促进行业高质量发展 智能矿山渐行渐近

采煤机轰鸣震耳,大量的煤块不断落到下方的刮板运输机上,源源不断地运出工作面。高速旋转的转盘、喷雾装置喷出的水汽,以转盘为中心形成一个乳白色半透明的锥形区域。转速、温度、粉尘浓度等现场参数,则显示在离巷道数百米外的操作室的中央大屏上。

《促进行业高质量发展 智能矿山渐行渐近》

这是煤企现代化矿井的一个典型场景。过去的纯人工作业在采煤、掘进面已经很难见到了。从机械化、自动化起步,向智能化发展,今天的煤炭生产已不可同日而语。“敢叫日月换新天”——用在煤炭行业恰如其分。

但不仅仅是煤炭。包括煤炭、有色金属、钢铁等在内的原材料行业,在自动化、信息化的基础上,正在叠加5G、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术,推进数字化转型。智能矿山正渐行渐近。

《促进行业高质量发展 智能矿山渐行渐近》华为中国政企业务总裁蔡英华

7月10日,主题为“在黎明,看见未来”的华为智能矿山联合解决方案发布会在线举行,华为中国政企业务总裁蔡英华说:“数字化转型的目标是什么?我认为就是要提升企业的竞争力,原则上就是降本增效。在这里,技术是支点,但是更重要的是它本身的业务内核(需求)。”

以煤炭行业的数字化转型为例,最主要的挑战不是技术本身,而是技术的准备度和对行业需求的适配——如何能够更好地挖掘出特定场景的需求。在蔡英华看来,这需要华为与生态伙伴一起,与行业客户探讨具体的应用场景,能够找到一个共鸣点,帮助客户解决问题。

应该说,这是智能矿山解决方案对接需求,开启行业未来新高度的最佳切入点。今年以来,“新基建”备受供给侧和需求侧瞩目,包括煤炭在内的原材料行业如何在“新基建”的东风下,夯实智能化“地基”,打造智能化“内核”,以数字化转型促进高质量发展,成为当下的根本任务所在。

煤炭行业聚焦智能化

煤炭行业是我国重要的传统能源行业,为我国经济社会发展提供了60%以上的基础能源保障,是国家工业的支柱性产业,具有工艺流程复杂、故障风险较高、资本设备密集、生产条件多变等特征。

以综采为例,我国90%以上的煤炭资源仅适合井工开采,平均开采深度600米,井下作业复杂多样且具有不可预测性。由于从事采煤、掘进、运输等危险繁重岗位人员占比超过60%,这也使得煤炭行业成为最迫切需要大范围“机器换人”的行业之一。

智能化建设既是现实需要,也是趋势所在。近年来,煤炭行业以深化煤炭供给侧结构性改革为主线,煤炭结构调整与转型升级,以推进传统能源向清洁能源的战略转型为主攻方向,全面加强煤炭安全高效开采和清洁高效利用,着力建设现代化煤炭经济体系,从而促进产业高质量发展。

事实上,煤炭行业现代化尤其是智能设备应用其实较早已经起步,现代化矿井已经成为煤炭开采的日常。采掘设备、运输设备、提升设备,以及通风、降尘、安监,还有破碎、洗选、运输等,向着机械化、自动化、信息化发展,不仅大大改善了生产环境、提高了生产安全,更有力地促进了效率提升。

浓缩成一句话:在机械化、自动化基础上转型升级的关键,就是智能化建设。其路径,就是围绕生产少人化、管理集成化、运输联网化、环保数字化等方向,持续推进信息化建设,加速数字化转型。

2020年3月,国家发展改革委、国家能源局等8部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,对煤矿智能化进行了顶层设计,提出了阶段性目标。这是我国煤炭智能化发展历程上的里程碑。

煤矿智能化直接关系着我国国民经济和社会智能化的进程,其重要性不言而喻。自《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》下发以后,我国主要产煤省份均已出台相应的落地政策,煤矿智能化正在不同区域加速建设。

首先发起并率先实践应用煤矿智能化开采技术的陕西煤业化工集团有限责任公司就是一个突出的先行者。

陕煤数字化转型驶入“快车道”

陕煤集团是陕西省内煤炭大基地开发建设的主体。2015年,陕煤集团首次进入世界500强。2019年,陕煤集团第五次入选世界500强榜单,位列281位,排名稳中有升,展现出良好的成长性。作为国有特大型能源化工企业,煤炭是陕煤集团的主业,不仅是支撑集团产业数字化转型的“主力军”,更是推动集团迈向高质量发展的“压舱石”。

《促进行业高质量发展 智能矿山渐行渐近》陕煤集团党委委员、陕西煤业股份公司总经理王世斌

据陕煤集团党委委员、陕西煤业股份公司总经理王世斌介绍,近年来,陕煤集团在做好煤矿智能化开采技术应用的基础上,坚持以“四化”(以机械化减人增效,以自动化改善作业环境,以信息化提高管理效能,以智能化提高竞争力)建设为主线,全面夯实“装备、巷道、人力”三个基础,持续加大技术革新和管理升级力度,具体体现在:

一是“智能采煤”提档升级。在保持行业领先示范的目标指引下,提档升级智能化采煤建设。

二是“智能掘进”突破瓶颈。开展快掘技术装备研究与应用攻关,成功研发了全国首套智能快速掘进机器人系统,为行业安全高效掘进开辟了先河。

三是“智能辅助”全面实现。持续加大对矿井固定设备系统的智能化建设力度,97%以上的生产辅助系统已实现远程智能集中控制(今年年底全部实现),达到“无人值守,有人巡检”。

四是“智能机器人”应用加速。强力推进矿井巡检、预警、监测移动装备的研发,加大生产辅助系统巡检机器人的应用力度,确保矿井各系统安全稳定运行。

五是“智慧矿区”开局良好。据悉,陕煤集团已开始编制集团公司“智慧矿区”建设标准和规范工作,二期规划的“5G+智慧矿区”建设工作已列入陕西省工业转型升级专项资金支持示范项目。

六是“智慧管理”数字聚能。陕煤集团构建了煤炭产供销“三网一平台”体系,搭建了经营全过程智慧联动管理大数据平台,将“安全生产信息平台”、“运销管理系统”、“西煤云商”物资系统,相互贯通融合,实现经营管理“日清月结”,助推陕煤数字化转型驶入“快车道”。

可以看到,陕煤集团通过持续的“机械化换人、自动化减人、智能化替人”,实现现场作业自动化、固定设施无人化、运营管理信息化,从而向“智能矿井、智慧矿区、一流企业”的目标迈进。

“要想实现更高质量的发展,就必须以‘四化’建设为突破,紧抓新一轮科技迭代和产业革新机遇,真正让数字化、智能化建设成为新时代‘激发陕煤动力、奠定陕煤地位、保持陕煤领先’的坚强支撑,为争创世界一流企业奠定坚实基础。”王世斌说。

技术务必适配企业需求

陕煤集团的智能化发展,是当前行业数字化转型的一个缩影。我国煤矿数量众多、分布广泛,煤层地质条件差异较大,不同矿井推进智能化的路径各不相同。因此,立足煤矿发展不平衡现状,因地制宜智能化是煤企必须客观把握的——这也是智能矿山解决方案的基础。

目前,包括综采,运输、提升等,为智能矿山解决方案提供了丰富的合作场景。以煤炭采掘后从井下到地面的提升(运输)场景为例,虽然业务场景非常简单,但位移的过程却很复杂。在传统的方式中,是通过在井下投入大量的皮带司机或者是巡检人员精心监控和管理,但协同和提升效率却比较粗放。

针对“煤流主运皮带智能控制和巡检”场景,华为智能矿山解决方案基于5G的高带宽和低时延,以及云计算、机器视觉等,实现井下海量视频数据的实时采集和智能分析,从而做到“有煤时跑得快,无煤时跑得慢”的柔性需求。同时,通过自动巡检,还能解放巡检人员,实现故障智能检测。

“华为有技术、有场景,但是必须要把技术引入到场景中,更有效地服务于客户,这是我们的使命。”华为中国政企业务总裁蔡英华表示:“我们必须要深入客户的痛点,把华为和生态最擅长的数字化优势发挥到极致。”

华为携手生态伙伴正式推出的智能矿山联合解决方案,它包括一张网,一朵云,一平台,N应用和矿山五中心。概括来讲,就是井下各种设备、摄像头、单兵装备等通过传感器采集的数据,凭借井下无线网络接入到井下万兆工业环网,由华为数字平台对各系统数据进行统一承载,并提供ROMA、大数据、AI、GIS等高阶服务组件。在此基础上,生态伙伴基于数字平台提供的数据和服务,开发出各种场景化的应用。其价值体现在:

实现井下全域无线覆盖。将多种无线技术按照不同的生产业务场景进行有效的融合,充分利用eLTE集群通讯和5G、WiFi6大带宽、低时延、高并发的优势,承载和满足煤矿井下语音通讯,高清视频监控,物联网,远程自动化控制等智能场景化应用对网络的需求。

鲲鹏云底座,先进、安全。将物理资源转化为虚拟资源池,从而可以轻松、动态地调度各类资源,实现资源集约化建设,云上云下联动,保持技术领先,同时,鲲鹏云底座也具有安全可信的优势。

数字平台,使能智能矿山的“黑土地”。提供平台型人工智能、大数据、物联网能力,打通煤炭子系统,打通OT与IT世界,支持数据、业务、系统融合,消除数据孤岛,大幅提升煤矿生产、管理效率。

矿山应用全面智能化。基于云平台和各种智能化的功能组件,联合生态伙伴开发出满足各种矿山业务场景的智能化应用系统,解决煤矿实际生产和经营管理问题。

五中心,助力智能矿山走向集约化、高效化。通过组织架构与管理架构的变革,将过去分散的业务系统进行归一化组合,从煤矿经营和管理的角度助力智能矿山实现智能化。

全联接、全感知、全智能

近年来,华为携手众多生态伙伴,广泛服务于煤炭等原材料行业企业的数字化转型。

• 精英数智与华为联手煤炭行业的权威机构煤科院,共同打造“煤矿大脑”解决方案。引入“煤矿大脑”后,山西众多煤矿企业率先实现了煤炭智能化,并实现了“降本增效”的综合效益。

• 神东煤炭集团公司是神华集团的核心煤炭生产企业。神东煤炭在生产实践过程中认识到数字化转型的重要性,制定数字矿山战略实现煤炭企业的精益化。在华为的帮助下,通过数字矿山信息化和云数据中心的改造,在保障客户对高性能生产系统和移动办公的需求满足的同时,使得IT系统资源利用率平均提升到60%,同时运维人员的工作量下降约50%,运维成本节约30%以上。IT资源的集中部署进一步增强了企业数据和信息的安全可靠。云数据中心信息化的建设和改造有力地支撑了神华神东集团的数字矿山战略。

“华为和生态伙伴一起发布智能矿山联合解决方案只是第一步。未来,我们将携手生态伙伴,与企业在业务层面上进行深度融合。华为能够构建全联接、全感知、全智能的数字化平台,实现云、边、端协同架构,更有效地服务于煤矿生产等重点业务,进而覆盖整个生产运营和销售系统。这是我们的愿景。”蔡英华说。

以“四化”为主线,煤炭行业正在向“以构建多产业链、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”快速前进,这将为行业转型升级与高质量发展带来强大的内驱力。随着“十四五”的到来,相信行业将在智能化助力下,迎来一个新的、跨越式发展阶段。

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