自動(dòng)化和控制、智能礦山以及可持續(xù)性這三個(gè)趨勢(shì)將在2021年的礦業(yè)行業(yè)發(fā)展中起到越來越重要的作用。
全球自動(dòng)化領(lǐng)域領(lǐng)軍公司之一的ABB集團(tuán)認(rèn)為新冠肺炎疫情的陰影籠罩下，自動(dòng)化和控制、智能礦山以及可持續(xù)性這三個(gè)趨勢(shì)將在2021年的礦業(yè)行業(yè)發(fā)展中將起到越來越重要的作用。
到2020年，隨著礦業(yè)企業(yè)已采用工業(yè)4.0解決方案來實(shí)現(xiàn)可優(yōu)化產(chǎn)能的自動(dòng)化作業(yè)，同時(shí)減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間和成本，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)而非預(yù)防性維護(hù)，提高礦山人員的安全性。由此可見，礦業(yè)行業(yè)正在加速向遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)化的方向轉(zhuǎn)變。
智能礦山可以更好地利用設(shè)備、資產(chǎn)和應(yīng)用程序中大量的數(shù)字化數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送給運(yùn)營(yíng)人員之前還會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并使其易于使用且在設(shè)備之間互認(rèn)互通，從而做出快速且明智的決策。
對(duì)于礦業(yè)企業(yè)及其客戶來說，減少碳足跡和加快全電氣化礦山建設(shè)的步伐是其業(yè)務(wù)發(fā)展的優(yōu)先事項(xiàng)，反映出整個(gè)社會(huì)對(duì)氣候變化和環(huán)境的重視，這也體現(xiàn)在諸如巴黎協(xié)議等全球條約中。
礦業(yè)行業(yè)正在進(jìn)入新的常態(tài)：遠(yuǎn)程執(zhí)行和管理項(xiàng)目的新流程。從歷史上講，旨在規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的礦業(yè)企業(yè)正在重新評(píng)估直到現(xiàn)在還沒有被普遍接受的技術(shù)，并且行業(yè)和學(xué)術(shù)界都將越來越關(guān)注人與自動(dòng)化機(jī)器之間的交互。
數(shù)字應(yīng)用程序可以遠(yuǎn)程監(jiān)督礦山和礦物加工廠的運(yùn)營(yíng)狀況，以提供自動(dòng)化、儀表、電氣化、機(jī)械化或加工設(shè)備的完整在線視圖。這可以提醒用戶即將出現(xiàn)的維護(hù)需求和可能的設(shè)備故障，以及人力成本、差旅成本和電力成本。
相關(guān)趨勢(shì)在國(guó)內(nèi)礦區(qū)也有案例，例如航天重工、慧拓等在內(nèi)的項(xiàng)目組針對(duì)性地研發(fā)出應(yīng)對(duì)神華寶日希勒露天煤礦特殊氣候和地質(zhì)條件的相關(guān)技術(shù)，推動(dòng)礦區(qū)自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。比如基于虛實(shí)互動(dòng)的礦區(qū)無人運(yùn)輸仿真測(cè)試技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)極端工況、危險(xiǎn)場(chǎng)景以及系統(tǒng)極限測(cè)試，確保無人駕駛系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效。
在神寶能源的項(xiàng)目中，仿真測(cè)試結(jié)合實(shí)際地形條件，從2D畫面提升為3D畫面?！斑@一技術(shù)在行業(yè)中也算是領(lǐng)先的，無論從車輛的大小、運(yùn)行速度還是運(yùn)行的環(huán)境，仿真測(cè)試大大提高了真實(shí)性，為之后的真實(shí)場(chǎng)景作業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，減少了項(xiàng)目的試錯(cuò)成本?！毕嚓P(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人表示。
這些解決方案使企業(yè)能夠安全地克服因新冠肺炎疫情大流行而引起的人員接觸和旅行限制，并響應(yīng)對(duì)最先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)和平臺(tái)不斷增長(zhǎng)的需求。礦業(yè)行業(yè)對(duì)自動(dòng)化解決方案的采用也意味著技能轉(zhuǎn)換即將到來，對(duì)用戶界面和體驗(yàn)技術(shù)的使用和需求日益增加。
智能發(fā)展
對(duì)于礦業(yè)行業(yè)的未來，有一件事是很明確的：即數(shù)字化之路并非可有可無。管理咨詢企業(yè)麥肯錫公司(McKinsey & Company)的研究認(rèn)為，到2025年，礦山數(shù)字化可以節(jié)省3730億美元，從而提高產(chǎn)能和安全性并減少浪費(fèi)。
沒有任何一家公司可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)這一愿景。正如不同規(guī)模的采礦運(yùn)營(yíng)商需要經(jīng)驗(yàn)豐富的合作伙伴一樣，技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者也需要雄心勃勃的客戶和“生態(tài)系統(tǒng)”參與者來開發(fā)能夠?yàn)槿藗儙碚嬲齼r(jià)值的解決方案。
礦山往往具有多重的數(shù)據(jù)來源。通過有效整合信息和項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的最佳利用是智能礦山的基石。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策制定可以使礦山運(yùn)營(yíng)更智能，從而最大程度地提高資源效率，并且可以在瑞典Garpenberg的全球最先進(jìn)、集成度最高的礦山中得以實(shí)現(xiàn)。
礦業(yè)企業(yè)與技術(shù)提供商之間的早期參與將繼續(xù)成為關(guān)鍵。針對(duì)礦業(yè)行業(yè)的企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方案可幫助客戶明確其數(shù)字戰(zhàn)略，更快地實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)，并專注于投資回報(bào)率最高的正確項(xiàng)目。
與此同時(shí)，智能化在我國(guó)也有典型實(shí)踐。我國(guó)的無人駕駛卡車已在黑岱溝露天礦的試驗(yàn)場(chǎng)地運(yùn)行了一段時(shí)間。
黑岱溝露天礦無人駕駛卡車項(xiàng)目于2020年4月正式啟動(dòng)，8月完成290噸級(jí)508#930E卡車線控改造，12月實(shí)現(xiàn)單臺(tái)卡車和電鏟協(xié)同作業(yè)。
2021年3月15日，黑岱溝露天煤礦無人駕駛卡車混編正式投入運(yùn)行，11臺(tái)設(shè)備進(jìn)行混編作業(yè)，標(biāo)志著無人駕駛項(xiàng)目建設(shè)取得階段性成果。礦用卡車無人駕駛，這個(gè)聽起來很“黑科技”的項(xiàng)目，逐漸將變成現(xiàn)實(shí)。
按照集團(tuán)公司計(jì)劃和要求，黑岱溝露天礦將于2021年4月10日完成車輛混編調(diào)試優(yōu)化;2021年5月31日完成無人駕駛卡車混編作業(yè)試運(yùn)行工作，為年底實(shí)現(xiàn)36臺(tái)卡車(18臺(tái)新購+18臺(tái)改造)無人駕駛;行成至少1個(gè)智能采剝工作面，達(dá)到國(guó)家級(jí)智能化示范煤礦標(biāo)準(zhǔn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
可持續(xù)發(fā)展與安全性
可持續(xù)發(fā)展是關(guān)鍵趨勢(shì)。ABB預(yù)計(jì)碳足跡將涉及采礦過程的每個(gè)階段。運(yùn)營(yíng)商必須向最終消費(fèi)者證明他們正在減少價(jià)值鏈中發(fā)生的其他間接排放(Scope 3)。
電氣化是礦業(yè)行業(yè)2021年實(shí)現(xiàn)低碳足跡的重要途徑之一，ABB的看法是，自動(dòng)化和數(shù)字解決方案將與電氣化技術(shù)一起幫助礦業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，并且可以改善工作環(huán)境。
而針對(duì)煤礦生產(chǎn)安全方面的問題，則能夠通過智慧礦山的建設(shè)從根本上得到解決，而我國(guó)近年來的政策發(fā)布，也體現(xiàn)了這樣的趨勢(shì)。2020年，國(guó)家煤礦安監(jiān)局連發(fā)兩條通知，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)中的監(jiān)管監(jiān)察及責(zé)任主體進(jìn)行了制度上的明確，并多處提及加快智能化建設(shè)。其中《關(guān)于落實(shí)煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)主體責(zé)任的指導(dǎo)意見》指出，要加快推進(jìn)智能化建設(shè)和危險(xiǎn)崗位機(jī)器人替代，推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能同煤礦安全生產(chǎn)的深度融合。
相關(guān)趨勢(shì)在國(guó)際方面已有相對(duì)成熟的標(biāo)準(zhǔn)化案例，可持續(xù)地下采礦項(xiàng)目(SUM)由瑞典礦業(yè)企業(yè)LKAB設(shè)計(jì)，通過與ABB、Combitech、安百拓(Epiroc)和山特維克(Sandvik)的合作，為可持續(xù)采礦樹立新的全球標(biāo)準(zhǔn)。
LKAB在瑞典基律納鐵礦和虛擬試驗(yàn)礦山中的測(cè)試工作將研究構(gòu)建無二氧化碳的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳方法。該項(xiàng)目還旨在為工作人員創(chuàng)造一個(gè)完全安全的采礦環(huán)境，使用Konsuln礦體在一個(gè)混合環(huán)境中創(chuàng)建一個(gè)分散的未來工作場(chǎng)所，該工作場(chǎng)所具有自主的電動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)。
合作是主要趨勢(shì)
SUM項(xiàng)目具有開創(chuàng)性的，這是供應(yīng)商們打造合作團(tuán)隊(duì)中的一部分，該團(tuán)隊(duì)旨在將新技術(shù)解決方案推向市場(chǎng)。
隨著供應(yīng)商、學(xué)術(shù)界和大型礦業(yè)企業(yè)通過合作來重新思考創(chuàng)新的業(yè)務(wù)模型和技術(shù)，這讓合作無處不在?？蛻艉驮荚O(shè)備制造商清楚地認(rèn)識(shí)到，如果像ABB和慧拓這樣的技術(shù)企業(yè)更早地參與項(xiàng)目，同時(shí)吸引更多合作伙伴參與其中，那么發(fā)展進(jìn)程將比想象中的還要快。
供應(yīng)商們建立專屬的合作團(tuán)隊(duì)正變得越來越常見，在該團(tuán)隊(duì)中，所有參與者都可以獲得實(shí)時(shí)的過程信息，以便為客戶提供最佳解決方案。這給出了一種將新技術(shù)解決方案推向市場(chǎng)的方法，以在2021年及以后實(shí)現(xiàn)更安全、更可持續(xù)和更高效的采礦生產(chǎn)流程。
在國(guó)內(nèi)，建設(shè)具有開放生態(tài)的礦山互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)也體現(xiàn)了行業(yè)的合作性趨勢(shì)，以“愚公YUGONG”無人礦山整體解決方案為例，平臺(tái)化和開放性是其核心特征，這樣的特征使得科技公司能快速鏈接礦用裝備廠商并系統(tǒng)融合，從而為礦業(yè)集團(tuán)快速、低成本、高安全度地實(shí)現(xiàn)智慧化、無人化進(jìn)程。
