基于矿山全过程自动化建设的人力资源优化
刘川、徐磊
摘要：近年来，矿山行业面临严峻的内外部形势:从外部看，铁矿石价格持续低位运行，销售压力大，利润空间小；从内部看，部分主力矿山自身供矿能力下降，资源衔接困难。老矿山人员老龄化严重，负担重，转型发展任务艰巨；自有资金难以满足生产经营、项目建设“双线作战”，资金紧张成为了常态化。
本文以河钢集团矿业公司为例，依据矿业公司自身的实际情况以及矿山的行业特点，主动作为，在新建矿山建设中搭建出信息化自动化系统比较完善的体系框架，使先进的智能仪器仪表，生产、办公软件系统得到良好的应用，工艺流程实现自动化生产；针对老矿山信息化自动化装备水平明显不足的现状，对老矿山进行的局部信息化自动化升级，降低工人劳动强度、稳定产品质量，达到减员增效的目的。
关键词：自动化；信息化；智能化；减员增效
一、基于矿山全过程自动化建设的人力资源优化的背景
近年来，矿山行业面临严峻的内外部形势:从外部看，铁矿石价格持续低位运行，矿石生产成本明显高于外矿，价格上没有优势，销售压力大，利润空间小，企业发展非常困难。从内部看，部分主力矿山自身供矿能力下降，资源衔接困难，给企业生产组织带来很多不确定因素。老矿山人员老龄化严重，负担重，转型发展任务艰巨；自有资金难以满足生产经营、项目建设“双线作战”，资金紧张成为了常态化。
近年来，铁矿石价格持续低位运行，2017年全年62标普平均指数仅为71.32美元，虽比低谷2015年、2016年平均指数55.5美元和58.5美元有所提升，但比2014年的平均指数96.73美元下降26.3%，比2013年平均指数135.11美元更是下降了47.2%。
以河钢集团矿业公司（以下简称矿业公司）为例，截止2017年底在岗职工10606人，其中40岁以上人员5538人，占比52.2%；大专以下学历职工7302人，占比68.8%；初级工及以下人员5276人，占比49.7%。由此可见，矿业公司仍处于年龄老化、学历低下、高技能人才匮乏的现状。
供给侧结构性改革，重点是解放和发展社会生产力，用改革的办法推进结构调整，减少无效和低端供给，扩大有效和中高端共计，增强供给结构对需求变化的适应性和灵活性，提高全要素生产率。
智能化和自动化矿山建设正是推动矿业行业供给侧结构性改革的有力保障。只有持续推动智能化和自动化矿山建设，才能保证矿山行业适应供给测结构性改革的步伐，打造出高效、安全、优质、环保的智能化矿山，才能使矿业行业在人员优化和使用上更上一个台阶。
矿山企业要生存，要发展，要创造效益，就要紧跟社会发展潮流，始终保持对矿山行业智能化、自动化前沿技术的关注、应用与探索，时刻把握聚焦市场与产品、智能制造建设、向科技要效益的指导精神，依据自身的实际情况以及矿山的行业特点，主动作为，在新建矿山建设中搭建出信息化自动化系统比较完善的体系框架，使先进的智能仪器仪表，生产、办公软件系统得到良好的应用，工艺流程实现自动化生产；针对老矿山信息化自动化装备水平明显不足的现状，对老矿山进行的局部信息化自动化升级，降低工人劳动强度、稳定产品质量，达到减员增效的目的。
矿业公司智能化、自动化矿山建设蓝图
成立人力资源优化专项小组，以公司分管领导为组长，人力资源部门和自动化改造部门相关领导为副组长、相关矿山单位主要领导为成员的领导小组。全面负责全过程自动化建设人力资源优化工作的总体设计、统筹协调、督导落实，成立公司人力资源优化工作领导小组办公室，设在人力资源部，部室全体科级及相关矿山人力资源科科长为办公室主要成员。
通过月度例会及现场调研，及时调度、督导、检查工作情况；建立了人力资源优化落实考核制度，协调解决工作中存在的问题和工作进度，解决当月工作重点、难点问题，制定下步工作计划，并将计划按时间节点层层分解，落实到具体部门和人头。
矿山系统自动化改造，智能化、自动化前沿科技是抓手，劳动组织模式改变、人力资源优化是着力点，提高劳效、降低人工成本是最终目的。矿业公司紧紧抓住“减员增效”--这个关系到企业生存发展的重要要素，运用智能化、自动化技术，对新老矿山的设备及工艺流程实施改造，将看守型岗位转变为巡检型或无人值守型岗位，同时缩短工艺流程，达到减少岗位人员配备，优化劳动组织模式的目的。
1、新建矿山自动化建设
在新建矿山中，计划以即将投产试车的中关铁矿作为试点。初期的建设目标为要实现井下作业人员充分远离作业面，尽量做到无人化；地表实现全流程自动化生产；建立管控一体化调度指挥中心和数据网络中心。最终要实现井下无人化生产；地表全流程一键启停；全矿数据大矿业局域网共享；智能排产、计划检修的科学化生产模式。
2017年中关铁矿自动化改造主要完成了以下工作：
第一阶段实现机械化换人：以全矿管控一体化一级调度指挥中心为基础，通过自动化、仪表、视频等先进设备，全矿生产全部通过调度指挥中心统一调度管理，取代人工本地操控、监视设备状态的传统生产模式。所有设备通过调度指挥中心统一远控启停、监视，现场人员岗位职责逐步从操控向巡检转变。实现全流程管控一体化生产。
第二阶段实现自动化减人：以数据中心、核心网络为基础，通过全矿统一布局的DCS自动化系统建设，实现中关铁矿上下级设备之间的系统联锁，地表系统调度指挥中心具备远控全流程一键启停的能力。
具体实施的项目包括：
数据中心：在中关铁矿办公楼一楼机房建立企业私有云数据存储体系，实现全矿数据的统一存储及管理，不仅能够实现中关铁矿纵向各生产工艺数据的无缝衔接、调用与分析比较，还为中关铁矿能源、设备、原燃料与产品质量、产量等各横向数据的分析提供平台，为智能化数据分析、科学化生产提供基础，与此同时数据中心的建立能够实现矿业公司总部通过一个接口，完成对中关铁矿全矿视频及生产数据的调用，方便从公司层面强化对中关铁矿生产指导与管理。也为后期建立大矿业云数据中心打好坚实的基础。
调度指挥中心：在中关铁矿办公楼一楼调度室建立管控一体化调度指挥中心，指挥控制全矿所有设备的启停，能观看到全矿所有摄像地点的实时视频，监控到全矿所有设备的状态及报警。调度指挥中心负责各调度区域的每日生产计划与设备检修计划的上传下达，负责根据每日的生产计划远程启停相关设备，负责设备状态的监控及设备突发情况的协调处理。调度中心利用投影融合技术，配合高2.5米、宽4米的抗光幕，实现各视频与自动化系统在调度指挥中心的高清显示。
风、水、电动力辅助系统：中关铁矿风、水、电等动力辅助系统全面实现无人值守，调度指挥中心配备2名动力系统综合调度，负责全矿动力辅助系统的监控、远程启停操作及指挥协调。各设备区域实施门禁制度，一般情况只允许日常巡检人员与计划检修工作人员进入。
供电无人值守系统：井下的中央变配电所和地面各水平变电室通过视频监控、温度、烟雾检测、智能电度表等装置，实现供电系统综合信息的汇集。通过通讯管理机光纤传输，将各品牌微机综保系统的通讯数据、监控参数全部远传到地面指挥控制中心，执行停送电票制度，实现本地确认，远程停送电操作。
实现供配电系统的远程电量计量管理，在控制中心实现对各系统用电情况远程实时监测与智能分析，为能源管理提供数据支持。通过细化、规范停送电执行流程，提高业务执行的流畅度，最终实现全面远程停送电操作。
井下智能通风系统：中关铁矿智能通风系统的建设目标为提高通风有效利用效率，最大限度的避免通风不足以及过度通风情况的发生，更有效地排出掘进工作面的矿尘及各种有害气体，在保障安全生产的条件下降低能耗及人工成本。
实现对主风机与局扇的远程控制，调度指挥中心能实时掌控井下各气体监控仪表的实时参数，依据现场实际情况合理的在远程确定开启风机数量。
通过完整的监测网络，建立起智能调控通风体系，系统根据用风地点的所需风量，在对通风系统分析、解算的基础上，完成对部分风路的风阻自动分析、循环风自动分析和不同地点所需风量的智能分析，从而根据分析结果自动分配开启风机的地点、数量及时间安排，用智能化分析取代人工经验判断，实现智能通风。
井下自动排水与地表水循环系统：中关铁矿实现对各个排水设备的远程启停控制与监控，实现各个水泵房的无人值守，最终达到根据工况条件，系统合理分配开启水泵数量，依据电量合理分配水泵用电时间，对各水泵给出预诊断建议，从而能够达到水泵始终保持健康、高效、节能、稳定的运转。
实现对地表水循环系统（主要包括供水泵站、循环水处理、水源热泵系统等）各局部系统以及井下中央水泵房的无人值守，所有监视与操控全部在调度指挥中心完成。井下排水系统要实现排水泵与蓄水池液位的自动联锁，依据水池液位高度来确定开启设备数量。井下只安排一名巡检工进行日常巡检，井上由各局部系统巡检人员进行日常巡检。
地表水循环系统进行统一流程管理，巡检人员由局部巡检转变成全系统巡检。井下中央水泵房要依据“避峰就谷”的用电原则结合当前蓄水池液位来自动分配水泵启停数量与启停时间，实现高效、节能运转。
2、生产矿山自动化改造
在生产矿山中，计划以石人沟和庙沟铁矿铁矿作为试点，对提升、碎矿、销售系统、井下避险六大系统进行自动化改造，将原固定性质的看守型岗位转为无人值守或巡检岗位。初期的建设目标为要实现主井提升系统无人值守、碎矿皮带系统远程监控区域巡检、销售系统全流程远程监控无人值守。最终要参照中关铁矿建设模式，努力实现井下全自动化生产和地表全流程远程操控的目标。
具体实施的项目包括：
石人沟铁矿井下安全避险六大系统：石人沟铁矿今年对井下人员定位及无线通信系统进行了整合及恢复，已经完成主体光纤网络安装、Wifi覆盖、监测监控的仪表修复及井下三网合一的部署实施，全面提升井下作业人员的安全水平。
石人沟铁矿破碎提升系统自动化改造：主溜井、破碎系统、提升系统进行集成，由一名调度完成主溜井料位监视、破碎系统远程操控、主提升系统运量控制、统计等工作，实现井下运输系统与破碎系统、提升系统的协调统一。系统自动生成每天运量、破碎能力、提升量等关键数据的报表统计，从而能够清晰的了解每天井下的生产状况。
庙沟铁矿破碎系统全流程自动化改造：庙沟铁矿破碎自动化系统采用PLC作为控制核心，配置工业控制计算机作为监控操作界面。采用西门子公司S7-300系列PLC产品，配以传输速率是12Mbps的ET200组成主从的系统结构，实现碎矿33条皮带的远程监控报警与连锁控制，该系统的实施，可有效提高生产管理效率，优化劳动组织。
庙沟铁矿精粉发运系统自动化改造：庙沟铁矿应用无人值守汽车衡智能称重管理系统，实现对车辆进出厂及货物运输的智能化管理，汽车衡要在无人干预的情况下迅速、准确、安全、稳定、可靠的完成整个称重的流程，实现计量过程中数据信息采集的全自动化，完成精粉发运系统与MES生产执行系统数据畅通、无缝集成。在保证信息采集的准确性和公证性的同时提高工作效率。
（三）、矿山自动化改造后人力资源优化的具体实施方案
1、确定任务目标
根据新建矿山数字化、智慧化矿山建设和老矿山自动化改造成果，以向科技要效益，努力提高劳动生产率，降低人工成本为指导，制定三项任务目标。
目标一：致力推动智慧矿山建设，打造国内地下矿山标杆
新建矿山通过推动数字化智能矿山建设，在人员配备、劳动生产率、人工成本三个方面，均达到国内一流水平。
“十三五”期间，中关铁矿计划投产，初步设计定员800人，通过推动智慧矿山建设，按照达产后精粉产量150万吨/年计算，计划中关铁矿人员配备不超过500人，劳动生产率为3000吨/人，人工成本为53元/吨，在国内地下矿山中均为领先水平。
目标二：持续优化生产矿山劳动组织模式，保持职工队伍精干高效
生产矿山通过重点工序和关键岗位的自动化改造，优化劳动组织模式，减少人员配备，在退休不补员的前提下，保证生产矿山日常生产稳定运行，不断提高劳动生产率，降低人工成本。
“十三五”期间，石人沟铁矿和庙沟铁矿分别退休176人和115人，在退休不补员的前提下，通过实行自动化改造，保证两个单位产量不降低，精粉劳动生产率提高至900吨/人和650吨/人以上，人工成本降低30元/吨。
目标三：大力推进全员职工培训，打造高技能职工队伍
通过大力开展职工培训，努力提高职工操作技能水平，深化落实自动化建设成果。
2017年底，全公司培训人数达到20000人次，高技能人才比率由30%提高到33%，新增行业特有工种技师人。十三五”实现2000万吨铁精粉产能时，高技能人才比率提高到35%，新增技师以上技能人才100人。
2、开展人机互动调研
相关单位自动化改造完成后，矿业公司组织人力资源部门相关人员赴各单位现场，对改造后的生产情况、劳动组织模式和人员配备情况进行了现场调研，对改造后人员与设备磨合情况、人员操作技能水平进行了摸底，对重点岗位进行了写实测时，统计整理相关数据，对下一步人员培训和劳动组织模式改变提供数据支撑，如：中关铁矿原矿级调度中心设置矿级调度8人，负责全矿日常生产建设协调工作，成立调度指挥中心后，设立16个调度工位和2个管理工位，按工艺流程分别为3个远程遥控铲运机等工程机械工位（预留）、3个电机车远程驾驶工位、1个破碎与提升系统调度工位、2个选尾系统调度工位、1个充填系统调度工位（预留）、1个销售系统工位、2个风、水、电动力系统调度工位、1个井下安全避险六大系统工位、1个总调报表工位，各工位设置一名调度人员，负责相关业务的远程监控并对巡检人员下达操作指令；石人沟铁矿主井提升系统和破碎系统自动化改造前配备20人，采用固定看守方式，通过实施自动化改造，破碎系统进行破碎机与运输皮带的系统联锁，全部实现远程控制与无人值守，现场只留有1人进行日常巡检。主井提升系统控制室设置一名操控人员，负责日常操控与巡检；庙沟铁矿碎矿系统和精粉发运系统自动化改造前配备150人，采取传统的按岗位定员方式进行人员配备，通过对皮带系统实施远程监控报警与连锁控制，改善了碎矿系统岗位工作人员的工作环境，减少了岗位人员配备和安全生产隐患，在精粉发运系统采用智能卡技术和交通控制设备，完成了对运输计量数据的封装，杜绝了人为修改计量数据，实现了称重过程的准确化、连续化、速度化和自动化。
3、新模式下岗位人员培训
随着智能化矿山建设和自动化改造的持续深入，对岗位工人的操作技能和业务知识水平也有了较高的要求，矿业公司根据相关单位生产实际，组织相关人员开展了专业化、定制化的培训，以“外部培训+内部培养”相结合的方式，不断提升产线职工技能业务水平。外部培训以联系国内先进矿山企业，派遣相关岗位操作人员到现场进行实操培训为主要手段，以设备厂家培训为辅助手段，理论与实际相结合，争取用最短的时间提升职工操作技能，满足不断变化的生产需要，如：中关铁矿数次派遣相关人员赴五矿邯邢矿业公司北洺河铁矿进行考察对标，并安排操作岗位职工进行现场培训，学习北洺河铁矿基于自磨技术的选矿工艺流程和自动化管控技术；庙沟铁矿赴山东苍山铁矿考察调研碎矿系统自动化管控流程，对现场工艺、劳动组织模式、人员配备情况进行了摸底，对庙沟铁矿的自动化改造起到了较好的指导作用。内部培养以提升职工队伍整体素质为目的，以“日常岗位技能培训+职业技能鉴定”为抓手，实现矿山操作岗位及设备维检岗位人员从熟练工向技能工的转变。2017年全年，矿业公司在中关铁矿、石人沟铁矿、庙沟铁矿组织开展日常岗位技能培训3172人次，组织职业技能鉴定人员报名185人，通过133人，极大提高了职工整体素质，一定程度上满足了日常生产需要。
4、变更现有劳动组织运行模式
通过智能化矿山建设和自动化改造，一定程度上实现了矿山行业由原来的“粗、笨、慢”向“细、灵、快”的转变，优化了生产工艺流程和工作环境，提高了生产效率和安全系数，提升了职工专业知识和技能水平，降低了事故发生率和人工成本。正是依靠着以上各类因素的改善，通过一段时间的试运行，矿业公司对相关单位的相关岗位的劳动组织运行模式进行了变更，利用现代化矿山设备大型化自动化和利用远程监控实现自动控制技术的发展，将原有的传统生产模式下的按岗位、按设备定员的劳动组织模式，转变为现有的自动化控制模式下的巡检制、无人值守的劳动组织模式。
通过智能化矿山建设和自动化改造，发挥公司内部相关单位的技术力量，利用跨地区人员调配机制，实现劳动组织模式优化。矿业公司利用机电检修公司自动化和电气技术优势，派遣技术和管理人员进驻中关铁矿，成立中关项目部，承接中关铁矿动力作业区的井下电气系统维检、井下排水、通风系统、变电系统等业务，并从司家营南区和北区抽调人员划转到机电检修公司进行转岗和上岗前期培训，培训合格的人员派驻中关铁矿与前期派驻的部分人员进行替岗轮换，既解决了人员跨地区调配难以实现的问题，又利用冗余的人力资源解决新建矿山人员短缺的困境。
通过智能化矿山建设和自动化改造，在实现人员跨地区调配的基础上，矿业公司积极推进生产单位内部挖潜，以内部产线工序承包的方式，深挖内部人力资源潜力，在解决老矿山因退休和人员老化造成的缺员问题的同时，鼓励职工通过个人技能提升和劳动输出，实现个人价值，极大地激发了职工的工作热情，提高劳效。石人沟铁矿在采矿作业区实施281掘进台车内部承包，按每月收方数换算为进尺，进行计费结算，上不封顶，薪酬发放为预发原薪酬收入，待结算期从工程费用中扣除。通过实施承包，将原281掘进台车司机优化出部分职工充实到新投入生产的1354采矿台车和8930采矿台车，实现了人员内部优化，激发了工作活力，达到新增设备不增人的目的，有效缓解了生产力不足问题，进一步提高了劳效及井下进口设备作业率。经测算，通过实行281台车内部承包制年可节约生产成本100余万元。
5、以智能化矿山标准进行劳动组织优化
通过智能化矿山建设和自动化改造，对相关矿山的劳动组织模式进行了改变，从而实现了减少岗位人员配备、提高劳动生产率、降低人工成本的目的。
通过对中关铁矿进行智能化矿山建设，人员配备人数由原规划的800人，降低到500人，减少人员配备300人，并计划在现有智能化建设的基础上，持续推进数字化、自动化改造，争取在中关铁矿达产后，保持现有人员不增加：由机电检修公司成建制承接中关铁矿动力作业区和井采作业区部分岗位共计76人的业务，成立中关项目部，派遣技术和管理人员23人进驻中关铁矿，在维持正常生产建设的同时，逐步开展智能化矿山建设。到2017年底，优化53人，计划到2020年中关铁矿达产时，实现人员优化130-150人。
石人沟铁矿通过推行井下安全避险六大系统和碎矿提升系统自动化改造，并且不断解放思想，创新举措，利用薪酬杠杆激励作用，在采矿作业区实施281掘进台车内部承包，通过实施承包，将原21名281掘进台车司机优化出17名充实到其他岗位。全年优化人员61人，在全年在岗退休35人的情况下，通过内部挖潜顺利解决了人员短缺问题。
庙沟铁矿通过推行碎矿系统全流程自动化改造，利用远程集中控制，实现以每个料仓为终点的各个流程一键式开停车，实现所有在线运行设备的设备逆启顺停控制，启停信号均被传送到集中控制室，由计算机集中显示设备运行状态，全年共计减少人员配备16人；通过推行精粉销售系统全流程自动化改造，加强厂内运输车辆管理，防止虚报产量，杜绝铁矿石或其他物料的流失，分类自动形成数据统计和报表，优化人员配置，节约生产成本，全年共计减少人员配备164。通过以上措施，庙沟铁矿全年优化人员30人，不仅填补了退休15人造成的缺员，而且向露天转井下工程建设输送了有生力量。
四、基于矿山全过程自动化建设的人力资源优化的效果评价
（一）、优异完成集团公司下达的年度目标
矿业公司全过程自动化建设实施一年来，围绕集团年度目标为基础，大力在公司内部推行“自动化减人、机器替代人”，在人员持续减少，外部没有人员补充的情况下，顺利完成了集团下达的各项任务目标，为公司今后的发展打下了坚实的基础。在部分矿山停产，铁精粉价格持续波动的环境下，全年实现利税7.99亿元，实现利润3702万元，全年降低铁精粉全成本16元，吨矿人工成本由116元降低到103元，高水平完成了集团下达的目标计划，实现了国有资产的保值增值。
（二）、减少人员配备大幅降低人工成本
智能化矿山建设和自动化改造已经应用在矿业公司多个领域，包含采矿、选矿、自动化监测、管理、物流等多个方面。这些手段极大地提高了矿山生产效率，保障矿山安全生产，减少生命和财产损失。采用现代高新技术来带动传统矿业的转型和升级，构建智能化数字平台，形成数据互通、实现整体管控，从本质上提升矿企的核心竞争力，从而推动矿业公司向安全、高效、经济、绿色和可持续发展，有利于在日益激烈的市场竞争中脱颖而出。
改造实施一年来，矿业公司逐步实现了人力资源的优化配置。2017年，内部优化人力资源470人，在全年退休205人并且未进行补员的同时，不仅有效填补了退休造成的缺员，而且为跨地区人员配置、战略性人员储备提供了有力保障；全年进行人员培训29189人次，人均培训3次左右，职业技能鉴定报名449人，通过356人，通过率80%，为矿业公司发展提供了人才和技能保障；劳动生产率明显提高，全员劳动生产率由年初的853吨/人提高到年末的917吨/人，实现了新的突破。
通过智能化矿山建设和自动化改造，完成了技术手段和管理体系的再造，逐步建设本质安全、智能高效、节能减排、绿色环保的智慧型矿山，为矿山企业提供了可持续发展的恒久支持，打造看了安全、高效、和谐的数字化矿山，促进矿山可持续发展。
（三）、项目经济效益测算
该项目创建于2017年，已实际应用1年，范围是矿业公司。鉴于该成果为综合性管理创新成果，其作用范围具有全局性，涉及整个企业，在时间和空间上具有交叉性，成果作用的时空界限很难在构成各因素间作明确划分，故按照“复合性分离因子计算法（CSP）来测算成果效益。具体计算公式如下：
n n n n
Ec=(P1－P0)-(N ±∑Ta ±∑Rb ±∑Fc)-(∑Cd＋I)
a=1 b=1 c=1 d=1
Ec：以“CSP”方法计算出的综合管理成果效益，以企业实现利润表示；
P1：成果实施后在成果效益计算年度内的企业总效益；
P0：成果实施前一年度的企业总效益；
N ：未实施本成果时在正常年景下自然增长的经济效益。通常采用成果实施前三年（未实施本成果）的平均值；
∑Ta：各项投入效益之和。投入效益是指新投入固定资产（包括基建、技改）而扩大生产能力或提高产品；
∑Rb：各项外因效益之和。外因效益是指非企业生产经营活动带来的效益，而是因外部条件而获取的效益；
∑Fc：各项非管理效益之和。非管理效益是指非管理因素而获取的效益；
∑Cd:成果实施所花的各项费用之和；
I :实施成果损失费用。
n n n n
Ec=(P1－P0)-(N ±∑Ta ±∑Rb ±∑Fc)-(∑Cd＋I)
a=1 b=1 c=1 d=1
Ec=（3700-3700）-（-20000+10000+2000+0）-（4000+0）
Ec= 4000（万元）
来源：来源：河钢集团矿业公司
< 完 >
