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    緊抓數字經濟發展機遇,推動煤礦智能化向縱深發展

    2022/9/27 20:05:17       

      煤炭行業如何把握住數字經濟的發展機遇,加快數字化步伐,推動綠色低碳轉型和高質量發展?數字化轉型頂層設計和縱深發展,將成為整個行業的有力助推器。

    文/中國煤炭工業協會副會長、

    中國煤炭學會理事長 劉峰

    2022年8月

     

      習近平總書記在2022年第2期《求是》雜志署名文章《不斷做強做優做大我國數字經濟》中強調:“面向未來,我們要站在統籌中華民族偉大復興戰略全局和世界百年未有之大變局的高度,統籌國內國際兩個大局、發展安全兩件大事,充分發揮海量數據和豐富應用場景優勢,促進數字技術與實體經濟深度融合,賦能傳統產業轉型升級,催生新產業新業態新模式,不斷做強做優做大我國數字經濟!

      由此可見,數字技術是傳統產業轉型升級的核心力量。煤炭作為中國的基礎能源和重要工業原料,在國家能源穩定供應中發揮著兜底保障作用?梢灶A見,在未來一段時期,煤炭將成為中國能源綠色低碳轉型的重要橋梁,逐步由基礎能源向保障能源、傳統能源向清潔能源轉變,為非化石能源的高質量躍升發展提供有力支撐。面向新時代高質量發展要求,煤炭行業更要緊緊把握住我國數字經濟的發展機遇,加快煤炭產業數字化步伐,加速煤礦智能化建設,有力推動煤炭行業綠色低碳轉型和高質量發展。

      一、煤礦智能化是煤炭產業數字化的核心內容,有力推動行業塑造發展新格局

      當前,以互聯網、大數據、云計算、人工智能等為代表的數字技術正不斷取得突破,數字技術、材料技術、生物技術、能源技術融合交叉,將新一輪科技革命和產業變革不斷引向深入。數字化本質上是一場新的工業革命和產業變革,是指由新一代信息技術驅動下,實現生產、運營、管理、銷售和服務等全面數字化,從而推動業務模式重構、管理模式變革、商業模式創新與核心能力提升。

      數字化可有效打破時空阻隔,使得數據資源成為生產要素,信息網絡成為主要載體,推動生產、加工、流通、服務、消費全價值鏈協同,形成數據驅動的智能決策能力,對生產效率的提高有著乘數作用。數字化是煤炭產業轉型升級的重要支點,也是構建現代化煤炭經濟體系的重要引擎。煤炭產業數字化正是要推動煤炭產業鏈上中下游、大中小企業融通創新,是一項全面塑造行業發展新優勢的全局性、戰略性任務。海量集聚的數據作為最具時代特征的生產要素,為智能化發展帶來了新的機遇。煤礦智能化正是將AI、工業物聯網、云計算、大數據、機器人、智能裝備等與現代煤炭開發利用深度融合,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(剝)、運輸、通風、洗選、安全保障、經營管理等過程的智能化運行。

      我國煤礦分布地域廣泛,地質條件差異較大,水、火、瓦斯、沖擊地壓等災害俱全,部分煤礦實現安全高效開采的難度極大。改革開放以來,我國煤炭生產方式經歷了炮采、普通機械化開采、綜合機械化開采,目前正在向智能化開采發展。目前,全國各地智能化示范煤礦的建設也已進入快速通道,大柳塔礦、紅柳林礦、門克慶礦、麻地梁礦、塔山礦、東灘礦、趙固二礦等一批煤礦智能化建設走在前列。但作為傳統的工業領域,煤炭產業數字基礎相對薄弱,數字轉型和智能發展的任務仍然非常艱巨。

      二、煤礦智能化正向智能系統化、數字平臺化、設備集群化方向發展,并向全產業鏈和更高層次延伸

      與傳統制造業加工對象完全不同,礦山開采時所開采地質體的性質與結構尚不完全明晰,生產過程中必須能夠充分預測、預判和預警,因此對智能化的要求有著顯著的差異。

      煤礦豐富的智能化應用場景,包括隱蔽致災因素的探查、危險環境因素的預警,以及采掘現場的設備聯動、機電硐室等場所的自動巡檢等。在生產過程中,通過采集、治理、分析、運用現場各類設備產生的數據,可實現設備智能聯動以及安全生產監測等場景應用。

      從發展趨勢看,煤礦智能化正向智能系統化、數字平臺化、設備集群化方向發展,并向包括勘察、設計、建設、開采、洗選、運輸、利用等環節的全產業鏈延伸。

      第一,智能化建設正從單個系統的智能化向煤礦全系統,甚至整個礦區的智能化發展。這要求以工業互聯網為基本架構,構建智能化系統。陜煤集團紅柳林公司牽手華為煤礦軍團,基于礦山工業互聯網架構,圍繞大數據、云計算和人工智能等新一代ICT技術與煤礦深度融合,先后完成智能地質保障系統、智慧園區與經營管理系統等13大項24個系統構建,其中多個系統已經上線運行。

      第二,數字平臺成為智能化的基石,可以沉淀數字資產,讓智能化從專業系統集成、部分業務局部集成,向全面集成應用拓展。過去很多煤礦在做虛擬化,雖然各個系統集中在一起,但是系統之間依然相互割裂;谠频臄底制脚_可將數據和接口標準化,同時把IT與OT、新老應用、合作伙伴應用統一集成、統一管理、統一開發,就像是一座智能化的大型超市。在煤礦綜采面,華為通過自研算法突破性地解決了短物距、大視差、攝像機位姿動態變化等難題,將井下上百個攝像機視頻拼接成連續畫面,達到看得全、看得清的目的,同時通過AI 技術識別危險的環境、行為,讓設備及時做出響應。

      部分大型煤炭生產企業采取兩層云的架構,處于中心位置的集團云,承載公司級生產和安全監管、全局態勢及應急指揮等業務;各個煤礦的邊緣云承載了煤礦和選煤廠生產、監控類業務。兩層云將集團和煤礦應用實現了分離,邊緣部署提供了極高的可靠性,為采掘、煤流、通風、排水等業務提供智能化控制,而中心則可以提供強大的算力,支撐AI訓練、智能運銷、辦公管理等業務。

      第三,煤礦設備正從單設備人工近距離操作、無人遠程遙控,向設備集群自適應調控發展。設備集群控制需要在自主可控的基礎上,打造統一數據協議的物聯網操作系統,讓設備實現即插即用、互聯互通,實現高可靠、低延時的聯動。統一的操作系統不僅是設備互聯互通、聯動控制的核心,而且從源頭即各種設備輸出格式統一、結構統一的數據,實現數據入湖,激活這些數據。國家能源集團神東公司烏蘭木倫煤礦,目前全部設備已接入華為礦鴻操作系統,主運輸巡檢機器人、變電所巡檢機器人、皮帶機控制器、泵站電控系統等均實現了遠程控制。陜煤集團檸條塔煤礦形成了采掘機器人群、運輸及倉儲機器人群、安控類機器人群、工程作業機器人群、地面服務類機器人群,建立了機器人集群協同調度、安全保障、生產協同、綜合管控、精準運維等應用中心,初步形成了煤礦機器人集群協同調度管控,實現了機器人的遠程監視。

      三、夯實煤礦數字化發展基礎,推動煤礦智能化向縱深發展

      在數字化時代,煤炭企業的數字化轉型如逆水行舟,不進則退。5G、AI、大數據、云計算等數字技術已經對生產關系、生產要素產生了重大影響,運用這些數字技術,加快數字化轉型成為煤炭企業構筑競爭新優勢的必然選擇。智能化加速煤礦生產模式、生產要素、生產者的“三重變革”。生產模式的變革,意味著從過去的機械化向智能化發展,從過去的人工決策向更高階段的數字驅動決策發展。生產要素的變革,意味著數據將成為土地、勞動力、資本、技術之外的第五大生產要素,深刻影響產業運行模式。生產者的變革,意味著煤礦員工工作將遠離環境惡劣的井下,而是置身于綠色的智慧園區。

      生產模式、生產要素、生產者的“三重變革”將緊隨煤礦智能化與信息技術融合的步伐,通過構建精準、實時、高效的數據采集互聯體系,建立面向煤炭行業的大數據存儲、集成、訪問、分析、管理的開發環境和應用環境,支撐相關工業技術、經驗、知識模型化、軟件化、復用化。通過數據的有序自動流動解決復雜生產系統面臨的不確定性,不斷優化全產業鏈的資源配置效率,實現從技術應用向更高層次的商業模式創新提升,形成資源富集、多方參與、合作共贏、協同演進的煤炭行業智能化建設生態。

      夯實煤礦數字化發展基礎,首先要加強數字化技術創新、標準研制、檢測驗證、工業數據等基礎能力建設,加快煤礦數字化平臺軟件、應用軟件工程化開發,實現生產質量分析與控制軟件關鍵技術的突破;其次要加強煤礦數字基礎設施建設,建設高速泛在、天地一體、云網融合、智能敏捷、綠色低碳、安全可控的綜合性數字信息基礎設施,有序推進5G等先進網絡基礎設施建設;第三,還要推動數據資源標準體系建設,聚焦數據的采集、清洗、聚合、分析等環節,打破技術和協議壁壘,實現互通互操作,形成完整貫通的數據鏈,探索面向業務應用的共享、交換、協作和開放,提升數據資源處理能力。

      數字化、智能化事關煤炭行業高質量發展。煤炭企業應做好數字化轉型頂層設計和機制建設,打造一體化數字平臺,強化全流程數據貫通,加快全價值鏈業務協同。廣大煤礦從業者應不斷增強數字化本領,強化數字化思維,提升數字技能和數據管理能力,持續推動煤礦智能化向縱深發展,更好地服務于構建行業新發展格局。


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