能源是社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)和動(dòng)力,攸關(guān)國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全,關(guān)系人類生存和發(fā)展。煤炭作為我國(guó)最大的能源支撐,依然發(fā)揮著“壓艙石”的關(guān)鍵作用。在依靠創(chuàng)新推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的今天,如何實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)和管理的數(shù)字化、智能化,已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的共同命題。

為了探尋一條更加有效的煤礦智能化建設(shè)新路徑,華為煤礦軍團(tuán)這一年來,一直持續(xù)深耕智能礦山建設(shè)。在與行業(yè)伙伴一道建設(shè)智能化煤礦的過程中,我們發(fā)現(xiàn)“打造基于統(tǒng)一架構(gòu)和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),重構(gòu)煤礦企業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施”是智能化礦山建設(shè)的必經(jīng)之路。

提速煤礦智能化建設(shè),仍需攻克五大“難題”

不久前,華為煤礦軍團(tuán)董事長(zhǎng)鄒志磊撰文指出,在“雙碳”目標(biāo)下,煤炭行業(yè)對(duì)于如何借助智能化建設(shè)加速科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型正變得尤為迫切。但要實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)“安全、少人無人、高效”,實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型,煤礦智能化建設(shè)還需要克服一些關(guān)鍵挑戰(zhàn),具體可歸納為以下幾個(gè)層面:

首先,缺少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)各個(gè)信息系統(tǒng)之間互聯(lián)互通難度大、成本高,系統(tǒng)升級(jí)和演進(jìn)困難。

其次,各種生產(chǎn)設(shè)備接口不統(tǒng)一,七國(guó)八制,嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)價(jià)值釋放。

第三,“煙囪式”系統(tǒng)林立,導(dǎo)致數(shù)據(jù)孤島問題突出,各系統(tǒng)的獨(dú)立部署不僅維護(hù)成本高,還嚴(yán)重制約了數(shù)據(jù)的流通與協(xié)同應(yīng)用。

第四,裝備操作系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)安全問題也是一大挑戰(zhàn)。

第五,煤礦信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全亟待提升。

回歸煤礦智能化建設(shè)本質(zhì),加速煤礦生產(chǎn)的三大轉(zhuǎn)變

煤礦智能化建設(shè)就是通過信息技術(shù)與煤礦生產(chǎn)技術(shù)的融合,實(shí)現(xiàn)“三大轉(zhuǎn)變”,即生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變、生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變和生產(chǎn)者轉(zhuǎn)變,從而推動(dòng)煤礦傳統(tǒng)生產(chǎn)方式全面升級(jí),讓生產(chǎn)管理更加高效、安全。

在生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變上,實(shí)現(xiàn)少人、無人、安全。隨著人工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)向遠(yuǎn)程控制生產(chǎn)和智能化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,煤礦企業(yè)正在逐步采用遠(yuǎn)程集中控制、智能化裝備等,將大幅減少下井單班作業(yè)人數(shù),井下實(shí)現(xiàn)少人無人值守、巡檢、采掘等指日可待。不僅如此,通過全作業(yè)流程標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化,極大提升了作業(yè)安全和效率。

在生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變上,更加高效、安全。如今,數(shù)據(jù)已經(jīng)成為除土地、勞動(dòng)力、資本、技術(shù)之外的第五個(gè)生產(chǎn)要素。在煤礦生產(chǎn)中,要實(shí)現(xiàn)采掘安全保障,以及原煤的深加工和增值,就需要對(duì)海量礦山數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí),從而增強(qiáng)煤礦對(duì)瓦斯等災(zāi)害的防范能力,提升對(duì)生產(chǎn)原料成本的管控,提升安全性和生產(chǎn)效率。

在生產(chǎn)者轉(zhuǎn)變上,進(jìn)一步提升工作體驗(yàn)。煤炭行業(yè)如今正在轉(zhuǎn)型為高科技產(chǎn)業(yè),“采煤不見煤,藍(lán)天白云飛”將成為新時(shí)代煤礦工人的名片。隨著數(shù)字化、智能化的持續(xù)推進(jìn),煤礦企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)主要在遠(yuǎn)程集控辦公室,工人的生活學(xué)習(xí)起居也主要在綠色園區(qū)、智慧園區(qū)中。讓煤礦工人可以穿西裝打領(lǐng)帶上班。

“三大統(tǒng)一”已經(jīng)成為煤礦智能化建設(shè)必然選擇

對(duì)于煤炭企業(yè)來說,不論是從容應(yīng)對(duì)煤礦智能化建設(shè)的五大挑戰(zhàn),還是通過將全新的通信與信息技術(shù)和煤礦生產(chǎn)業(yè)務(wù)流深度融合,切實(shí)實(shí)現(xiàn)三大生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,都離不開堅(jiān)實(shí)的信息基礎(chǔ)設(shè)施作為支撐。

尤其在一系列智能化礦山建設(shè)指南及智能化評(píng)分驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)文件的指引下,我國(guó)的煤礦智能化建設(shè)已經(jīng)形成自上而下主導(dǎo)、自下而上主建的建設(shè)模式。在這種模式下,從頂層設(shè)計(jì)到落地建設(shè),都需要以信息基礎(chǔ)設(shè)施為出發(fā)點(diǎn),確定數(shù)據(jù)架構(gòu)、業(yè)務(wù)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)。具體來說,信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)應(yīng)圍繞“三大統(tǒng)一”來推進(jìn),即統(tǒng)一的平臺(tái)、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的安全。其中,華為著重聚焦ICT基礎(chǔ)設(shè)施,這只是智能礦山解決方案中薄薄的一層;在此基礎(chǔ)上,華為將用信息化智能化技術(shù)助力煤礦企業(yè)及生態(tài)伙伴提升智能化能力,共同打造未來煤礦架構(gòu),共贏智能礦山未來。

智能礦山信息基礎(chǔ)設(shè)施頂層架構(gòu)

統(tǒng)一的數(shù)字平臺(tái),構(gòu)筑五大使能能力,賦能客戶和伙伴

智能礦山的本質(zhì)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),核心在于建立統(tǒng)一架構(gòu)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字平臺(tái)。數(shù)字平臺(tái)可以帶來三大價(jià)值,首先通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)礦山的數(shù)據(jù)資產(chǎn)沉淀,同時(shí)消滅信息孤島;其次,通過統(tǒng)一接口和規(guī)范,簡(jiǎn)化平臺(tái)建設(shè),使智能礦山由建設(shè)驅(qū)動(dòng)走向運(yùn)營(yíng)驅(qū)動(dòng);另外,依托模型算法、云和大數(shù)據(jù)等能力,打通智能化與自動(dòng)化應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)的高效敏捷。

從行業(yè)發(fā)展上來看,數(shù)字平臺(tái)應(yīng)該具備應(yīng)用使能、集成使能、數(shù)據(jù)使能、AI使能、開發(fā)使能五大能力,以此賦能客戶和合作伙伴,實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)融合共享,最大化發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值。在華為解決方案中這五大能力是通過ROMA、DAYU、ModelArts三大功能組件來提供。

例如,當(dāng)內(nèi)置礦鴻操作系統(tǒng)的傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)接入到數(shù)字平臺(tái)后,通過ROMA組件實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)的快速對(duì)接。ROMA南向連接OT和IT,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單對(duì)接,從而使數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中入湖。

通過DAYU組件對(duì)入湖的數(shù)據(jù)進(jìn)行治理,治理后的數(shù)據(jù)為礦山各種應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù);在人工智能應(yīng)用中,系統(tǒng)可以使用ModelArts組件進(jìn)行AI訓(xùn)練建模,如運(yùn)輸皮帶煤量自動(dòng)識(shí)別、異物識(shí)別,一通三防融合通信等AI場(chǎng)景。

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),加速數(shù)據(jù)價(jià)值釋放。

通過構(gòu)建統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),既可以替代當(dāng)前七國(guó)八制的操作系統(tǒng),也可以為各種煤礦裝備和海量傳感器提供統(tǒng)一的接入標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一接口、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、簡(jiǎn)化互聯(lián),實(shí)現(xiàn)礦山設(shè)備超級(jí)互聯(lián),以及設(shè)備間的同步和協(xié)作,并支持跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通,使能智能化開發(fā)和應(yīng)用發(fā)布。

物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的核心價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

•萬物互聯(lián):物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)可推動(dòng)煤礦行業(yè)統(tǒng)一設(shè)備通信協(xié)議,標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備協(xié)議規(guī)范,實(shí)現(xiàn)智能煤礦設(shè)備互通。比如,通過分布式軟總線技術(shù)支持多通信通道備份,可實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈路選路和協(xié)議選擇無感。

•統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn):通過物聯(lián)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性,即統(tǒng)一各層數(shù)據(jù)的接口格式、數(shù)據(jù)規(guī)范和協(xié)議等,消滅數(shù)據(jù)孤島,使跨系統(tǒng)智能化成為可能。

•產(chǎn)業(yè)安全:通過自主的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)確保產(chǎn)業(yè)安全。

統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)安全,增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全保護(hù)能力。

隨著煤礦信息化的推進(jìn),近年來國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)網(wǎng)絡(luò)正面臨嚴(yán)峻的安全威脅,數(shù)據(jù)作為第五大生產(chǎn)要素,其安全保護(hù)的必要性和重要性不言而喻。為應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn),國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)了一系列安全法律法規(guī)。如今,等保二級(jí)已經(jīng)成為智能煤礦的基本要求,等保三級(jí)在可預(yù)見的未來也是必然趨勢(shì)。

物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)遵循和增強(qiáng)煤礦行業(yè)的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全服務(wù)標(biāo)準(zhǔn),可以構(gòu)建煤礦設(shè)備系統(tǒng)安全護(hù)城河,構(gòu)建智能煤礦操作系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)。專業(yè)的系統(tǒng)安全團(tuán)隊(duì)可以通過技術(shù)攻防、快速修復(fù)和提升防護(hù)能力,統(tǒng)一設(shè)備安全加固服務(wù),縮短設(shè)備廠商安全升級(jí)周期。

為此,華為基于自身豐富的數(shù)據(jù)安全防護(hù)經(jīng)驗(yàn),可以為煤礦行業(yè)提供一站式等保安全解決方案,覆蓋從系統(tǒng)定級(jí)、系統(tǒng)備案、建設(shè)整改、等級(jí)測(cè)評(píng)到監(jiān)督檢查的全生命周期服務(wù),同時(shí),華為還可以為煤礦行業(yè)提供端到端的咨詢服務(wù)。

在煤礦智能化建設(shè)中,盡管“三大統(tǒng)一”的路徑清晰可見,但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)并非一蹴而就,還需要不斷的迭代前進(jìn),根據(jù)不同煤礦的客觀情況和實(shí)際需求分階段、逐步進(jìn)行智能化建設(shè),避免改動(dòng)過猛、投資過大等問題。

結(jié)束語:在煤礦智能化建設(shè)進(jìn)入“加速階段”的今天,基于統(tǒng)一架構(gòu)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的思路,開展煤礦智能化頂層設(shè)計(jì)已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一架構(gòu)的信息基礎(chǔ)設(shè)施重構(gòu),不僅有利于煤炭開發(fā)生產(chǎn)工藝、裝備、信息等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的有機(jī)融合,也有利于數(shù)據(jù)快速入湖,攜手工業(yè)應(yīng)用、設(shè)備伙伴等打通跨系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流,構(gòu)建數(shù)字孿生。基于開放的平臺(tái)和架構(gòu),生態(tài)伙伴可以敏捷迭代和創(chuàng)新,快速滿足煤礦企業(yè)需求,提升行業(yè)信息化智能化水平。在此基礎(chǔ)上,煤礦智能化建設(shè)也將快步向前,真正將“安全、無人少人、綠色高效”的智能礦山落到實(shí)處。