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聚焦数据痛点 融合技术加速矿山云上转型

2021-06-04 来源:中国煤炭报  2021-06-03


采矿业正面临智能化升级的关键时刻。

矿产品是工业的“粮食”,矿山是产“粮食”的“土地”。不仅如此,制造业、能源、化工、基建、科技等众多下游产业都将采矿业视作源头行业。目前中国绝大多数能源、工业原料以及农业生产资料都来自于开采作业。

另一方面,采矿业作为传统产业,多年以来,生态环境、生产安全等问题,一直被外界持续关注。随着我国经济发展进入新阶段,传统的粗放型生产和运营方式已难以为继。

面对难题,我国已经显示出推进采矿业改革的决心。“十四五”规划建议中明确指出,要在下一个五年“保障能源和战略性矿产资源安全”“提高矿产资源开发保护水平”“有效遏制矿山等重特大安全事故”。矿山行业自身也充分意识到智能化发展的重要性,由96家矿业相关单位发起的“中国矿业联合会智能矿山工作委员会”已在一年前成立。同时,针对环保议题的绿色矿山建设也提上日程。

实际上,矿山行业的数字化转型进程早已开启。煤炭、钢铁、贵金属等行业的开采中,均有积极探索智能发展途径的先行者。

陕西煤业化工集团携手华为云等伙伴将小保当煤矿打造成了一座完全智能化的煤矿;

山东黄金集团2018年启动了国际一流示范矿山建设,打造智能矿山,目前在智慧物流、智慧安全、智慧溜井、智慧能源等多个场景取得了成效;

精英数智与山西煤科院、华为云打造“煤矿大脑”将煤矿安全风险识别率提升至98%,运维成本降低近七成……

随着采矿业智能化转型进程走深走实,整个行业的智慧程度进一步提高,大数据、云计算、物联网等技术将在采矿业迎来更广阔的前景。

信息化≠智能化,能源行业转型之“痛”

整体来看,采矿业的信息化程度并不低。因为采矿涉及庞大的体系,勘探、开采、监测、机械、运营等等环节均已有长期且成体系的信息化应用。

以煤矿开采来说,现代煤矿作业均已应用大量的传感器技术,机器作业情况能够通过各种仪器仪表实现远程监控,大型开采单位的设备运维已经有专业的信息化系统和软件支持。运营也是一样,矿井有时深达数百米,除了人工日常巡检之外,亦有信息化设备用来监测安全运行状况。那么,为什么说采矿业仍然面临严峻的数字化转型考验?

从技术层面来说,以往的矿山信息化主要依靠光线传输,光纤的架设条件高,带宽有限,承载功能少,限制了进一步智能化的程度。企业信息中心也多采用传统服务器集群的建设管理模式,而且各部门信息化系统分立,数据庞杂而分散,“信息孤岛”严重,已经不适应新时代更高的发展要求。

而从应用场景来说,矿井作业场景特殊,很难应用普遍性的智能化方案。矿上作业是365×24小时全天候作业,矿山智能系统需要保证高强度下的高稳定性。然而,井下尤其是深井(深度超过500米)作业环境带来的流变、坍塌、瓦斯、粉尘和有毒有害气体等的排放又为智能系统提出了苛刻的监测需求。

在人才方面,矿山乃至矿业集团的云计算和大数据专业人才相对缺乏。

在企业转型和创新的进程中,采矿业迫切追求面向未来的智能化电子游戏试玩的解决方案。

“智能矿山”的破局之道

01 打破数据孤岛,提升治理能力

针对信息化建设过程中突出的信息孤岛问题,以小保当矿业为例,其在系统融合上下足了功夫。

首先是打通各子系统的数据传输,实现数据共享。

其次建设数据湖,将所有数据收集到数据湖,并进行数据治理和过滤,使其与物理体系融合,以此支撑矿井日常经营管理的高效运转及运营的全面管控。

据悉,依托华为云roma集成平台,小保当煤矿将矿业物联网、大数据、视频、统一通信、gis等基础平台及各个应用的服务、消息、数据实现统一集成适配以及编排。通过华为云提供的全方位集成使能服务,小保当智能运营中心构建了“一屏览矿区”的便捷管理模式,可对楼控系统、设备与设施运维、矿区安全事件等进行统一、可视化的多维管控。

山东黄金集团基于华为云建设了国内首个金属矿山大数据平台,将矿山的生产、人力、财务、物资等各领域的数据进行了汇集,全矿共计数十万条的数据汇集到大数据平台上,有机整合了三山岛矿山的信息化系统,可以有效应对业务车间提出的跨部门的业务需求。

02 聚焦矿山痛点,方案因地制宜

针对煤矿特殊的应用场景,山东黄金集团也与华为一起进行了探索,各自发挥优势,将云、ai、5g等技术和行业知识充分结合。

山东黄金集团三山岛金矿的智能溜井管理系统,就通过ai算法和行业知识结合,不仅能自动识别的车牌号,知道这辆车是在什么时间拉的矿、什么时间走的,还能自动识别哪些是矿的废石、杂物,可以预估出这辆车的车载系数。

精英数智与华为云、煤科院联手打造的基于“煤矿大脑”电子游戏试玩的解决方案,帮助山西煤矿企业在瓦斯预防方面取得巨大成效。传统的瓦斯抽采往往抽采不到位,量化程度低。而借助智能化瓦斯抽采设备的应用,不仅可以实时统计瓦斯抽采钻孔深度,大大提高了抽采的工作效率,还可以对瓦斯的实时浓度进行监测,一旦超出安全标准,系统就会发出警示,从而避免井下瓦斯事故的发生。

抓人才育观念,华为云不仅提供线上课程和组织技术研讨和培训,还与知名煤矿行业研究机构和行业领军企业合作,共同研究人才培养问题,组织创新,矿山智能转型等前沿课题,从根源上为煤矿行业智能化升级提供人才赋能。

在“煤矿大脑”项目中,华为云与煤炭科学研究总院合作,共同进行项目研究。煤科总院作为我国煤炭行业物联网、高效清洁利用与转化,以及煤矿安全技术和装备领域的权威研究机构,不仅为“煤矿大脑”的设计规划提供了成熟的方案,还在高端人才培养方面保驾护航。

华为云还与山西焦煤集团有限责任公司签署了深化战略合作协议,明确双方在企业数字化转型、人才培养等领域进行全方位、深层次的战略合作。

此外,华为云结合自身数字化转型实践,及深耕其他传统行业实践经验,通过《华为数据之道》等书,深度剖析阐述华为的数据思想,供电子游戏试玩的合作伙伴参考借鉴。

技术,让矿山更有温度

云、ai、5g等技术,一方面将工人从恶劣环境中解放出来,另一方面也让他们在矿区的工作生活更加便捷。

山东黄金三山岛金矿整个矿石流的生产通过智能升级,把操作工人从危险、恶劣的环境中解放出来,实现了危险工作面少人、无人化的具体应用,保障了整个矿山的安全。

山东黄金集团劳模、三山岛金矿凿岩台车操作工滕书光激动地说:“过去我一直在井下从事打眼工作,危险性高。自从去年(2020年)疫情期间我们矿上了这个项目(基于5g的凿岩台车远程遥控系统),我就可以在有空调的大房间操作机器了,工作环境更安全了,高温、粉尘没有了,噪音也没有了”。

如今的小保当矿工,三分之一的工作时间都在与智慧化设备打交道,生活中也享受着技术带来的便利:

煤矿工人可以在400米的井下通过手机呼叫接送车辆。通过承载于华为云之上的辅助运输控制中心的智慧化调度,矿区派车时间由原来的20分钟缩短为5分钟,车辆使用费用下降了13%,矿工可以体验如网约车般的服务;

在智慧系统应用的辅助下,小保当煤矿工人下井作业的安检过程更加高效紧凑快捷,整个“安检”过程在15秒内即可完成,比传统的入井作业时间缩短了三分之一;

餐厅的支付系统已经实现了人脸识别支付,简化了支付流程,既卫生又快捷;

园区开设的无人超市等生活服务设施也大幅缩短了矿区员工排队点餐及购物时间,极大地提高了员工生活幸福指数。

当然,上面的例子只是矿山行业智能升级的一个缩影,整个矿山行业正在技术赋能下发生巨变,这将直接推动制造、能源、化工多个行业的智能化进程,从而推动人类社会走向更加智慧美好的未来。

(责任编辑:综合保障部 王林琳)