芯耀
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智能采礦已被普遍認(rèn)為是未來礦山的生產(chǎn)方式，智能礦山建設(shè)不僅是社會(huì)發(fā)展的需要，也是礦業(yè)行業(yè)自身發(fā)展的要求。
相對(duì)應(yīng)的煤炭數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)潛力巨大，數(shù)字化轉(zhuǎn)型、煤礦智能化建設(shè)更使煤炭數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。
煤企轉(zhuǎn)型路上的“四座大山”
①煤炭企業(yè)應(yīng)重視做好頂層設(shè)計(jì)，將智能化建設(shè)納入數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體，加快煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支撐體系建設(shè)，加快產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化協(xié)同，重視網(wǎng)絡(luò)和信息安全等工作。
②各級(jí)管理人員對(duì)數(shù)據(jù)的認(rèn)識(shí)、運(yùn)用、維護(hù)、安全需要提升到新高度，牢固樹立[數(shù)據(jù)是企業(yè)核心資產(chǎn)]的理念，是數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作基石。
③數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作推進(jìn)需要大力加強(qiáng)復(fù)合型人才培養(yǎng)和高水準(zhǔn)隊(duì)伍建設(shè)，需要建立健全可量化的人才價(jià)值發(fā)現(xiàn)管理體系。
④為了確保數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作穩(wěn)步推進(jìn)，保障數(shù)字化專項(xiàng)資金的統(tǒng)籌規(guī)劃、合理分配是前提。
AI的最佳產(chǎn)業(yè)化落地場(chǎng)景之一是礦山
2004年，中國的煤礦每百萬噸死亡率為3.08，2018年，這一比例首次降至0.1以下。
根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《2022煤炭行業(yè)發(fā)展年度報(bào)告》，2022年煤炭行業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)再創(chuàng)新高。
全國原煤產(chǎn)量45.6億噸，同比增長10.5%，規(guī)模以上煤炭企業(yè)營業(yè)收入4.02萬億元，同比增長19.5%。
隨著煤礦智能化的加速發(fā)展，綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)、液壓支架電液控制系統(tǒng)、智能集成供液系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模不斷增長，2022年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到67.4億元。
根據(jù)業(yè)內(nèi)專家評(píng)估，為完成[十四五]末建成1000個(gè)智能化煤礦的目標(biāo)，預(yù)計(jì)未來5年市場(chǎng)的復(fù)合增長率仍將保持在5%左右，預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到81.6億元。
當(dāng)前處于局部智能化階段
①單機(jī)自動(dòng)化階段（20 世紀(jì) 90 年代）：該階段的典型特征為分類傳感技術(shù)和二維GIS平臺(tái)得到應(yīng)用、單機(jī)傳輸通道得以形成，實(shí)現(xiàn)了可編程控制、遠(yuǎn)程集控運(yùn)行、報(bào)警與閉鎖。
②綜合自動(dòng)化階段（21 世紀(jì)初）：該階段的典型特征為綜合集成平臺(tái)與3D GIS數(shù)字平臺(tái)得到應(yīng)用、高速網(wǎng)絡(luò)通道形成，實(shí)現(xiàn)了初級(jí)數(shù)據(jù)處理、初級(jí)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、信息綜合發(fā)布。
③局部智能化階段（2010 年至今）：該階段的典型特征為 BIM、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)得到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了局部閉環(huán)運(yùn)行、 多個(gè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)及專業(yè)決策。
④全面智能化階段（未來）：智能礦山 4.0 時(shí)代的到來，達(dá)到透明化礦井和全礦井控制協(xié)同化的水平。
我國智能礦山的發(fā)展現(xiàn)狀
由信息系統(tǒng)建設(shè)為主，逐步向利用5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)與煤炭企業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域融合轉(zhuǎn)變。
礦業(yè)軟件的應(yīng)用和主體設(shè)備的自動(dòng)化在國內(nèi)礦山企業(yè)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)，部分礦山實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管理遠(yuǎn)程化、遙控化和無人化。
一些先進(jìn)企業(yè)正在利用人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)，創(chuàng)新礦山智能操控、決策系統(tǒng)，爭取實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)、經(jīng)營管理全流程智能管控。
《新安全生產(chǎn)法》實(shí)施后，加速了礦山機(jī)械化替人、智能化減人、智能化無人的進(jìn)程。
我國礦山智能化建設(shè)出現(xiàn)了一大批示范項(xiàng)目、示范礦山，在5G技術(shù)的廣泛應(yīng)用、井下電機(jī)車無人駕駛、選礦自動(dòng)化等領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
華為：3個(gè)“1+N+5”智能礦山架構(gòu)
2021年，華為成立了[華為煤礦軍團(tuán)]，進(jìn)軍智能礦山改造領(lǐng)域，并在當(dāng)年底推出[礦鴻]操作系統(tǒng)，旨在打造智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)底座。
華為技術(shù)有限公司聯(lián)合其生態(tài)伙伴提出了3個(gè)[1+N+5]（一網(wǎng)、一云、一平臺(tái)、N 應(yīng)用、五中心）的智能礦山整體架構(gòu)。
5G+AI+鯤鵬云等先進(jìn)的 ICT 技術(shù)與礦業(yè)生產(chǎn)融合，助力實(shí)現(xiàn)少人開采、智能運(yùn)輸、無人值守、無人駕駛、智能管控等目標(biāo)。
目前已探索出三種智能礦山的生態(tài)發(fā)展模式：
①由相關(guān)部門推動(dòng)建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，[產(chǎn)學(xué)研用]基于平臺(tái)孵化創(chuàng)新應(yīng)用。
②依托礦鴻工業(yè)互聯(lián)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，充分發(fā)揮各方優(yōu)勢(shì)，聚焦關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，推動(dòng)礦鴻應(yīng)用融合，立項(xiàng)編制產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為共建礦鴻生態(tài)、提升產(chǎn)業(yè)安全水平打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
③基于盤古礦山大模型、元圖工坊等技術(shù)，使能伙伴，孵化新產(chǎn)業(yè)。
百度：
百度智能云開物平臺(tái)基于[云智一體]的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將AI中臺(tái)、知識(shí)中臺(tái)能力逐步深入到通風(fēng)、洗煤、皮帶運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)。
2021年10月，百度Apollo聯(lián)合華能伊敏煤電公司正式對(duì)外展示礦用卡車無人示范應(yīng)用成果，宣布Apollo首先在伊敏露天礦投入使用的自動(dòng)駕駛礦卡。
百度智能云攜手中國移動(dòng)，在[智慧礦山]建設(shè)中全面推進(jìn)5G智能邊緣計(jì)算的本地化部署。
基于5G的大帶寬、低時(shí)延和高可靠通信能力和邊緣計(jì)算的智能調(diào)度、智能運(yùn)維、自動(dòng)化部署等特性，能夠?qū)崿F(xiàn)AI場(chǎng)景化服務(wù)到5G網(wǎng)絡(luò)邊緣的高效部署和毫秒級(jí)的計(jì)算任務(wù)響應(yīng)。
為礦山車輛的無人駕駛和采礦設(shè)備的無人操作，以及礦山生產(chǎn)運(yùn)營、調(diào)度的自動(dòng)化管理提供支撐。
智能礦山行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈情況
智能礦山產(chǎn)業(yè)鏈上游原材料、零部件及服務(wù)包括電子元器件、集成模塊、外協(xié)加工等；
中游產(chǎn)品為各類智能礦山信息系統(tǒng)；
下游應(yīng)用領(lǐng)域是煤炭行業(yè)，具體客戶有煤礦生產(chǎn)企業(yè)以及煤礦裝備制造商。
智能礦山行業(yè)需求受下游煤炭行業(yè)影響較大，下游行業(yè)的整體發(fā)展?fàn)顩r直接決定了本行業(yè)的需求。
雖然煤炭行業(yè)整體發(fā)展受宏觀經(jīng)濟(jì)影響而呈現(xiàn)出一定的周期性。
但智能礦山信息系統(tǒng)主要是為了實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的安全提升、減員增效以及節(jié)能降耗目標(biāo)的必要性投入。
其行業(yè)發(fā)展情況主要受國家產(chǎn)業(yè)政策、企業(yè)重視程度以及我國煤礦數(shù)量、規(guī)模影響，而由于目前我國煤礦升級(jí)改造存量需求巨大，因此智能礦山行業(yè)具有較為廣闊的發(fā)展前景。
礦業(yè)領(lǐng)域供應(yīng)商紛紛開啟智能化裝備探索
·迪邁科技致力于“數(shù)字礦山”軟硬件產(chǎn)品及整體解決方案的研發(fā)和市場(chǎng)推廣，對(duì)我國數(shù)字礦山建設(shè)起到了推動(dòng)作用。
·東方測(cè)控深耕于設(shè)備自動(dòng)化和智能化領(lǐng)域，在自動(dòng)化設(shè)備無人值守、在線監(jiān)測(cè)、智能選廠等領(lǐng)域的成功案例遍布全國。
·飛翼股份專注于礦山充填系統(tǒng)研發(fā)，在充填系統(tǒng)自動(dòng)化和智能化方面給出了先進(jìn)的解決方案。
·北京速力成功將電機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)與5G通訊技術(shù)融合，開啟了“5G+電機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)”的新模式。
·天河礦業(yè)云將超算技術(shù)應(yīng)用于礦山領(lǐng)域，給出了面向云計(jì)算的智能礦山解決方案。
·踏歌智行專注于礦用車無人駕駛技術(shù)研發(fā)和無人礦山建設(shè)，在國內(nèi)多家礦山成功實(shí)施了無人礦山系統(tǒng)。
國內(nèi)智能礦山建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)
①加快推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型為推動(dòng)力，推進(jìn)智能礦山建設(shè)。
②適用于智能開采的采礦工藝變革。
③露天開采智能化將以卡車的無人駕駛作為研發(fā)和應(yīng)用重點(diǎn)。
④面向[5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)]的智能礦山應(yīng)用場(chǎng)景。
⑤數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與信息資源規(guī)劃受到重視。
⑥虛擬現(xiàn)實(shí)真正進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用。
⑦生態(tài)礦業(yè)、綠色礦山將作為智能礦山建設(shè)的核心目標(biāo)之一。
結(jié)尾：智慧礦山的建設(shè)分級(jí)將依次展開
現(xiàn)在中大型的煤礦都具備了初級(jí)的智能化。初級(jí)的智能化就是很多功能能自動(dòng)化，通過機(jī)械自動(dòng)化解決。
目前階段，未來三年，要讓大型煤礦迅速達(dá)到中級(jí)智能化的水平。
中級(jí)智能化的水平就是各個(gè)業(yè)務(wù)的系統(tǒng)能夠完全信息化，數(shù)據(jù)打通，避免數(shù)據(jù)的孤島，能夠統(tǒng)一協(xié)作。
另外，在挖掘和采煤的過程中，盡量減少人員在井下作業(yè)。
2025年之后的十年，煤礦的建設(shè)面，會(huì)向大中小的煤礦全面鋪開。
已建成的中級(jí)智能化煤礦，會(huì)向高級(jí)智能化的目標(biāo)發(fā)展。
作者 | 方文三
