采礦業是一個復雜的產業。從地殼中提取出不同形狀、大小和化學成分的原料，并將它們加工成為有著統一標準、高質量的最終產品，這是一個極具挑戰性的過程。更不要說該過程要涉及大規模的原料運輸、調度和去向，這就像一個沒有那些帶有標記盒子的制造業工廠。

自動化在礦山環境中具有重要作用。然而，對于大多數采礦企業來說，自動化是一個比調控系統、監管和儀器化更大的概念。自動化覆蓋了從地質/地理信息系統軟件到自動化機器，從礦山運行軟件到優化系統等方方面面。

隨著全球礦業自動化的發展，未來可能會呈現出七個趨勢。

趨勢01應用信息系統來完成數據集成和用戶自定義的數據聚合

在一些采礦作業中信息大量存在。各種不同的和專有的系統提供了大量的數據，比如程序控制、企業資源計劃(ERP)、制造執行系統(MES)、實驗室信息管理系統(LIMS)、加工信息管理系統(PIMS)、質量控制、資產管理、團隊管理、地理信息系統(GIS)和能源管理系統。而這些數據如果不以一種有效的方式來處理、過濾和集成的話，將會是無用的。

如果無法得到合理的連接，一些應用程序會因為數據庫的孤立做多余的工作，重復生成數據和電子數據表，這時候就需要人工輸入或是利用自制的自定義軟件來連接這些應用程序。

為了解決這一難題，采礦作業正向信息綜合集成化的思路和框架轉變，要以一種合理的方式將不同的應用程序連接成為一體，從而達到共享信息、集中數據以及更好的數據交換和編排。此外，供應商系統個體也需要更加友好并使用開放標準來確保信息是可訪問的。

用戶自定義的數據聚合。使用聚合數據時，一個生產經理能夠自定義他的個人電腦屏幕來顯示能源效率的信息、礦石顆粒大小、等級、成本和排放量。他所需要做的就是拖拉那些目前急需的關鍵績效指標(KPIs)、報告和趨勢，即使這些信息來自不同的源和層。

從一個更高水平來說，一個車間經理能夠集中和形象地看到更多的信息，而不僅僅局限于處理信息。辦公大樓的能源和公共設備的消耗與IT以及計算機的處理裝置能夠被集中顯示在一個屏幕上?？偟膩碚f就是用戶可以從所有可用的數據來源中，根據自己的需求來自定義他們的界面。

▲ 圖2 一位生產經理能夠根據自己目前的需求來自定義他的私人電腦屏幕從而聚合那些他所需要的重要數據

趨勢02連通生產信息和能源信息

用戶需要對能源是如何被使用的有更加深入的了解，還需要有能力識別單位產量能耗增加的誘因和根源是什么。這種理解需要及時獲得準確的能源信息，以及了解能源使用的操作環境。一些用戶擁有能源消耗信息，但這些信息并沒有與生產信息相互對照。還有一些用戶無法辨別正常流程需求引起的過度消耗或非正常行為引起的過度消耗這兩者之間的區別。

▲ 圖3 生產環境中的能量：每種生產方式每噸的平均能耗
 

在這種情況下，能源預測是非常具有挑戰性的，因為關于能源如何被利用并沒有一個獨立且完整的模式。

很多年來，能源消耗和生產流程控制分別由兩個互不相關的部門來操作，這就是典型的信息孤島，沒有連接或綜合分析。然而今天，這兩個因素是不可能不聯系在一起的，因為能源效率本質上是過程控制的優化。產品、操縱裝置和功率之間物理和數據的結合允許用戶將工藝性能和能源管理，質量和效率聯系起來。能源信息也可用于在線流程的優化。

在加工處理過程中，最重要的就是掌握在線能源效率信息。這也使得操作者能夠管理能源消耗和它的成本，并估算他們所做的決定會產生的影響。這是能源和控制系統的完美結合。

趨勢03采場的網絡和以太網技術

來自采場和控制系統的有用數據能夠透明直接地輸入生產和業務應用層面，并且成為一個重要的信息來源，這將大大減少數據錄入、重復輸入以及輸入錯誤。更重要的是，這些信息來自于實際的生產過程。

包括儀器儀表、在線分析儀表、電機控制在內的設備，還有一些專用設備，比如測量礦石重量和氣體排放的設備，這些與以太網網絡相連接的設備允許用戶獲取數據制作可視化數據，并且以一種流程化的方法來配置和維護這些設備，而不僅僅局限和孤立于某一個流程的領域。

嵌入式web服務器允許用戶只需使用商業web瀏覽器就可以訪問監控和配置設備。一個開放的工業以太網網絡可以節省用戶專有軟件的成本并提供更加直觀的工具。這項技術還允許用戶根據他們的需求來定制設備主頁。一旦出現錯誤或者變量處于臨界水平，電子郵件服務器會通知用戶。

在工廠層面，以太網和互聯網技術允許遠程設備訪問。在設備層面，孤立的礦山也可以得到監控和維護。

趨勢04集中操作和監控

在采礦作業中，一個必須提及的概念就是中央虛擬控制室的使用。中央控制室在一個固定的位置來監控遠處不同位置的礦山。例如，中央控制室可以監控來自不同的單位的所有能源消耗，并且在一個固定位置對比不同工廠的性能，包括其裝備水平和負荷。從商業角度來看，這有助于基準測試和對比不同工廠的相同處理過程。

趨勢05無線電通訊

多年來，無線電通訊已在礦山環境中得到使用，例如，堆取料機通信，偏遠位置的遠程泵系統，流動控制通信。但是世界正變得越來越無線，可想而知，這項已有技術的下一步就是在工業生產和工廠中的使用。

無線傳感器、射頻識別材料和個人跟蹤、狀態監測和數據采集都變得越來越普遍，并且在礦山工業中都能找到其應用。一些礦業公司為了達到可追溯性的目的已經測試了那些與鐵礦石球團混合的標簽。此外，為了達到高效率的監管和資產管理策略，無線網絡技術正在往儀器和設備網絡發展。

無線正面臨技術整合和過程控制這兩大挑戰。正如多年之前的光纖“戰爭”，一場無線技術間的斗爭正在進行。除了性能和安全，用戶們正在等待這項技術的標準化和技術定義。

不同的技術和供應商之間的競爭意味著用戶對這項技術并不是完全充滿信心的，并且都想等到這項技術完全被接受和整合之后再做投資。

此外，無線技術的本意是用它來操作儀器和電動機控制中心，從而減少電纜在這些過程帶來的不便。然而閉回路控制和關鍵聯鎖中無線技術的使用仍然讓用戶有所顧慮。

趨勢06自動化系統

采礦公司正在對自動化設備和機器的安全和效率做深入的調查，如，自動卡車、自動挖掘機等。該項技術包括從遠程操作和半自動操作到一個完全無人類參與的自動化系統。最大的挑戰不僅僅是設備的完全自動化，還包括需要設計一個系統，該系統要涉及到多個自動化機器的同步運轉，所有的操作以一個協調的方式遵循同一個時間表，并且保持適當的位置和安全措施，以避免碰撞。此外，整個系統必須是智能的，并且有能力適應生產變化和意想不到的突發事件。

趨勢07圖像和視頻處理工具

迄今為止，相機系統和視頻監控還只是應用于人類和財產保護方面。然而，它們也可以被應用在礦山環境中，與常規的監控不同，它們能夠自動識別有缺損的設備、上漿、分裂和熱剖面設備。影像分析的優化整合和相機系統的自動化工具，如過程控制、監督體系等，將有助于改善圖像和視頻的解決方案。

這七項技術像是一個縮影，詮釋了自動化將怎樣影響未來的采礦作業。合理整合的自動化技術，加上更加先進的提取和精煉技術，一定會幫助用戶更加安全、高產、高效和環保地進行作業。