煤炭行業(yè)如何把握住數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展機遇，加快數(shù)字化步伐，推動綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展？數(shù)字化轉(zhuǎn)型頂層設(shè)計和縱深發(fā)展，將成為整個行業(yè)的有力助推器。
文/中國煤炭工業(yè)協(xié)會副會長、中國煤炭學(xué)會理事長 劉峰
2022年08月
習(xí)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(yōu)做大我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)》中強調(diào)：“面向未來，我們要站在統(tǒng)籌中華民族偉大復(fù)興戰(zhàn)略全局和世界百年未有之大變局的高度，統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局、發(fā)展安全兩件大事，充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)和豐富應(yīng)用場景優(yōu)勢，促進(jìn)數(shù)字技術(shù)與實體經(jīng)濟(jì)深度融合，賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，催生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式，不斷做強做優(yōu)做大我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)。”
由此可見，數(shù)字技術(shù)是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心力量。煤炭作為中國的基礎(chǔ)能源和重要工業(yè)原料，在國家能源穩(wěn)定供應(yīng)中發(fā)揮著兜底保障作用?？梢灶A(yù)見，在未來一段時期，煤炭將成為中國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要橋梁，逐步由基礎(chǔ)能源向保障能源、傳統(tǒng)能源向清潔能源轉(zhuǎn)變，為非化石能源的高質(zhì)量躍升發(fā)展提供有力支撐。面向新時代高質(zhì)量發(fā)展要求，煤炭行業(yè)更要緊緊把握住我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展機遇，加快煤炭產(chǎn)業(yè)數(shù)字化步伐，加速煤礦智能化建設(shè)，有力推動煤炭行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。
一、煤礦智能化是煤炭產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的核心內(nèi)容，有力推動行業(yè)塑造發(fā)展新格局
當(dāng)前，以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等為代表的數(shù)字技術(shù)正不斷取得突破，數(shù)字技術(shù)、材料技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)融合交叉，將新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革不斷引向深入。數(shù)字化本質(zhì)上是一場新的工業(yè)革命和產(chǎn)業(yè)變革，是指由新一代信息技術(shù)驅(qū)動下，實現(xiàn)生產(chǎn)、運營、管理、銷售和服務(wù)等全面數(shù)字化，從而推動業(yè)務(wù)模式重構(gòu)、管理模式變革、商業(yè)模式創(chuàng)新與核心能力提升。
數(shù)字化可有效打破時空阻隔，使得數(shù)據(jù)資源成為生產(chǎn)要素，信息網(wǎng)絡(luò)成為主要載體，推動生產(chǎn)、加工、流通、服務(wù)、消費全價值鏈協(xié)同，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能決策能力，對生產(chǎn)效率的提高有著乘數(shù)作用。數(shù)字化是煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要支點，也是構(gòu)建現(xiàn)代化煤炭經(jīng)濟(jì)體系的重要引擎。煤炭產(chǎn)業(yè)數(shù)字化正是要推動煤炭產(chǎn)業(yè)鏈上中下游、大中小企業(yè)融通創(chuàng)新，是一項全面塑造行業(yè)發(fā)展新優(yōu)勢的全局性、戰(zhàn)略性任務(wù)。海量集聚的數(shù)據(jù)作為最具時代特征的生產(chǎn)要素，為智能化發(fā)展帶來了新的機遇。煤礦智能化正是將AI、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、機器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，形成全面感知、實時互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動態(tài)預(yù)測、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)，實現(xiàn)煤礦開拓、采掘（剝）、運輸、通風(fēng)、洗選、安全保障、經(jīng)營管理等過程的智能化運行。
我國煤礦分布地域廣泛，地質(zhì)條件差異較大，水、火、瓦斯、沖擊地壓等災(zāi)害俱全，部分煤礦實現(xiàn)安全高效開采的難度極大。改革開放以來，我國煤炭生產(chǎn)方式經(jīng)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(fā)展。目前，全國各地智能化示范煤礦的建設(shè)也已進(jìn)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(shè)走在前列。但作為傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域，煤炭產(chǎn)業(yè)數(shù)字基礎(chǔ)相對薄弱，數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能發(fā)展的任務(wù)仍然非常艱巨。
二、煤礦智能化正向智能系統(tǒng)化、數(shù)字平臺化、設(shè)備集群化方向發(fā)展，并向全產(chǎn)業(yè)鏈和更高層次延伸
與傳統(tǒng)制造業(yè)加工對象完全不同，礦山開采時所開采地質(zhì)體的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)尚不完全明晰，生產(chǎn)過程中必須能夠充分預(yù)測、預(yù)判和預(yù)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(yīng)用場景，包括隱蔽致災(zāi)因素的探查、危險環(huán)境因素的預(yù)警，以及采掘現(xiàn)場的設(shè)備聯(lián)動、機電硐室等場所的自動巡檢等。在生產(chǎn)過程中，通過采集、治理、分析、運用現(xiàn)場各類設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)設(shè)備智能聯(lián)動以及安全生產(chǎn)監(jiān)測等場景應(yīng)用。
從發(fā)展趨勢看，煤礦智能化正向智能系統(tǒng)化、數(shù)字平臺化、設(shè)備集群化方向發(fā)展，并向包括勘察、設(shè)計、建設(shè)、開采、洗選、運輸、利用等環(huán)節(jié)的全產(chǎn)業(yè)鏈延伸。
第一，智能化建設(shè)正從單個系統(tǒng)的智能化向煤礦全系統(tǒng)，甚至整個礦區(qū)的智能化發(fā)展。這要求以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基本架構(gòu)，構(gòu)建智能化系統(tǒng)。陜煤集團(tuán)紅柳林公司牽手華為煤礦軍團(tuán)，基于礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，圍繞大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等新一代ICT技術(shù)與煤礦深度融合，先后完成智能地質(zhì)保障系統(tǒng)、智慧園區(qū)與經(jīng)營管理系統(tǒng)等13大項24個系統(tǒng)構(gòu)建，其中多個系統(tǒng)已經(jīng)上線運行。
第二，數(shù)字平臺成為智能化的基石，可以沉淀數(shù)字資產(chǎn)，讓智能化從專業(yè)系統(tǒng)集成、部分業(yè)務(wù)局部集成，向全面集成應(yīng)用拓展。過去很多煤礦在做虛擬化，雖然各個系統(tǒng)集中在一起，但是系統(tǒng)之間依然相互割裂?；谠频臄?shù)字平臺可將數(shù)據(jù)和接口標(biāo)準(zhǔn)化，同時把IT與OT、新老應(yīng)用、合作伙伴應(yīng)用統(tǒng)一集成、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一開發(fā)，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(tài)變化等難題，將井下上百個攝像機視頻拼接成連續(xù)畫面，達(dá)到看得全、看得清的目的，同時通過AI 技術(shù)識別危險的環(huán)境、行為，讓設(shè)備及時做出響應(yīng)。
部分大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)采取兩層云的架構(gòu)，處于中心位置的集團(tuán)云，承載公司級生產(chǎn)和安全監(jiān)管、全局態(tài)勢及應(yīng)急指揮等業(yè)務(wù)；各個煤礦的邊緣云承載了煤礦和選煤廠生產(chǎn)、監(jiān)控類業(yè)務(wù)。兩層云將集團(tuán)和煤礦應(yīng)用實現(xiàn)了分離，邊緣部署提供了極高的可靠性，為采掘、煤流、通風(fēng)、排水等業(yè)務(wù)提供智能化控制，而中心則可以提供強大的算力，支撐AI訓(xùn)練、智能運銷、辦公管理等業(yè)務(wù)。
第三，煤礦設(shè)備正從單設(shè)備人工近距離操作、無人遠(yuǎn)程遙控，向設(shè)備集群自適應(yīng)調(diào)控發(fā)展。設(shè)備集群控制需要在自主可控的基礎(chǔ)上，打造統(tǒng)一數(shù)據(jù)協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，讓設(shè)備實現(xiàn)即插即用、互聯(lián)互通，實現(xiàn)高可靠、低延時的聯(lián)動。統(tǒng)一的操作系統(tǒng)不僅是設(shè)備互聯(lián)互通、聯(lián)動控制的核心，而且從源頭即各種設(shè)備輸出格式統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)入湖，激活這些數(shù)據(jù)。國家能源集團(tuán)神東公司烏蘭木倫煤礦，目前全部設(shè)備已接入華為礦鴻操作系統(tǒng)，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(tǒng)等均實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。陜煤集團(tuán)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(yè)機器人群、地面服務(wù)類機器人群，建立了機器人集群協(xié)同調(diào)度、安全保障、生產(chǎn)協(xié)同、綜合管控、精準(zhǔn)運維等應(yīng)用中心，初步形成了煤礦機器人集群協(xié)同調(diào)度管控，實現(xiàn)了機器人的遠(yuǎn)程監(jiān)視。
三、夯實煤礦數(shù)字化發(fā)展基礎(chǔ)，推動煤礦智能化向縱深發(fā)展
在數(shù)字化時代，煤炭企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型如逆水行舟，不進(jìn)則退。5G、AI、大數(shù)據(jù)、云計算等數(shù)字技術(shù)已經(jīng)對生產(chǎn)關(guān)系、生產(chǎn)要素產(chǎn)生了重大影響，運用這些數(shù)字技術(shù)，加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為煤炭企業(yè)構(gòu)筑競爭新優(yōu)勢的必然選擇。智能化加速煤礦生產(chǎn)模式、生產(chǎn)要素、生產(chǎn)者的“三重變革”。生產(chǎn)模式的變革，意味著從過去的機械化向智能化發(fā)展，從過去的人工決策向更高階段的數(shù)字驅(qū)動決策發(fā)展。生產(chǎn)要素的變革，意味著數(shù)據(jù)將成為土地、勞動力、資本、技術(shù)之外的第五大生產(chǎn)要素，深刻影響產(chǎn)業(yè)運行模式。生產(chǎn)者的變革，意味著煤礦員工工作將遠(yuǎn)離環(huán)境惡劣的井下，而是置身于綠色的智慧園區(qū)。
生產(chǎn)模式、生產(chǎn)要素、生產(chǎn)者的“三重變革”將緊隨煤礦智能化與信息技術(shù)融合的步伐，通過構(gòu)建精準(zhǔn)、實時、高效的數(shù)據(jù)采集互聯(lián)體系，建立面向煤炭行業(yè)的大數(shù)據(jù)存儲、集成、訪問、分析、管理的開發(fā)環(huán)境和應(yīng)用環(huán)境，支撐相關(guān)工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗、知識模型化、軟件化、復(fù)用化。通過數(shù)據(jù)的有序自動流動解決復(fù)雜生產(chǎn)系統(tǒng)面臨的不確定性，不斷優(yōu)化全產(chǎn)業(yè)鏈的資源配置效率，實現(xiàn)從技術(shù)應(yīng)用向更高層次的商業(yè)模式創(chuàng)新提升，形成資源富集、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進(jìn)的煤炭行業(yè)智能化建設(shè)生態(tài)。
夯實煤礦數(shù)字化發(fā)展基礎(chǔ)，首先要加強數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)研制、檢測驗證、工業(yè)數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)能力建設(shè)，加快煤礦數(shù)字化平臺軟件、應(yīng)用軟件工程化開發(fā)，實現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量分析與控制軟件關(guān)鍵技術(shù)的突破；其次要加強煤礦數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建設(shè)高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合、智能敏捷、綠色低碳、安全可控的綜合性數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施，有序推進(jìn)5G等先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；第三，還要推動數(shù)據(jù)資源標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，聚焦數(shù)據(jù)的采集、清洗、聚合、分析等環(huán)節(jié)，打破技術(shù)和協(xié)議壁壘，實現(xiàn)互通互操作，形成完整貫通的數(shù)據(jù)鏈，探索面向業(yè)務(wù)應(yīng)用的共享、交換、協(xié)作和開放，提升數(shù)據(jù)資源處理能力。
數(shù)字化、智能化事關(guān)煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。煤炭企業(yè)應(yīng)做好數(shù)字化轉(zhuǎn)型頂層設(shè)計和機制建設(shè)，打造一體化數(shù)字平臺，強化全流程數(shù)據(jù)貫通，加快全價值鏈業(yè)務(wù)協(xié)同。廣大煤礦從業(yè)者應(yīng)不斷增強數(shù)字化本領(lǐng)，強化數(shù)字化思維，提升數(shù)字技能和數(shù)據(jù)管理能力，持續(xù)推動煤礦智能化向縱深發(fā)展，更好地服務(wù)于構(gòu)建行業(yè)新發(fā)展格局。
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