浅谈我国矿业系统工程的发展与展望

摘要：矿业系统工程是一个新兴的学科，是一门组织管理的技术，指应用系统方法实现矿业系统的分析、设计和控制的一门工程技术。针对我国矿业系统工程的发展和展望，本文作了浅谈。

关键词：矿业系统工程发展展望

一、关于矿业系统工程

矿业系统工程是一个新兴学科，顾名思义，其是矿业工程与系统工程的结合而形成的。系统工程是一门技术，一门关于组织管理的技术。由矿业系统工程及系统工程定义可以知道，矿业系统是矿业系统工程的研究对象，矿业系统工程是一门组织和管理矿业系统的研究、规划、制造、设计、试验以及使用的技术，在这门技术中，通常应用系统的方法对矿业系统进行分析、设计并控制。

矿业系统工程包括了与矿业有关的多个系统。概括而言，可从采矿工程、矿山管理和矿业经济系统等方面来进行分析。矿业工程与系统工程的结合，主要开始于采矿业的研究。上世纪六十年代，计算机技术迅速发展，矿业系统工程将运筹学原理和计算机技术综合应用于矿业研究，随之，一批成果涌现出来。历经近五十多年的蓬勃发展，矿业系统工程已经成为一个新的学科分支。

二、矿业系统工程的发展趋势

矿业系统工程结合了采矿学和系统工程学，所以其一方面必须遵循采矿工程的内在规律，努力优化采矿系统。此外，它还必须紧跟计算机技术和现代数学的进展，以使采矿理论与技术得到不断地改进和优化。

（一） 跨学科配合，多方法研究：矿业系统工程既然是两种学科的结合，所以其决策以及施行常常不仅仅依靠某单一学科的某一种方法。比如露天矿的电铲——卡车的调度，它的硬件和软件都涉及到多个学科、多种技术，其中硬件包括无线通讯、 计算机和GPS等，软件也包括多种学科和技术的应用，如线性规划、测量平差以及动态数据的处理等。 这些项目涉及到计算机、数学等多种学科。解决综合性工程课题时采用综合性的研究方法正现代系统工程中矿业系统工程特点的反映。

（二） 多项目合作，大系统开发：矿业系统工程的特点除了多学科和多技术之外，表现在系统结构上，矿业系统工程还具有多层次和多环节的特点。在矿业系统工程的运作中，需要从过去的单项优化转化为总体上的全局优化。目前，在矿业系统工程中，人们已经扩大自己的研究视野，把研究的目标投向更高层次、更广范围以及更大系统的对象。尤其是近年来，开发矿山决策支持系统更是已经受到采矿工作者的重视，大系统、巨系统以及系统动力学等宏观的研究手段已经日益展开，为矿业工程助力。

（三） 大量使用优化技术：矿业系统工程发展的早期，在获得采矿问题最优解时往往利用运筹学方法，然而这样的方法也有一定的弊端，即正常的采矿的工艺技术要求常常被偏离了。而如今，CAD 技术出现了，利用CAD 技术人们可以不再利用传统的设计方法，而可以运用计算机实现采矿技术的优化.但这种方式也有弊端，那就是忽视了优化的目标。如何实现两种方式的优势互补，人——机自动化程度的交互作用可以有效实现这个目的，即实现决策的优化。目前的趋势正是基于这样的基础尽可能提高作业的水平。以采剥计划的编制为例。在人——机自动化程度的交互作用下，不妨先安排矿山的长期采剥计划，安排时采用数学规划进行，安排好了长期计划，就在这个计划的指导下采用 CAD 技术编制短期采剥计划。人机交互模式保证了决策的总体优化，而且具体作业的可操作性也得到了大大提高。

（四） 运用新科学，采用新技术：科学技术在不断发展，矿业系统工程作为几个学科的结合自然也应随着其它学科的发展而不断发展，并从中不断地汲取营养，实现系统的最及时的最优化。例如前一阶段，在采矿系统工程中，人工模糊数学就颇受青睐。 而近年来，各种新科学、新技术的发展更使得多种新技术在矿业系统得以迅速应用，如GPS即全球定位系统、GIS即地理信息系统 、RS即遥感技术以及虚拟现实技术等。汲取了这些新学科、 新技术的营养，采矿系统工程一定会更加快速地迈上新的台阶。

三、矿业系统工程的前景展望

（一）计算机技术影响力的增强：回溯矿业系统工程的发展，计算机技术被应用于矿业中的年头已经超过四十年。顺应这个趋势，展望未来，矿业系统工程的发展将越来越离不开计算机技术。而且，随着计算机技术的飞速发展，矿业系统工程中应用计算机技术，其深度、广度及计算机技术的影响力必将继续增强。

（二）研究内容逐步深化：首先反映在研究对象方面，矿业工程的研究对象将日益拓宽和增多，目前，矿业工程几乎所有的领域都已经有所涉及，不仅如此，而且正在日益向外延伸。其次，矿业系统工程的研究课题正逐渐脱离原来的单一性的局部课题，而复杂的多层次、多目标的系统综合分析决策得以确立和施行。

（三）研究方法逐步综合化：在矿业系统工程的未来发展中，研究方法将从采用单一的理论方法发展为综合应用多种研究方法，以实现综合性工程课题的最佳优化。这一前景早在二十世纪九十年代就已经形成一种趋势。

（四）理论研究与采矿工程实践的密切结合：这种结合未来将主要体现为如下几个方面：第一，研究成果将越来越注重并体现商业化。商业化的强化正是为了利于矿业产品的推广应用；第二，软件开发将越来越体现用户方便度，即矿业系统工程的软件开发将越来越强调对用户的方便；第三，矿业系统工程仍有许多重要领域的理论研究薄弱，为了强化这些薄弱的理论基础，期待有新的理论突破，以实现对实践的指导。

（五）计算机可视化功能将得到广泛应用：将来，在矿业系统工程中，计算机可视化功能将迅速发展。借助这种发展，矿业工程的设计成果可以得到直观的显示。更重要的是，对于未来交互式矿业工程设计，这也将成为一种有效手段并得到更广泛的应用。

（六）非严格与严格优化方法将实现结合：灵活实用的非严格优化方法，如算机辅助设计（ CAD ）和系统模拟（ SS ）等将和具有最优数学性质的严格优化方法，如图论（ GT ）、决策论（ DT ）以及数学规划（ MP ）等相结合，发挥二者优点，避免二者缺点，二者的优化组合将是矿业系统工程今后的一个发展趋势。

综上所述，作为一门较为新兴的学科，矿业系统工程已经通过进一步的研究与发展，并且已经发挥了重要的作用。未来，矿业系统工程将与实际工程实现更为紧密的结合，为提高矿山的经济效益发挥自己的作用。

参考文献：

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[3] 雷鸣鲁杰.浅谈矿业系统工程在我国的应用及发展.科技信息. 2011年24期