数字化如何为采矿作业带来巨大效益

撰稿人：Bruno Castro

数字化的益处

数字化本质上是将数字技术整合到采矿系统、机器和组件中，以获取有价值数据的过程。 收集、理解和解释这些数据可以显著提高可用性、效率和产能。

数字化的潜在益处包括：

• 提高效率。 数字化实现了自动化并简化了采矿流程。机器的全面交互和网络化提高了工厂的可用性，并使采矿公司能够做出更明智的决策。
• 数据分析。 收集、存储和分析海量数据的能力使采矿公司能够深入了解其运营情况，从而做出更好的决策并提高绩效。
• 降低成本。 提高资源可见性有助于采矿运营商通过提高流程效率、减少浪费和优化资源使用（如水和能源）来降低成本。
• 安全性。 除了防撞系统，数字解决方案还可以通过实现采矿设备的远程控制和支持预测性维护方案来创建更安全的工作环境。
• 可持续性。 数字化通过最大限度地减少环境影响、减少浪费和优化资源使用来支持可持续采矿实践。它还通过整理实时数据和促进报告生成，帮助跟踪和管理环境法规的合规性。
• 劳动力保留。 与许多其他行业一样，采矿业由于劳动力老龄化而面临技能缺口。数字化使一些传统或重复性任务自动化，同时也吸引了更多精通技术的新一代进入该行业，他们更有可能使用数字工具和系统。

​​​​​挖掘信息

一次性在整个现有采矿作业中实施数字化将需要大量投资，因此采矿运营商应转而寻求对投资回报率最高的流程进行数字化。例如，在处理过程中跟踪和控制物料流量是实现高效集成采矿作业和满足最终用户需求的最重要区别之一。

基于数字解决方案的物料跟踪系统 (MTS) 能够观察、测量、管理、计算和预测物料运输过程。 利用来自各种传感器（包括激光扫描仪、皮带秤、雷达测量、超声波传感器和摄像头）的数据，数字 MTS 可以提供物料分布和合并的洞察，提供智能路由功能，并防止过载和溜槽堵塞。 实时监控和跟踪物料的能力还支持时隙班次建模、更好的物料质量管理和物料运输管理，以优化多个作业的皮带容量。 至关重要的是，MTS 还能精确测量体积和质量，以实现最佳的性价比，精度高达 0.5%。

堆场管理系统 (SMS) 是另一个受益于数字化的采矿流程。 在这种情况下，数字化可以简化、自动化和优化物料处理和存储的调度、控制、监控和文档记录。 实际上，SMS 结合了堆料管理和物料跟踪，以提高效率并使采矿运营商能够全面了解其资产。 堆料管理只是工厂物料处理的一部分，但通过数字化将其连接起来，结合所有装载、卸载和运输过程，可以实现所有物料处理的虚拟模型。 它将 PLC / DCS 级别的自动过程控制与 IT 级别的管理系统相结合。

堆料管理和先进 PLC 自动化的结合使得堆场能够全自动运行，因为每个作业参数——调度、堆料位置、物料参数、堆料高度、物料流量等。 ——都可以在 SMS 系统中进行规划。 在这种情况下，数字化可以实现符合防撞功能的机器全自动定位、全自动堆料操作、物料混合的自动化管理以及带物料质量监控的全自动取料操作。

同样的数字化原则也可以应用于其他重要的采矿任务，例如火车装载系统 (TLS)。 但数字化不仅能彻底改善日常运营：它还能帮助规划未来！

模型矿山

数字化的一大好处是它能够让我们在实际建造之前，先在虚拟环境中探索不同的场景。 这些虚拟模型被称为数字孪生。 它们提供了在投入资金之前尝试新概念（例如不同的设备配置）的能力。 这通过防止不良开发来节省资金，使工程决策更容易，并确保项目能够有效交付而不会产生任何不可预见的影响。

数字孪生的另一个主要好处是作为培训工具。 它可以在受控环境中用于培训操作人员，而不会中断正常操作，并且完全安全。

数字孪生在运营和维护期间也发挥着关键作用。 它们保存着所有设备和装置的数据，可用于分析现有设计并提出改进建议。

​​​在一个真实案例中，一家采矿运营商的卸料车出现了皮带翻转问题。 尽管安装了挡风板，但效果不佳。 结合实际运行数据和数字模拟，他们能够分析气流以及风对皮带施加的力。 基于此分析，他们能够与设备供应商合作，找出有效方法将作用力降低多达 60%，从而大大降低了进一步发生皮带翻转事件的可能性。

数字孪生也擅长故障排除，因为它们可以持续分析实时数据，以发现可能表明部件开始失效的性能模式。 这反过来又使预测性维护变得更加容易，并防止了计划外设备失灵时间——特别是如果设备供应商提供热线或远程支持备份，可以通过数字孪生的警报触发。

协同思考

数字化应用于各种采矿流程时可以带来巨大的改进，但当矿山内的所有不同系统都进行数字连接以创建智能矿山时，才能获得最大的益处。 全面连接意味着所有机器的数据和信息可以整合并显示在一个前端仪表板中，从而提供可见性和可预测性，以优化当前和未来的运营。 它还使机器、操作员和制造商之间的顺畅交互达到了一个全新的水平。

信息从一个系统无缝传输到另一个系统需要软件作为协调者。 与软件系统耦合的典型用例包括：

• 将作业统计数据导出到作业管理系统
• 在进料和出料点提供物料质量和数量数据
• 将生产与物料库存系统耦合
• 与物料混合机接口
• 与控制 PLC / DCS 系统直接耦合以进行工厂控制

还有可能允许第三方访问您的系统，这为使用远程解决方案进行监控和维护提供了潜力。

这种规模的连接可能会引发 IT 兼容性和数据安全方面的考虑。 因此，建议与能够理解您的业务数字化目标，并能帮助您实现连接以实现运营和 IT 系统转型的数字工程专家合作。

要点

数字化不仅仅是采用新技术；它还涉及一种文化转变，以拥抱数字思维和创新。它能带来显著的竞争优势，例如提高运营效率、增强客户满意度以及快速适应市场变化的能力。然而，很少有采矿运营商拥有内部资源来优化其系统并立即过渡到智能采矿。与一家能够帮助优先实施、充当您的数字集成商并提供完整交钥匙解决方案的公司合作是明智之举。