矿山数字化技术现状与发展方向1
陈建宏，古德生，周智勇
中南大学资源与安全工程学院，长沙（410083）
E-mail：cjh@https://www.doczj.com/doc/0919379803.html,
摘要：本文对我国“九五”、“十五”期间我国矿山数字化和信息化研究成果和存在的问题进行了分析；对目前具有一定争议的“数字矿山”建设的目标、内容、思路和方案进行了讨论；对数字矿山和矿业ERP的概念进行了解释和界定；对矿山信息化发展的模式和阶段进行了分析；对我国矿业信息化项目建设的优先顺序进行了论述；对国内外矿山数据仓库技术的发展方向和应用前景进行分析。全文试图对我国矿山数字技术的现状与发展趋势作简要评述，期望对新世纪我国矿山数字化和信息化发展理出一个指导性思路和基本框架。
关键词：矿山数字技术，数字矿山，矿山信息化，建设目标，发展趋势
1 前言
矿产资源的开发对人类赖以生存的环境造成了极大的污染和破坏。因此，如何在有限的资源条件下，在生态系统包容能力允许的条件下，探讨矿产资源开发与环境保护，实现经济的可持续发展是21世纪人类面临的重大课题。如果继续沿袭旧的外延扩张式经济发展模式，而不是转向寻求一种变革性力量，将难以解决矿产资源开发中的诸多矛盾。强化信息资源开发利用，加强矿山数字技术运用是这种巨大变革性力量的主力军。
信息化建设已成为我国的一项重要的战略国策，国家“十五规划”中明确指出：“信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业升级和实现工业化、现代化的关键环节。要把推进国民经济和社会信息化放在优先位置。”并提出“坚持以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”的战略方针。因此，充分利用现代信息技术，实现矿业的可持续发展，达到资源开发与环境保护和谐统一，是“十一五”矿业发展规划要解决的重要任务之一。
矿山企业作为资源开发的主体，其信息化是矿业信息化的重要组成部分之一。矿山信息化即是挖掘先进的管理理念，应用先进的信息技术去整合矿山现有的生产、经营、设计、管理，及时地为矿业“三层决策”（战术层、战略层、决策层）系统提供准确而有效的数据信息，以便对市场需求做出迅速反应，进而提升矿业经济核心竞争力的过程。矿山信息化不仅是矿山信息技术的延伸，更重要的是矿业管理、组织结构、业务流程的变革和延伸[1-7]。
近年来，随着我国矿业经济的繁荣以及信息技术的发展，我国矿山企业对信息化软件产品的需求大量增加。上世纪90年代，由于我国矿业经济不景气，矿山企业、高等学校及研究院所在相当长的时间内，对矿业软件产品的研发速度缓慢，除了经济因素外，其中主要原因是矿山行业难以留住高水平的软件开发和管理人员。面对新世纪迅速繁荣的矿业经济和快速发展的采矿工业，目前我国矿山信息化发展存在二大矛盾：一是矿山信息化产品需求空前增加与国内矿山软件产品研发能力相对滞后的供需矛盾；其次是矿山企业领导对“数字矿山”的高期望值与矿山IT人才流失严重，IT技术力量的严重不足，操作维护培训跟不上，难以保证系统良好实施和运行的矛盾[1-3]。
与此同时，面对中国巨大的矿业软件市场，国外矿业软件商的将主要力量转向中国，在1本课题得到全国优秀博士论文专项基金（(200449）的资助。
经济利益的驱动下，国内相继出现大量的国外矿业软件代理商（如Surpac、Micromine、Datamine、MineSight等），他们利用自己在国内的客户关系与国外软件厂家密切合作，使得目前国内矿业软件市场正在迅速被外商占领，这种发展趋势必须引起我国政府和矿山企业决策层的高度重视。本文试图对我国矿山数字技术的现状与发展趋势作简要论述，期望对我国新世纪矿山数字化和信息化发展思路理出一个指导性的基本框架。
2 矿山数字技术现状
2.1 中国矿山信息化概况
“九五”、“十五”期间，我国矿山企业在应用推广信息技术中进行了较大投入，打下了一定的基础，取得了明显的效益，也促进了矿山安全生产。煤炭行业比非煤矿山投入的力度大，煤炭行业广泛应用先进适用的信息技术，有效提升全行业的生产效率和管理水平，成为我国煤炭行业实现跨越式发展的历史性契机，非煤矿山近几年也在迎头超赶，像中铝、宝钢、首钢等大型企业集团信息化水平已经相当高。总体上，我国矿山信息化有以下特点：
(1)以信息流为主要特征的煤矿机电一体化产品已在煤炭生产作业中得到普遍应用。以
计算机为核心的电牵引采煤机、全数字直流提升机成为国内市场主导产品。
(2)煤矿安全生产监控系统得到迅速推广。目前国产的煤矿安全监测系统已在400多个
煤矿得到使用，基本上占领了国内市场。
(3)煤炭企业信息系统的开发建设从单项应用走向系统集成，成为煤炭信息化建设新趋
势。据统计，“九五”末国有重点煤炭企业用于生产经营管理的计算机约有5.4万多
台，普遍应用在财务、销售、计划、统计、劳资、物资、固定资产等重要管理环节。
据原国家经贸委《全国企业信息化建设现状和十五规划情况调查报告》调查显示，煤炭行业60%的企业信息化装备水平较高，硬件投入大，但全面实现信息化管理的企业寥寥无几。矿山行业的信息化，明显存在重投入、轻管理，重局部、轻整体，重硬件、轻软件的问题，重项目建设，轻IT人才培养。主要有以下几点：
(1)矿山行业信息化的整体水平不高；
(2)矿山行业信息化发展不均衡，主要表现在企业管理信息化相对进展迟缓,企业之间
的信息化差距很大；
(3)“信息孤岛”问题严重制约着矿山行业信息化整体效益的实现；
(4)行业专用软件研发相对滞后，研发力量薄弱，从现有市场情况分析，适合矿山行业
特点和需求的专用软件比较缺乏，难以充分满足矿山生产发展和技术升级的需要。
2.2 矿山数字技术的新进展
二十世纪80年代，一些矿山企业与科研院所、大专院校开始合作探索计算机技术在矿山设计和生产中的应用，并开发了一些应用系统软件，如：矿山资源储量计算软件、矿井通风系统软件等等，为推动我国矿山信息化建设起到了积极的作用。九十年代后，随着国家信息化的快速发展和市场环境的变化，矿山信息化进入快速发展阶段，围绕着如何提高矿山生产效率和管理效率、降低开采成本、提高矿山开采的技术水平和生产能力等开展了大量的研究，并取得了丰硕的成果，主要成果概述如下[4-8]：
1、矿床可视化建模和储量计算得到推广
随着数字地球、数字中国等概念的不断涌现，“数字矿山”的概念也逐步得到推广和实施。通过矿山地质数据的获取、输入与管理，建立矿床地质模型，实现矿山地质图件编制及地质
统计学品位与储量计算。国际著名的数字建模软件如：澳大利亚的SURPAC、MICROMINE、美国的MINESINGHT和英国的DATAMINE等在我国许多矿山得到广泛运用。
2、计算机辅助矿山规划与设计大幅度的提高
在矿床三维模型的基础上，进行地质储量计算，运用计算机辅助矿山规划与设计软件，优化开采境界，编制矿山的长、短期计划，动态、快速地调整生产计划，从而实现矿山的最大净现值班、最大资源利用率，并提高工作效率，降低生产成本。如:江西铜业公司在全国矿山率先采用了国际上普遍应用的矿山规划与设计软件—MinSight软件，能够根据矿业市场行情快速优选出最具有市场竞争力的采掘方案，以降低剥离费用和减少采矿设备及维修设施的投入。安徽铜都铜业股份公司的狮子山铜矿作为其深部冬瓜山铜矿床开采的配套技术引进了英国全套DATAMINE矿业管理软件，采用线性规划技术实现矿山长、中、短采掘计划编制，能实现现在适当的时间、适当的地点开采出的矿石数量和质量，使矿山企业投资效益最佳。
3、矿山生产调度和生产控制广泛采用微电子与计算机技术
矿山积极采用新工艺、新技术、新方法开展创新改造工作，使企业的生产过程自动化、设备智能化的水平有了较大的提高；特别是大型企业的整体素质提高较快、效益明显。如德兴铜矿于1998年开始采用美国模块公司的DISNTCH系统，系统由调度中心、通信网络、车载系统等部分组成，可对车辆的运行状态、安全状态、技术状态进行自动化统计、分析、调度，极大地提高了露天矿的生产效率和安全性。据统计，设备使用率提高了7%以上，年采矿成本减低1500万元。德兴铜矿大山选厂引进选矿自动控制系统，该系统以Windows NT 为平台，采用现场总线系统，并可通过Internet实现生产过程监控。金川有色金属公司的龙首矿井下皮带运输系统按照ABB公司的MP200分布式控制系统，充填工区分别安装了HONEYWELL公司的MICO—TDC3000和SCAN3000分布式控制系统，选厂二期工程安装了OMRON公司的C—20可编程逻辑控制器，磨浮系统安装了AB公司的S100可编程逻辑控制器，基本上实现了生产过程的自动控制。
4、矿山MIS/ERP软件及网络硬件环境得到改善和提高
大中型矿业企业已建立起不同层次的管理信息系统，随着企业体制与机制的改革，由传统的MIS系统向现代企业的集成MIS系统转型。计算机网络由共享式基带网络建设向交换式综合信息应用的高速网发展，有局域网向INTERNET转型。像江西铜业公司、中铝已投巨资建立了ATM网和ERP系统，达到了国内外先进水平。云南铜业公司信息系统建设的一期工程，建立了NOVELL网应用了ORACLE数据库，并先后开发了一些应用系统，如：生产管理系统、计划管理系统、财务管理系统等，这些系统的应用极大到提高了生产效率，规范了企业管理。铜陵公司的“三网合一”综合信息网建成及运行给企业带来显著效益，代表了目前网络建设方向。
5、电子信息技术应用与信息资源的开发成绩显著
有色大型矿山企业在信息化建设中，电子信息技术应用与信息资源的开发，已从单项开发应用向集成化、综合化发展，向管/控一体化、CIMS、ERP方向推进，向电子商务初级阶段迈进。像金川公司、中金岭南集团、中铝广西分公司等都是应用好的先进单位。
2.3 矿山信息化的新问题
我国有色矿山信息化建设取得巨大成就。应该看到，同我国信息化建设的整体趋势和先进矿业国家相比，我国矿山信息化总体水平还很低，还存在不少问题，具体表现在：
1、“信息孤岛”日显突出
随着矿山企业计算机技术应用的不断深入，不同类型的业务系统和大量的业务数据分散在企业内不同部门、不同系统，由于缺乏数据交换机制，数据需要重复多次输入，是数据一致性无法保证，信息及时反馈难、共享差，产生所谓的“信息孤岛”，造成信息资源和设备资源的极大浪费。
2、信息系统建设出现“断层”现象
目前矿山企业的信息化投入和应用的分布很不均衡企业的中间层，如设计部门和财务部门等已经初步实现了计算机管理；但企业决策部门的信息化建设依旧很薄弱，基本停留在“形象工程”上，相关的报表满天飞。目前矿山信息化建设处于“战术层”的居多，而企业的“决策层”和“决策层”是相当薄弱。
3、矿山数据丰富但知识贫乏
随着数据库技术的迅速发展以及数据库管理系统在矿山广泛应用，矿山积累的数据越来越多。激增的数据背后隐藏着许多重要的矿山生产经营信息，人们希望能够对其进行更高层次的分析，以便更好的利用这些数据。但目前的信息系统可以高效的实现数据的录入、查询、统计等功能。却由于缺乏有效的数据分析和挖掘工具，无法发现数据中存在的关系和规则，无法根据现有的数据预测矿山的发展趋势，从而导致“数据爆炸但知识贫乏”的现象。
4、矿山信息的标准化工作滞后
大部分大中型矿山企业已经建立了企业内部网（Intranet）和Internet网站，但是绝大多数企业起到的作用仅仅是停留在媒体的简单扩充上，没有充分利用网络进行网络深层的信息资源挖掘，缺乏共享的、网络化的信息资源，企业的产品编码、管理编码和统计指标等技术标准、规范不一，不能使企业内部、企业与客户、供应商、业务伙伴的信息流畅通。谈不上电子商务的运用。
5、缺乏合适矿山特点的应用软件平台
矿山企业由于所处的行业及历史背景与一般的制造企业不同，矿产资源开发是一个复杂的巨系统，矿山管理信息系统的开发需要“量身定制”，以工具化、构件式设计出来实现矿山的不同需求，同时考虑信息系统的集成性和开放性。但由于缺乏既成熟矿山业务有精通信息系统开发的复合型人才，同时我国自主进行矿山应用软件开发的力度不足，导致适合矿山业务特点的应用软件溃乏，严重阻碍了矿山信息化的发展。
产生这些问题的原因是多方面的，主要可归纳以下几方面：
1、企业信息资源规划存在误区
长期以来，不少矿山企业在进行MIS（Management Information System）开发时，对企业信息资源规划存在误解。例如20世纪80年代中后期，一些矿山把“总体规划”搞成计算机选型规划；90年代初中期，把“总体规划”搞成局域网配置与设备选型规划；90年代后期至今，企业网配置方案的论证，成为“总体规划”的主要内容。矿山很少将总体数据规划列为总体规划的主体，没有考虑对企业多少年来所分散开发的结构不合理、数据繁杂混乱的“数据库”进行规范化，取消或减少数据接口，实现高档次数据环境的信息集成。
2、对MIS的认识误区
企业信息化建设中有句老话：“三分技术，七分管理，十二分数据”，信息系统的实施是建立在完善的基础数据之上的，而信息系统的成功运行则是基于对基础数据科学管理。“三分技术”中的数据组织技术尤为重要，“七分管理”中的人员组织管理、管理制度是关键，“十二分数据”是指数据的准确、及时和完善，基础代码、统计指标的统计、规范是保证，必须
以数据中心进行MIS的设计与开发。但许多企业在信息系统开发中，轻视数据组织技术，忽视组织的制度管理，从而导致不少MIS开发和运行失败。
3、对信息系统集成存在误区
信息系统集成，是就将那些孤立运行的计算机系统变为集成化的信息系统的过程，不仅包括计算机和网络环境的集成，还包括更重要的数据环境和人文环境的集成。就是信息技术方面而言，建设企业集成信息系统的基础与核心任务是数据集成，或者说是标准化、规范化的信息资源管理，只有在这个基础上才能建立和运行集成化的信息系统。但是许多企业认为，分散开发的应用系统可以通过建立数据接口实现系统集成。这些接口的数目和复杂性，随着新的应用系统增加按几何数增加。最终，增加新应用系统的花费和现有系统的集成，靠增加接口的方法，变得可望而不可及。
4、信息技术人才严重缺乏
近10年来，各行各业都在吸引信息化人才，不失时机地建立其行业、部门、企业的信息化队伍。实践证明：IT（Information Technology）人才是产业信息化的重要保证。但在矿业领域，信息人才溃乏，特别是既熟悉矿山实际情况又精通企业信息系统建设的复合型人才更是非常缺乏。
有的矿山领导人错误地认为：MIS只是一种技术系统，没有看到人在系统中的作用，不重视开发队伍、业务人员培训。有些领导甚至认为，信息系统开发一切都可以交给开发商完成，企业自己就不需要IT人员。这种想法是非常错误的因为在开发期间开发商需要企业IT 人员配合，并且即使系统正常运行后，也需要企业的IT人员对系统进行管理和维护。
3 矿山信息化发展阶段和模式[4]
美国著名的信息系统专家查德·诺兰（Richard Nolan）在20世纪80年代初根据对企业具有10-20年的计算机应用历程的总结，提出了企业计算机应用发展的六阶段（起步、扩展、控制、集成、数据管理、成熟）模型，是信息系统的发展规律早期研究的重要成果。诺兰指出企业计算机应用发展的历史是一个波浪式发展的过程，前三阶段具有计算机特征，后三阶段具有信息时代的特性；其转折点是信息的集成管理，如图1所示。但诺兰模型把系统集成和数据管理分为前后两个阶段，似乎可以先搞集成后搞数据管理，后来的实践表明这是行不通的。
20世纪90年代以来，米歇（Mische）根据信息技术的集约化管理的发展趋势，对诺兰模型进行了修正，指出信息系统集成与数据管理密不可分，集成阶段的重要特征就是搞好数据组织，或者说信息系统的实质是数据集成，并提出了综合信息技术应用的连续发展模型，如图2所示。综合信息技术应用的连续发展可分为四个阶段，各阶段的特征不只在数据处理工作方面，还要设计知识、哲理、信息技术的综合运用水平及其在企业的经营管理中的作用，以及信息技术服务机构提供成本效益和准时性好的解决方案的能力。
图1 企业信息系统建设阶段模型(诺兰模型)
这四个发展阶段是：
Ⅰ、起步阶段（60年代，70年代）；
Ⅱ、增长阶段（80年代）；
Ⅲ、成熟阶段（80年段，90年代）；
Ⅳ、更新阶段（90年代中期，21世纪初期）。
决定这些阶段的特征有五个方面，包括：
· 技术状况；
· 代表性应用和集成程度。
· 数据库和存取能力；
· 信息技术组织机构和文化；
· 全员文化素质、态度和信息技术视野。
参照诺兰模型和米歇模型可以帮助矿山企业和信息系统开发商把握矿山信息系统的发展水平，了解矿山的IT综合应用在现代信息系统的发展阶段中所处的位置，是研究一个企
业的信息体系结构和制定变革途径的认识基础，由此才能找准这个企业建设现代信息系统的发展目标。
目前，我国许多矿山企业的信息化进程基本上处于诺兰模型的第三阶段向第四阶段的过渡期，或是米歇模型的第二阶段向第三阶段的过渡期，要想进一步推动企业信息化的发展，就应该抓住过渡期的集成化特性进行信息系统集成建设。
对于那些处于增长阶段中后期的矿山企业，已经建立了一些分散的信息系统，需要在数据集成上下大功夫，建设好高档次的数据环境，综合地利用好新一代的信息技术，从而进入成熟阶段，重建新一代的信息系统。
新建矿山企业可以吸取他人的经验教训，不要再去经历起步和增长阶段，而是要抓住成熟阶段的特征，加强信息需求分析，搞好总体规划设计，综合地用好新一代的信息技术，开发集成化的信息系统；同时，还要重视业务人员的信息文化考核与培训，使之能用好新的信息系统。
4 矿山信息化的任务和目标
根据矿山企业信息化的现况和所处的阶段分析，我国矿山企业信息化现阶段的主要任务是以数据集成和信息资源开发为中心的集成化信息系统建设，即从矿山企业战略目标出发进行信息资源规划，在此指导下进行信息系统的集成开发和信息集成，大力开发利用矿山信息资源，逐步满足不同层次的管理与决策需求，是矿山信息化建设达到成熟阶段，直至更新阶段。
随着计算机技术和管理信息系统的发展，数据仓库技术已经成为信息时代的主要数据管理技术，已成为企业信息集成、信息资源开发和决策支持系统的最佳解决方案。因此矿山企业信息化现阶段的具体任务就是运用最新的信息技术和管理技术，建立矿山数据仓库应用系统，实现企业级数据集成，有效解决“信息孤岛”，开发利用矿山信息资源，服务于企业的生产经营和决策支持。
5 矿山数据仓库
5.1 矿山数据仓库的作用
1、有效解决矿山“信息孤岛”，实现信息系统的综合集成
当前，矿山信息化建设已经初具规模，但矿山现有的不同类型的业务系统和大量的业务数据分散在企业内部不同部门、不同系统，由于缺乏数据交换机制，数据需要重复多次输入，使数据一致性无法保证，信息及时反馈难、共享差，产生了所谓的“信息孤岛”，造成了信息资源和设备的浪费。通过矿山数据仓库的建设，形成企业内的数据中心，将企业的数据有机地关联起来，有效地解决企业各管理层之间，各业务部门之间、各应用系统之间数据独立和相互隔离的问题，实现信息共享。
2、规范矿业信息编码的标准化和信息系统建设规范化
随着矿山信息化建设的推进，信息化工作的中心应该从网络及信息系统的建设和维护向行业信息标准化、管理规定的制定、维护和监督转移。数据的交换、集中要基于标准的代码体系，数据的综合分析、决策应用要基于统一的指标体系。只有建立和制定企业统一的基础代码、标准的统计指标，企业内数据交换、集中和分析才可以顺利地实行。通过矿山数据仓库的建设，设立企业标准代码库，促进和规范矿山乃至整个矿业的信息标准化建设。
3、强化矿山生产经营决策的科学性
数据作为矿山不断积累的宝藏，要发挥其重要作用就必须深入应用数据的挖掘分析功能，服务领导的决策。现有的数据分散到企业的不同层次，不同部门，无法进行深入、系统的数据分析，更不能满足管理者的决策分析需求。矿山数据仓库的建立实现数据归口管理、数据双向流动、数据集成和交换、形成全企业内的数据共享，使管理者全面、及时、准确、掌握企业生产的资源、产品、成本、安全和市场需求等信息，实现生产经营决策的科学性、及时性。
4、高效管理矿山价值链
数据仓库为矿山建立一个矿山资源、内部生产经营、外部市场、客户管理之间关系的集成视图，这种视图有助于实现矿山价值链从勘探、采矿、选矿、销售到矿山复垦在全矿范围的信息共享，从而改善矿体圈定，实现勘、采、选一体化和矿山智能规划，提高矿山生产质量和效益，保证生产安全，保障工人健康，降低开发风险和成本，提高矿山经济效益。
5、全面支持企业战略决策
矿山数据仓库的建立将实现矿山企业矿产资源、生产、销售、管理数据和外部市场数据的集成，使企业决策者能够全面、及时、准确的掌握企业的发展动态和市场需求，在市场竞争中更具竞争力。
5.2 矿山数据仓库的目标
1、建设矿山企业全局性、基础性数据集成环境，实现数据的统一、集中管理
通过建设矿山数据仓库，建立矿山企业全局性、基础性的中心数据库，实现对矿山数据的有效集成管理，将不同的管理系统、业务数据关联起来，实现全企业的数据共享和数据交流。
2、建设矿山信息化基础代码库，实现矿山信息化
通过建立矿山代码中心，制定、规范矿山基础代码和指标体系，重点建设KPI(Key performance index)体系。通过基础性数据的建设，使矿山企业数据具有统一标准，达到指标规范、口径一致、数据字典标准，指标解释统一，最终促进和实现数据互动，管理集成。促进和规范矿山企业乃至整个矿业的信息标准化建设。
3、建设矿山数据分析环境，为矿山生产经营管理提供依据
通过建设矿山数据仓库，为矿山高层次数据分析创造应用环境。数据仓库能够从事务型数据库大量的数据中提取出有用的数据，通过数据集成，形成统一的决策支持数据库的存储格式，为矿山管理者和决策者提供所需的数据，并通过对这些数据的深入挖掘和运用先进的分析模型，产生出有助于矿山生产经营管理的重要信息。
5.3数据仓库技术现状
早在二十世纪九十年代，数据仓库在计算机技术领域就已经是非常热门的话题，经过了十几年的发展，其技术受到了普遍的拥护，现已成为信息时代的主要数据管理技术，成为企业信息集成、信息资源开发和决策支持的最佳解决方案。
1、数据仓库的基本特征
1992年，W.H.Inmon在其里程碑式的《Building the Data Warehouse》一书中提出了“数据仓库DW(Data Warehouse)”的概念，将数据仓库定义为：“数据仓库是面向主题的（主题是一个在较高层次将数据集合，主要用于支持经营管理中的决策制定过程”。数据仓库的基本
特征为：
（1）数据仓库是面向主题的
数据仓库中的数据是针对特定的客观分析领域组织的，这些特定的客观分析领域称之为主题（Subject），如资源利用率分析、采矿成本分析等。主题是进行数据归类的标准。数据仓库不是泛泛的、无序的数据集合，而是为了支持高效的、按主题分析的特定的数据集合，否则就成为一堆无用的数据垃圾。
（2）数据仓库是集成的
集成是指数据仓库中的信息不是从各个业务处理系统简单地抽取出来，而是经过系统加工、汇总和整理集成在一起的（称为整合），以保证数据仓库内的信息是关于整个企业的一致的全局信息。数据从原有的数据库中按一定的主题和规则抽取出来，在进入数据仓库之前，必须经过整合。主要原因有：①数据仓库的每一个主题对应的源数据，在原来的各分散数据库中存在有许多重复和不一致性；②来源不同的联机系统的数据都与不同的应用逻辑相关联，导致了更加复杂的异构性；③数据仓库中的综合数据需要在源数据的基础上做进一步的加工。
（3）数据仓库的数据量是随时间不断变化的
数据仓库的数据内容随时间不断的变化，表现在以下几个方面：①数据仓库随时间演进不断增加新的数据内容；②数据仓库随时间演进不断删除旧的数据内容；③数据仓库中包含有大量的综合数据，它们很多与时间有关系，如按照时间段进行综合，或隔一定的时间片进行抽样等。这些数据要随时间不断地进行重新综合。所以。数据仓库中的每个键都包含时间项，以标明数据在时间流程中的属性。
（4）数据仓库的数据是稳定的
数据仓库的数据主要是相当一段时间内的历史数据，用作企业决策分析，所涉及的数据操作主要是数据查询，几乎不更新。数据仓库的数据反映的内容，是不同时间点的数据快照的集合，以及基于这些快照进行统计、综合和重组而导出的数据，而不是联机处理的数据。
数据仓库是有数据库发展而来的，数据库技术以及数据库的书记组织方法等在数据库中也得到了充分的体现和应用。但数据仓与数据存在本质上的区别，如表1所示。
表1 传统数据库与数据仓库的区别
项目传统数据库数据仓库
数据仓库与生产经营相关的细节数据与决策支持相关的综合信息
数据模型关系的、层次的或索引的关系的/多维的
访问方式经常是随机的读写操作经常是只读操作
负载程度事务处理量大，但每次操作数据量少查询量少，但每次操作数据量大事务输出量一般很少可能非常大
操作需求事先可知道事先不知道
更新频率非常频繁几乎不更新
数据新鲜度实时存取当前最新数据只保存过去的数据
操作过程面向应用的事务驱动面向分析的分析驱动
2、数据挖掘技术
数据挖掘是一种决策支持的分析过程。数据挖掘定义为“从大量数据中提取正确的、非
平凡的、未知的、有潜在应用价值并最终可为用户理解的模式”。数据挖掘主要基于人工智能（AI），机器学习，统计学等技术，高度自动化的分析企业原有的数据，做出归纳性推理，从中挖掘出潜在的模式，预测趋势，帮助企业的高层决策者调整策略，减少风险，做出正确的决策。
数据挖掘是一种有效地从大量的数据中发现潜在的数据模型（Patterns），做出预测的分析工具，它是人工智能、机器学习、数理统计学神经元网络等技术在特定的数据库领域中的应用。DM的分析过程是自动的（这是与其他的分析工具的最大区别）。DM的用户不必提出确切的问题，而只需DM去挖掘隐藏的模式并预测未来的趋势，这样有利于发现未知的事实。模式有很多种，按功能可分为两大类：预测型（Predictive）模式和描述性(Descriptive)模式。预测型模式是可以根据数据项的值精确确定某种结果的模式。预测型模式所使用的数据也可以是明确知道结果的。描述型模式不能直接用于预测。在应用实际中，往往根据模式的实际作用细分为以下6种：
１、关联模式（Association Rules）:发现关联规则就是为了挖掘出隐藏在数据间的相互关系，即在给定的事务集合中发现所有的关联规则。
２、序列模式（Sequential Patterns）：序列模式分析和关联方法相似，其目的也是为了挖掘出数据之间的联系，但序列模式分析的侧重点在于分析数据间的前后（因果）关系。
3、时间序列模式（Schedule Sequential Patterns）：时间序列模式根据数据随时间变化的趋势预测将来的值。这里要考虑到时间的特殊性质，像一些周期性的时间定义如星期、月、季节、年等，不同的日子如节假日可能造成的影响，日期本身的计算方法，还有一些需要特殊考虑的地方如时间前后的相关性（过去的事情对将来有多大的影响力）等。只有充分考虑时间因素，利用现有数据随时间变化的一系列的值，才能更好的预测将来的值。
4、分类模式（Classification）：分类规则的挖掘实际上就是从数据库对象中发现共性并对这些共性进行描述的过程。
5、回归模式（Regression Analysis）：回归模式的函数定义与分类模式相似，它们的差别在于分类模式的预测值是离散的，回归模式的预测值是连续的。
6、聚类模式(Cluster Analysis)：聚类分析的目的是把分类对象按一定的规则分成组或类，这些组或类不是事先给定的，而是根据数据特征而定的。
3、数据仓库的主要研究内容
作为一个新兴的研究领域，数据仓库发展得很快，许多大学和科研机构都在这个领域进行着广泛深入的研究，数据仓库的主要研究内容包括数据仓库的建模方法、数据抽取清洗和加载、数据仓库的数据更新和性能优化、元数据的管理、数据立方计算以及基于数据仓库的数据分析技术等问题。
数据仓库的建模一般是指为OLAP建模，即在数据仓库的基础数据之上，建立数据立方及数据集市的方法。比较常用的数据仓库的建模方法有如星型模式、雪花模式、星座模式等。数据仓库建模框架和从企业操作型系统的数据模型导出数据仓库模型的方法是大家比较关注的问题。
元数据是用户存取和访问数据仓库的接口，是数据仓库管理员管理和维护数据仓库的技术依据，因此是数据仓库系统中非常关键的部分。
数据仓库多采用“星型（star schema）”或“雪片（snow-flake）”模式，其优点是可以方便的组织层次结构数据。在层次结构下，当基表方生变化时，如何传播变化，如何高效维护各级实现图的一致性，是实现“下钻”和“上翻”的关键。层次问题是数据仓库必须解决好的一个
基本问题。
数据仓库设计以及数据挖掘中的维度缩减或属性选择问题，也是学术界主要研究的问题之一。为了提高数据仓库系统的性能在设计数据集市时尽可能选择目前分析需要的变量或属性，对于与分析目标无关的属性尽量剔除。然而，设计者可能面对几百个甚至上千个的属性，如何自动地发现对于某个指标需要那些属性，或者说他与那个属性有关，以便辅助设计者选择属性。
联机分析处理（OLAP）和数据挖掘是基于数据仓库的两种重要数据分析技术。OLAP 技术主要讨论数据立方建模技术的计算和以及对数据立方的各种查询操作（例如上卷、下钻、切片、切块）等。而数据挖掘技术主要研究如何从大量的数据中发现潜在的、有用的、未知的且是不平凡的模式,用于支持决策。数据挖掘中的主要问题是研究适合于大量数据的各种挖掘算法和数据挖掘过程等。
数据仓库是一个庞大复杂的系统，如何对它进行有效而正确的管理已经成为数据仓库研究的重要课题。
5.4 国内外矿山数据仓库应用现状
随着信息技术在矿山企业的广泛应用，运用数据仓库技术来实现矿山信息系统集成和开发矿山信息资源的研究日益受到关注，许多专家学者对此进行了大量的研究。
智利天主教大学采矿中心P.K.Knights、加拿大皇后大学矿机工程系M.G.Lipsett和G.J.Goddard等均撰文指出矿山信息系统管理中的关键问题是各种信息系统的集成及彼此协调运行。为了解决矿山“信息孤岛”的问题，必须建立起矿山数据仓库，在数据仓库的基础上采用一个集成化的矿山管理系统来代替现有的多个应用系统；采矿业应该采用一个开放系统标准（Open System Standards）来定义数据格式和进行无缝数据交换的协议。
加拿大学者Z.Luacs指出需要沿矿山经营价值链的垂直方向和水平方向进行矿山信息系统集成。在垂直方向上，各供应商的传感系统可与在线控制系统、数据采集系统进行实时通信；在线控制系统还必须与调度系统、数据仓库交换信息。水平方向上，勘测、穿孔、爆破、装载运输等部门之间需要信息集成。矿山各级管理部门都能访问到详细的、操作级的成本信息。第三方系统（OEM，专业化软件）须与互联网系统集成，遗产（legacy）系统须纳入集成策略。矿山信息系统集成的关键是中央数据仓库，它能提供灵活的查询工具和报表工具来访问数据。图5-3所示为这种信息集成的概念模型。为了有效地进行信息集成，采矿业应借鉴石油行业和机械行业经验成立矿山开放系统协会MOCS(Mining Open System Corporation )或矿业开放系统联盟MIOSA(Mining Industry Open Alliance )来制定矿山数据定义、数据模型、技术运用、软件集成平台、用户接口、硬件等的技术标准。
美国学者S.Dessureault的也撰文指出，作为未来矿山劳动生产率提高的关键技术-信息技术，必须在矿山价值链上全面集成，形成勘测、采矿、选矿、销售和复垦链上的全矿范围信息共享。并探讨了目前矿山采取的两种主要集成方式-以技术供应商为主导的和以矿山生产主导的数据集成方法的优、缺点，提出了集两种方式于一体的混合式的数据集成方式；每种集成方式的关键都是数据仓库技术。
南非学者A.V orster也对矿山企业价值链管理进行了系统研究。B.Klein提出了采用集成化技术构建地下矿山的采矿-选矿一体化系统。此外，J.P.Peck、T.Z.Mugodi、D.J.Peterson、L.M.Scovell、H.L.Francis、S.B.Cheeseman等也进行了大量研究[4]。
垂
直
集
成
图3 矿山价值链信息集成的概念模型
数据仓库技术在国外矿山企业中也普遍受到关注，欧托昆普铬铁公司凯米地下矿与芬兰赫尔辛基技术大学合作预算800万美元，施智能矿山计划，提高其矿山的劳动生产率，低矿山的总成本,并改善工作条件。该计划的主要内容之一就是运用数据仓库技术进行矿山的数据的继承和开发。
加拿大渥太华的Gemcom软件国际公司设计了Gemcom企业采矿系统（Cemcom Enterprise Mining System）来集成现代矿山所需的所有应用程序，并把这些应用程序建立的数据库贮到一个中央数据库，并于1999年在南非的De Beers’Venetia矿山开始运行。
Noranda公司则建立了一套基于数据仓库技术的数据管理体系，它成功地集成了PC和UNIX的数据平台，并在此基础开发了基于Web的数据浏览和分析决策工具。
Highland valley copper公司已将OpenWorks有计划地移植到集成平台上，其未来版本OpenExploer就是一个以知识发现为目标的跨平台数据管理系统。在Highland valley copper 开展的一些技术服务中，一个重要的步骤就是数据集成，即建立中心数据仓库，在中心数据仓库上提供一些公共的、集成的信息服务。
加拿大Fording Coal公司建立了全矿的钻爆系统DABS（Drilling and Blasting System）；采矿工程师通过该系统自动地收集矿岩资料（岩性、硬度等），正确地知道生产作业，极大地提高了钻爆效率，降低了钻、爆、装、运成本，降低了矿石损失、贫化率，取得了年收益
600万加元的显著经济效益。
智利的埃尔特尼恩特铜矿已经成功地实施了数据管理的标准化。在此基础上，很多专用软件是自己开发的，都使用Oracle数据库和SQL查询语言提取数据。由于这种一致性，在开发管理决策支持工具、能够在各部门的数据库提取相关信息，便成为一项相对简单的工作。
南非一些矿山通过集成多数据源数据如ERP的产品数据库和会计系统的成本数据库来建立一个全矿综合的管理信息系统。Anglo Glod与GMSI公司于2003年合作开发MRM （Mineral Resource Management）系统，该系统是基于企业核心价值链、以矿山数据仓库为基础的集成化信息系统，预计年收益6300万兰特。
INTERGRAPH公司计划建立矿山完整的数据仓库来集成公司现有的75个信息系统，包括工程、生产、维修、选厂控制以及人力资源、财务、库存管理等。并在数据仓库的基础上开发运用电子商务系统。
就目前而言，国内应用数据仓库的企业，还主要集中在少数国有大中型企业，主要领域有：邮政、电信、银行、保险、石化等。这些行业有各自的特点：比如企业规模较大，或者是全国联网运行程度较高，企业由于身处国家经济命脉，原来信息化工作、计算机管理工作就做得比较好，数据积累有较长的年限，已经积累的数据量也比较大，生产经营客观上也要求从历史数据中发掘出可以知道下一步战略调整以及产品质量提高和改进的信息。所以，它们的数据仓库的应用工作走在了前面。
相对于其它行业，国内矿山企业的信息化建设进程相对滞后，一些矿山基于信息共享、信息资源开发和提高效率的目的，建立了各自的管理信息系统，但这些严格意义上都不能称为数据仓库应用系统，矿山企业还没有实施数据仓库应用系统的经验，而且也没有矿山数据仓库建设的成功案例。但在矿山数据仓库研究方面，许多专家学者进行了大量研究工作。限于篇幅不一一评述
从上述可知，数据仓库技术在矿业领域的应用，尚处在理论研究和实践探索阶段。对于具体的矿山数据仓库建设中的关键问题如数据采集质量问题、数据仓库设计、用户对信息需求的灵活多变问题以及数据分析技术问题等的研究少见报道。
6数字矿山技术
6.1数字矿山背景
自美国前副总统戈尔提出“数字地球”（DE, Digital Earth）概念以后，吴立新等学者提出了“数字矿山”（Digital Mine）的概念，对“数字矿山”的内涵、关键技术和建设目标从不同角度提出了各自的看法及思路。由于矿山是一个以资源为开发对象的离散生产系统，因此，数字矿山既不是“数字地球”概念的简单延伸，也不是制造型企业用得非常普遍的企业资源计划（ERP，Enterprise Resource Planning）概念的简单复制，而是一个包含二者部分特性的新概念，其内涵需要我们在实践中探索和挖掘。
在西方发达国家，数字矿山作为一个明确的技术概念并没有得到广泛的认可，在各类研究和文献中也使用较少，主要原因是，国外矿业与其他行业一样，伴随着新技术的提出和发展，顺序、平稳地经历了手工开采矿山阶段、机械化开采矿山阶段、自动化开采矿山阶段及无人矿井阶段，在技术手段上，并没有经过跨越式的发展。目前，与国内的“数字矿山”概念相一致的国外现代化矿山建设概念称做自动矿山（Auto-mine），或无人矿井，它们利用电子技术与机械技术的结合把工业机器人用于生产，使机械化转向自动化，对露天和地下矿山的
危险地区实现无人遥控作业，从而大大提高了生产率和安全性，达到降低成本，增强竞争能力的目的。
中国是一个发展中国家，工业化任务尚未完成，对矿业而言，目前尚处于机械化矿山的初级阶段。随着经济全球化以及中国加入WTO，矿产资源的不可再生性以及各国对资源占有的战略性思维，使其迅速成为经济全球化竞争的首要领域。中国矿山企业在获得良好发展机遇的同时，也面临着不可避免的、全面而残酷的竞争。与其他行业一样，国内矿业为了能够抓住机遇，并在激烈竞争中获得生机，必须改变传统的经营管理观念、经营管理方式，积极应用先进适用的信息技术等来改造提升我国的传统矿业的装备、工艺与方法、经营管理方式和手段，使企业决策、生产、经营、管理效率和水平得以较大增长，提高企业的经济效益，实现我国矿业的跨越式发展，从而增强矿业企业的创新能力和国际竞争力，这是建立“数字矿山”的原因和目标。
6.2数字矿山建设的思路[1,6,9]
1、国内矿山技术与管理现状
长期以来，我国矿山企业一直处于劳动密集型的机械化初级水平，管理方面粗放，技术和装备水平落后，决策、设计、生产等许多环节中都是依赖于经验，科学性程度不高。主要表现为：
（1）矿山地质、测量、采矿技术工作手段落后；
（2）开采设计和计划编制人为经验居多、科学性不够；
（3）生产过程自动控制程度低、生产效率不高；
（4）安全保障程度低、缺乏有效的安全预警手段和机制；
（5）系统建设缺乏统一规划、共享能力不足；
（6）信息流动速度慢，造成决策被动，上传下达滞后。
以上这些问题的出现，在技术层面上并非无法解决，而主要是由于国内矿山企业管理水平较低，管理创新能力不足，经营观念陈旧、管理基础薄弱、管理手段和方式落后，导致先进技术、系统和手段上的引进、建设力度不够。
2、数字矿山建设目标
进入二十一世纪，信息技术越来越深刻地影响着人类社会的发展。以信息化带动工业化，用信息技术改造传统产业，实现社会经济的的跨越式发展是我国经济结构调整和转变经济增长方式的必由之路。
我国矿业行业目前仍然处于机械化的初级阶段，与国外矿业相比无论在技术、装备、管理模式、思想观念等方面均具有非常大的差距。作为国民经济的基础产业，国内矿业在经济全球化的现实条件下，为在激烈的全球竞争环境中立于不败之地、获取经济效益和市场竞争力，利用信息技术改造传统矿业，引进和应用先进的网络技术、通讯技术、计算机软硬件技术、自动控制技术及装备等建立起一个数字化的矿山系统，显得更为必要和紧迫。
数字矿山的建设是一个庞大的系统工程，其长期目标是：实现资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化。结合当今世界科技的发展水平及我国矿山现阶段的技术装备与管理水平，在我国数字矿山的建设还要经历一个漫长的过程，因此，总体规划分步实施是我国数字矿山建设的必经之路，就目前而言，我国数字矿山建设的具体目标是：
（1） 采用成熟的计算机软件系统，实现从矿山资源、开采方案优化、设计、生产计划与
开采环境的数字化、模型化与可视化；
（2） 建立以光纤、泄漏电缆或无线通讯为主体的多媒体通讯网络，形成语音、视频与数据同网传输的网络体系，实现矿山数据的分布式共享；
（3） 采用先进传感器网络技术，实现矿山生产过程、设备、安全与开采环境监控等数据的自动采集、智能分析与可视化处理；
（4） 采用工业以太网、PLC智能控制及视频监视系统，实现对矿井提升、运输、通风、排水等系统及设备的智能化集中监控。
（5） 采用先进的生产管理系统，实现矿山生产人员与移动设备的定位、跟踪及生产过程智能化调度与控制，全面提升矿山的生产管理与决策的科学性。
6.3 数字矿山建设的内容
矿山系统是一个复杂的、动态的、开放的复杂巨系统，各部分之间互相影响、互相制约。对于这样的系统，只有快速、准确地了解各个系统运行情况，并使各个子系统配套、一致，再此基础上予以优化，才能实时、科学地做出决策，发挥矿山系统的最大能力和最佳的效益。把矿业与制造业类比，我们认为总体上应着重从这样五个方面着手进行数字矿山建设（如图4所示）。
（1）矿山多源时空数据库系统
矿山企业的设计和加工对象为资源，因此，快速、准确地掌握资源及其周围岩层的空间分布情况是最关键、最基本、最优先的建设内容，这项工作是后续设计、计划、以及提高决策性的基础。同时，生产过程中各个系统产生的数据对过程控制、整体系统优化、决策制定均具有非常重要的作用。这些信息必须以数据库的形式予以管理，通过先进的软件进行快速的分析，才能有效的实现信息共享，发挥切实有效的效益。
（2）矿山生产过程和关键设备的自动控制
采矿工业是劳动力密集型、资本密集型的工业，是需要大量能源和材料的工业。利用信息技术对其进行改造和提升，提高生产过程的控制和自动化水平。在工业发达国家，自动化成为改造传统工业和发展新产业的基本目标。正在利用电子技术与机械技术的结合把工业机器人用于生产，使机械化转向自动化，从而大大提高生产率，降低成本，增强竞争能力。矿山生产多数情况下属于不连续的过程，人员和设备多处于移动状态，位置不断变化，但这并不意味着其过程不可控制，只是控制方式、控制精度与普通的生产企业有所区别。
（3）矿山生产安全监控与预警系统
为保证生产的持续、正常进行，减少事故造成的人员、设备损失，必须建立矿山安全监控和预警系统。通过对设备和环境的监控，一方面可以及时、快速、准确地发现发生的事故，并采取应对措施，另一方面还可以在事故发生之前及时地发出预警信息，保证井下设备人员的及时撤离。
（4）矿山生产信息和办公信息快速传输、处理和检索系统
矿山生产过程中，存在着大量的、来自于不同方面（如资源、设备状态、人员状态、安全等）的信息流动，先进的矿山井下综合通讯网络系统，是整个数字矿山建设任务中的中枢神经传导系统，只有这样才能及时、快速、海量地传输这些异质信息，实现生产过程的实时控制、快速决策和执行。
（5）矿山ERP系统
ERP系统致力于矿业的整个材料设备采购、生产调度与过程控制、矿产品销售的优化
管理，该系统是以网络架构为体系支撑，以工作流模型为优化措施，以知识管理为支持因素，以供应链管理为主体内容的管理和信息系统。矿业ERP系统的推广是矿业数字化、信息化的重要内容，是矿业走向国际化和实现安全、高效、低耗开采的技术保证。
从以上5个方面构成的数字矿山建设总体框架，这些内容不是相互独立的，根据各个企业的业务流程和管理特点相互交叉融合，从软件工程的思想可以形成5个层次模型，如图4所示。限于篇幅不再展开论述。
图 4 数字矿山层次模型框架
7矿业资源计划（ERP）系统
ERP是企业资源计划( Enterprise Resource Planning)的英文缩写。它是基于企业采购、库存、计划、生产制造等供应链上的管理思想,是一种新型的管理方式和先进的计算机系统,是企业对资源管理的一种有效载体。对矿业而言，其基本结构如图5所示。
目前，国内已有多家大型矿业集团投巨资实施或正在实施ERP项目，如：中铝、宝钢等。中铝股份以其雄厚的实力与微软合作，是我国目前为止最高档次的矿业ERP项目。在矿山企业中也有许多单位实施了ERP项目，如：上海梅山矿业有限公司ERP项目包括网络层即内外网改造和网络中心机房改造,最终实现与梅山公司、宝钢集团公司信息系统的对接；应用层即建成成本管理系统和采矿辅助生产管理系统,实现整个生产流程的实时分析。2003年，应用层中的成本管理系统将从4个方面进行开发:一是整合现有运行的材料子系统、备件子系统；二是修改人力资源管理子系统中的工资、奖金管理;三是建立生产调度日报系统；四是搭建成本系统管理平台,做到可按单位、部门、工序和分管范围进行查寻。ERP 项目的开发将使上海梅山矿业有限公司整体信息管理应用提升到一个更高水平。
图5 矿业ERP解决方案构造
矿业ERP项目的建设，目前存在许多争议，一般来说，ERP对连续型的制造企业比较适合，对不连续的矿山企业，要实施ERP有相当的难度和特殊性，当然也不能就此得出矿山企业不适合建设ERP系统的结论。限于篇幅，本文对矿业ERP项目的建设目标、内容、思路不进行展开论述。
8 矿山数字技术发展方向
随着计算机技术、网络技术和自动化技术的发展，矿业信息化应向综合化、智能化和多功能化方向发展。从矿业实际出发，需要把以信息技术为核心的“数字矿山”建设作为矿山企业信息化的目标和方向。
(1)“数字矿山”是一个科学、系统的概念，也是一种动态持续的过程。“数字矿山”是符合适
应建设信息化社会要求的矿山信息化的完整解决方案，包括生产调度、安全生产监控、采矿地质、经营管理等各主要职能。
(2)针对当前矿业信息化的突出瓶颈，促进数字矿山建设的可协调和可持续发展。要着重加
大矿山企业数字矿山建设的试点和推广，实现精细化管理；要加强统筹规划，逐步实现企业内各职能、各环节、各系统之间的信息流互联互通，有效解决“信息孤岛”问题。(3)培育和完善矿业信息化产业链条。国家应制定政策引导和鼓励国内专业软件厂商积极参
与数字矿山建设，加大行业专用软件的研发力度；在矿山行业内部加快培养和引进IT 专业人才。
受生产经营的资源性、连续性、单一性、安全性等特性制约，矿山企业的管理信息化需要有自己的特点和重点，要从企业急需、容易推行的子系统做起，不要贪大求全。以下几个方面矿山企业要优先重点建设。
(1)矿产资源管理信息化。在某种意义上讲，矿山企业重视矿产资源就像制造类企业重视研
发一样重要，因为资源保障是矿山企业赖以生存的基础。矿山企业的资源管理信息系统，既要能够详实记载所在矿带、矿田、矿体、矿脉的勘探和开采的全部信息，还要能够从中分析揭示出资源成矿的规律性；既要集成主要矿种的各类信息，也要集成重要的可综合利用矿种的相关信息；既要集成地质资源的信息，也要集成地质灾害的信息；既要做好本矿山的资源信息集成和分析，也要做好国内外同类矿山的信息收集和比较；既要集
成自然资源的信息，还要集成各种勘探开采方法及其应用效果方面的信息。
(2)采、供、销管理信息化。矿山的采购品种和采购数量基本固定，绝大多数采购品是买方
市场上的大路货，重要物质要求有足量的安全库存。由于远离市场，多数矿山都采取在主要城市设立采购站来进行采购工作。但有限的采购站还是不能有效分享各地市场分别拥有的物美价廉的好处。因此，不少矿山都有一支人数不少的采购队伍。库存占用、采购人员和采购站费用，加上长途运费和损耗，再考虑到采购队伍中一定程度的内部人控制现象，通常会使矿山领料的价格要比市场价格高出很多。
在没有采购管理信息化手段时，各地的矿山企业想了很多办法来降低采购成本，但收效都不大或不能巩固。其实，在信息化社会的买方市场条件下，矿山企业的这种大批量的长期稳定的采购是最受卖家追逐的。矿山企业要充分意识到这种买方的权力，通过实施采购管理信息化，充分地占有市场信息，有效地降低采购成本。在这方面，反拍卖采购法的推广应用将是各个矿山可以使用的一个最简单有效的采购管理信息化的切入口。
销售管理信息化非常重要，尽管矿山企业的产品多为定点直销，但其产品的价格却要受国内外期货市场和现货市场价格波动的影响。这使得矿产品的价格起伏变化的幅度要远大于其他工业品。因此，矿山企业一定要通过销售管理信息系统及时掌握这些市场上的价格行情，迎峰避谷，套期保值，争取价格最优化。在矿产品销售管理信息系统中，要用价格变动曲线来发现价格变动的周期性，发掘出社会经济生活中特别是上下游行业中与本矿产品价格变动相关的先行指数、一致指数和滞后指数，以通过预警分析有效制定本企业的价格政策。要通过销售管理信息系统广泛收集国内外同类矿产品的定价方式和调价方法，从中比选出最适合本企业的定价调价方法。让矿产品价格的定价基准产生于科学的方法和过程中，是矿山企业销售管理信息化的长期任务。
(3)矿山安全管理信息化。矿山安全是矿山企业的生命线。事实证明，真正不可避免的事故
是很少的。95%以上的事故可以通过加强管理来消除。防范事故，关键在于建立科学合理的规章制度，并把它规范地落到实处，不因人而异、因时而异。而规范化正好是信息化管理的最大优势。借助于计算机系统的客观性、强大的知识集成能力和数据处理能力，矿山企业的安全管理可以做到更全面、更深入、更客观、更科学、更持之以恒。
(4)矿山财务管理信息化。矿山作业流程稳定，计划性强，有利于推行全面预算管理。矿山
企业远离城市，通常又要分区作业，形成多个成本中心，需要推行集中结算以降低资金费用。矿山的选矿作业是其成本的咽喉，需要强大的在线控制能力，要求实现动态分析、动态核算。现代的企业管理以财务管理为核心，矿山企业亦不例外。因此，在矿山企业，应该大力推广以全面预算、集中结算和动态核算为轴心的企业财务管理信息化，并把它作为整个矿山企业管理信息化的重中之重。
(5)矿山办公自动化。OA产品现在已非常成熟，由于操作简单，大都与文档处理相关，能
在短期内收到很好的效果。
(6)矿山地、测、采专业的信息化。地质、采矿、测量是矿山的主体专业，他们是直接为矿
山生产服务的，是矿山的核心技术，这部分工作技术含量大，实施难度也大，对人才的要求也高，他们既要懂专业知识，又要精通计算机技术，一般需要对相关工程专业人才的培训，当然一旦获得成功，取得的经济效益也是巨大的。
(7)矿山人力资源管理的信息化。
9 小结
数字矿山实施的成败，决定着本世纪我国资源行业能否实现结构优化重组和应对国际市场竞争的能力。矿山信息化是一个长期的过程，与连续型制造企业、商业企业和政府机关等不同，不能指望一次建设终身受用，要尊重矿山企业开采对象不确定、生产过程不连续的特点，在整体规划的基础上，分步实施，集中力量实现重点突破。我们应该坚信，在数字地球时代，数字矿山技术也将与数字地球科学一起成长和发展，同时也应当为数字地球作出自己的贡献。
参考文献
[1]古德生，现代金属矿开采科学技术，冶金工业出版社，北京：2006年.
[2]吴立新,殷作如.再论数字矿山：特征、框架与关键技术，煤炭学报,2003,28(1).
[3]陈建宏,欧阳海欧,周智勇,舒学军.数字矿山与矿业ERP项目建设对策,MSE’2006,金属矿山（专刊）。
[4]李学峰，矿山企业数据仓库技术的应用研究[D]，昆明理工大学博士论文，2005年。
[5]陈建宏，可视化集成采矿CAD系统[D]，中南大学博士论文，2002年.
[6]王青，吴惠城，牛京考.数字矿山的功能内涵及系统构成，，.
中国矿业2004（1）
[7]邓志雄，长期规划、重点突破---矿山企业管理信息化的关键，MM论坛，2003年7月.
[8]陈建宏，周科平，古德生.新世纪采矿CAD技术的发展:可视化、集成化和智能化,科技导报，2004(7).
[9]邓顺华，微软MBS与矿业ERP，创智软件公司内部讲座资料，2006年9月.
[10]P.F.奈特斯.L.K.戴恩曼德.李仲学.张生贵.采矿工程计算的开放系统标准，国外金属矿山，2001（3）.
[11]李仲学，熊国华.论矿业系统工程，中国矿业，1995，4（4）.
[12]云庆夏，陈永锋，卢才武.近年来我国采矿系统工程的成就，中国目业，1997，21（3）.
[13]张幼蒂.采矿系统工程研究现状与展望，中国矿业，1994，3（2）.
[14]肖福坤，康健等.矿山企业实施ERP方案研究，中国矿业，2004，13（12）.
[15]张红，实施ERP应当注意的几个问题，中国煤炭，2003，29（3）.
[16]马云东,丁军,矿业企业运用ERP/ IRP 实现资源合理配置的研究,煤,2002,11(4).
[17]李国清，胡乃联，矿山企业ERP系统实施方案研究，金属矿山，2004（1）.
Mine digital technique status and development aspect
Chen Jianhong, Gu Desheng, Zhou Zhiyong
School of resource and safety engineering, Central south university, Changsha (410083)
Abstract
In this paper, analyzed the research results and existent problems of mine digitalization and informatization during the ninth and tenth five-year plan. Discussed the object, content, thought and project of “digital mine” construction that have some disputes at present. The concept of digital mine and mining ERP was explained and defined. And the mine informatization development stage was analyzed. At the same time, dissertated the priority of mining informatization project and analyzed the development aspect and application prospect of mine data warehouse technique at home and abroad. The goal of this paper is trying to discuss mine digital technique status and development aspect in brief, and expecting to put together a directional thought and basic frame for mine digitalization and informatization development in our country.
Keywords: mine digital technique; digital mine; mine informatization; goal of construction; development trend
作者简介：
陈建宏，中南大学资源与安全工程学院，教授/博导。
采矿技术的现状及发展趋势 一、世界采矿工业的现状 由于世界上人口的增加和人类生活水平的提高,对各类矿物的需要量逐年在增加，但随着开采技术的进步，矿石的产量增加了，可是品位都在下降，例如：铁矿石平均品位，苏联在65年为40.8%，70年为37.3%，到76年为36.1%；美国51年为49.5%，71年为34％，到77年大部分为20－36％。美国在1900年只开采含铜6％以上的矿石，70年代平均开采品位则为0.7%，80年代开采的斑铜矿平均品位为0.53%，在本世纪（21世纪）预期要降到0.2%，至于边界品位以下的金属资源，回溶浸法生产的铜，已占其年产量的5％，75年美国用此法浸铜，占其年产量的20％，76年开采12,600吨铀，其中用溶浸法的有500吨。用这种方法还可以回收矿石中的钼，镍，金和其他有色金属，能够取得很有希望的成果。 另一个增加矿石的来源，是加大开采深度。现在开采较深的一些矿床，主要是有色金属，其开采深度已超过2000米的地下矿山，有美国南达科塔州的铅矿区为2280米和爱达荷州的科马尔德，艾林铅矿区为2340米；加拿大镍矿有的达到2400米；印度科拉尔金矿已到3240米；南非西部底卜斯金矿开拓深度到达3800米，估计到5000米时，在经济上仍为合算，国外许多金属矿露天开采深度都在增大。最深的老矿—美国宾汉姆露天铜矿，深度已到800米。而我国的某些矿山的开采深度也在逐年增加，例如云锡公司的地下开采也将要达到2000米左右。 由于陆地上矿产资源日益枯竭，人类开发海底矿物的时代已经到来。海底矿产资源储量极为丰富，初步探明深海中的锰结核矿石储量约为2－3万亿吨，其中以太平洋的含矿品位较高，约为150亿吨（含锰24％，镍1.06%，铜0.53%，钼0.9%，钴0.35%）磷结核约100亿吨，软泥为1000万亿吨。而且这些含有多种金属和非金属的矿产储量，均属于自生矿物，如锰结核在一年中的自生量，锰可供世界用三年，钴四年，镍一年。由此可见，海洋采矿的发展，前途是十分壮观的。 矿石的产量增加了，可是矿山数目的增加，远不及矿山规模加大来得快，国外已投产或正在建设中的年产矿石1000万吨以上或采剥总量超过2000万吨的大型露天矿山，至少有60－70座，仅美国和苏联，就各有20座，其中年产矿石4000万吨或采剥总量8000万吨左右的特大型露天矿，即有20多座，如美国明塔克铁矿为年产矿石6000万吨,矿岩采剥总量1亿2千万吨,美国宾汉姆铜矿年产矿石量为3780万吨，矿岩采剥总量1亿6千万吨。至少地下矿山也同样趋向大型化，西方地下开采的矿山，无论是金属矿山及一些主要非金属矿山，从69年到79年的10年内，虽然是产量增加了，但矿山个数却保持在590座左右，年产量大于1百万吨的有197座，其中有56个大于3百万吨。目前最大的地下矿山，有超过2000万吨的，如瑞典基律纳铁矿，有超过1000万吨的，如美国圣曼略耳铜矿和来麦格斯铜矿。 由于矿石开采量大和贫矿多，在开采方式上露天矿得到发展，以美国为例，过去20年来，地下开采平均每年只增加矿石量0.36％，而露天开采却每年平均递增采剥总量80％，按金属品种：铁铜，铝，钼等矿石开采，露天矿的比重较大。以铁为例，苏联为85％，美国94％，澳大利亚为100％，加拿大，巴西，利比里亚，南非，智利，委内瑞拉和印度也主要是露天开采，铜矿方面，美国和苏联也分别各占60％和65％。 二、世界采矿科学技术的成就及发展趋势 世界采矿工业的科学技术成就及发展可归纳为以下几个方面： （一）、机械化、自动化和计算机应用： 矿山规模的扩大，主要取决于贫矿开采和设备大型化，但大型设备的发展，基本趋向于稳定，现在主要是对已有设备进一步改进，特别是注意节能，适当提高效率，加强预防，维修来延长设备寿命，要求具有更好的灵活性和耐用性，以及提高辅助作业的机械化程度，这是当前的奋斗目标。 1、露天矿技术装备水平，在穿孔上普遍采用铅头直径为200－380毫米的牙轮钻机，而最大直
万方科技学院 毕业论文（设计） 题目：软件技术的现状和发展趋势 专业：计算机科学与技术 年(班)级：15计科升-1班 学号：1516353029 姓名：闫建勋 指导教师：马永强 完成日期：2015-12-1
摘要 计算机软件是计算机系统执行某项任务所需的程序、数据及文档的集合，它是计算机系统的灵魂。从功能上看，计算机软件可以分为系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件和支撑软件也称为基础软件，它是具有公共服务平台或应用开发平台功能的软件系统，其目的是为用户提供符合应用需求的计算服务。因此，应用需求和硬件技术发展是推动软件技术发展的动力。 软件产业和软件服务业因其具有知识密集、低能耗、无污染、高成长性、高附加值，高带动性、应用广泛与市场广阔的特点，而成为知识生产型、先导性、战略性的新兴产业，成为信息技术产业的核心和国民经济新的增长点，也成为世 界各国竞争的焦点之一。 当前，我国进入了后PC 时代，人们对计算需求更为广泛，软件应用“无处不在”，市场前景广阔；不久我国将成为全球最大的软件应用市场，足见我国发展软件技术的迫切性和重要性。 【关键词】现状、趋势、意见
Abstract Computer software is a computer system to perform a certain task required procedures, data and document collection, it is the soul of computer system. Look from the function, the computer software can be divided into the system software, support software and application software. System software and support software basic software, it is a public service platform and application development platform software system, its purpose is to provide users with the application demand of computing services. Therefore, applications and hardware technology development is to promote the driving force for the development of software technology. Software industry and software service industry because of its advantages of knowledge intensive, low energy consumption, no pollution, high growth, high added value, high acceleration, wide application and broad market characteristics, and become the knowledge production, forerunner sex, strategical burgeoning industry, become the core of information technology industry and the growth of the national economy
1绪论 1.1选题背景 1.1.1 能源消费格局短期内仍以煤炭消费为主 能源是人类社会发展进步的物质基础。本世纪的头20年是中国经济社会发展的重要战略机遇期，同时也将面临许多新的重要变化和挑战。煤炭一直是我国的基础能源，在一次能源的生产及消费结构中均占到70%，远高于国际能源25％的消费水平。2010年，全国原煤产量完成32.4亿吨，同比增长8.9%；煤炭开采及洗选业完成固定资产投资3770亿元，同比增长23.3%；煤炭出口量完成1903万吨，同比下降15%，出口金额为23亿美元，下降5.2%；煤炭进口量完成16478万吨，同比增长30.9%，进口金额169亿美元，增长60.1%。 [1] 初步核算，2010年能源消费总量32.5亿吨标准煤，比2009年增长5.9%。煤炭消费量增长5.3%。用煤行业的增长速度均超过煤炭行业，来自下游的强劲需求使得煤炭供需缺口有进一步扩大的趋势。"十五"是我国煤炭工业快速恢复和发展时期，2005年煤炭产量已经超过20亿吨。2010年煤炭产量超过30亿吨，由煤炭供应偏紧转向供需基本平衡。"十一五"期间我国煤炭工业转入比较平稳的发展势头，煤炭产量平均每年增长5%左右。 图1-1全国煤炭产量走势图 Fig.1-1The diagram of the coal production of China
1.1.2我国露天采煤量比重将有较大提高 经过了几十年的发展，我们欣喜地看到，现代开采新技术新工艺的引入，使在条件适宜地区露天开采成本大幅度下降，劳动生产率大幅度提高，获得显著经济效益。我国露天煤矿开采技术取得了长足的发展和进步。同时，露天煤矿产量占全国煤矿产量比重逐渐增加，由2002年的4%左右提高到2010年的9%左右。此外，根据《煤炭工业"十一五"发展规划》，全国将重点建设10个千万吨级现代化露天煤矿。在这种大的宏观经济和能源供需背景下，我国煤炭露天开采又进入了新的发展阶段。 1.2研究意义 以煤炭为主的一次能源消费结构格局, 在我国将长期存在, 合理开发煤炭资源, 走可持续发展道路,已成为共识。实现煤炭资源合理持续健康发展, 就开采技术而言, 首先要实现煤炭工业开采技术的现代化, 一方面要科学利用煤炭资源, 降低资源耗竭速度, 延长资源服务年限, 做到相对可持续；另一方面煤炭生产要向集约、高效、洁净、环保方向发展, 在有条件的地区大力发展露天开采。 露天开采具有安全、高效、易复垦、回采率高、成本低,便于采用数字信息技术等特点,世界各产煤大国无一不优先发展露天开采。世界主要产煤国如加拿大露采产量比重为88%、德国78%、美国61. 5%、俄罗斯56%。我国煤炭资源赋存条件相对较差, 煤层埋藏深,从而造成中国煤炭开采主要以井工开采为主, 露天开采产量仅为9%左右。经济发达国家露天开采成本比井工低75%-83%，生产效率比井工高7-9倍。我国露天开采与井工开采相比，吨煤投资比井工低20%-30%，建设工期短1/4-1/3，生产成本低15%-30%，生产效率高1倍以上，煤炭回收率达95%，百万吨死亡率为国有井工矿1/30。如果我国露天采煤比重由目前提高，煤炭资源回收率也会相应提高，在未来可节约可采储量数百亿吨。由此可见，从开采技术方式入手,提高露天采煤产量在总产量中的比重，是实现煤炭资源有序合理开发，提高煤炭资源安全保障程度十分重要的途径之一。[2] 但是，我国露天煤矿开采技术与国外先进水平相比，仍存在着规模小、产业集中度低、经济效益较低，技术工艺与装备水平、设备制造水平相对落后，自动化程度低，大型成套装备国产化程度低、进程较慢等问题。所以，发展我国大型现代化露天开采技术对于我国走新型工业化道路具有重要意义。 [2]王庆一.中国煤炭工业演变及前景[J].中国煤炭,2001
先进制造技术的现状和发展趋势 xxxx xxx xxxxxxxxx 先进制造技术不仅是衡量一个国家科技进展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于工业化经济进展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上进展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的差距，才能在猛烈的市场竞争中立于不败之地。本文将详细介绍先进制造技术的含义、特点以及在我国的进展状况和进展趋势。 1 先进制造技术的含义和特点 1.1 含义 先进制造技术（AMT）是以人为主体，以运算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸取机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统治理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、治理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵敏制造，并取得理想技术经济成效的前沿制造技术的总称。 1.2 先进制造技术的特点 1）是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产预备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。 2）是驾驭生产过程的系统工程先进制造技术专门强调运算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统治理技术在产品设计、制造和生产组织治理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸取各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 3）是面向全球竞争的技术随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越猛烈，先进制造技术正是为适应这种猛烈的市场竞争而显现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力 2 先进制造技术的组成 先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化和推陈出新而形
数字化矿山的作用和意义 数字化矿山是在测量、地质、采矿、选矿、安全等各个专业知识和技术资料比较完备的基础上,结合相应软件建立起来的三维模拟图形,可以相当真实地立体展示地质形态和生产现场实际情况。矿业数字矿山模型是把地质勘探、资源估计储量、测量数据收集等导入成三维视图,同时融合了露天采矿和地下采矿设计等,它涵盖了地面状况、矿体赋存、断层、水文地质等从地表到地下的、完整的、具体的地质数据;还能设计多种现场生产方案及采区闭坑复垦方案、模拟方案实施效果,模拟再现生产现场的调度指挥。 管理者不仅可以通过不同设计方案的比较,实现最优化的管理;站在整个矿山或公司的角度,整体评价和管控各个矿山、矿区、作业面的生产计划,合理调配生产所需的各种资源;还可以在整体设计平台之上,进行动态技术信息交流,及时改进测量、采矿、地质工作和生产管理过程中出现的不足和漏洞。各生产单位也可借助整体设计平台,根据生产现状科学合理地进行日常生产计划安排。 数字化矿山还可以作为检验监测手段,将矿山边坡、排土场、尾矿库、地下采场和采空区等已发生危险的部位所设置的监控设施统一进行在线监控，进行安全的监控预防；将其他合作单位提交的测量、勘探、设计等技术资料进行复核,找出其需要进一步完善的部分,提高项目成果的精确度,使设计能和矿山实际生产活动相结合,科学推动矿山长远发展。 数字化矿山的意义主要体现在以下两个方面： （1）改变矿山的生产方式，在矿山设计、施工、开采、安全、管理、教育、可持续发展、土地利用规划以及科学决策等方面产生广阔的社会和经济效益，促进大型产业的增长，提供更多的产业机会、安全监测及决策管理服务等； （2）为矿山科学技术的发展提供了强大的动力。使矿山规划管理具有更高的效率、更丰富的表现手法、更多的信息量、更高的分析能力和准确性，从而提高矿山生产和管理的时效性、有效性、资源优化配置水平、综合实力，促进矿山的可持续发展，在有准确坐标、时间和对象属性的多维虚拟环境中进行规划、决策和管理，在处理矿山复杂系统问题时帮助人们更好地建立直观感和全局观念。 安全避险六大系统 井下机车调度管理系统 井下机车无人驾驶系统
矿山数字化技术现状与发展方向1 陈建宏，古德生，周智勇 中南大学资源与安全工程学院，长沙（410083） E-mail：cjh@https://www.doczj.com/doc/0919379803.html, 摘要：本文对我国“九五”、“十五”期间我国矿山数字化和信息化研究成果和存在的问题进行了分析；对目前具有一定争议的“数字矿山”建设的目标、内容、思路和方案进行了讨论；对数字矿山和矿业ERP的概念进行了解释和界定；对矿山信息化发展的模式和阶段进行了分析；对我国矿业信息化项目建设的优先顺序进行了论述；对国内外矿山数据仓库技术的发展方向和应用前景进行分析。全文试图对我国矿山数字技术的现状与发展趋势作简要评述，期望对新世纪我国矿山数字化和信息化发展理出一个指导性思路和基本框架。 关键词：矿山数字技术，数字矿山，矿山信息化，建设目标，发展趋势 1 前言 矿产资源的开发对人类赖以生存的环境造成了极大的污染和破坏。因此，如何在有限的资源条件下，在生态系统包容能力允许的条件下，探讨矿产资源开发与环境保护，实现经济的可持续发展是21世纪人类面临的重大课题。如果继续沿袭旧的外延扩张式经济发展模式，而不是转向寻求一种变革性力量，将难以解决矿产资源开发中的诸多矛盾。强化信息资源开发利用，加强矿山数字技术运用是这种巨大变革性力量的主力军。 信息化建设已成为我国的一项重要的战略国策，国家“十五规划”中明确指出：“信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业升级和实现工业化、现代化的关键环节。要把推进国民经济和社会信息化放在优先位置。”并提出“坚持以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”的战略方针。因此，充分利用现代信息技术，实现矿业的可持续发展，达到资源开发与环境保护和谐统一，是“十一五”矿业发展规划要解决的重要任务之一。 矿山企业作为资源开发的主体，其信息化是矿业信息化的重要组成部分之一。矿山信息化即是挖掘先进的管理理念，应用先进的信息技术去整合矿山现有的生产、经营、设计、管理，及时地为矿业“三层决策”（战术层、战略层、决策层）系统提供准确而有效的数据信息，以便对市场需求做出迅速反应，进而提升矿业经济核心竞争力的过程。矿山信息化不仅是矿山信息技术的延伸，更重要的是矿业管理、组织结构、业务流程的变革和延伸[1-7]。 近年来，随着我国矿业经济的繁荣以及信息技术的发展，我国矿山企业对信息化软件产品的需求大量增加。上世纪90年代，由于我国矿业经济不景气，矿山企业、高等学校及研究院所在相当长的时间内，对矿业软件产品的研发速度缓慢，除了经济因素外，其中主要原因是矿山行业难以留住高水平的软件开发和管理人员。面对新世纪迅速繁荣的矿业经济和快速发展的采矿工业，目前我国矿山信息化发展存在二大矛盾：一是矿山信息化产品需求空前增加与国内矿山软件产品研发能力相对滞后的供需矛盾；其次是矿山企业领导对“数字矿山”的高期望值与矿山IT人才流失严重，IT技术力量的严重不足，操作维护培训跟不上，难以保证系统良好实施和运行的矛盾[1-3]。 与此同时，面对中国巨大的矿业软件市场，国外矿业软件商的将主要力量转向中国，在1本课题得到全国优秀博士论文专项基金（(200449）的资助。
电子测量技术的现状及 发展趋势 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
电子测量论文 题目：电子测量技术现状及发展趋势姓名： 班级： 学号：
摘要:本文综合论述了电子测量技术的现状和总体发展趋势,分析了电子测量仪器的研究开发，阐述了我国电子测量技术与国际先进技术水平的差距，进而提出了发展电子测量仪器技术的对策。特别是由于测试技术的突破带来的电子测量仪器的革命性变化.同时,针对业界自动测试系统的发展历史和现状提出了作者的一些看法,并介绍了业界的最新进展和最新标准.近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位，使得这里成为全球各大测量仪器厂商的大战场，同时，也带动了中国本土测试测量技术研发与测试技术应用的迅速发展。 关键词: LXI ATE 自动测试系统智能化虚拟技术总线接口技术VXI
目录 摘要................................................................................................I 前言 (1) 第一章测试技术现状及其存在的问题 (2) 第二章电子测量技术的发展方向 (2) （一）总线接口技 术 (2) （二）软件平台技 术 (3) （三）专家系统技 术 (3) （四）虚拟测试技 术 (3) 第三章展望未来 (4) 参考文献 (5)
前言 中国电子测量技术经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量技术在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。进入21世纪以来,科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量技术发展的三个明显特点入手,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术,引入合成仪器的概念，面向21世纪的我国电子测量技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。
矿山开采技术发展趋势 摘要：一定时期内采矿技术的主要发展方向为：机械化大规模采矿、深井采矿、 溶浸采矿和充填采矿等工艺和技术。数字化矿山与智能开采将成为未来矿山开采的自然趋势。全面实现采矿的自动化，目前尚有较大的困难。但局部装备实现遥控系统，进行遥控开采，将可能在短期内实现。 关键词：采矿技术自动化趋势 前言 近些年来，全世界开采有用矿物总量约计200亿t，年递增率为4%～5%，其中硬岩约50亿t，由地下开采的矿量为10多亿t，主要是富矿和价值较高的有用矿物。从布局上看，有的矿山公司和钢铁联合企业的矿山几乎全是地下开采。总之，金属矿山地下开采在近期的矿山开采中仍将发挥重要的作用。随着全球性科学技术的突飞猛进，国内外地下采矿技术也发展很快，很多采矿新技术、新工艺、新材料和新设备在地下矿山得到了应用。国内外地下金属矿山采矿工艺技术和设备的发展。主要表现在采用各种采矿方法的比重和回采工艺技术装备有了很大的变化，均沿着高效率、高回采率和机械化的方向发展。采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高，损失、贫化指标大幅度降低。笔者就近几年来金属矿山地下采矿开采在采矿方法、深井开采、采矿装备三个方面现状作一介绍,并对今后的研究方向提出一点想法。 一、地下金属矿山采矿方法 现阶段采矿方法仍以充填采矿法、空场采矿法、崩落采矿法为主。对18个重点铁矿山统计, 崩落采矿法占94.1%，空场采矿法占5.9%。黄金矿山充填采矿法占31%，空场采矿法占65%，其它占4%。有色金属矿山空场采矿法占46.1%，充填采矿法占19.6%，崩落采矿法占34.3 %。从以上统计数据看，铁矿地下开采仍以崩落采矿法为主，有色及黄金矿山地下开采仍以空场采矿法和充填采矿法为主。地下采矿技术是取得科技成果最多的一个技术领域，近十多年来，地下金属矿山充填采矿法和充填工艺技术发展迅速，崩落采矿法和空场采矿法在工艺技术上也在不断地改进、创新。因而促进金属矿地下采矿技术得到迅速发展，使部分 矿山的工艺技术达到了国际先进水平。 （一）充填采矿法 我国先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺
制造业的数字化发展现状及趋势 全球制造业的竞争从20世纪初期的规模化及降低产品成本、20世纪中后期的提高企业整体效率及产品质量，至20世纪后期的交货期、质量、价格和服务等方面的竞争，进入21世纪以来，已经发展至创新能力的竞争。这种态势导致制造业竞争焦点集中在产品研发速度和创新能力上，为提高创新能力和效率，数字化战略已成为跨国制造企业产品创新的首选战略。 (一)制造业数字化的内涵 数字化是以数字的生成、加工、传输、使用、修改和储存为基础，以数字样机为核心，以单一数据源管理为纽带，在设计、制造和管理过程中用数字量取代模拟量、用数字技术取代传统技术，并以数字量作为设计、制造和管理的唯一依据。 制造业数字化的核心是数字化制造技术，数字化制造是指在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，对产品设计和功能的仿真以及原型制造，快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。 (二)制造业数字化是制造业信息化发展的新阶段 数字化生产方式是先进制造业的重要发展方向。制造业数字化是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。随着信息技术的发展，制造业的数字化不断加强，制造技术与信息技术交叉融合，制造业数字化成为信息技术改造传统产业和实现信息化带动产业升级的突破口。 (三)我国制造业数字化的发展进程亟待加快 随着美国“制造业回归”强力推动以及国内劳动力土地成本上升，我国制造业依赖传统比较优势参与国际竞争的局面难以为继。当前，在全球经济缓慢复苏、国际制造业竞争加剧、传统比较优势难以持续、新工业革命正在孕育的复杂背景下，中国制造业面临着严峻挑战和重大机遇，加快我国制造业数字化的发展进程，培育和发展新优势，在新一轮国际产业竞争中赢取主动，成为促进中国工业转型升级的重大战略抉择。 二、我国制造业数字化的现状与趋势 改革开放30多年来，中国制造业生产总值已发展成为世界第一，未来数十年我国将实现从工业大国向工业强国的转变，提高技术创新能力和产品质量水平
中国矿业第21卷 国内金属矿山企业一直处于劳动密集型的机械化初级水平，管理方面比较粗放，技术和装备水平落后，决策、设计、生产等许多环节都是依赖于经验，科学性程度不高，如安徽铜都铜业、金川集团、江西铜业、山东黄金、招金等仅在计算机辅助设计、信息管理系统、人力资源管理、财务管理、安全监控、选矿自动化控制等部分环节实现信息化。随着经营管理、生产安全、市场竞争等因素的影响，企业信息化的热情与信心越来越高，但需整体统筹规划，通过搭建数字矿山公共平台，集成各生产应用与管理系统，全面建设数字矿山，以提升非煤矿业安全管理水平，提高市场竞争能力和可持续发展能力。 目前，尽管金属矿山信息化建设有一定基础，但矿山既没有把信息资源当作矿山的重要战略资源之一加以统筹开发和综合利用，更没有建设成系统性能稳定、信息资源充足的矿山信息基础设施即数字矿山，主要表现在： 1）矿山企业对数字矿山缺乏科学的认识和有 效的方法。矿山普遍混淆信息化建设与数字矿山建设概念。数字矿山是信息自动化、三维自动化模拟、现场作业自动化有机的结合体。目前国内对数字矿山的定义的范围还是比较模糊或不全，数字矿山不同研究领域的人定义的数字矿山内容不一，从而也赞成不少矿山企业认为上了部分自动化项目或监控项目、实现了财务管理电算化、地测采专业的计算机绘图和办公自动化等就是实现了“数字矿山”。数字矿山管理内容应该是包括模型、图像、声音、图表、机械及电力自动控制等信息的全方位一体化的 浅谈数字化矿山建设整体架构思路 白复锌，王善功，姜顺鹏，牟恩富，唐显令 （山东黄金矿业（鑫汇）有限公司，山东平度266715） 摘 要：我国是世界矿产大国，但矿产资源是不可再生的宝贵财富，由于采矿工业涉及到国家的资源利用、 环境保护、人身安全和可持续发展战略，所以“数字矿山”技术多年来一直是世界采矿大国包括美国、加拿大、澳大利亚、南非和我国科技研发的重要领域之一。本文从我国数字化矿山的现状出发，探讨了数字化矿山的功能体系，对建设数字化矿山的关键技术进行系统地分析。 关键词：数字化矿山建设；关键技术；功能体系；整体架构中图分类号：F407.1 文献标志码：A 文章编号：1004-4051（2012）zk-0048-04 Discussion on the construction of digital mine integrated architecture design BAI Fu-xin WANG Shan-gong JIANG Shun-peng MOU En-fu TANG Xian-ling （Gold mining in Shandong (Xin hui)Company Limited ，Pingdu 266715，China ） Abstract:China is a big country of world mineral products,but the mineral resources are non -renewable precious wealth,because mining industry relates to the national resource use,environmental protection,security of the person and can develop the strategy continuously,so the “digital mine ”technology over the years has been the world mining powers including the United States,Canada,Australia,South Africa and China one of the important fields of science and technology research and development.This text is from the our country digital mine current situation sets out,discussed the function of digital mine system,construction of digital mining key technology are systematically analyzed. Key words :construction of digital mine ；key technology ；function system ；overall architecture 收稿日期：2012-06-25 作者简介： 白复锌（1960-），男，吉林通化人，采矿工程专业毕业，硕士，山东黄金矿业（鑫汇）有限公司总经理，长期从事矿山生产技术和管理工作。 第21卷增刊2012年8月 中国矿业CHINA MINING MAGAZINE Vol.21,zk August 2012
数字化制造技术课程设计说明书 姓名 学号 班级 起讫时间2016.1.3—2016.1.13 指导老师 南通大学机械工程学院
目录 1、课程设计任务及要求 (2) 2、零件2的Solidworks三维建模 (2) 2.1 底座拉伸建模 (2) 2.2 上部拉伸 (4) 2.3 上部半圆孔拉伸切除 (4) 2.4 零件2三维图 (5) 3、零件2的Mastercam模拟仿真加工 (6) 3.1 铣削底座 (6) 3.2 上部凸台铣削 (7) 3.3 凸台轮廓铣削 (8) 3.4 铣削半圆孔 (8) 3.5 铣削底面 (9) 3.6 钻直径15mm孔 (9) 4、零件1的SolidWorks三维建模 (10) 4.1 零件1旋转拉伸 (10) 4.2 倒圆角 (11) 4.3 拉伸切除孔 (11) 4.4零件1三维建模 (12) 5、零件1的Mastercam模拟仿真加工 (13) 5.1 铣削直径240mm外圆 (13) 5.2 铣上平面 (14) 5.3 铣直径100mm外圆 (15) 5.4 铣第二台阶外圆 (15) 5.5 铣环形槽 (16) 5.6 倒直径240mm外圆和直径100mm外圆圆角 (16) 5.7 加工对称面 (17) 5.8 钻孔M20×4孔 (17) 5.9 钻M50中心孔 (18) 参考文献 (19) 附录1 (20) 附录2 (21)
1、课程设计任务要求 学习并熟练掌握SolidWorks和Mastercam两个软件，并对所给零件图中任选两个零件。对所选的零件应进行SolidWorks三维建模以及Mastercam模拟仿真加工，对于关键步骤应当适应截图并标以文字说明，文字说明应包含所选方法和参数。 2、零件2的Solidworks三维建模 零件2相关尺寸如图（图2.1 零件2图纸），然后进行零件的SolidWorks 三维建模。 图2.1 零件2图纸 2.1底座拉伸建模 采用拉伸造型的方法对零件底座进行拉伸造型。按照尺寸绘制草图（图 2.2 底座拉伸草图），然后拉伸完成底座建模（图2.3 底座三维图）。
摘要：本文叙述了模具技术在国民经济中的重要性，介绍了各行业模具的现状及发展方向；文中强调指出了两个关键问题——模具材料和模具标准——是持续发展 模具技术的重大策略。中国模具技术，则是依据着国际模具市场的发展趋势， 转变着模具品牌产品的发展规模，不断的提高着模具设计水平，迎合着模具企 业的经济发展需求，也会进一步的推动着模具技术发展。 关键词：发展趋势、现状、模具技术、塑料模具、模具CAD／CAM Abstract:This paper was narrated the importance of the mould technology in the national economy．It was introduced the present situation and development direction of all trade and professions on the mould and die．It was indicated emphatically two questions of the crux一一mould materials and mould standard——developing continuous ly the great tactics on the progress of the mould technology. China mold technology, according to the international mold is the development trend of the market, the brand product change mould the development scale, and constantly improve the level of the die design, catering to the needs of the mould enterprise economic development, will further promote the development of the mould technology. 一、引言 模具是工业生产的基础工艺装备，国民经济的五大支拄产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业发展与之相适应。目前，模具行业的生产性服务业发展迅速，模具标准件、软件、材料供应等服务模式更为人性化，为企业一揽子解决问题的服务模式开始出现，这无疑对模具行业的发展有着很大的推动作用，另外，我国的模具品种仍然不丰富，模具行业的平衡发展亟需重视。模具是制造业的重要基础工艺装备。模具在制造业产品生产、研发和创新中所具有的重要地位，使得模具制造能力和技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平和创新能力的重要标志。近10年来，我国模具工业均以每年15％以上的增长速度快速发展。“十一五”期间，我国模具行业保持产销两旺、持续高速发展，模具产量、质量进一步得到提高。中国的模具市场十分广阔，特别是在汽车制造业和IT制造业发展的带动下，对模具的需求量和档次也越来越高，同时精良的模具制造装备为模具技术水平的提升提供了保障。2007年模具销售额870亿人民币，比上一年增长21％，模具出口亿美元，比上一年增长35．7％，模具进口仍保持在20亿美元。数据显示着我国模具整体实力进一步加强。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 露天开采技术的现状及发展方向 我国现有生产露天矿采用的开采程序都比较单一，主要采用缓工作帮、全境界开采方式。铁矿和煤矿绝大多数采用工作线呈平行走向分布，垂直走向推进的纵向开采方式，少数露天铁矿采用工作线沿走向推进横向开采方式；有色矿山采用部分纵向开采，部分横向开采方式；少数金属露天矿采用分期开采和分区开采。露天矿开拓的核心问题是运物方式。目前采用的开拓方法主要有铁路运输、公路运输、铁路与公路联合运输、平确溜井、汽车箕斗联合运输、汽车破碎机带式输送机运输等。穿孔是坚硬矿岩露天矿的主要生产环节之一。目前我国金属矿山主要采用孔径250mm 的牙轮钻和孔径200mm 的潜孔钻，部分矿山使用孔径310mm 的牙轮钻和孔径250mm 的潜孔钻。在矿岩硬度比较大的露天矿，有用牙轮钻更新现有潜孔钻的趋势。在我国摇天开采的铁矿石、有色金属矿石和冶金辅助原料矿石的发展较快，化工及建材系统多数属中小型露天矿。近年来，我国露天矿在爆破技术和新型炸药研制方面取得较大进展。在爆破技术方面推广应用大区微差爆破、压碴爆破、减展爆破和光面爆破。在露天矿基建剥离时，成功地进行了万吨级大爆破和数十次百吨级和千吨级的大爆破，掌握了在各种复杂条件下进行松动爆破、抛掷爆破及定向爆破的技术。在炸药加工方面，成功研制出了多种按油炸药、多孔粒状按油炸药、乳化炸药和防水浆状炸药。我国大、中、小型露天矿一般采用1～4.6m2 挖掘机进行采装。这种挖掘机对大型露天矿来说，规格小，效率低，全年效率一般为100～120 万吨。目前少数大型露天矿采用6m3 和7.6m3 挖掘机装载，全年效率可达400 万吨左右。露天矿铁路运输采用重80 吨、100 吨和150 吨的电机车和载重60 吨的翻斗车。汽车运输一般使用载重20～40 吨级的自卸汽车。少数矿山使用了100 吨级的电动轮汽车，个别矿山还引进了170 吨的载重汽车。
数字化设计与制造的现状和关键技术 一、数字化设计与制造的发展现状 数字化设计与制造主要包括用于企业的计算机辅助设计（CAD）、制造（CAM）、工艺设计（CAPP）、工程分析（CAE）、产品数据管理（PDM）等内容。其数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程的控制与优化等，归纳起来就是产品建模是基础，优化设计是主体，数控技术是工具，数据管理是核心。 由于通过CAM及其与CAD等集成技术与工具的研究，在产品加工方面逐渐得到解决，具体是制造状态与过程的数字化描述、非符号化制造知识的表述、制造信息的可靠获取与传递、制造信息的定量化、质量、分类与评价的确定以及生产过程的全面数字化控制等关键技术得到了解决，促使数字制造技术得以迅速发展。 作为制造业的一个分支，船舶行业要实现跨越式发展，必须以信息技术为基础。世界造船强国从CAX开始，逐步由实施CIMS、应用敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展，形成船舶产品开发、设计、建造、验收、使用、维护于一体的船舶产品全生命周期的数字化支持系统，实现船舶设计全数字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精细化、船舶制造装备自动化和智能化、船舶制造企业虚拟化、从而大幅度提高生产效率和降低成本。所谓数字化设计就是运用虚拟现实、可视化仿真等技术，在计算机里先设计一条“完整的数字的船”。不仅可以点击鼠标进入船体内部参观一番，还可以在虚拟的大海中看它的速度、强度、抗风浪能力。这样一来船舶设计的各个阶段和船、机、舾、涂等多个专业模块在同一数据库中进行设计。 船舶是巨大而复杂的系统，由数以万计的零部件和数以千计的配套设备构成，包括数十个功能各异的子系统，通过船体平台组合成一个有机的整体。造船周期一般在10个月以上，既要加工制造大量的零部件，又要进行繁杂的逐级装配，涉及物资、经营、设计、计划、成本、制造、质量、安全等各个方面。这样的一个复杂的系统需要非常强大的信息处理能力。我国船舶行业今年来虽有很大的发展，但与国际造船强国相比，无论在产量，还是在造船技术上差距甚大，信息化水平落后是直接原因。其中，集成化设计系统与生产进程联系不紧密、船舶零部
浅谈数字化矿山建设 摘要：矿山企业属于典型流程性生产加工企业，矿山企业的信息化建设经历了生产管理、企业资源规划等不同的建设热潮，逐渐进入了理性建设阶段。随着矿山企业生产规模的扩大和现代信息技术的发展，对矿山企业的生产管理进行数字化改革成为提高矿山企业自动化、现代化水平的重要途径。然而，在当前的矿山企业中，能够真正做好整体规划，有步骤有计划的推进企业现代化、信息化建设，利用信息化手段将企业做大、做强的案例却不多，很多企业在信息化建设中存在很大的困难，很多问题有待解决。 关键字：数字化矿山；数字化生产管理系统；规划与实施；矿山信息系统集成。 数字矿山系统就是以“数据中心”为连接载体的先进的高效信息化系统，通过数字化的手段对矿山所有信息的自动化采集、高速网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化运行和智能化决策。数字化矿山所包括的内容很多，每个项目也各有特点，现在结合我们沙溪铜矿的情况，从以下两个方面谈下如何建设数字化矿山。 一、数字化生产管理系统 矿山数字化生产管理系统由生产调度模拟系统、生产信息处理系统、数字视频监控系 统和决策系统四个统一建于矿山局域网的部分构成。
1.生产调度模拟系统 生产调度模拟系统的主要工作是将矿山设备的工作信息（如工作参数、运行状态、工作量、工作时间等）通过特殊的信号采集终端将收集的信息传递到监控室，显示到监控屏幕上，使调度人员能够及时的了解整个矿山的生产设备的运行状况，掌握各个子系统的工作数据，调度矿山生产。 2.生产信息处理系统 生产信息处理系统能够依据矿山管理的现状和信息化的要求，结合现代企业管理制度对矿山的管理流程，管理业务进行改进和重构，开发和建设相对应的业务处理流程，实现生产调度和生产计划的计算机化。 3.数字视频监控系统 数字视频监控系统能够通过安装在关键部位的摄像装置监控设备的运行和人员的活动，并将视频信号通过电缆传递到总调度室，显示到屏幕上，还可以通过视频服务器实现视频信号的数字化，进行备份存储并可发布到局域网上，供相关有权限的人员查看。 4.决策支持系统 决策支持系统是数字化生产管理系统的核心所在，该系统能够通过建立分析模型把生产调度模拟系统、生产信息处理系统和数字视频监控系统汇总起来，相关技术人员通过设置访问权限来满足各层对所要查询的信息的需要，辅助决策。
智能制造技术的国内外现状 智能制造技术无疑是世界制造业未来发展的重要方向之一，所谓智能制造技术，是指在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制造过程和制造装备智能化，是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。作为智能制造的重要工具之一，自动化技术的发展程度无疑决定着智能制造发展的成败。 全球智能制造发展趋势： 1．以3D打印为代表的“数字化”制造技术崭露头角。 2．智能制造技术创新及应用贯穿制造业全过程。 3．世界范围内智能制造国家战略空前高涨。 国外智能制造技术发展现状 世界主要工业化发达国家提早布局。自20世纪80年代末智能制造提出以来，世界各国都对智能制造系统进行了各种研究，首先是对智能制造技术的研究，然后为了满足经济全球化和社会产品需求的变化，智能制造技术集成应用的环境——智能制造系统被提出。日本于1989年提出智能制造系统，且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目，其中包括公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。美国于1992年执行新技术政策，大力支持包括信息技术和新的制造工艺，智能制造技术在内的关键重大技术。欧盟于1994年启动新的研发项目，选择了39项核心技术，其中信息技术、分子生物学和先进制造技术中均突出了智能制造技术的地位。近来，各国除了对智能制造基础技术进行研究外，更多的是进行国际间的合作研究。 世界主要工业化发达国家将智能制造作为重振制造业战略的重要抓手。融危机以来，在寻求危机解决方案的过程中，美、德、日等国政府和相关专业人士纷纷提出通过发展智能制造来重振制造业。2001年6月，美国正式启动包括工业机器人在内的“先进制造伙伴计划”；2012年2月，又出台“先进制造业国家战略计划”，提出通过加强研究和试验税收减免、扩大和优化政府投资、建设“智能”制造技术平台以加快智能制造的技术创新；2012年设立美国制造业创新网络，并先后设立增才制造创新研究院和数字化制造与设计创新研究院。德国通过政