轉載自《華為技術》

實現(xiàn)中國煤礦全面智能化，必須在實踐基礎上，圍繞著面向未來的精準開采理念，即依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構為基礎的智能煤礦體系，從傳感、通信、平臺、云、應用等層面去思考。

國家能源集團神東煤炭集團黨委書記、董事長 李新華

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關乎工業(yè)體系未來發(fā)展。當前，國家能源集團高度重視數(shù)字化轉型，大力推進智能礦山建設。國能神東煤炭（以下簡稱“國能神東”）作為國家能源集團的骨干企業(yè)，進行了前瞻性、系統(tǒng)性、戰(zhàn)略性謀劃，將全力構建能源（煤炭）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系、架構體系，支撐能源體系的數(shù)字化轉型。華為公司（以下簡稱“華為”）是我國信息技術能力最強的企業(yè)之一，煤礦軍團作為專業(yè)團隊，志在打造世界一流智能礦山解決方案。國能神東與華為煤礦軍團達成合作，目的就是立足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，研發(fā)攻克煤礦智能化深層次難題，打造億噸級智能化礦井群“超級工程”，引領煤炭行業(yè)數(shù)字化轉型，把人從復雜危險繁重的勞動環(huán)境中解放出來，進一步提高礦工的體面感、尊嚴感、獲得感、幸福感、安全感，真正實現(xiàn)“智慧生產(chǎn)、智慧安全、智慧經(jīng)營、智慧環(huán)保”，推動煤炭行業(yè)可持續(xù)和高質量發(fā)展。

國能神東現(xiàn)狀以及智能煤礦建設中面臨的問題

國能神東是我國首個2億噸煤炭生產(chǎn)基地，現(xiàn)有安全高效的現(xiàn)代化大型礦井13個。國能神東致力于打造煤炭行業(yè)智能建設的標桿示范，目前已建成24個智能采煤工作面、26個井工智能掘進工作面和5個智能選煤廠。

但在繼續(xù)推進智能化建設過程中，國能神東仍然面臨許多問題。

國能神東有1370多家主要設備供應商，10萬臺各類設備、10余類操作系統(tǒng)、500多種需要適配對接的通信協(xié)議。不同的設備裝置具有不同的操作系統(tǒng)，同一家供應商不同時期提供的操作系統(tǒng)及應用彼此不兼容，造成設備之間數(shù)據(jù)共享難，信息互通難，生產(chǎn)作業(yè)智能聯(lián)動難。煤礦智能化建設要構造統(tǒng)一標準、統(tǒng)一架構，建立統(tǒng)一的信息化、智能化作業(yè)支撐系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化協(xié)同作業(yè)和生產(chǎn)控制，實現(xiàn)自感知自優(yōu)化的決策支撐，是國能神東要著力解決的關鍵問題。

國能神東的安全管理依然靠“人盯人、人防人、人管人”，“人物環(huán)管”等方面沒有智能預警功能，無法動態(tài)、在線超前預判重大危險源所帶來的安全風險。國能神東智能安全管理體系的研究核心是利用AI在線識別已知風險源和不安全行為，自動觸發(fā)整改電子流，管控整改過程節(jié)點，實施整改結果智能評價，實現(xiàn)安全領域快速的信息傳遞、自感知的風險預測、智能的故障預防、智慧的應急管理。

國能神東缺少與智能煤礦、世界一流企業(yè)相匹配的、系統(tǒng)的、全面的智能化經(jīng)營管理系統(tǒng)。各業(yè)務系統(tǒng)間數(shù)據(jù)不能共享，缺乏統(tǒng)一平臺，形成“數(shù)據(jù)孤島”，讓煤礦海量數(shù)據(jù)陷入“沉睡”。國能神東自主搭建的生產(chǎn)數(shù)據(jù)倉庫2019年上線，截至2022年7月，持續(xù)采集2.6萬臺設備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)1068天，累計存儲數(shù)據(jù)3.68萬億條，今后數(shù)據(jù)量至少是現(xiàn)在的10倍~100倍。海量數(shù)據(jù)有收集、整理，但缺乏分析、交互和應用，沒有轉化成具有智慧決策的支撐力量。國能神東需要建立一套跨部門、跨專業(yè)、跨領域、跨層級的“業(yè)財聯(lián)動”的智能化經(jīng)營管理體系，實現(xiàn)“生產(chǎn)成本實時精準管理”。

實現(xiàn)以上目標，都需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為支撐。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)既是數(shù)據(jù)標準和運行規(guī)則集成的技術體系，更是產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈、價值鏈、創(chuàng)新鏈上下游協(xié)同的生態(tài)體系。

聯(lián)合創(chuàng)新，研發(fā)能源（煤炭）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系

現(xiàn)階段，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以破解煤礦智能化建設過程中的關鍵難題。

首先，解決工業(yè)網(wǎng)絡實時傳輸?shù)膯栴}。實現(xiàn)礦用5G無線覆蓋，通過F5G構建井下本安硬管道，配合工業(yè)交換機，確保傳輸網(wǎng)絡低時延、高可靠。第二，解決生產(chǎn)要素萬物互聯(lián)的問題。以自主研發(fā)的操作系統(tǒng)替代國外操作系統(tǒng)，實現(xiàn)統(tǒng)一連接協(xié)議，統(tǒng)一標準。第三，解決通信協(xié)議標準化問題。推行工控標準協(xié)議EIP，解決協(xié)議龐雜對接成本高的問題，打造《新一代自主可控的工業(yè)通信標準》，使設備間互聯(lián)互通簡單高效。最后，解決數(shù)據(jù)治理手段落后的問題?；诮y(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，將大數(shù)據(jù)與人工智能相結合，打造煤礦數(shù)據(jù)架構體系與能力體系，提升數(shù)據(jù)治理能力。

2021年5月，國能神東與華為煤礦軍團成立了智慧煤礦聯(lián)合創(chuàng)新項目組，確定聯(lián)合創(chuàng)新課題18個，子項目21個。截至目前，國能神東共投入各部門業(yè)務骨干80多人，華為常駐國能神東創(chuàng)新中心70多人，華為總部投入研發(fā)人員200多人，合作廠家投入160多人，共同進行技術攻關。

國能神東煤炭集團與華為共同創(chuàng)新并實踐的礦鴻操作系統(tǒng)，通過為大大小小的智能終端設備提供統(tǒng)一的操作語言，實現(xiàn)人與設備、設備與設備間的互通與協(xié)同，通過萬物互聯(lián)實現(xiàn)終端設備網(wǎng)絡化、智能化的協(xié)同作業(yè)、智能化的生產(chǎn)控制，大大提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率及安全管理水平，助力煤炭企業(yè)實現(xiàn)智能化生產(chǎn)、數(shù)字化運營。

當前，礦山鴻蒙操作系統(tǒng)已成功適配煤礦井下綜采工作面的液壓支架主控器、工作面通訊控制器、組合開關顯示控制器，以及吊軌式、膠輪式等各類巡檢機器人共52類設備，2239臺套設備。

聯(lián)合創(chuàng)新的最終目標是為了打造能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)鏈體系?；谌A為芯片、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡設備、云/AI算法模型全套核心技術，打造國內(nèi)首個煤礦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)鏈體系。同時，打造能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。設計設備物聯(lián)、基礎工業(yè)網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)治理、業(yè)務應用、網(wǎng)絡安全五層架構，基于一套標準體系、一張全面感知的網(wǎng)絡，通過“采集交換-集成處理-建模分析-決策與控制”的閉環(huán)數(shù)據(jù)驅動，實現(xiàn)“智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸”的生態(tài)智慧運營。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)煤礦數(shù)字化轉型的重要基礎

數(shù)字經(jīng)濟時代，數(shù)據(jù)是核心生產(chǎn)資料，算力是生產(chǎn)力，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組織了新的生產(chǎn)關系，使得大數(shù)據(jù)和AI成為重要的生產(chǎn)工具。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構建的數(shù)字產(chǎn)業(yè)大生態(tài)，將推動能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式、生產(chǎn)方式深刻變革，為行業(yè)智能化建設、數(shù)字化轉型提供強大支撐保障。

事實證明，加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用落地，將深刻地改變煤炭產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)形態(tài)、價值形態(tài)和交易結構，實現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉型，實現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟與能源經(jīng)濟融合發(fā)展，實現(xiàn)煤炭穩(wěn)定供應、安全態(tài)勢平穩(wěn)、經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護的高度協(xié)同，創(chuàng)造以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設為標志的“煤炭工業(yè)文明”。

經(jīng)過數(shù)字化轉型，煤礦將以“業(yè)務數(shù)字化、數(shù)字能力化、能力平臺化、平臺生態(tài)化”為主線，以“安全、高效、綠色、智能”為目標，實現(xiàn)煤礦全體系、全鏈條、全流程、全要素的端到端（E2E）數(shù)字化智慧運營，主要體現(xiàn)為：

1．通過“泛在的連接”，對人、物、設備、系統(tǒng)、環(huán)境各類要素數(shù)據(jù)進行全面采集融合，實現(xiàn)人-機、機-機萬物互聯(lián)的數(shù)字化。

2．通過“平臺化的服務”，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)海量數(shù)據(jù)的存儲、管理、計算與分析，挖掘數(shù)據(jù)價值，支撐煤礦各種安全生產(chǎn)應用，實現(xiàn)平臺服務的智能化。

3．通過“知識的積累”，將基于煤礦生產(chǎn)實踐的數(shù)據(jù)分析能力變現(xiàn)成知識，進行固化、積累、共享與復用，提升知識的價值創(chuàng)造能力，實現(xiàn)行業(yè)知識的智能化。

4．通過架構解耦與微服務化能力，借助平臺的各種資源、生態(tài)體系，廣泛實踐于工業(yè)應用，營造更大規(guī)模的生態(tài)化應用場景，實現(xiàn)迭代創(chuàng)新的智能化。

未來的煤礦將是智能化的生態(tài)體系，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為核心，通過煤礦泛在全時域的數(shù)字化轉型，實現(xiàn)煤礦連接數(shù)字化到生產(chǎn)數(shù)字化，安全數(shù)字化到運營數(shù)字化，管理數(shù)字化到?jīng)Q策數(shù)字化，創(chuàng)新數(shù)字化到生態(tài)數(shù)字化，繪就煤礦“向產(chǎn)業(yè)生態(tài)化要能力、向系統(tǒng)數(shù)字化要價值、向生產(chǎn)智能化要效率、向經(jīng)營智慧化要效益、向運營服務化要發(fā)展”的美好藍圖。

在國家能源集團的大力支持下，神東煤炭集團和華為煤礦軍團已達成戰(zhàn)略共識，進一步明確了合作方向。目前鴻蒙操作系統(tǒng)應用已經(jīng)在神東取得實質性進展。面向未來，神東將在國家能源集團總的工作框架體系下，構建“智能化生產(chǎn)、數(shù)字化運營、平臺化發(fā)展、生態(tài)化協(xié)作、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同”的發(fā)展新格局，賦能行業(yè)智能化建設和數(shù)字化轉型，為國家能源安全和行業(yè)高質量發(fā)展積極貢獻力量。

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