能源是社会进步的(de)基(jī)础和动力,攸关国计民生和(hé)国家安全,关(guān)系人(rén)类生存(cún)和(hé)发展。煤炭作为(wéi)我国最(zuì)大的能源支撑(chēng),依然发挥着“压舱石(shí)”的关键作(zuò)用(yòng)。在(zài)依靠(kào)创新推动实(shí)体经济高质量发展的今(jīn)天,如何实现煤炭生(shēng)产和管理的(de)数字化、智能化(huà),已经(jīng)成为行业发展(zhǎn)的共(gòng)同(tóng)命题。
为了探寻一(yī)条更加有效的煤矿智能(néng)化建设新路径,华为煤矿军团这一年来,一直持续深(shēn)耕智能矿山建设。在与行业伙伴一道建设智能(néng)化(huà)煤矿(kuàng)的过程中(zhōng),我们(men)发现“打(dǎ)造(zào)基于统一架构和统一标准的工业互联(lián)网平(píng)台,重构煤矿企业信(xìn)息基础(chǔ)设施(shī)”是智能化矿山建(jiàn)设(shè)的必经之(zhī)路。
提速煤矿智能化建设,仍需攻克五(wǔ)大(dà)“难题(tí)”
不久(jiǔ)前,华为煤矿军(jun1)团(tuán)董事长邹(zōu)志磊撰文指出,在“双(shuāng)碳”目(mù)标下,煤(méi)炭行业对于如何借助智能化建设加速科技创(chuàng)新和产业转(zhuǎn)型正变(biàn)得尤为迫切。但要实现煤矿生产“安(ān)全、少人无人、高效”,实现煤(méi)炭行(háng)业绿色低碳转型,煤矿智能化建设还需要克服一些关键(jiàn)挑战,具体可归(guī)纳为以(yǐ)下(xià)几个(gè)层面(miàn):
首先,缺少行业标准(zhǔn),企业各个信息(xī)系(xì)统(tǒng)之间互联互通难(nán)度大、成(chéng)本高(gāo),系(xì)统升级(jí)和演进困难。
其次,各种生(shēng)产设备(bèi)接口不统一,七(qī)国八制,严重影响了数据价值释放。
第三,“烟囱式(shì)”系统林立,导致数据孤(gū)岛问题突出(chū),各系统的独立(lì)部(bù)署不仅(jǐn)维(wéi)护成(chéng)本(běn)高,还严重(chóng)制约了数(shù)据的流通与协同应(yīng)用(yòng)。
第四,装备操作系统的(de)产(chǎn)业安全问(wèn)题(tí)也是(shì)一大挑战。
第(dì)五,煤矿信息系统的网络安全亟待提升。
回归煤矿智能化建设本质,加速煤矿生(shēng)产的(de)三大转变(biàn)
煤矿(kuàng)智能化建设就(jiù)是通过信息(xī)技术与煤矿生产技(jì)术的(de)融合,实现“三(sān)大(dà)转变”,即生产模式转变(biàn)、生产要素转变和生产者转变,从而推动(dòng)煤矿传统生产方式全面(miàn)升级,让生产(chǎn)管(guǎn)理更加高(gāo)效、安全(quán)。
在生产模式(shì)转变上,实现少人(rén)、无人、安全。随着人工(gōng)现场作业向远程(chéng)控制生产(chǎn)和智能化生产转变,煤矿企(qǐ)业正(zhèng)在逐(zhú)步采用(yòng)远程集中控制、智能化装备等,将大幅减(jiǎn)少下井(jǐng)单班作业(yè)人数(shù),井下实(shí)现少人无人值守、巡(xún)检、采掘等指日可待。不仅如此,通过全作业流程标(biāo)准(zhǔn)化(huà)、数字化,极大(dà)提(tí)升了(le)作业(yè)安(ān)全和效率。
在生产要素转变上,更加(jiā)高效、安(ān)全。如今,数据已经成为除(chú)土地、劳动力、资本、技术之外的第五个生产要素。在煤矿生产中,要实现采掘安全保障,以(yǐ)及原煤的(de)深加工和增值,就需(xū)要对(duì)海量矿山数据进行(háng)深(shēn)度学习,从而增强煤矿对瓦斯(sī)等灾害的防范能力,提(tí)升(shēng)对生产(chǎn)原(yuán)料成本的管控,提升安全性和生产(chǎn)效(xiào)率(lǜ)。
在生产者转(zhuǎn)变上(shàng),进(jìn)一步(bù)提(tí)升工作体(tǐ)验(yàn)。煤炭行业如今(jīn)正在转型为高科技(jì)产业,“采煤不见(jiàn)煤,蓝天白云飞”将成为新(xīn)时代(dài)煤矿工人的名片。随着数字化、智能化(huà)的持续(xù)推进(jìn),煤矿企业的生产作业主要在远程(chéng)集控办公室,工人的生活学习起居也主要(yào)在绿(lǜ)色(sè)园(yuán)区、智慧(huì)园区中。让(ràng)煤矿(kuàng)工人可(kě)以(yǐ)穿西(xī)装打(dǎ)领带上(shàng)班(bān)。
“三大统一”已经成为煤矿智能化建设(shè)必然选择
对于煤炭企业来说,不论是从容(róng)应对煤矿智能化建设的五(wǔ)大挑战,还是通(tōng)过将全新的通(tōng)信与信息技术(shù)和煤矿生产(chǎn)业务流深度融合,切实实现(xiàn)三大(dà)生产转变(biàn),都离不开坚实(shí)的信息基础设施作(zuò)为支撑(chēng)。
尤其在一系列智能化矿山建设指南(nán)及(jí)智(zhì)能化评分(fèn)验收标准文件的指引下(xià),我国的煤矿(kuàng)智能化建(jiàn)设已经形成(chéng)自上而下主导、自下而(ér)上(shàng)主建(jiàn)的(de)建设模式。在(zài)这种模式(shì)下,从顶层设计到落地(dì)建设,都需要以(yǐ)信息基础设施为出发点(diǎn),确(què)定数据架构、业务架构和应用架(jià)构(gòu)。具体来(lái)说,信息基础设施的建设应围绕“三(sān)大统(tǒng)一”来(lái)推进,即统一的平台、统一的标准、统一的(de)安全。其(qí)中,华(huá)为着重聚焦ICT基础设施,这只是智能矿山(shān)解决方案中薄薄的一层;在此基础上,华为将用信(xìn)息(xī)化(huà)智能化技术助力煤矿企业(yè)及生态伙伴提升智能化能(néng)力(lì),共同(tóng)打造(zào)未来煤矿架构(gòu),共赢智能矿(kuàng)山未来。
智(zhì)能矿(kuàng)山信息基础设(shè)施顶层架构(gòu)
统一(yī)的(de)数字平台,构筑五(wǔ)大使能能力,赋能客(kè)户(hù)和(hé)伙(huǒ)伴
智能(néng)矿山的本质是工业互联网,核心在于建立统一(yī)架构、统一标准的(de)数字平台。数字平台(tái)可以带来三大价(jià)值,首先通过平台实现(xiàn)矿山的数据资(zī)产沉淀,同时消(xiāo)灭信息孤岛;其次,通(tōng)过统一(yī)接口和规范(fàn),简化平台建设,使智能矿(kuàng)山由建设驱动走向运营(yíng)驱动;另外,依托模型算法、云和大数据(jù)等能力,打通智能化与自动化应用,实现煤炭生产的(de)高效敏捷。
从行业发展上来看,数字平台应该具备(bèi)应用(yòng)使(shǐ)能、集成使能、数据使能、AI使能、开发使能五大能力(lì),以此赋(fù)能客户和合作伙伴,实(shí)现信(xìn)息和数据融合共享,最大化发挥数(shù)据价值。在(zài)华为解决方案中这五大能力是通过ROMA、DAYU、ModelArts三大功能组件(jiàn)来提供。
例如,当内置矿鸿操作(zuò)系统的传感设备的数(shù)据(jù)接入到(dào)数字平台后,通过ROMA组件实现(xiàn)各个系统的(de)快速对接。ROMA南(nán)向连接OT和IT,实(shí)现简单对接,从而使(shǐ)数据统一集中入(rù)湖(hú)。
通过DAYU组件对(duì)入湖(hú)的数据进行治理,治理后的数据为矿山各种应用系统提供数据服务;在人工智能应用中(zhōng),系统(tǒng)可(kě)以使用ModelArts组件进行AI训练建模,如运输皮(pí)带煤量自动(dòng)识(shí)别(bié)、异物识别,一通三防(fáng)融合通信等AI场景。
统(tǒng)一的数据标准,加速数据价值释放(fàng)。
通过构建统(tǒng)一的物联(lián)网操作系统,既可以替(tì)代当前七国八制的操作(zuò)系统,也可以为各种(zhǒng)煤矿(kuàng)装备和海量传感器提供(gòng)统一的(de)接入(rù)标(biāo)准(zhǔn)和规(guī)范(fàn),从而(ér)实现统一接口、统一数(shù)据格式、简化互联,实现(xiàn)矿山设备超级(jí)互联,以(yǐ)及(jí)设备间的同步和(hé)协作(zuò),并支(zhī)持跨系统的(de)数据互通,使能智能(néng)化(huà)开发和应用发布。
物联网(wǎng)操作系统的核心价(jià)值主要(yào)体现在以下几个方面:
•万物互联:物联网操(cāo)作系统可推动煤矿行业统(tǒng)一设(shè)备通信协(xié)议,标准化设(shè)备协议规(guī)范,实现智能煤矿设备互通。比如,通(tōng)过分布式软(ruǎn)总线技术支持多通信通(tōng)道备份(fèn),可实现对链路选(xuǎn)路和协(xié)议选择无感(gǎn)。
•统一数据标准:通过物联操(cāo)作系统实现数据(jù)标准的统一性,即统一各(gè)层数据的接口格式、数据规范(fàn)和协(xié)议(yì)等,消灭数据孤岛,使(shǐ)跨系统智能化成(chéng)为可(kě)能。
•产业安全:通过自主(zhǔ)的物联网操作系统确保产(chǎn)业安(ān)全。
统一的网络安(ān)全,增强数(shù)据安全保(bǎo)护能力。
随着煤矿信息化的推进,近年来国内煤矿企业网络正面临严峻的安全威胁,数据作为第五大生产要素,其安(ān)全保护的必(bì)要(yào)性(xìng)和重要性不言而喻(yù)。为应对网(wǎng)络安全风险,国家陆续出台了一系列安全法(fǎ)律法(fǎ)规。如今(jīn),等保二级已经成为智能煤矿的基本要(yào)求(qiú),等保三级(jí)在可预(yù)见的未来也是必然趋势。
物联网(wǎng)操(cāo)作系统遵循和增(zēng)强煤矿行业的安全技术标准、安全服务(wù)标(biāo)准,可以构建(jiàn)煤矿设备系(xì)统安全护城河,构建(jiàn)智能煤矿操作系统安全标准(zhǔn)。专业的系统(tǒng)安全团队(duì)可以通过(guò)技术攻防、快速修复和提升防(fáng)护能力,统一设备安全加固服(fú)务,缩短(duǎn)设(shè)备厂商安全(quán)升级周(zhōu)期。
为此(cǐ),华为基于自身(shēn)丰富的(de)数据安全防护经验,可以为煤矿(kuàng)行业提供一站式等保安全(quán)解(jiě)决方案,覆盖从系统定(dìng)级、系统备(bèi)案、建设整(zhěng)改、等级测评到监督(dū)检查的(de)全生命周期服务(wù),同时,华为还可以为煤矿行(háng)业提供(gòng)端到端的咨询服(fú)务。
在煤矿智(zhì)能化建设中,尽管(guǎn)“三大统一(yī)”的(de)路径清晰(xī)可见,但要实现这一目标并非一蹴而就,还需要不断的(de)迭代前(qián)进,根据(jù)不同煤矿的客观(guān)情况(kuàng)和(hé)实际需求分阶段、逐步进行智能化建设(shè),避免改动过猛、投资过(guò)大等问(wèn)题。
结束(shù)语:在煤矿智能化建设进入“加速阶段”的今天(tiān),基于统一架构、统(tǒng)一标准的思(sī)路,开展(zhǎn)煤(méi)矿智能化顶层设计已经成为大势所趋。统一标准、统一架构的(de)信息基础设施重(chóng)构(gòu),不仅有利于煤炭开发生(shēng)产(chǎn)工艺、装备、信息(xī)等多(duō)项先进技(jì)术的(de)有机融合,也(yě)有利于数(shù)据(jù)快速入湖,携(xié)手工业(yè)应用、设备伙伴(bàn)等打通跨系统业(yè)务数据流(liú),构建数字孪生。基(jī)于开放的平台(tái)和架构,生态伙伴(bàn)可以敏捷迭代和(hé)创新,快(kuài)速满足煤矿企业(yè)需(xū)求,提升行(háng)业信息(xī)化智能化水平。在此基础上,煤矿智能(néng)化建设也(yě)将快步向前,真正(zhèng)将“安全、无人少人、绿色高效”的智能矿山落到实处。