發(fā)展，正在重新定義產(chǎn)業(yè)生態(tài)，重塑數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新格局。
從宏觀層面來(lái)看，數(shù)字經(jīng)濟(jì)深刻重塑國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)。國(guó)內(nèi)大市場(chǎng)逐步形成。近幾年數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，從2016年到2022年，年均復(fù)合增長(zhǎng)14.2%。2022年，我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模已經(jīng)達(dá)50.2萬(wàn)億元，占GDP比重達(dá)到41.5%，相當(dāng)于第二產(chǎn)業(yè)占國(guó)民經(jīng)濟(jì)的比重。
從工業(yè)領(lǐng)域來(lái)看，數(shù)字經(jīng)濟(jì)推動(dòng)智能制造融合發(fā)展。作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心驅(qū)動(dòng)力的人工智能技術(shù)，與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)深度融合，構(gòu)建了人-網(wǎng)-物的互聯(lián)體系和泛在的智能信息網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)人工智能向自主學(xué)習(xí)、人機(jī)協(xié)同增強(qiáng)智能和基于網(wǎng)絡(luò)的群體智能方向發(fā)展。這也在改變制造業(yè)發(fā)展模式和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
從礦山行業(yè)看，數(shù)字經(jīng)濟(jì)賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。我國(guó)是全球能源資源生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國(guó)，在世界礦業(yè)市場(chǎng)上具有重要的影響力，但是在新形勢(shì)下還面臨許多挑戰(zhàn)。比如，資源保障能力不足，目前我國(guó)有14種礦產(chǎn)對(duì)外依存度接近或者超過(guò)50%，原油對(duì)外依存度超過(guò)70%，鐵礦石對(duì)外依存度超過(guò)80%，銅精礦對(duì)外依存度超過(guò)75%；資源開發(fā)利用效率低，雖然國(guó)內(nèi)的資源總量比較豐富，但是資源稟賦條件差，開發(fā)利用工程技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，綜合利用難度大，開發(fā)利用率低；產(chǎn)業(yè)集中度低，特別是缺少具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型礦業(yè)集團(tuán)，最為典型的是鐵礦，我國(guó)大型礦山只占4.9%，中型礦山占9.5%，小型礦山占到了85.6%；安全問(wèn)題依然突出，2022年國(guó)內(nèi)煤礦安全事故168起，非煤礦山安全事故199起；環(huán)保壓力巨大，礦山開采導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染、土地占損、環(huán)境性疾病等問(wèn)題仍然較為突出，制約礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展。要破解這些發(fā)展難題，需要堅(jiān)持智慧化的發(fā)展思路，推動(dòng)資源開發(fā)方式深刻變革，加快礦山數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的進(jìn)程，從而實(shí)現(xiàn)集約、高效、可持續(xù)發(fā)展。
智慧礦山已然成為我國(guó)礦山事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必經(jīng)階段。
“雖然我國(guó)智能礦山取得了一些突破性成果，但總體看尚處于探索階段，距離實(shí)現(xiàn)全面高級(jí)智慧化的目標(biāo)還有較大差距�！鄙郯擦直硎�。
一是生產(chǎn)流程復(fù)雜，因?yàn)榈V山的生產(chǎn)流程是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，它包括采礦、選礦、冶煉等多個(gè)環(huán)節(jié)，既有物理過(guò)程，又有化學(xué)過(guò)程，不僅系統(tǒng)功能組成和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且物質(zhì)流、能量流和信息流的輸入輸出也非常復(fù)雜；二是生產(chǎn)過(guò)程不確定，礦山開發(fā)對(duì)象及作用環(huán)境充滿未知性和不確定性，生產(chǎn)過(guò)程中物料粒度結(jié)構(gòu)、組成與形態(tài)都在不斷變化，相關(guān)重要參數(shù)及信息的可視度、感知度缺乏，難以借助單一技術(shù)手段進(jìn)行追溯、跟蹤和檢測(cè)；三是管理模式不適應(yīng)，長(zhǎng)期以來(lái)，礦山生產(chǎn)布局分散、集成度較低，管理基礎(chǔ)和信息化水平參差不齊，觀念不同、數(shù)據(jù)不通、標(biāo)準(zhǔn)不一、兼容性較差，智能化綜合管控平臺(tái)技術(shù)成熟度較低，多依賴于傳統(tǒng)的信息化技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行建設(shè)，礦山各業(yè)務(wù)系統(tǒng)普遍存在信息孤島，難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通信有效融合和協(xié)同管控；四是技術(shù)短板亟待突破，我國(guó)目前在礦山復(fù)雜環(huán)境精準(zhǔn)探測(cè)與較高精度建模、數(shù)據(jù)高效處理與精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、地災(zāi)智能監(jiān)測(cè)與防治等相關(guān)基礎(chǔ)理論研究仍較薄弱，礦山生產(chǎn)過(guò)程快速通信、高精度傳感器、智能裝備等相關(guān)技術(shù)也有諸多瓶頸，智能化技術(shù)對(duì)復(fù)雜條件礦山的適應(yīng)性還比較差，這些問(wèn)題導(dǎo)致短期內(nèi)難以建立起規(guī)范化的智能化體系，在這樣復(fù)雜的條件下實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型任重道遠(yuǎn)。
“關(guān)于智能礦山的內(nèi)涵有很多解讀，每個(gè)人的理解不同，智慧礦山不能簡(jiǎn)單地把它理解為信息化和智能化，而是包含工藝技術(shù)、體制機(jī)制、管理等全面的系統(tǒng)性創(chuàng)新。與傳統(tǒng)礦山相比，智慧礦山具有更長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略考量、更系統(tǒng)的管理思維、更快捷的反應(yīng)能力和更深入的智能化特點(diǎn)。”邵安林說(shuō)道。
他認(rèn)為，智慧礦山建設(shè)是一項(xiàng)“戰(zhàn)略+管理+技術(shù)”的系統(tǒng)工程，必須適應(yīng)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略需要，與先進(jìn)科學(xué)技術(shù)、管理方式以及新一代信息技術(shù)緊密結(jié)合，整體謀劃、統(tǒng)籌推進(jìn)。
從戰(zhàn)略層面要做到“三個(gè)注重”，一是注重頂層設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的數(shù)字化礦山規(guī)劃往往是自下而上，由生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化逐漸歸納整理完善滿足管理需求。而智慧礦山的規(guī)劃是自上而下，從系統(tǒng)建立到數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)推送、數(shù)據(jù)追蹤，再到過(guò)程控制，形成完整的設(shè)計(jì)鏈，從而形成完整解決方案；二是注重系統(tǒng)思維，從“大礦業(yè)”整體角度出發(fā)，將礦山的各個(gè)環(huán)節(jié)視為一個(gè)有機(jī)的整體，按照大系統(tǒng)的處理方法進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)整體價(jià)值最大化；三是注重協(xié)同創(chuàng)新，要整合礦山、信息技術(shù)等行業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)、學(xué)、研、用技術(shù)力量，開展全面深入的智慧礦山關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用示范推廣，力爭(zhēng)形成動(dòng)態(tài)、協(xié)調(diào)、優(yōu)化的智慧化礦山整體環(huán)境。
從管理層面要抓好“四個(gè)環(huán)節(jié)”，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和智能制造技術(shù)，從智慧感知、智慧生產(chǎn)、智慧決策、智慧服務(wù)四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，形成完整的智能化高效運(yùn)營(yíng)管理體系。
在技術(shù)層面要重點(diǎn)抓好工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，因?yàn)楣に嚰夹g(shù)創(chuàng)新是智慧礦山建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，按照礦業(yè)科技與裝備的智能化發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)，智慧礦山工藝技術(shù)升級(jí)應(yīng)重點(diǎn)把握好安全開采技術(shù)、高效選礦技術(shù)、綠色低碳技術(shù)等方面。
在邵安林看來(lái)，未來(lái)，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合，礦山發(fā)展必將打破企業(yè)間、行業(yè)間的界限，逐步向智慧礦業(yè)轉(zhuǎn)變，最終形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、資源集中、服務(wù)共享、產(chǎn)業(yè)協(xié)同的智慧礦業(yè)生態(tài)圈。
所謂智慧礦業(yè)生態(tài)圈就是以優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)為龍頭，依靠大數(shù)據(jù)支撐、網(wǎng)絡(luò)化共享、智能化協(xié)作、聚合產(chǎn)業(yè)鏈上下游多種產(chǎn)業(yè)，集中人才、技術(shù)、資本多種要素，具備信息流循環(huán)和產(chǎn)業(yè)孵化能力，基于新技術(shù)、新理念的礦業(yè)發(fā)展新模式。這種模式最終應(yīng)該關(guān)注四個(gè)維度，一是共創(chuàng)維度，通過(guò)智能技術(shù)與礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的深度融合，打破技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)；二是共生維度，構(gòu)建智慧化的綠色發(fā)展模式，激發(fā)綠色發(fā)展新動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)低碳運(yùn)行；三是共融維度，打通全產(chǎn)業(yè)鏈，建立從生產(chǎn)商到服務(wù)商的協(xié)同平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)化配置；四是共享維度，統(tǒng)籌利益相關(guān)方，共同投資、共同管理、共同開發(fā)，實(shí)現(xiàn)互惠合作。
他認(rèn)為，建設(shè)智慧礦山并發(fā)展成一個(gè)全方位整體性的智慧企業(yè)，是礦山企業(yè)未來(lái)一個(gè)時(shí)期的發(fā)展方向。要抓住新一代信息技術(shù)變革的機(jī)遇，整合產(chǎn)業(yè)資源，聚合行業(yè)發(fā)展新動(dòng)能，打造以智慧礦山為主線的新型礦業(yè)生態(tài)圈，努力走出一條具有中國(guó)礦業(yè)特色的智能制造發(fā)展新路。
