中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院
近期，中央召開(kāi)會(huì)議多次提到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快推進(jìn)。3月20日，工業(yè)和信息化部《關(guān)于推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》提出要深化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用。鼓勵(lì)各地結(jié)合優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在裝備、能源、冶金、礦業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)行業(yè)的融合創(chuàng)新。我國(guó)煤炭行業(yè)規(guī)模大、產(chǎn)量高、生產(chǎn)危險(xiǎn)性強(qiáng)，具有建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和訴求，加快發(fā)展煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，可大力推動(dòng)了煤炭行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化建設(shè)，同樣也是實(shí)現(xiàn)安全與發(fā)展相協(xié)調(diào)的必然要求和基本路徑。
一、煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇
煤炭行業(yè)正處于全面深化改革、轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵期，煤炭轉(zhuǎn)型發(fā)展需要開(kāi)辟新空間。煤礦數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，隨著煤炭行業(yè)信息化水平日益提高，我國(guó)煤炭行業(yè)的數(shù)據(jù)應(yīng)用逐漸開(kāi)啟，如國(guó)家能源投資集團(tuán)與360公司合作設(shè)立清潔能源大數(shù)據(jù)安全技術(shù)研究中心，徐州礦業(yè)集團(tuán)與華為聯(lián)合建設(shè)淮海大數(shù)據(jù)中心等。目前來(lái)看，煤炭行業(yè)大數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用更多的停留在企業(yè)自身層面，行業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與上下游企業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)應(yīng)用或是發(fā)揮煤炭數(shù)據(jù)價(jià)值，打開(kāi)數(shù)據(jù)增量空間的主要方向。煤炭智能化生產(chǎn)方面，目前我國(guó)多數(shù)大型煤炭企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施對(duì)于井下設(shè)備的自動(dòng)化改造，智能化技術(shù)應(yīng)用已從煤炭大型企業(yè)試點(diǎn)示范階段向普及應(yīng)用階段延伸，智能化環(huán)節(jié)也已從最初的采掘生產(chǎn)延伸到選煤、煤化工、煤機(jī)制造等領(lǐng)域，可依托企業(yè)實(shí)施智能化的良好勢(shì)頭，加速人工智能、機(jī)器人等技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)煤炭行業(yè)從勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型的轉(zhuǎn)變，打開(kāi)煤炭行業(yè)的價(jià)值空間。此外，煤炭行業(yè)還面臨著由“高碳”向“低碳”的能源革命挑戰(zhàn)，隨著能源結(jié)構(gòu)向清潔低碳方向變化，煤炭的份額的逐漸回落將會(huì)導(dǎo)致煤炭企業(yè)效益的下滑，降低煤炭生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率將是推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展、打開(kāi)煤炭行業(yè)效益空間的必由之路。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為煤炭行業(yè)提供有力的支撐和服務(wù)，全面提升煤炭行業(yè)信息化能力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是面向產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，構(gòu)建起人、機(jī)、物全面互聯(lián)的新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)制造資源泛在連接、彈性互補(bǔ)和高效配置，日益成為新工業(yè)革命的關(guān)鍵支撐和深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”的重要基石。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有助于打通煤炭生產(chǎn)企業(yè)與上游生產(chǎn)設(shè)備及原材料供應(yīng)企業(yè)和下游消費(fèi)企業(yè)的整體產(chǎn)業(yè)鏈，將生產(chǎn)制造、采礦、化工、電力等多個(gè)行業(yè)進(jìn)行融合；也可根據(jù)獲取的各類信息及時(shí)做出生產(chǎn)進(jìn)度、人員安排以及物流調(diào)度等方面的調(diào)整。通過(guò)建設(shè)完善的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、安全基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系，為勘察設(shè)計(jì)、煤炭生產(chǎn)、運(yùn)銷、裝備制造、監(jiān)管監(jiān)察等多方面提供服務(wù)，推動(dòng)煤炭行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化升級(jí)。
煤炭行業(yè)具備發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，龍頭企業(yè)已先行先試。新一代信息技術(shù)與煤炭行業(yè)生產(chǎn)、建設(shè)、運(yùn)銷、經(jīng)營(yíng)的融合發(fā)展，有力的促進(jìn)了煤炭行業(yè)整體信息化水平的提升，使煤炭行業(yè)初步具備發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)層面，大多數(shù)煤礦已建有百兆、千兆甚至萬(wàn)兆的工業(yè)環(huán)網(wǎng)及通信系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)采集打下了良好基礎(chǔ)。在設(shè)備控制層面，大部分煤礦已采用了采掘控制系統(tǒng)、膠帶運(yùn)輸控制系統(tǒng)、地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)、煤礦電力控制系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)的采集及自動(dòng)化控制。此外，部分龍頭煤炭企業(yè)已先行先試，樹(shù)立了標(biāo)桿示范作用。如中煤集團(tuán)自主開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)的煤礦機(jī)械制造行業(yè)億礦云平臺(tái)被列入工信部2019年制造業(yè)“雙創(chuàng)”平臺(tái)試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單；兗礦集團(tuán)以“推進(jìn)數(shù)字轉(zhuǎn)型變革”為總體思路，加強(qiáng)與 IBM、SAP 合作，加快實(shí)施大數(shù)據(jù)工程總體規(guī)劃及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)研發(fā)。
二、以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為抓手推動(dòng)煤炭行業(yè)各環(huán)節(jié)能力提升
煤炭生產(chǎn)是集采煤、掘進(jìn)、機(jī)電、運(yùn)輸、通風(fēng)、地測(cè)、安全、調(diào)度等多環(huán)節(jié)協(xié)同配合的復(fù)雜系統(tǒng)，需要綜合集成覆蓋煤炭生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。此外，生產(chǎn)環(huán)節(jié)還要與經(jīng)營(yíng)環(huán)節(jié)、甚至是產(chǎn)業(yè)鏈中游的煤炭貿(mào)易商、運(yùn)銷企業(yè)，下游的電力、鋼鐵、建材等領(lǐng)域互相銜接和協(xié)同，涉及的業(yè)務(wù)功能多、層次復(fù)雜。應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可提高資源配置效率、打通數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)壁壘，構(gòu)建全新的組織形式和生產(chǎn)模式，逐步提升行業(yè)生產(chǎn)和管理能力。
面向生產(chǎn)領(lǐng)域，應(yīng)用煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可幫助煤炭企業(yè)精準(zhǔn)感知井下情況，助力煤礦智能開(kāi)采。在井下開(kāi)采方面，通過(guò)煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，可感知井下人員、礦車、溫度、濕度、一氧化碳、甲烷含量、礦井氣壓、風(fēng)速等相關(guān)信息，并利用信息融合算法對(duì)每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行多層次、多方面、多級(jí)別的處里，有效避免了單一傳感器信息處理不清現(xiàn)象，從而達(dá)到了信息互補(bǔ)和協(xié)同的感知效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下情況的精準(zhǔn)掌握。在煤礦裝備方面，通過(guò)煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以有效提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率，降低機(jī)械設(shè)備的能耗，加快煤炭生產(chǎn)設(shè)備的智能化改造，推進(jìn)井下智能化采煤機(jī)械與煤礦智能機(jī)器人的聯(lián)動(dòng)控制，從而降低井下工人工作強(qiáng)度、保障人身安全。
面向經(jīng)營(yíng)管理領(lǐng)域，應(yīng)用煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可幫助煤炭企業(yè)體質(zhì)增效，精益化管理。在管理端，煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可幫助企業(yè)整合從基層一線生產(chǎn)單位到中層管理部門直至高層領(lǐng)導(dǎo)的管理架構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的實(shí)時(shí)化、同步化。幫助企業(yè)通過(guò)扁平化的管理模式提高管理效率，使企業(yè)能夠面對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)做出快速反應(yīng)，讓企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展與市場(chǎng)步調(diào)保持一致。在經(jīng)營(yíng)端，煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可幫助企業(yè)大幅壓縮庫(kù)存，使企業(yè)原材料從采購(gòu)到使用實(shí)現(xiàn)多批次、少批量乃至零庫(kù)存，進(jìn)而大力提升資金周轉(zhuǎn)率，使有限的流動(dòng)資金發(fā)揮最大的價(jià)值創(chuàng)造。
面向安全領(lǐng)域，應(yīng)用煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可幫助煤炭企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)提前判斷、應(yīng)急救援支撐、遠(yuǎn)程監(jiān)察監(jiān)管。在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方面，依托煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可形成多因素風(fēng)險(xiǎn)分析能力，賦能轄區(qū)、礦區(qū)煤礦，指導(dǎo)監(jiān)管監(jiān)察部門、煤炭生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)防控。通過(guò)實(shí)時(shí)采集風(fēng)險(xiǎn)信息，基于安全科學(xué)理論和引發(fā)煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)的主要因素，構(gòu)建煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測(cè)預(yù)警，提高安全生產(chǎn)決策水平。在應(yīng)急救援方面，煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可融合應(yīng)急資源信息，建立應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化模型，提升應(yīng)急領(lǐng)域認(rèn)識(shí)和控制能力，面對(duì)各種復(fù)雜的非程序化問(wèn)題時(shí)，提取環(huán)境特征進(jìn)行分析推理，提供應(yīng)急決策支持。在遠(yuǎn)程監(jiān)管方面，可通過(guò)煤炭工業(yè)互聯(lián)打通從企業(yè)向上至國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局、省級(jí)煤礦安全監(jiān)察局、分局以及各級(jí)煤礦監(jiān)管部門的數(shù)據(jù)采集、傳輸、共享渠道，實(shí)現(xiàn)與基層煤礦安全管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)多級(jí)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為精準(zhǔn)監(jiān)管監(jiān)察提供有力支撐，為煤礦安全監(jiān)管監(jiān)察賦能。
三、搶抓煤炭工業(yè)互聯(lián)創(chuàng)新發(fā)展新機(jī)遇，加速融合發(fā)展新布局
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)向煤炭行業(yè)的縱深發(fā)展應(yīng)在系統(tǒng)布局和指引下協(xié)同配合。3月3日國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，近日工業(yè)和信息化部也發(fā)布了《關(guān)于推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》，在指導(dǎo)文件的指引下，將有力推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)向煤炭行業(yè)的應(yīng)用與布局，加強(qiáng)跨界機(jī)制與協(xié)同體系的構(gòu)建，促進(jìn)煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展。
科學(xué)布局推進(jìn)，協(xié)調(diào)發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。強(qiáng)化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)向煤炭領(lǐng)域縱深發(fā)展的統(tǒng)籌指導(dǎo)，面向關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、產(chǎn)業(yè)支撐能力等核心要素，形成重點(diǎn)突破，全面帶動(dòng)的發(fā)展策略。根據(jù)不同區(qū)域煤炭行業(yè)發(fā)展水平、實(shí)際情況與總體需求，因地制宜的推動(dòng)煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，合理、科學(xué)、有序的促進(jìn)煤炭領(lǐng)域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。
強(qiáng)化新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，打造核心能力。打造企業(yè)工業(yè)控制網(wǎng)、管理信息網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)，建設(shè)企業(yè)標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)與二級(jí)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)、減人提效、節(jié)能降耗，形成煤炭行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)能。依托國(guó)家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心，建設(shè)煤炭行業(yè)分中心，以數(shù)據(jù)為支撐，信息共享，建立新型的行業(yè)生態(tài)和靈活的上下游關(guān)系，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，重塑產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。
培育標(biāo)桿示范企業(yè)，推動(dòng)生態(tài)體系建設(shè)。依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推進(jìn)委員會(huì)，建設(shè)煤炭行業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新中心，落地一批應(yīng)用技術(shù)，探索在煤炭領(lǐng)域的發(fā)展模式，充分發(fā)揮煤炭行業(yè)國(guó)有企業(yè)占比大的優(yōu)勢(shì)背景，打造一批行業(yè)典型應(yīng)用案例和解決方案，加強(qiáng)示范引領(lǐng)，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭企業(yè)的應(yīng)用推廣。
