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Σco时间 | 智能化提速,煤炭矿山行业的“懂行”实践

数千年历史的煤炭开采行业,正在数字经济时代焕发新生。人类“挖矿”的经历由来已久,人力和传统机械的粗放型作业形式塑造了百年来的能源采集形态,而随着ICT技术的快速演进,边缘计算已被部署到数百米的矿坑之下,利用5G网络构造了无处不在的联接,结合AI、机器视觉的能力让工程师可以远程进行智能分析,不仅大幅提升了生产协作效率,更让近年来屡屡发生的安全事故能够“防患于未然”。


在国家政策的推动和ICT企业的实践之下,中国的矿山行业在过去数十年间已经取得了长足进展。12月14日,华为和和利时举行了主题为《加速矿山智能转型,打造智能矿山超强大脑》的Σco时间线上直播,就当前传统矿山领域所存在的问题进行深度交流,并带来行业成熟的解决方案讲解,加速矿山智能化转型,共同实现矿山领域质的飞跃。


煤矿生产智能化紧迫提速

如果回顾煤炭行业所面临的挑战,就更能体会到产业转型的迫切性。首当其冲的就是生产安全形势严峻;其次是从业人员断层严重,用工难成了普遍问题;再有是管理效率亟需提升,人财物管理难,造成了资产管理纷繁复杂。可以说,从系统规划、标准规范、平台资源,到技术人才的储备、基础设施建设,过去的煤炭行业遭遇的挑战是多维度的。要解决一系列的挑战,智能化的手段和工具不可或缺。近年来,煤炭龙头企业在受益于长协煤价稳定和市场份额扩张的同时,机械化、信息化、自动化、智能化水平也在显著提升,纷纷加速向智能矿山转型。今年3月,国家发改委、国家能源局等八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》文件,指出到2035年,各类煤矿要基本实现智能化、构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统,建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。其中,5G基站建设、大数据中心、工业互联网和人工智能的技术应用无疑将扮演关键角色。由此,矿山行业的智能化大幕迅速拉开。一方面,煤矿井下连接、作业监控/巡检、无人值守、远程驾驶等场景需要数字化技术来支撑,另一方面,各类细分的业务应用则需要由行业伙伴根据不同场景提供定制化的解决方案。此时,ICT企业提供技术使能,合作伙伴提供行业知识、运维能力、生产或管理应用,二者相互结合才能推动煤炭行业向绿色、高质量、高效加速转型。


ICT技术为加速转型铺路

构建可持续的发展路径对于煤炭行业至关重要,“新基建”中所提到的融合基础设施指出,人工智能、工业互联网、云计算、大数据等技术要与产业应用深度融合,对传统基础设施完成转型升级,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,实现煤矿开拓、采掘、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行。华为中国政企智能制造矿山解决方案专家邓力航介绍了华为基于5G+AI+云打造的智能矿山解决方案。

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具体来说,该方案覆盖感知执行、联接、数字底座、智能应用四个层级,“3个1+N+5”架构指矿山一张网、矿山一朵云、矿山一平台,以及N个应用和5个中心,特性体现在无线化(并下网络全域无线覆盖、支撑各类移动作业过程智能化)、业务云化(智能矿山云,实现全栈安全可)、平台化(整合矿山子系统,打破数据孤岛,避免重复建设)、智能化(AI助力智能矿山实现无人/少人化)。

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邓力航还介绍了华为智能矿山联合解决方案的架构,网络是让矿区的整个生产作业流实现智能化的基础保障,华为利用4G核心网/5G MEC、Wi-Fi 6、F5G光网等技术部署实现了井下的全域覆盖和互联互通;基于华为自研设备构建的全栈云,在集团一体化的“能力中心+运营中心”云平台部署之下,衍生出百余项云服务应用于各个场景,结合智能矿山数字平台,实现矿山应用使能、数据共享,从而构造出具备规范化、标准化接口的数字底座;在“3个1”的基础上,携手合作伙伴在水平解决方案的能力之上开发出覆盖井下生产以及下游运销、洗选、配煤等场景的煤炭全产业链解决方案;基于此,形成了“5中心”——决策指挥中心、安全生产中心、综合集控中心、智能巡检中心、经营管理中心,推动关键业务全面智能化,帮助智能矿山迈向集约化、高效化。

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可以看到,华为在智能矿山解决方案的规划和实践上采取了“两手抓两手都要硬”的发展路径,一方面梳理出清晰的逻辑思路逐级深耕技术演进,在集团内部让协同能力最大化,另一方面与生态活动共同探索行业的细分、复杂场景,聚焦客户的深层需求,揭示了华为“从行业中来,到行业中去”的懂行之道。


懂行之路要与伙伴同行

除了技术和能力的协同,华为的“懂行”理念更体现在生态协同。成立于1993年的和利时已发展成为中国领先的自动化与信息技术解决方案供应商,聚焦工业数字化、轨道交通数字化、医疗大健康数字化领域,累计服务客户超过1.2万家,成功实施控制系统项目3万多个。


和利时智慧矿山技术总监董书江带来了题为《5G+工业互联网智能矿山》的分享。他表示,多年的行业深耕让和利时看到,矿山智能化已从传统架构过渡到工业互联网架构,其显性特征体现在云、边、端+5G,即集团云、矿区边缘云、井下生产端+5G一张网,这与华为的思路不谋而合。依托于5G的煤矿工业物联网可以对海量数据进行汇聚和分析,支撑多资源的泛在连接,实现弹性供给和高效分配,形成全面感知、实时互联;通过工业互联网平台的矿山设备模型、矿山工艺模型、矿山安全模型、矿山算法库等实现矿山大数据分析决策、自主学习和动态预测;最终决策结果通过工业互联网平台下达到矿山各种资源,进行协同控制。实现矿山生产自动化、安全化和降本增效,平台开放、实时、互通的特点,使得集成商、设备厂商、行业专家、数据科学家、院校能够基于平台进行智能矿山的协作,不断积累矿山相关模型和算法,形成数字化的矿山知识库,促进矿山智能化生态协同发展。

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和利时的智慧矿山云平台服务架构使得云与本地、合作伙伴间的应用与数据集成,打通了企业OT与IT的交互,可以分别满足客户对于私有或公有环境的需求。这一架构支持MQTT协议对接,可实现与设备双向通讯,MQTT、modbus、网关、物联APP等多种方式支持设备、工控系统,OT+IT+EI支持设备互联、IT集成、云端应用、EI集成从而实现智能应用。

实际应用过程中,和利时的平台能力——即工业大数据管理平台可为工业应用程序创建一个可伸缩的数据基础管理平台,提供包括批量或单独数据收集、大数据分析运行时处理和存储数据的能力,以及模型化服务。5G应用则落地在智能综采工作面系统,可贯穿于设备全生命周期管理。除此之外,和利时和华为在数字孪生、三维信息综合管理、报警分级管理、准入管理、生产管理等领域均有技术实践,并已广泛应用于山西庞庞塔智慧矿山、中国移动智慧矿山智能融合管控平台、山西焦煤集团智慧配煤基地、陕西小保当智慧矿山、内蒙古白音华智慧矿山等业务场景中。

结语

煤炭行业是中国传统能源领域的重要支柱,其智能化改造的复杂性也使得该行业的数字化之路更具典型意义。华为与和利时在智能矿山领域的合作实践,让人们看到了传统产业转型的更多可能性,而这一成功的尝试,正是由“懂行”开始的。



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