矿山企业资源与技术信息管理平台分析与设计

矿山企业资源与技术信息管理平台分析与设计

聂玉虎

五矿矿业控股有限公司  安徽合肥  230000

摘要：通过资源与技术信息管理平台项目建设，五矿矿业控股有限公司可提高基础地质工作的信息化、自动化水平，通过搭建生产技术一体化协同平台，全面清除数字矿山建设中数字采矿技术应用障碍，从而提升矿山生产技术的整体智能化水平。在数据管理方面可实现数据标准化后集中存储于中心数据库实现共享；在技术管理方面可实现流程规范化后明确岗位职责、各司其职、提升效率；在团队协作方面可实现线上跨地区、跨时区自由协作提升团队工作效率；在集成与共享方面可实现支持与矿山其他工具、系统的无缝对接和深度集成。

关键词：资源与技术；信息化；协同平台；数字采矿技术；

一、选题背景及研究意义

（一）选题背景

“数字矿山”于2008年末被列为国家“863计划”，国内一些大型矿山企业相继开展“数字矿山”试点建设，十八大以来，国家相继出台了一系列推动产业数字化转型、智能化发展的政策和方针。2020年3月，中共中央政治局常务委员会召开会议提出，加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度，其中5G基站建设、数据中心、人工智能、工业互联网四个领域适用于矿山企业发展需要，其应用将促进矿山数字化和智能化建设进入快通道，大大提高矿山生产能力和提升矿山生产管理精益化水平，给矿山带来降本增效及本质安全。国家的 “十四五”规划纲要“第15条加快数字化发展”中也明确提出“发展数字经济，推进数字产业化和产业数字化”的要求，说明在下一个五年计划中数字化是国家发展战略的重中之重。

（二）研究意义

在矿山信息化建设方面，五矿矿业走在了国内数字矿山建设前列。在数字采矿方面，早期引进了包括DIMINE在内的数字矿山软件，现场作业配备了三维激光扫描仪等先进仪器，建立了生产调度报表系统等，在数字采矿应用方面也是走在国内同行业前列。安徽开发矿业是我国重点黑色金属地下矿山企业之一，是五矿矿业铁精矿原料生产基地，其矿体集中、形态规整、储量大、品位较高、易开采。安徽开发矿业铁矿石年生产能力达750万吨，为国内在产的超大规模地下铁矿山，且矿山智能采矿和智能选矿系统初步形成，2019年被国务院国资委评为“中央企业先进集体”，入选“国家高新技术企业”。

一直以来，五矿矿业秉承新发展理念，在智能矿山建设走在行业的前列，不断精益求精，开创性打造了独具特色的“矿山+专业支撑+服务共享”新型管控模式，并在下属所有矿山执行，安徽开发矿业作为五矿矿业的示范性标杆矿山，在数字采矿建设方面应具有更高的要求。

二、项目概述

（一）项目目标

五矿矿业-资源与技术信息管理平台建设应构建一个全新的地测采专业协同大平台，实现地测采专业人员在同一框架下协作，不再由多种相对独立的软件、程序实现各项功能。新的平台应建立矿山标准的业务流程规范、数据管理规范；实现跨专业间的数据完全共通共享，提升工作效率；通过数据流转、业务审批等实现不同岗位（决策者、管理者、技术人员）、不同应用场景（矿山现场、办公室）的业务应用；利用互联网、移动互联网技术，解决时间、空间等限制，实现采矿日常生产作业和管理的流程化、信息化、标准化[1]。

作为智慧矿山建设的组成部分，其集成度、先进性要与时俱进，能够与矿山其他系统、工具实现数据交流与共享，打破矿山系统壁垒，消除信息孤岛。

（二）项目内容

1、平台架构

五矿矿业-资源与技术信息管理平台采用B/S+C/S架构模式，包括技术协同平台（B/S）和数字采矿工具（C/S）两部分。

技术协同平台（B/S）是基于矿山业务数据标准和业务流程规范，构建的一个全新的地测采技术业务管理平台。为矿山地测采技术人员提供统一的数字化作业环境，业务数据严格按照工作流程在同一平台上自动流转。平台采用B/S架构，主要实现流程流转、待办提醒、数据提交与更新、在线审批、成果快速检索与查看等功能。

数据采矿工具（C/S）是矿山全生命周期业务流程中需要的工具软件，包括地质建模、资源管理、井巷工程、采矿设计、爆破设计、生产计划以及测量验收等一系列软件模块[2]。

平台建设要做到现有功能和数据库数据的完全继承与需求的升级。

2、业务应用

地质业务应用包括探矿孔设计、探矿孔验收、钻孔编录、刻槽编录、平剖面图更新、地质解译、地质建模、一次圈定、二次圈定、资源管理等方面的业务功能。

测量业务应用包括井下施工测量（测点）、井下工程测量（模型）、工程验收、地表测量、工程验收及监测等方面的业务功能。

采矿业务应用包括开拓设计、采准设计、回采设计等方面的业务功能。

三、总体设计

（一）设计目标

通过对矿山以及客户整体业务的深入理解，结合客户生产现状和功能需求，分析制定本系统总体设计的标准规范，包括系统总体架构、技术架构、功能架构、数据架构、业务流程、系统接口、系统部署以及系统安全等，指导设计人员编写后续系统详细设计、数据库设计等文档，以及指导开发实施人员开发实现并实施交付系统。

（二）设计工具

客户端界面原型设计工具：GUI Design Studio Professional，Version 4.6.155.0。由于该设计工具内置控件的界面风格类似Windows XP，因此文档中功能界面原型图的风格与Windows XP相近，但是系统开发完成后的界面风格可参考OFFICE 2016。

网页端界面原型设计工具：AXURE Team Editon 9.0.0.3650。

程序流程图、业务流程图以及架构图设计工具：Microsoft Visio 2016。

数据库原型设计工具：PowerDesigner 16。

（三）系统总体架构设计

系统总体架构[3]如下图所示：

图3-1 系统总体架构

五矿矿业-资源与技术信息管理平台架构包括四层，第一层为数据层，使用中心数据库存储所有数据，包括矿山开采所包含的地、测、采以及生产管理等业务的所有信息及管理过程数据；第二层为协同作业平台层，协同作业平台是以互联网为技术手段，以矿山开采业务流为基础，以工具软件标准接口为支撑，形成协同作业、信息共享平台；第三层为工具集，主要是矿山全生命周期业务流程中需要的工具软件，包括地质建模、资源管理、井巷工程、采矿设计、爆破设计、以及测量验收等一系列软件模块，这些软件模块是通过协同平台上的标准接口与协同平台相连接，其数据来源于中心数据库，且其成果再反馈给中心数据库，从而保证数据互联互通以及共享；第四层为业务层，即矿山开采所包含的地、测、采以及生产管理等业务，通过工具集层中相对应的业务工具软件，完成具体的业务工作。

四、详细设计

（一）系统技术架构设计

五矿矿业-资源与技术信息管理平台采用B/S+C/S架构模式，其中数字采矿工具软件部分采用C/S架构模式，其他部分均采用B/S架构模式。详细技术架构如下图所示：

图4-1 系统技术架构

（二）系统功能架构设计

系统功能模块划分为个人首页、基础数据、业务流程、自由协作、技术成果、资源管理、技术服务、手机移动端和系统管理九个模块。数字采矿软件已有功能不在需求和设计之内。系统功能架构如下图：

图4-2 系统功能模块

功能模块[4]说明：

表4-1 系统功能模块说明

（三）系统接口设计

五矿矿业-资源与技术信息管理平台与安矿生产调度报表系统及生产调度运营指挥中心的数据对接，建议均采用Web Service（WS）服务或中间库的方式进行跨系统数据访问。

图4-3 系统接口设计

五矿矿业-资源与技术信息管理平台需要从安矿生产调度报表系统中获取掘进台账；并为安矿生产调度报表系统提供作业地点信息，用于掘进执行情况的对接与反馈。

数据交换共享平台是由五矿矿业主持建设，数据交换共享平台通过采集公司核心业务系统数据，实现数据的统一存储和管理，解决各部门之间数据孤岛问题，其通过完成各类数据的汇总、加工和提炼处理，形成高质量数据，满足公司各部门各层级对于数据的共享和交换需求，系统现在处于建设阶段。资源与技术信息管理平台需预留接口，待数据交换共享平台建设完成后，完成系统对接，实现数据互联互通。

（四）系统部署设计

五矿矿业-资源与技术信息管理平台部署设计如下图所示，数据中心有一台服务器（10TB），通过虚拟化分别用作Web应用服务器、数据库服务器和备份服务器。服务器与各终端以及生产调度报表等系统通过办公网络互联互通。手机移动端通过互联网访问，需要提供网络端口连接和外网备案。数据库服务器IP地址为：10.6.3.152。

图4-4 系统部署设计

五、结论及建议

五矿矿业-资源与技术信息管理平台通过设计与建设，在数据管理方面实现了数据集中存储、统一管理、共享使用更方便；在数据访问方面实现了数据具有版本控制、访问权限控制、支持多种备份方式，保证数据安全；在数据自身真实性方面实现了基于统一的数字化工作环境（数据采集）、审批流程管控（数据审核）、集中数据中心存储（数据存储），确保数据真实准确唯一；在数据应用方面实现了基于数据标准，打破系统数据壁垒，数据流转更高效，数据应用场景更多样，数据价值可以得到最大化的挖掘；在系统功能可配置方面实现了支持用户数据配置、流程配置、功能配置，可以较好的适应矿山业务发展、工艺升级，始终贴近矿山生产要求；在审批环节方面实现了将线下流程转到线上，并随着移动端等多端协同深入应用（数据采集、流程审核、指标查询），打破了一定的时空办公限制，提升了工作效率；在明确岗位职责方面实现了将岗位职责、工作流程规范固化到系统中，简化了技术管理工作，有了各类数据指标（进尺、矿量、品位、贫损指标等）的支撑，有利于矿山从过去粗犷的管理模式转变为精细化的管理模式。

参考文献

[1]陈鑫，高峰等.矿山生产技术协同平台研发与应用[J].黄金科学技术,2020.

[2]毕林，王晋淼.数字矿山建设目标、任务与方法[J].金属矿山,2019.

[3]于征.基于5G通信的电动汽车远程监控系统设计与实现[J].通信电源技术,2020.

[4]任艺琴.基于微服务架构的人社公共服务平台的设计与实现[D].山东：山东大学,2021.