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      國際研究 智能采礦時代,國內外行業創新驅動發展對比

      文章來源:本站 上傳時間:2021-03-25

      自動化和控制、智能礦山以及可持續性這三個趨勢將在2021年的礦業行業發展中起到越來越重要的作用。

      全球自動化領域領軍公司之一的ABB集團認為新冠肺炎疫情的陰影籠罩下,自動化和控制、智能礦山以及可持續性這三個趨勢將在2021年的礦業行業發展中將起到越來越重要的作用。

      到2020年,隨著礦業企業已采用工業4.0解決方案來實現可優化產能的自動化作業,同時減少設備停機時間和成本,實現預測性維護而非預防性維護,提高礦山人員的安全性。由此可見,礦業行業正在加速向遠程運營化的方向轉變。

      智能礦山可以更好地利用設備、資產和應用程序中大量的數字化數據,將數據發送給運營人員之前還會對數據進行分析,并使其易于使用且在設備之間互認互通,從而做出快速且明智的決策。

      對于礦業企業及其客戶來說,減少碳足跡和加快全電氣化礦山建設的步伐是其業務發展的優先事項,反映出整個社會對氣候變化和環境的重視,這也體現在諸如巴黎協議等全球條約中。

      礦業行業正在進入新的常態:遠程執行和管理項目的新流程。從歷史上講,旨在規避風險的礦業企業正在重新評估直到現在還沒有被普遍接受的技術,并且行業和學術界都將越來越關注人與自動化機器之間的交互。

      數字應用程序可以遠程監督礦山和礦物加工廠的運營狀況,以提供自動化、儀表、電氣化、機械化或加工設備的完整在線視圖。這可以提醒用戶即將出現的維護需求和可能的設備故障,以及人力成本、差旅成本和電力成本。

      相關趨勢在國內礦區也有案例,例如航天重工、慧拓等在內的項目組針對性地研發出應對神華寶日希勒露天煤礦特殊氣候和地質條件的相關技術,推動礦區自動化技術的進一步發展。比如基于虛實互動的礦區無人運輸仿真測試技術,實現了對極端工況、危險場景以及系統極限測試,確保無人駕駛系統安全、穩定、高效。

      在神寶能源的項目中,仿真測試結合實際地形條件,從2D畫面提升為3D畫面?!斑@一技術在行業中也算是領先的,無論從車輛的大小、運行速度還是運行的環境,仿真測試大大提高了真實性,為之后的真實場景作業提供了堅實的基礎,減少了項目的試錯成本?!毕嚓P技術負責人表示。

      這些解決方案使企業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,并響應對最先進的自動化系統和平臺不斷增長的需求。礦業行業對自動化解決方案的采用也意味著技能轉換即將到來,對用戶界面和體驗技術的使用和需求日益增加。

      智能發展

      對于礦業行業的未來,有一件事是很明確的:即數字化之路并非可有可無。管理咨詢企業麥肯錫公司(McKinsey & Company)的研究認為,到2025年,礦山數字化可以節省3730億美元,從而提高產能和安全性并減少浪費。

      沒有任何一家公司可以單獨實現這一愿景。正如不同規模的采礦運營商需要經驗豐富的合作伙伴一樣,技術領導者也需要雄心勃勃的客戶和“生態系統”參與者來開發能夠為人們帶來真正價值的解決方案。

      礦山往往具有多重的數據來源。通過有效整合信息和項目運營來實現數據的最佳利用是智能礦山的基石。

      數據驅動的決策制定可以使礦山運營更智能,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、集成度最高的礦山中得以實現。

      礦業企業與技術提供商之間的早期參與將繼續成為關鍵。針對礦業行業的企業數字化轉型方案可幫助客戶明確其數字戰略,更快地實現戰略目標,并專注于投資回報率最高的正確項目。

      與此同時,智能化在我國也有典型實踐。我國的無人駕駛卡車已在黑岱溝露天礦的試驗場地運行了一段時間。

      黑岱溝露天礦無人駕駛卡車項目于2020年4月正式啟動,8月完成290噸級508#930E卡車線控改造,12月實現單臺卡車和電鏟協同作業。

      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行,11臺設備進行混編作業,標志著無人駕駛項目建設取得階段性成果。礦用卡車無人駕駛,這個聽起來很“黑科技”的項目,逐漸將變成現實。

      按照集團公司計劃和要求,黑岱溝露天礦將于2021年4月10日完成車輛混編調試優化;2021年5月31日完成無人駕駛卡車混編作業試運行工作,為年底實現36臺卡車(18臺新購+18臺改造)無人駕駛;行成至少1個智能采剝工作面,達到國家級智能化示范煤礦標準奠定堅實基礎。

      可持續發展與安全性

      可持續發展是關鍵趨勢。ABB預計碳足跡將涉及采礦過程的每個階段。運營商必須向最終消費者證明他們正在減少價值鏈中發生的其他間接排放(Scope 3)。

      電氣化是礦業行業2021年實現低碳足跡的重要途徑之一,ABB的看法是,自動化和數字解決方案將與電氣化技術一起幫助礦業企業實現可持續發展的目標,并且可以改善工作環境。

      而針對煤礦生產安全方面的問題,則能夠通過智慧礦山的建設從根本上得到解決,而我國近年來的政策發布,也體現了這樣的趨勢。2020年,國家煤礦安監局連發兩條通知,對煤礦安全生產中的監管監察及責任主體進行了制度上的明確,并多處提及加快智能化建設。其中《關于落實煤礦企業安全生產主體責任的指導意見》指出,要加快推進智能化建設和危險崗位機器人替代,推進互聯網、大數據、人工智能同煤礦安全生產的深度融合。

      相關趨勢在國際方面已有相對成熟的標準化案例,可持續地下采礦項目(SUM)由瑞典礦業企業LKAB設計,通過與ABB、Combitech、安百拓(Epiroc)和山特維克(Sandvik)的合作,為可持續采礦樹立新的全球標準。

      LKAB在瑞典基律納鐵礦和虛擬試驗礦山中的測試工作將研究構建無二氧化碳的自動化生產系統的最佳方法。該項目還旨在為工作人員創造一個完全安全的采礦環境,使用Konsuln礦體在一個混合環境中創建一個分散的未來工作場所,該工作場所具有自主的電動運輸系統。

      合作是主要趨勢

      SUM項目具有開創性的,這是供應商們打造合作團隊中的一部分,該團隊旨在將新技術解決方案推向市場。

      隨著供應商、學術界和大型礦業企業通過合作來重新思考創新的業務模型和技術,這讓合作無處不在??蛻艉驮荚O備制造商清楚地認識到,如果像ABB和慧拓這樣的技術企業更早地參與項目,同時吸引更多合作伙伴參與其中,那么發展進程將比想象中的還要快。

      供應商們建立專屬的合作團隊正變得越來越常見,在該團隊中,所有參與者都可以獲得實時的過程信息,以便為客戶提供最佳解決方案。這給出了一種將新技術解決方案推向市場的方法,以在2021年及以后實現更安全、更可持續和更高效的采礦生產流程。

      在國內,建設具有開放生態的礦山互聯網平臺也體現了行業的合作性趨勢,以“愚公YUGONG”無人礦山整體解決方案為例,平臺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融合,從而為礦業集團快速、低成本、高安全度地實現智慧化、無人化進程。

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