中企海外智慧化礦山建設面臨問題及應對措施

楊思敏,高立強,王 亮,劉 威

(北方礦業有限責任公司,北京 100053)

0 引言

目前全球進入了一個智能化發展的新時代,在這樣的大背景下,智能化建設成為全球行業,尤其是制造業的一大熱點。我國在十九大報告中也明確指出“推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合”為制造業的智能化發展指明了方向。在2020年4月工信部相繼發布了《有色金屬行業智能冶煉工廠建設指南(試行)》。在今后相當長的一段時間內,中國礦業要實現綠色、可持續發展,必須走智能化礦山的道路,以改變傳統的管理模式和運營方式,只有借助智慧化礦山建設,利用高新技術,才能真正優化配置資源,整體提高礦山運營經濟效益。

隨著科技不斷發展,我國各大礦山企業都在積極推進智慧化礦山建設,爭取占領智慧化礦山建設高地,以達到示范效應,提高自身競爭優勢。在全球經濟一體化發展趨勢的影響下,我國礦企積極響應國家“一帶一路”政策[1-2],實施“走出去”戰略,充分利用國外和國內兩種資源、兩個市場,加速在海外拓展礦產業務,不斷擴大企業的發展規模,進一步加大我國戰略資源儲備力量。然而,目前中資企業在海外智慧化礦山建設方面存在諸多問題與障礙,一方面是部分海外礦山企業在智慧化、智能化建設帶來的優勢認識不夠深刻,另一方面由于自身技術的落后,在現階段推行智慧化礦山成本較高,時機還不夠成熟。如何能在海外礦企競爭中獲得優勢,抓好海外礦山智慧化建設是重中之重。本文主要針對國內大型礦山企業海外投資建設智慧化礦山遇到的共性問題,針對性地提出相對應解決方法。

1 智慧化礦山建設簡介

“智慧化礦山”是隨著計算機技術、微電子技術、信息技術和網絡技術的迅速發展近幾年在國內提出來的新概念[3]。智慧化礦山是將信息化技術、互聯網技術、自動控制技術結合在一起應用于礦山開采過程中,實現整個礦山的三維可視化和礦體模型可視化[4]。智慧化礦山的核心思想內容是通過計算機技術建立一體化礦山時空框架,整合礦山地質數據資源,將礦山所固有的真實信息進行三維化數字顯示,建立智慧化的礦山空間數據倉庫和集成化的礦山三維空間模型,并對整個礦山進行詳細、準確的描述。在建好的三維平臺上,關聯礦山各類軟件系統與數據流程,為礦山生產作業提供實時監測數據,實現礦山信息的實時動態性以及管理生產一體化,并對礦山安全、應急救援等提供基礎平臺和決策支持。智慧化礦山建設最重要的意義是促進礦山信息化改造,實現采選冶自動化與智能化、保障礦山安全、高效、綠色及可持續開采,實現科學生產[5-6]。智慧化礦山順應了時代發展的潮流,深度融合了當前涌現的新型科學技術。智慧化礦山建設是提高安全生產效率,降低生產成本,提升競爭力和管理水平的有效途徑[7]。

智慧化礦山建設是一項系統性工程。圖1為國內某大型露天礦山智慧化建設所包含的內容。該系統主要由5G/4G通信網絡系統、礦山數據中心、數字采礦軟件平臺、礦山生產執行系統平臺、三維可視化管控平臺、卡車智能調度系統、安全生產監測監控系統、無人駕駛系統、質量控制系統構成的集成系統,形成一個高效、綠色、安全的智慧化礦山系統。

圖1 國內某露天礦智慧化礦山系統建設內容

2 中企海外礦山的基本特征及智慧化礦山建設現狀

2.1 典型中企海外投資基本情況

近年來,隨著國家“走出去”及“一帶一路”戰略的實施,國內很多大型礦山企業如紫金礦業、中國有色、五礦集團、洛鉬集團、北方礦業等在立足于國內發展的同時,將更大的目光放在參與更多國際重要項目上,都積極通過收購或參股的方式,獲取海外優質資源。典型中資企業海外投資礦山主要項目如表1所示。另外還有中國黃金、華友鈷業、天齊鋰業、中鐵資源、江銅集團等大型行業巨頭,也都在積極布局海外礦山項目。

從表1可以看出,目前亞洲、非洲以及大洋洲是我國中資企業境外投資的重點區域,中資企業海外投資局面已打開。截至2018年11月,我國投資境外非油氣礦山項目總計353個,70%的項目集中在亞太和非洲地區,其中亞太地區179個非洲地區70個。按照投資國家來看,我國礦業投資項目主要集中在澳大利亞(127個)、加拿大(35個)、蒙古國(15個)、贊比亞(15個)、南非(15個)、剛果(金)(11個)、吉爾吉斯斯坦(11個)等[8]。很多大型的中資礦山企業,盡管在走出去之初,經受到不少困難,但在國家的政策以及海外東道國政治、經濟穩定環境支持下,通過自身積極努力,使得一些大型礦山項目得以在海外生根發芽,取得了豐碩的成果。

表1 典型中資企業海外投資礦山主要項目

2.2 中企海外礦山基本特征

要探討中企海外智慧化礦山建設,必須了解中資企業海外投資礦山的基本特征。只有在此基礎上才能更好并具有針對性地在海外建設好智慧化礦山。總的來說,中企海外礦山具有以下幾個特點。

(1)資源稟賦相對國內較好

中企在海外投資的礦山大多數來自于原西方國家管控的礦山,由于各種原因出售資產,這些礦山相對國內的礦山總體來說資源儲量較大、礦山壽命長、品位較高。比如紫金礦業投資的卡莫阿-卡庫拉銅礦資源量4 300萬t,為全球第二大未開發銅礦；俄羅斯圖瓦塔什特克鉛鋅多金屬礦是西伯利亞地區高品位特大型多金屬礦床；五礦集團收購的拉斯邦巴斯銅礦擁有1 200萬t品位為0.73的銅礦石儲量；中國有色集團與緬甸合作開發的達貢山紅土鎳礦,鎳平均品位在1.9%左右,擁有鎳資源量70萬t。

(2)智慧化程度低,技術力量薄弱,運行效率慢

很多中資企業海外收購的礦山由于當地社會發展水平以及基建落后的限制,仍然有很大一部分依靠傳統的采選冶技術。大多數中資海外礦山無論在管理方式還是在生產運營方面,相對西方發達國家礦業公司以及國內礦業公司,都比較落后,智慧化程度也普遍較低,生產運營數據利用率低。

(3)合資開發建設

中資企業在海外投資的礦山大多集中在東南亞以及非洲等地,這些地方基礎設施落后、建設成本高、開發周期長、加劇了投資風險。為了降低投資風險,進行合理的投資,大多數中資企業都會選擇以參股或并購的方式在海外經營礦山,比如中國有色集團的達貢山紅土鎳礦、紫金礦業的波爾銅礦等。有些礦山雖然中方參股較高,但管理層西方國家仍占多數,比如五礦集團的拉斯邦巴斯銅礦、中鋼集團的恰那鐵礦等。

2.3 中企海外礦山智慧化建設現狀

智慧化礦山的發展與計算機技術和信息技術的發展密切相關,國際上智慧化礦山的發展非常迅速,基本實現了機械化代替人工的礦山智慧化模式。20世紀90年代初,加拿大國際鎳公司是發展智慧化礦山建設的先驅。目前,加拿大鎳公司建成了集先進的地下移動計算機網絡、地下定位和導航系統、采礦過程監控和控制軟件系統、適合遠程遙控采礦于一體的智慧化礦山系統[9]。

近年來,隨著我國智慧化礦山建設步伐的推進以及國家“一帶一路”戰略高標準要求,中企海外礦業公司也在逐步推進智慧化礦山建設。由于很多東道國計算機技術以及信息通信較為落后,信息傳遞和網絡共享及時性和全面性不夠完善,生產理念觀念的固化,智慧化礦山推進速度較慢。特別在一些發展水平落后的國家,如剛果(金)、贊比亞、巴布亞新幾內亞以及東南亞國家,由于當地人口素質低、技術力量薄弱,推動智慧化礦山建設就更加困難了。總體來說,除了一些與國外先進礦山企業合資的礦山外,大多數中資企業海外礦山智慧化建設落后,信息化建設程度較低。目前,在非洲謙比希銅礦是中國企業在海外開發的第一座有色金屬礦山,已實現了對東南礦體安全、高效、低成本的開采目標,這是非洲第一座智慧化礦山,也是我國在海外礦山建設中智慧化、自動化程度較高的一座礦山。

3 中企海外礦山智能化建設面臨的問題及應對措施

3.1 面臨問題

(1)受當地發展水平限制

中企在海外投資的礦山大多位于一些不發達地區,當地基礎設施落后、信息不順暢、發展水平低,國家政策對于智慧化礦山的建設沒有要求；在一些國家和地區需要解決當地人口就業,智慧化礦山將大大減少員工數量,從大的環境下決定了中企海外智慧化礦山推進緩慢。對于這些發展水平落后的國家,人工成本本身就比較低,因此從人工成本考慮,也進一步阻礙了智慧化礦山的發展。

(2)信息孤島嚴重,數據利用率低

對于一些大型的海外礦山企業,在積極推動智慧化礦山建設,但部分數據未能很好利用起來,各個工藝環節信息化方式和信息化水品不同,數據格式的兼容性差,不能很好銜接,信息化孤島現象嚴重,影響礦山運行效率；另一方面礦山現場與總部信息更新不及時,存在信息滯后現象。另外,很多做智慧化平臺的服務公司,只是簡單地將數據進行集成,對于數據本身的作用沒有充分挖掘,即只形成了大數據,而沒有真正形成對于管理者以及決策者有價值的數據支持,最終還要利用現場員工經驗判斷,缺乏多系統數據共享和智能決策,從而使得智慧化礦山建設表面化,深度不夠。目前,一些礦山企業僅在數據的錄入、查詢、統計上實現了比較高效的功能,而在充分利用現有數據以預測日后生產經營發展趨勢上,還缺乏應有的深度。

(3)初期投資大

智慧化礦山建設是一項長期性、系統性工程。很多中企海外礦山項目建設投資比較大,如果再進行智慧化礦山建設,會進一步增加項目投資,提高了項目投資風險,且智慧化礦山建成后獲得的經濟效益短時間不明顯,這也大大阻礙了中企在海外礦山建設智慧化礦山的步伐。

(4)技術儲備不夠

智慧化礦山的建設目前在國內興起比較晚,雖然孕育出很多專門做智慧化礦山的企業,比如丹東測控、迪邁科技、天河道云、3Dmine等等。但這些公司專業領域各有所長,各個企業信息化系統間接口、傳輸協議和兼容性不完善。而一個大型的礦山智慧化建設往往需要多個企業互相配合,實現優勢互補,這將進一步為礦山智慧化建設增加難度。海外礦山企業員工多為屬地化員工,文化水平低,中方員工大多數為專業性,既懂專業又懂智慧化礦山人才較少。

(5)不確定因素較大

當前以美國為首的逆全球化貿易主義重新抬頭,地緣政治緊張、政策不確定性因素影響加劇。中企海外礦業投資本身就是一個高風險的行為,需要面對復雜多變的國際環境,涉及到資源、政治、匯率、工藝技術條件、民族矛盾、疾病、法律等風險。通常一個項目從礦山建設到達產,歷時3～4年,涉及不同相關方,隱含各種風險。正因為這些風險的存在,使得很多中資企業在海外礦山建設時考慮盡快收回投資,不愿在智慧化礦山建設上下功夫。

3.2 應對措施

(1)順應客觀條件,堅持因企制宜,注重實效

各中企海外礦山項目要根據企業自身發展戰略以及實際生產經營情況,并且充分考慮海外礦山資源稟賦條件、礦山所處生命周期階段、工藝裝備水平以及當地信息化建設基礎,明確自身礦山企業要不要建設智慧化礦山,建設一個怎么樣的智慧化礦山是非常重要的。對于一些資源稟賦較好,礦山壽命較長,地理位置又處于當地經濟發展較好,政治、經濟風險較小的礦山項目,可大力發展智慧化礦山,逐步降低生產運營成本,提高企業總部與項目現場的信息管控,提高礦山企業競爭優勢。在促進企業自身發展的同時,還能起到標桿與示范作用,在一定程度上通過良好的項目效應,也加強了兩國之間的戰略信任關系,特別是“一帶一路”沿線國家,更加促進了中企的海外形象。當然有些礦山項目本身資源稟賦不是很好,分布較為分散,地區也比較落后,政局較為動蕩,貨幣風險大,就不適宜搞智慧化礦山建設。總之,發展智慧化礦山要適應當地經濟發展,順應客觀條件,要從本身需求出發,因企制宜,注重實效。

(2)堅持整體規劃、分步實施

智慧化礦山建設是一項系統性工程,不可一蹴而就。對于一些礦山生命周期長,資源分布集中的中企海外礦山企業,尤其是一帶一路沿線國家項目,要堅持整體規劃智慧化礦山建設,既要響應國家一帶一路戰略要求,也要符合他國礦山建設規劃,從全局、整體層面進行頂層設計。同時,要從礦山生產實際需求中,分步實施、有序推進、合理規避風險、滾動發展,逐步完善智慧化礦山建設。

(3)創新引領,數據驅動

智慧化礦山不是各種信息化、自動化的簡單疊加,而是根據礦山現有管理的要求以及作業流程,創新性地設計出一套貼合自身礦山的信息處理模型與框架。各中企海外礦山要充分擁抱時代所發展的新型科技工具,積極學習歐美先進礦山信息化方法,應用大數據、人工智能、邊緣計算等技術提升信息系統學習與認知能力,培養礦山內部復合型人才。目前國內智慧化礦山建設在露天礦區可視化分析、三維激光掃描、三維瀏覽、智能卡調、影像卷簾、安全環保、邊坡監測、無人機技術、數據整理這幾方面已逐步成熟,海外礦山要大力引進先進的生產與運營方法,切實提高礦山管理水平。

4 結論

我國大部分礦產資源需求還未到峰值。毋庸置疑,隨著國家工業化的進一步加快,國家對于礦產資源的依賴程度依然很高。根據國家資源政策導向、礦業開發環保要求以及對外投資方針,未來我國將持續會有一大批中資企業在海外積極布局礦山項目,保證礦產資源和自身企業平穩發展,未來的海外礦山智慧化建設之路必不可少。

各中資企業在海外礦山建設要立足企業本身需求與發展戰略規劃,順應他國客觀條件,利用新型創新技術,循序漸進、滾動發展,培養好復合型人才。充分發揮智慧化礦山建設的優勢,達到降本增效,增進企業總部管理等作用。