煤炭行業(yè)如何把握住數字經濟的發(fā)展機遇，加快數字化步伐，推動綠色低碳轉型和高質量發(fā)展？數字化轉型頂層設計和縱深發(fā)展，將成為整個行業(yè)的有力助推器。
文/中國煤炭工業(yè)協會副會長、中國煤炭學會理事長 劉峰
2022年08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(yōu)做大我國數字經濟》中強調：“面向未來，我們要站在統(tǒng)籌中華民族偉大復興戰(zhàn)略全局和世界百年未有之大變局的高度，統(tǒng)籌國內國際兩個大局、發(fā)展安全兩件大事，充分發(fā)揮海量數據和豐富應用場景優(yōu)勢，促進數字技術與實體經濟深度融合，賦能傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級，催生新產業(yè)新業(yè)態(tài)新模式，不斷做強做優(yōu)做大我國數字經濟。”
由此可見，數字技術是傳統(tǒng)產業(yè)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(yè)原料，在國家能源穩(wěn)定供應中發(fā)揮著兜底保障作用。可以預見，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(tǒng)能源向清潔能源轉變，為非化石能源的高質量躍升發(fā)展提供有力支撐。面向新時代高質量發(fā)展要求，煤炭行業(yè)更要緊緊把握住我國數字經濟的發(fā)展機遇，加快煤炭產業(yè)數字化步伐，加速煤礦智能化建設，有力推動煤炭行業(yè)綠色低碳轉型和高質量發(fā)展。
一、煤礦智能化是煤炭產業(yè)數字化的核心內容，有力推動行業(yè)塑造發(fā)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(yè)變革不斷引向深入。數字化本質上是一場新的工業(yè)革命和產業(yè)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(yè)務模式重構、管理模式變革、商業(yè)模式創(chuàng)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(yè)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(yè)數字化正是要推動煤炭產業(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。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(fā)展帶來了新的機遇。煤礦智能化正是將AI、工業(yè)物聯網、云計算、大數據、機器人、智能裝備等與現代煤炭開發(fā)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(tài)預測、協同控制的智能系統(tǒng)，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(fā)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(tǒng)的工業(yè)領域，煤炭產業(yè)數字基礎相對薄弱，數字轉型和智能發(fā)展的任務仍然非常艱巨。
二、煤礦智能化正向智能系統(tǒng)化、數字平臺化、設備集群化方向發(fā)展，并向全產業(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(huán)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(jiān)測等場景應用。
從發(fā)展趨勢看，煤礦智能化正向智能系統(tǒng)化、數字平臺化、設備集群化方向發(fā)展，并向包括勘察、設計、建設、開采、洗選、運輸、利用等環(huán)節(jié)的全產業(yè)鏈延伸。
第一，智能化建設正從單個系統(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)互聯網為基本架構，構建智能化系統(tǒng)。陜煤集團紅柳林公司牽手華為煤礦軍團，基于礦山工業(yè)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(tǒng)、智慧園區(qū)與經營管理系統(tǒng)等13大項24個系統(tǒng)構建，其中多個系統(tǒng)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(yè)系統(tǒng)集成、部分業(yè)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(tǒng)集中在一起，但是系統(tǒng)之間依然相互割裂。基于云的數字平臺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(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，達到看得全、看得清的目的，同時通過AI 技術識別危險的環(huán)境、行為，讓設備及時做出響應。
部分大型煤炭生產企業(yè)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(jiān)管、全局態(tài)勢及應急指揮等業(yè)務；各個煤礦的邊緣云承載了煤礦和選煤廠生產、監(jiān)控類業(yè)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(yè)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(yè)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(fā)展。設備集群控制需要在自主可控的基礎上，打造統(tǒng)一數據協議的物聯網操作系統(tǒng)，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(tǒng)一的操作系統(tǒng)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(tǒng)一、結構統(tǒng)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(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(yè)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(jiān)視。
三、夯實煤礦數字化發(fā)展基礎，推動煤礦智能化向縱深發(fā)展
在數字化時代，煤炭企業(yè)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(yè)構筑競爭新優(yōu)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(fā)展，從過去的人工決策向更高階段的數字驅動決策發(fā)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(yè)運行模式。生產者的變革，意味著煤礦員工工作將遠離環(huán)境惡劣的井下，而是置身于綠色的智慧園區(qū)。
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(yè)的大數據存儲、集成、訪問、分析、管理的開發(fā)環(huán)境和應用環(huán)境，支撐相關工業(yè)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(tǒng)面臨的不確定性，不斷優(yōu)化全產業(yè)鏈的資源配置效率，實現從技術應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、協同演進的煤炭行業(yè)智能化建設生態(tài)。
夯實煤礦數字化發(fā)展基礎，首先要加強數字化技術創(chuàng)新、標準研制、檢測驗證、工業(yè)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(fā)，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(huán)節(jié)，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(yè)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(yè)高質量發(fā)展。煤炭企業(yè)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(yè)務協同。廣大煤礦從業(yè)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(xù)推動煤礦智能化向縱深發(fā)展，更好地服務于構建行業(yè)新發(fā)展格局。
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