當前，面對資源匱乏、環(huán)境污染和安全事故帶來的生產壓力，一場全球礦業(yè)數(shù)字化轉型革命正在加速進行。據(jù)統(tǒng)計，我國規(guī)模以上金屬礦山有近兩萬座，其中現(xiàn)代化程度較高、技術裝備水平和資源綜合利用程度接近礦業(yè)發(fā)達國家水平的大型礦山僅約10%，其他大型礦山和中小型礦山的裝備仍處在上世紀八、九十年代水平，資源綜合利用率低、管理方式粗放、安全和環(huán)境問題突出。在保障礦產資源可持續(xù)供給、促進節(jié)能減排、推進礦業(yè)現(xiàn)代化的道路上，如何以技術為創(chuàng)新驅動力，引領我國從“礦業(yè)大國”向“礦業(yè)強國”轉變?

伴隨新舊動能轉換和供給側結構性改革的不斷推進，信息通信技術日新月異，社會發(fā)展已進入智能化發(fā)展新時代。近年來，在“網絡強國”戰(zhàn)略、國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略、大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、“互聯(lián)網+”行動計劃、“5G+工業(yè)互聯(lián)網”512工程推進方案等一系列重大戰(zhàn)略和行動的引導下，我國礦山領域的智能化建設不斷深入，行業(yè)實現(xiàn)高技術高質量發(fā)展的技術要求不斷提升。

作為中國智能礦山的引領者和工信部2020年智能制造系統(tǒng)解決方案供應商，中國恩菲工程技術有限公司依托67年來豐富的工程實施經驗和深厚的技術積淀，由中國工程院院士、百余名博士科研人員和多專業(yè)工程技術人員共同開展專項攻關，與國家超級計算天津中心聯(lián)合成立中國礦業(yè)信息化協(xié)同創(chuàng)新中心北京市工程研究中心，推出了智能礦山“MIM+”數(shù)字一體化解決方案，實現(xiàn)了新一代信息技術與工業(yè)控制技術的深度融合，使之成為推動行業(yè)數(shù)字化、智慧化轉型的“恩菲之匙”。

“MIM ” 家族都有誰?

中國恩菲的智能礦山“MIM+”數(shù)字一體化解決方案包含三個主要部分：全信息可視化(MIM Transparent)、全流程數(shù)字化(MIM Digital)、運營周期數(shù)字孿生(MIM Twins)。

全信息可視化能夠實現(xiàn)工程頂層設計數(shù)字化，使工程建設實施單位按照統(tǒng)一標準協(xié)調工作;覆蓋項目建設和運維兩大階段的全生命周期數(shù)據(jù)流;進行建設期三維模型、設備材料、數(shù)據(jù)信息、勘察設計施工管理的全信息展示和運維期實時生產控制數(shù)據(jù)、運行維護數(shù)據(jù)和企業(yè)管理數(shù)據(jù)的全信息可視化展示。

全流程數(shù)字化凝練了中國恩菲智能礦山數(shù)字融合技術DFCT(Digital Fusion Communication Technology)，由“一系統(tǒng)、一網絡、一平臺”構成。

“一系統(tǒng)”數(shù)字融合控制系統(tǒng)DFCS

DFCS能夠通過智能融合控制單元和邊緣計算終端、多元數(shù)據(jù)智能采集單元、多元數(shù)據(jù)融和一體化基站，實現(xiàn)礦山全生產流程的生產監(jiān)控與全要素數(shù)據(jù)采集和邊緣端智能控制。

“一網絡”多元數(shù)據(jù)融合網絡MDFN

MDFN采用工業(yè)互聯(lián)網數(shù)據(jù)安全穿透數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸技術，通過統(tǒng)一的邊云協(xié)同工業(yè)互聯(lián)網解決方案，在礦區(qū)建立一個靈活的、可擴展的、低成本的多級、分層、融合網絡。以一體化融合技術構建的多元融合網絡為核心，覆蓋整個礦山生產、業(yè)務流程，構建全礦生產信息高速公路，有效簡化網絡結構、提高數(shù)字融合程度、降低基建投資、減少運營維護費用。

“一平臺”生產管控統(tǒng)一平臺UPCP

UPCP通過生產管控可視化、信息處理智能化、協(xié)同運營一體化，將采場、設備、人員、能源、安全、環(huán)境各系統(tǒng)集成在同一個平臺進行協(xié)同管控，極大地提高了礦山運營管控的效率和效能。

運營周期數(shù)字孿生將中國恩菲近70年的工程設計、工程數(shù)據(jù)、項目實踐經驗相結合，搭載三維建模技術、系統(tǒng)仿真技術、工程仿真技術、虛擬化技術、大數(shù)據(jù)服務技術、云計算技術、專家系統(tǒng)技術、人工智能技術等，建立虛擬系統(tǒng)與物理系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)耦合和交互接口，實現(xiàn)虛擬系統(tǒng)與物理實體對象的同步映射互聯(lián)，能夠有效為礦山生產運營及工藝現(xiàn)場提供方案評估、動態(tài)優(yōu)化、應急處置等智能化、可視化輔助決策。

“MIM ” 家族戰(zhàn)斗力有多強?

“MIM+”數(shù)字一體化解決方案能夠實現(xiàn)礦山全要素建模，能夠基于物質流、能量流、信息流、價值流和業(yè)務流，建立起物理實體對象的數(shù)據(jù)平臺與數(shù)字虛擬模型的多元化對應關系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)字傳輸、知識挖掘、信息反饋等全過程，原料采購、物流運輸、倉儲管理、生產過程到市場預測與產品銷售全流程，“人、機、物、法、環(huán)”全要素的整體數(shù)字融合，通過邊緣計算、云計算、智慧管理和終端應用等多層面數(shù)字協(xié)同計算，為企業(yè)提供基于行業(yè)知識庫(MIM Knowledge)的智慧協(xié)同管控數(shù)字一體化數(shù)字解決方案。

更為關鍵的是，全要素數(shù)據(jù)平臺還封裝了國家標準、行業(yè)標準、工業(yè)知識、數(shù)學模型和管理模式，在此基礎上開發(fā)“工藝管家”“設備管家”“能源管家”“環(huán)保管家”“安全管家”等管理應用，實現(xiàn)企業(yè)“管家式一體化”智慧解決方案，打通數(shù)字化設計交付-數(shù)字化施工管理-數(shù)字化生產運維的全生命周期服務流程，突破智能制造核心技術，改變有色行業(yè)生態(tài)鏈模式和運營管理模式，為企業(yè)提供信息化、智能化的全面數(shù)字整體解決方案，從而大幅提高企業(yè)運行效率，提升本質安全型金屬礦山智能化建設水平，推進傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉型和智能化升級，提高生產質量和經濟效益。

“MIM ” 打造的行業(yè)經典

有多贊?

目前，中國恩菲已為國外多座礦山提供了數(shù)字化、智能化頂層設計和數(shù)字一體化解決方案。其中中色非礦謙比希銅礦智能礦山總承包項目更是憑借其引領性和標桿性，成為“2020年國家大數(shù)據(jù)產業(yè)發(fā)展試點示范項目”，而備受行業(yè)矚目。

中色非礦謙比希銅礦是中國第一家在海外成功運營的有色金屬礦山，被稱為中非合作的標志性項目。中國有色集團自1998年接管謙比希銅礦以來，與中國恩菲在采、選、冶等多個項目有著長期親密的合作，打造了中國有色行業(yè)“走出去”的旗幟。面對礦山行業(yè)數(shù)字化轉型、智能化升級需求，中國有色集團委托中國恩菲實施了“礦山信息化自動化融合控制系統(tǒng)”項目，中國恩菲從行業(yè)數(shù)字化轉型角度對謙比希銅礦地下采礦進行了深入研究和分析，明確生產系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)和生產輔助系統(tǒng)智能化升級的關鍵——數(shù)字融合控制。

在謙比希主西礦體，智能礦山數(shù)字融合技術DFCT首次整體應用，圍繞供配電智能管控，統(tǒng)一采用融合網絡的框架設計了礦山整體網絡，充分考慮了采礦生產系統(tǒng)、礦山運輸系統(tǒng)和生產輔助系統(tǒng)三大需求層面，從技術、管理和理念三方面迭代創(chuàng)新和融合創(chuàng)新，通過對自動化和信息化系統(tǒng)的更新改造、智能化自動開采運輸系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)了從現(xiàn)場層的監(jiān)控端到企業(yè)管理層的生產全要素過程控制與數(shù)據(jù)采集，解決了礦山監(jiān)控信息孤島問題，同時，其開放的架構設計提供了整合客戶業(yè)務層面信息和數(shù)字的功能，融合多個子系統(tǒng)形成礦山生產管控的大系統(tǒng)，有效提高了礦山生產效率、系統(tǒng)維護效率，建立了全生產流程的數(shù)字管控和服務平臺，提高了系統(tǒng)間的協(xié)調性。

謙比希主西自動化及電能管控改造項目主要對主西礦體電能管控系統(tǒng)、井下排水系統(tǒng)、井下排泥系統(tǒng)、固定設備在線監(jiān)視、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、排水泵站消防報警、生產調度與信息管理系統(tǒng)進行升級改造，打造全流程數(shù)字化(MIM Digital)，通過數(shù)字融合控制系統(tǒng)DFCS和多元數(shù)據(jù)融合網絡MDFN，全面提高控制及信息化管理水平，建設全礦生產管控統(tǒng)一平臺UPCP，降低生產成本。項目自2017年開始實施數(shù)字化、信息化、自動化技術升級，目前已經實現(xiàn)了人員定位系統(tǒng)、通訊網絡覆蓋全礦，采礦作業(yè)裝備大型化、智能化，輔助生產系統(tǒng)，如排水系統(tǒng)等實現(xiàn)自動化無人值守，生產管理系統(tǒng)實現(xiàn)信息化，減少的作業(yè)人員分流至東南礦體。目前，人均生產勞動效率從過去的2噸/人·天提高到近4.81噸/人·天，勞動生產率提升1.8倍，噸銅綜合全成本較改造前降低13.4%，多項設備臺班指標刷新贊比亞紀錄，主要指標達到非洲同類礦山先進水平。

謙比希銅礦東南礦體項目總投資8.3億美元，設計采選規(guī)模為10000噸/日，是中國在非洲最大的投資項目。中國恩菲作為其自動化信息化融合系統(tǒng)的總承包單位，開展全新地下數(shù)字化、自動化開采的融合控制設計和集成應用，建設“MIM+”數(shù)字一體化智能礦山，將信息技術與采礦工藝深度融合，使礦山各自生產控制系統(tǒng)之間實現(xiàn)系統(tǒng)融合控制(DFCS)、網絡融合(MDFN)、數(shù)據(jù)融合(UPCP)，現(xiàn)場生產所有系統(tǒng)達到實時監(jiān)控，主要系統(tǒng)實現(xiàn)遠程操作和自動化運行。

東南礦體作業(yè)層設備及工藝自動化數(shù)字化已全面實施，項目采用先進的礦山數(shù)字化建模軟件，實現(xiàn)了地質建模、采礦設計、中深孔設計、測量驗收、計劃編制的全面數(shù)字化作業(yè)，采礦設計三維展現(xiàn)，地質、采礦、測量及計劃編制進入了“高速公路”。井巷掘進和支護等作業(yè)采用智能設備，相關工藝生產全面實現(xiàn)智能化、數(shù)字化運行。采場通過自動化鏟運機和無人卡車運輸出礦，通過Automine和Optimine系統(tǒng)實現(xiàn)自動化采礦作業(yè)，實際應用表明，鏟運機運行速度提升20%以上。在井下，主要生產工區(qū)融合控制網絡全覆蓋，其中運輸、提升、供水、供電、排水、通風等生產輔助系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化控制和智能化運行。在地表生產管控中心，利用生產管控統(tǒng)一平臺對全礦的生產數(shù)據(jù)進行分析、管理和調度，為后續(xù)建立全礦大數(shù)據(jù)服務平臺和運營數(shù)字孿生(MIM Twins)、三維平臺、信息可視化(MIM Transparent)平臺奠定了基礎。

謙比希銅礦向數(shù)字化程度高、生產效率高、生產成本低的世界最優(yōu)秀礦山對標，實現(xiàn)安全高效生產，這是謙比希銅礦“數(shù)字化標桿”礦山的愿景，也是中國恩菲推動傳統(tǒng)礦山行業(yè)數(shù)字化轉型的夙愿。

承前啟后，繼往開來。中國恩菲將持續(xù)推動技術升級和平臺打造，提升企業(yè)生產效率、決策能力、管理水平，著力建構行業(yè)數(shù)字化轉型新業(yè)態(tài)，推動“有色+數(shù)字”的國際競爭力提升，承擔起推動礦業(yè)大國向礦業(yè)強國轉變的高質量發(fā)展國家責任。