轉載自《華為技術》

實現中國煤礦全面智能化，必須在實踐基礎上，圍繞著面向未來的精準開采理念，即依托工業互聯網架構為基礎的智能煤礦體系，從傳感、通信、平臺、云、應用等層面去思考。

國家能源集團神東煤炭集團黨委書記、董事長 李新華

工業互聯網關乎工業體系未來發展。當前，國家能源集團高度重視數字化轉型，大力推進智能礦山建設。國能神東煤炭（以下簡稱“國能神東”）作為國家能源集團的骨干企業，進行了前瞻性、系統性、戰略性謀劃，將全力構建能源（煤炭）工業互聯網生態體系、架構體系，支撐能源體系的數字化轉型。華為公司（以下簡稱“華為”）是我國信息技術能力最強的企業之一，煤礦軍團作為專業團隊，志在打造世界一流智能礦山解決方案。國能神東與華為煤礦軍團達成合作，目的就是立足工業互聯網，研發攻克煤礦智能化深層次難題，打造億噸級智能化礦井群“超級工程”，引領煤炭行業數字化轉型，把人從復雜危險繁重的勞動環境中解放出來，進一步提高礦工的體面感、尊嚴感、獲得感、幸福感、安全感，真正實現“智慧生產、智慧安全、智慧經營、智慧環保”，推動煤炭行業可持續和高質量發展。

國能神東現狀以及智能煤礦建設中面臨的問題

國能神東是我國首個2億噸煤炭生產基地，現有安全高效的現代化大型礦井13個。國能神東致力于打造煤炭行業智能建設的標桿示范，目前已建成24個智能采煤工作面、26個井工智能掘進工作面和5個智能選煤廠。

但在繼續推進智能化建設過程中，國能神東仍然面臨許多問題。

國能神東有1370多家主要設備供應商，10萬臺各類設備、10余類操作系統、500多種需要適配對接的通信協議。不同的設備裝置具有不同的操作系統，同一家供應商不同時期提供的操作系統及應用彼此不兼容，造成設備之間數據共享難，信息互通難，生產作業智能聯動難。煤礦智能化建設要構造統一標準、統一架構，建立統一的信息化、智能化作業支撐系統，實現智能化協同作業和生產控制，實現自感知自優化的決策支撐，是國能神東要著力解決的關鍵問題。

國能神東的安全管理依然靠“人盯人、人防人、人管人”，“人物環管”等方面沒有智能預警功能，無法動態、在線超前預判重大危險源所帶來的安全風險。國能神東智能安全管理體系的研究核心是利用AI在線識別已知風險源和不安全行為，自動觸發整改電子流，管控整改過程節點，實施整改結果智能評價，實現安全領域快速的信息傳遞、自感知的風險預測、智能的故障預防、智慧的應急管理。

國能神東缺少與智能煤礦、世界一流企業相匹配的、系統的、全面的智能化經營管理系統。各業務系統間數據不能共享，缺乏統一平臺，形成“數據孤島”，讓煤礦海量數據陷入“沉睡”。國能神東自主搭建的生產數據倉庫2019年上線，截至2022年7月，持續采集2.6萬臺設備的生產數據1068天，累計存儲數據3.68萬億條，今后數據量至少是現在的10倍~100倍。海量數據有收集、整理，但缺乏分析、交互和應用，沒有轉化成具有智慧決策的支撐力量。國能神東需要建立一套跨部門、跨專業、跨領域、跨層級的“業財聯動”的智能化經營管理體系，實現“生產成本實時精準管理”。

實現以上目標，都需要工業互聯網作為支撐。工業互聯網既是數據標準和運行規則集成的技術體系，更是產業鏈、供應鏈、價值鏈、創新鏈上下游協同的生態體系。

聯合創新，研發能源（煤炭）工業互聯網體系

現階段，工業互聯網可以破解煤礦智能化建設過程中的關鍵難題。

首先，解決工業網絡實時傳輸的問題。實現礦用5G無線覆蓋，通過F5G構建井下本安硬管道，配合工業交換機，確保傳輸網絡低時延、高可靠。第二，解決生產要素萬物互聯的問題。以自主研發的操作系統替代國外操作系統，實現統一連接協議，統一標準。第三，解決通信協議標準化問題。推行工控標準協議EIP，解決協議龐雜對接成本高的問題，打造《新一代自主可控的工業通信標準》，使設備間互聯互通簡單高效。最后，解決數據治理手段落后的問題。基于統一的數據平臺，將大數據與人工智能相結合，打造煤礦數據架構體系與能力體系，提升數據治理能力。

2021年5月，國能神東與華為煤礦軍團成立了智慧煤礦聯合創新項目組，確定聯合創新課題18個，子項目21個。截至目前，國能神東共投入各部門業務骨干80多人，華為常駐國能神東創新中心70多人，華為總部投入研發人員200多人，合作廠家投入160多人，共同進行技術攻關。

國能神東煤炭集團與華為共同創新并實踐的礦鴻操作系統，通過為大大小小的智能終端設備提供統一的操作語言，實現人與設備、設備與設備間的互通與協同，通過萬物互聯實現終端設備網絡化、智能化的協同作業、智能化的生產控制，大大提高了煤礦企業的生產效率及安全管理水平，助力煤炭企業實現智能化生產、數字化運營。

當前，礦山鴻蒙操作系統已成功適配煤礦井下綜采工作面的液壓支架主控器、工作面通訊控制器、組合開關顯示控制器，以及吊軌式、膠輪式等各類巡檢機器人共52類設備，2239臺套設備。

聯合創新的最終目標是為了打造能源工業互聯網生態鏈體系。基于華為芯片、操作系統、數據庫、網絡設備、云/AI算法模型全套核心技術，打造國內首個煤礦工業互聯網生態鏈體系。同時，打造能源工業互聯網平臺。設計設備物聯、基礎工業網絡、數據治理、業務應用、網絡安全五層架構，基于一套標準體系、一張全面感知的網絡，通過“采集交換-集成處理-建模分析-決策與控制”的閉環數據驅動，實現“智能化生產、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸”的生態智慧運營。

工業互聯網是實現煤礦數字化轉型的重要基礎

數字經濟時代，數據是核心生產資料，算力是生產力，工業互聯網組織了新的生產關系，使得大數據和AI成為重要的生產工具。工業互聯網構建的數字產業大生態，將推動能源產業發展模式、生產方式深刻變革，為行業智能化建設、數字化轉型提供強大支撐保障。

事實證明，加速工業互聯網的應用落地，將深刻地改變煤炭產業的產業形態、價值形態和交易結構，實現煤炭產業的數字化轉型，實現數字經濟與能源經濟融合發展，實現煤炭穩定供應、安全態勢平穩、經濟持續發展、生態環境保護的高度協同，創造以工業互聯網建設為標志的“煤炭工業文明”。

經過數字化轉型，煤礦將以“業務數字化、數字能力化、能力平臺化、平臺生態化”為主線，以“安全、高效、綠色、智能”為目標，實現煤礦全體系、全鏈條、全流程、全要素的端到端（E2E）數字化智慧運營，主要體現為：

1．通過“泛在的連接”，對人、物、設備、系統、環境各類要素數據進行全面采集融合，實現人-機、機-機萬物互聯的數字化。

2．通過“平臺化的服務”，實現煤礦生產海量數據的存儲、管理、計算與分析，挖掘數據價值，支撐煤礦各種安全生產應用，實現平臺服務的智能化。

3．通過“知識的積累”，將基于煤礦生產實踐的數據分析能力變現成知識，進行固化、積累、共享與復用，提升知識的價值創造能力，實現行業知識的智能化。

4．通過架構解耦與微服務化能力，借助平臺的各種資源、生態體系，廣泛實踐于工業應用，營造更大規模的生態化應用場景，實現迭代創新的智能化。

未來的煤礦將是智能化的生態體系，以工業互聯網為核心，通過煤礦泛在全時域的數字化轉型，實現煤礦連接數字化到生產數字化，安全數字化到運營數字化，管理數字化到決策數字化，創新數字化到生態數字化，繪就煤礦“向產業生態化要能力、向系統數字化要價值、向生產智能化要效率、向經營智慧化要效益、向運營服務化要發展”的美好藍圖。

在國家能源集團的大力支持下，神東煤炭集團和華為煤礦軍團已達成戰略共識，進一步明確了合作方向。目前鴻蒙操作系統應用已經在神東取得實質性進展。面向未來，神東將在國家能源集團總的工作框架體系下，構建“智能化生產、數字化運營、平臺化發展、生態化協作、產業鏈協同”的發展新格局，賦能行業智能化建設和數字化轉型，為國家能源安全和行業高質量發展積極貢獻力量。

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原文鏈接：

https://www.huawei.com/cn/publications/huawei-tech/202204#coal-digitalization-industrial-internet