未來(lái)已來(lái)，智能礦山信息基礎設施重構勢在必行

華為煤礦軍團MKT與解決方案總裁 郭振興

能源是社會(huì )進(jìn)步的基礎和動(dòng)力，攸關(guān)國計民生和國家安全，關(guān)系人類(lèi)生存和發(fā)展。煤炭作為我國最大的能源支撐，依然發(fā)揮著(zhù)“壓艙石”的關(guān)鍵作用。在依靠創(chuàng )新推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的今天，如何實(shí)現煤炭生產(chǎn)和管理的數字化、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新路徑，華為煤礦軍團這一年來(lái)，一直持續深耕智能礦山建設。在與行業(yè)伙伴一道建設智能化煤礦的過(guò)程中，我們發(fā)現“打造基于統一架構和統一標準的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，重構煤礦企業(yè)信息基礎設施”是智能化礦山建設的必經(jīng)之路。

不久前，華為煤礦軍團董事長(cháng)鄒志磊撰文指出，在“雙碳”目標下，煤炭行業(yè)對于如何借助智能化建設加速科技創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)轉型正變得尤為迫切。但要實(shí)現煤礦生產(chǎn)“安全、少人無(wú)人、高效”，實(shí)現煤炭行業(yè)綠色低碳轉型，煤礦智能化建設還需要克服一些關(guān)鍵挑戰，具體可歸納為以下幾個(gè)層面：

首先，缺少行業(yè)標準，企業(yè)各個(gè)信息系統之間互聯(lián)互通難度大、成本高，系統升級和演進(jìn)困難。

其次，各種生產(chǎn)設備接口不統一，七國八制，嚴重影響了數據價(jià)值釋放。

第三，“煙囪式”系統林立，導致數據孤島問(wèn)題突出，各系統的獨立部署不僅維護成本高，還嚴重制約了數據的流通與協(xié)同應用。

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

第五，煤礦信息系統的網(wǎng)絡(luò )安全亟待提升。

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

在生產(chǎn)模式轉變上，實(shí)現少人、無(wú)人、安全。隨著(zhù)人工現場(chǎng)作業(yè)向遠程控制生產(chǎn)和智能化生產(chǎn)轉變，煤礦企業(yè)正在逐步采用遠程集中控制、智能化裝備等，將大幅減少下井單班作業(yè)人數，井下實(shí)現少人無(wú)人值守、巡檢、采掘等指日可待。不僅如此，通過(guò)全作業(yè)流程標準化、數字化，極大提升了作業(yè)安全和效率。

在生產(chǎn)要素轉變上，更加高效、安全。如今，數據已經(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)現采掘安全保障，以及原煤的深加工和增值，就需要對海量礦山數據進(jìn)行深度學(xué)習，從而增強煤礦對瓦斯等災害的防范能力，提升對生產(chǎn)原料成本的管控，提升安全性和生產(chǎn)效率。

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

對于煤炭企業(yè)來(lái)說(shuō)，不論是從容應對煤礦智能化建設的五大挑戰，還是通過(guò)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)現三大生產(chǎn)轉變，都離不開(kāi)堅實(shí)的信息基礎設施作為支撐。

尤其在一系列智能化礦山建設指南及智能化評分驗收標準文件的指引下，我國的煤礦智能化建設已經(jīng)形成自上而下主導、自下而上主建的建設模式。在這種模式下，從頂層設計到落地建設，都需要以信息基礎設施為出發(fā)點(diǎn)，確定數據架構、業(yè)務(wù)架構和應用架構。具體來(lái)說(shuō)，信息基礎設施的建設應圍繞“三大統一”來(lái)推進(jìn)，即統一的平臺、統一的標準、統一的安全。其中，華為著(zhù)重聚焦ICT基礎設施，這只是智能礦山解決方案中薄薄的一層；在此基礎上，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(lái)煤礦架構，共贏(yíng)智能礦山未來(lái)。

智能礦山信息基礎設施頂層架構

智能礦山的本質(zhì)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，核心在于建立統一架構、統一標準的數字平臺。數字平臺可以帶來(lái)三大價(jià)值，首先通過(guò)平臺實(shí)現礦山的數據資產(chǎn)沉淀，同時(shí)消滅信息孤島；其次，通過(guò)統一接口和規范，簡(jiǎn)化平臺建設，使智能礦山由建設驅動(dòng)走向運營(yíng)驅動(dòng)；另外，依托模型算法、云和大數據等能力，打通智能化與自動(dòng)化應用，實(shí)現煤炭生產(chǎn)的高效敏捷。

從行業(yè)發(fā)展上來(lái)看，數字平臺應該具備應用使能、集成使能、數據使能、AI使能、開(kāi)發(fā)使能五大能力，以此賦能客戶(hù)和合作伙伴，實(shí)現信息和數據融合共享，最大化發(fā)揮數據價(jià)值。在華為解決方案中這五大能力是通過(guò)ROMA、DAYU、ModelArts三大功能組件來(lái)提供。

例如，當內置礦鴻操作系統的傳感設備的數據接入到數字平臺后，通過(guò)ROMA組件實(shí)現各個(gè)系統的快速對接。ROMA南向連接OT和IT，實(shí)現簡(jiǎn)單對接，從而使數據統一集中入湖。

通過(guò)DAYU組件對入湖的數據進(jìn)行治理，治理后的數據為礦山各種應用系統提供數據服務(wù)；在人工智能應用中，系統可以使用ModelArts組件進(jìn)行AI訓練建模，如運輸皮帶煤量自動(dòng)識別、異物識別，一通三防融合通信等AI場(chǎng)景。

通過(guò)構建統一的物聯(lián)網(wǎng)操作系統，既可以替代當前七國八制的操作系統，也可以為各種煤礦裝備和海量傳感器提供統一的接入標準和規范，從而實(shí)現統一接口、統一數據格式、簡(jiǎn)化互聯(lián)，實(shí)現礦山設備超級互聯(lián)，以及設備間的同步和協(xié)作，并支持跨系統的數據互通，使能智能化開(kāi)發(fā)和應用發(fā)布。

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

?萬(wàn)物互聯(lián)：物聯(lián)網(wǎng)操作系統可推動(dòng)煤礦行業(yè)統一設備通信協(xié)議，標準化設備協(xié)議規范，實(shí)現智能煤礦設備互通。比如，通過(guò)分布式軟總線(xiàn)技術(shù)支持多通信通道備份，可實(shí)現對鏈路選路和協(xié)議選擇無(wú)感。

?統一數據標準：通過(guò)物聯(lián)操作系統實(shí)現數據標準的統一性，即統一各層數據的接口格式、數據規范和協(xié)議等，消滅數據孤島，使跨系統智能化成為可能。

?產(chǎn)業(yè)安全：通過(guò)自主的物聯(lián)網(wǎng)操作系統確保產(chǎn)業(yè)安全。

隨著(zhù)煤礦信息化的推進(jìn)，近年來(lái)國內煤礦企業(yè)網(wǎng)絡(luò )正面臨嚴峻的安全威脅，數據作為第五大生產(chǎn)要素，其安全保護的必要性和重要性不言而喻。為應對網(wǎng)絡(luò )安全風(fēng)險，國家陸續出臺了一系列安全法律法規。如今，等保二級已經(jīng)成為智能煤礦的基本要求，等保三級在可預見(jiàn)的未來(lái)也是必然趨勢。

物聯(lián)網(wǎng)操作系統遵循和增強煤礦行業(yè)的安全技術(shù)標準、安全服務(wù)標準，可以構建煤礦設備系統安全護城河，構建智能煤礦操作系統安全標準。專(zhuān)業(yè)的系統安全團隊可以通過(guò)技術(shù)攻防、快速修復和提升防護能力，統一設備安全加固服務(wù)，縮短設備廠(chǎng)商安全升級周期。

為此，華為基于自身豐富的數據安全防護經(jīng)驗，可以為煤礦行業(yè)提供一站式等保安全解決方案，覆蓋從系統定級、系統備案、建設整改、等級測評到監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(xún)服務(wù)。

在煤礦智能化建設中，盡管“三大統一”的路徑清晰可見(jiàn)，但要實(shí)現這一目標并非一蹴而就，還需要不斷的迭代前進(jìn)，根據不同煤礦的客觀(guān)情況和實(shí)際需求分階段、逐步進(jìn)行智能化建設，避免改動(dòng)過(guò)猛、投資過(guò)大等問(wèn)題。