Σco時間 | 智能化提速,煤炭礦山行業的“懂行”實踐

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數千年歷史的煤炭開采行業,正在數字經濟時代煥發新生。人類“挖礦”的經歷由來已久,人力和傳統機械的粗放型作業形式塑造了百年來的能源采集形態,而隨著ICT技術的快速演進,邊緣計算已被部署到數百米的礦坑之下,利用5G網絡構造了無處不在的聯接,結合AI、機器視覺的能力讓工程師可以遠程進行智能分析,不僅大幅提升了生產協作效率,更讓近年來屢屢發生的安全事故能夠“防患于未然”。


在國家政策的推動和ICT企業的實踐之下,中國的礦山行業在過去數十年間已經取得了長足進展。12月14日,華為和和利時舉行了主題為《加速礦山智能轉型,打造智能礦山超強大腦》的Σco時間線上直播,就當前傳統礦山領域所存在的問題進行深度交流,并帶來行業成熟的解決方案講解,加速礦山智能化轉型,共同實現礦山領域質的飛躍。


煤礦生產智能化緊迫提速

如果回顧煤炭行業所面臨的挑戰,就更能體會到產業轉型的迫切性。首當其沖的就是生產安全形勢嚴峻;其次是從業人員斷層嚴重,用工難成了普遍問題;再有是管理效率亟需提升,人財物管理難,造成了資產管理紛繁復雜。可以說,從系統規劃、標準規范、平臺資源,到技術人才的儲備、基礎設施建設,過去的煤炭行業遭遇的挑戰是多維度的。要解決一系列的挑戰,智能化的手段和工具不可或缺。近年來,煤炭龍頭企業在受益于長協煤價穩定和市場份額擴張的同時,機械化、信息化、自動化、智能化水平也在顯著提升,紛紛加速向智能礦山轉型。今年3月,國家發改委、國家能源局等八部委聯合印發了《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》文件,指出到2035年,各類煤礦要基本實現智能化、構建多產業鏈、多系統集成的煤礦智能化系統,建成智能感知、智能決策、自動執行的煤礦智能化體系。其中,5G基站建設、大數據中心、工業互聯網和人工智能的技術應用無疑將扮演關鍵角色。由此,礦山行業的智能化大幕迅速拉開。一方面,煤礦井下連接、作業監控/巡檢、無人值守、遠程駕駛等場景需要數字化技術來支撐,另一方面,各類細分的業務應用則需要由行業伙伴根據不同場景提供定制化的解決方案。此時,ICT企業提供技術使能,合作伙伴提供行業知識、運維能力、生產或管理應用,二者相互結合才能推動煤炭行業向綠色、高質量、高效加速轉型。


ICT技術為加速轉型鋪路

構建可持續的發展路徑對于煤炭行業至關重要,“新基建”中所提到的融合基礎設施指出,人工智能、工業互聯網、云計算、大數據等技術要與產業應用深度融合,對傳統基礎設施完成轉型升級,形成全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的智能系統,實現煤礦開拓、采掘、運輸、通風、洗選、安全保障、經營管理等過程的智能化運行。華為中國政企智能制造礦山解決方案專家鄧力航介紹了華為基于5G+AI+云打造的智能礦山解決方案。

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具體來說,該方案覆蓋感知執行、聯接、數字底座、智能應用四個層級,“3個1+N+5”架構指礦山一張網、礦山一朵云、礦山一平臺,以及N個應用和5個中心,特性體現在無線化(并下網絡全域無線覆蓋、支撐各類移動作業過程智能化)、業務云化(智能礦山云,實現全棧安全可)、平臺化(整合礦山子系統,打破數據孤島,避免重復建設)、智能化(AI助力智能礦山實現無人/少人化)。

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鄧力航還介紹了華為智能礦山聯合解決方案的架構,網絡是讓礦區的整個生產作業流實現智能化的基礎保障,華為利用4G核心網/5G MEC、Wi-Fi 6、F5G光網等技術部署實現了井下的全域覆蓋和互聯互通;基于華為自研設備構建的全棧云,在集團一體化的“能力中心+運營中心”云平臺部署之下,衍生出百余項云服務應用于各個場景,結合智能礦山數字平臺,實現礦山應用使能、數據共享,從而構造出具備規范化、標準化接口的數字底座;在“3個1”的基礎上,攜手合作伙伴在水平解決方案的能力之上開發出覆蓋井下生產以及下游運銷、洗選、配煤等場景的煤炭全產業鏈解決方案;基于此,形成了“5中心”——決策指揮中心、安全生產中心、綜合集控中心、智能巡檢中心、經營管理中心,推動關鍵業務全面智能化,幫助智能礦山邁向集約化、高效化。

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可以看到,華為在智能礦山解決方案的規劃和實踐上采取了“兩手抓兩手都要硬”的發展路徑,一方面梳理出清晰的邏輯思路逐級深耕技術演進,在集團內部讓協同能力最大化,另一方面與生態活動共同探索行業的細分、復雜場景,聚焦客戶的深層需求,揭示了華為“從行業中來,到行業中去”的懂行之道。


懂行之路要與伙伴同行

除了技術和能力的協同,華為的“懂行”理念更體現在生態協同。成立于1993年的和利時已發展成為中國領先的自動化與信息技術解決方案供應商,聚焦工業數字化、軌道交通數字化、醫療大健康數字化領域,累計服務客戶超過1.2萬家,成功實施控制系統項目3萬多個。


和利時智慧礦山技術總監董書江帶來了題為《5G+工業互聯網智能礦山》的分享。他表示,多年的行業深耕讓和利時看到,礦山智能化已從傳統架構過渡到工業互聯網架構,其顯性特征體現在云、邊、端+5G,即集團云、礦區邊緣云、井下生產端+5G一張網,這與華為的思路不謀而合。依托于5G的煤礦工業物聯網可以對海量數據進行匯聚和分析,支撐多資源的泛在連接,實現彈性供給和高效分配,形成全面感知、實時互聯;通過工業互聯網平臺的礦山設備模型、礦山工藝模型、礦山安全模型、礦山算法庫等實現礦山大數據分析決策、自主學習和動態預測;最終決策結果通過工業互聯網平臺下達到礦山各種資源,進行協同控制。實現礦山生產自動化、安全化和降本增效,平臺開放、實時、互通的特點,使得集成商、設備廠商、行業專家、數據科學家、院校能夠基于平臺進行智能礦山的協作,不斷積累礦山相關模型和算法,形成數字化的礦山知識庫,促進礦山智能化生態協同發展。

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和利時的智慧礦山云平臺服務架構使得云與本地、合作伙伴間的應用與數據集成,打通了企業OT與IT的交互,可以分別滿足客戶對于私有或公有環境的需求。這一架構支持MQTT協議對接,可實現與設備雙向通訊,MQTT、modbus、網關、物聯APP等多種方式支持設備、工控系統,OT+IT+EI支持設備互聯、IT集成、云端應用、EI集成從而實現智能應用。

實際應用過程中,和利時的平臺能力——即工業大數據管理平臺可為工業應用程序創建一個可伸縮的數據基礎管理平臺,提供包括批量或單獨數據收集、大數據分析運行時處理和存儲數據的能力,以及模型化服務。5G應用則落地在智能綜采工作面系統,可貫穿于設備全生命周期管理。除此之外,和利時和華為在數字孿生、三維信息綜合管理、報警分級管理、準入管理、生產管理等領域均有技術實踐,并已廣泛應用于山西龐龐塔智慧礦山、中國移動智慧礦山智能融合管控平臺、山西焦煤集團智慧配煤基地、陜西小保當智慧礦山、內蒙古白音華智慧礦山等業務場景中。

結語

煤炭行業是中國傳統能源領域的重要支柱,其智能化改造的復雜性也使得該行業的數字化之路更具典型意義。華為與和利時在智能礦山領域的合作實踐,讓人們看到了傳統產業轉型的更多可能性,而這一成功的嘗試,正是由“懂行”開始的。


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