文/華為公司高級(jí)副總裁、煤礦軍團(tuán)董事長(zhǎng) 鄒志磊
如何將數(shù)字技術(shù)深度融合到煤礦生產(chǎn)流程,推進(jìn)智能礦山建設(shè),最終實(shí)現(xiàn)煤礦工人穿西裝打領(lǐng)帶采煤?華為成立煤礦軍團(tuán),是探索數(shù)字技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合的實(shí)踐模式。
(華為公司高級(jí)副總裁、煤礦軍團(tuán)董事長(zhǎng)鄒志磊)
當(dāng)前,我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合,以數(shù)字技術(shù)賦能傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型正駛?cè)肟燔嚨?。抓住?shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇,把我國(guó)數(shù)字產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)與我國(guó)工業(yè)的豐富場(chǎng)景、海量數(shù)據(jù)相結(jié)合,是促進(jìn)行業(yè)數(shù)字化高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。華為成立煤礦軍團(tuán),是數(shù)字產(chǎn)業(yè)面向礦山行業(yè)主動(dòng)向前邁出的重要一步,探索數(shù)字技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合的實(shí)踐。
近年來(lái),我國(guó)煤礦智能化建設(shè)取得了跨越式發(fā)展。首先,得益于一系列政策牽引。如2020年國(guó)家發(fā)改委等八部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,為智能礦山建設(shè)提供了政策支持。第二,離不開(kāi)先進(jìn)煤炭生產(chǎn)企業(yè)加大智能化科研投入,引領(lǐng)行業(yè)創(chuàng)新加速。第三,智能礦山產(chǎn)業(yè)生態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)日趨完善。在行管部門(mén)、協(xié)會(huì)、煤礦企業(yè)、科研院校共同努力下,技術(shù)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)工作取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。尤其在標(biāo)準(zhǔn)制定方面,國(guó)家礦山安全監(jiān)察局推動(dòng)制定了智能化控制系統(tǒng)、生產(chǎn)輔助系統(tǒng)等92個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)在全國(guó)信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作組下成立礦山大數(shù)據(jù)行業(yè)組,并組織編制《智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范》等,礦山智能化標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)一步完善。
“三個(gè)統(tǒng)一”的智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是加快智能礦山高質(zhì)量建設(shè)的核心
進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,華為煤礦軍團(tuán)和大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)、行業(yè)伙伴在礦山智能化建設(shè)實(shí)踐中,探索出“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一架構(gòu)”的智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為煤礦智能化的必經(jīng)之路,通過(guò)“統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范”充分發(fā)揮數(shù)據(jù)作為核心生產(chǎn)要素的價(jià)值已經(jīng)成為行業(yè)普遍訴求。
礦山智能化的本質(zhì)就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),這意味著需要分層解耦、平臺(tái)共享、能力共建、生態(tài)繁榮,才能實(shí)現(xiàn)行業(yè)知識(shí)和場(chǎng)景經(jīng)驗(yàn)更快捷地在行業(yè)內(nèi)被廣泛調(diào)用。行管部門(mén)、煤炭生產(chǎn)企業(yè)、裝備制造商、應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者,紛紛以開(kāi)放的姿態(tài)參與標(biāo)準(zhǔn)、架構(gòu)、協(xié)議的聯(lián)盟或組織,共同推動(dòng)創(chuàng)新合作,促進(jìn)智能礦山建設(shè)高效地規(guī)?；_(kāi)展。
智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的核心是要構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一架構(gòu)、形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范,這已經(jīng)成為行業(yè)普遍的共識(shí)。首先,在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)方面,行業(yè)參與者發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),基于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)能力共建并廣泛共享,加快智能化建設(shè)的速度、加大創(chuàng)新的深度;其次,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)繼承了消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)部分基因,在確?！胺较虼笾抡_”的基礎(chǔ)上,參考工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu),基于統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行敏捷開(kāi)發(fā)與迭代,贏得創(chuàng)新先機(jī);再次,統(tǒng)一平臺(tái)打通多煙囪式系統(tǒng),以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范將數(shù)據(jù)快速、高效地統(tǒng)一入湖,數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)和行業(yè)內(nèi)跨系統(tǒng)、跨領(lǐng)域流動(dòng),向下統(tǒng)一接入裝備和終端,向上使能各類應(yīng)用。華為以自身ICT技術(shù)的優(yōu)勢(shì),聯(lián)合國(guó)家能源集團(tuán)打造礦鴻物聯(lián)操作系統(tǒng)、設(shè)計(jì)行業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),解決行業(yè)的難題。
落實(shí)“七大轉(zhuǎn)變”建設(shè)智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),駛?cè)胫悄艿V山快車道
眾所周知,礦山行業(yè)具有生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜、作業(yè)場(chǎng)景多樣、裝備資產(chǎn)厚重、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)豐富等特點(diǎn),智能礦山建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,通過(guò)實(shí)施“七大轉(zhuǎn)變”能夠加快智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地。
1.萬(wàn)物實(shí)時(shí)互聯(lián),是智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。
萬(wàn)物互聯(lián)是數(shù)字世界和物理世界交互的觸點(diǎn),是智能化決策的數(shù)據(jù)源頭。將煤礦工人、裝備、環(huán)境、數(shù)據(jù)和應(yīng)用通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起,實(shí)現(xiàn)全面互聯(lián)、實(shí)時(shí)感知、可靠傳輸、自動(dòng)控制,進(jìn)而支撐全企業(yè)和全產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)工具、生產(chǎn)方式的變革。因此,不僅要求各類設(shè)備具有智能化的能力,而且要具有泛在的聯(lián)網(wǎng)能力。
礦鴻不僅是一個(gè)礦山行業(yè)萬(wàn)物智聯(lián)的操作系統(tǒng),還提供了一套行業(yè)數(shù)據(jù)協(xié)議。一方面將各類煤礦裝備智能化,提升設(shè)備在線率,使更多設(shè)備“能說(shuō)話”;另一方面在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭就統(tǒng)一了設(shè)備對(duì)話的語(yǔ)言,使設(shè)備“說(shuō)普通話”,快速使能設(shè)備和數(shù)字平臺(tái)集成。礦山新網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)流動(dòng)通道,是基于礦山場(chǎng)景來(lái)打造的通信方案,滿足在礦山場(chǎng)景應(yīng)用的安全性、易安裝、易維護(hù)、易管理需求。在確保網(wǎng)絡(luò)性能基礎(chǔ)上,讓智能礦山建設(shè)更高效、更安全。
2.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策,全領(lǐng)域、全流程、全周期的數(shù)據(jù)流動(dòng)支撐決策。
數(shù)據(jù)作為一種新型生產(chǎn)要素,決定企業(yè)資源的優(yōu)化配置效率,引領(lǐng)生產(chǎn)方式和產(chǎn)業(yè)模式的變革。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的本質(zhì)就是以生產(chǎn)全過(guò)程、全產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)的自動(dòng)流動(dòng),優(yōu)化資源配置、實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效降本,驅(qū)動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新。
首先,大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵是多維數(shù)據(jù)的融合,有效數(shù)據(jù)匯聚越多越全則價(jià)值越高。通過(guò)連接各類煤礦裝備、數(shù)據(jù)統(tǒng)一入湖,開(kāi)展數(shù)據(jù)治理,融合人員、采掘、主運(yùn)輸、通風(fēng)、供排水、通信、視頻、告警等數(shù)據(jù)于一體,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦生產(chǎn)態(tài)勢(shì)的全面感知及智能調(diào)度管理。
其次,“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策”在企業(yè)流程中應(yīng)用越早越廣,則綜合成本越低、效益越高。
再者,建立全流程、全生命周期的數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)機(jī)制,從源頭確保數(shù)據(jù)質(zhì)和量,確保數(shù)據(jù)價(jià)值變現(xiàn)。
3.軟件定義礦山,軟件2.0才能從根本上解決煤礦場(chǎng)景多樣、環(huán)境復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
礦企在機(jī)械化、自動(dòng)化過(guò)程中積累了大量寶貴資產(chǎn),如大型裝備的重資產(chǎn)、大量行業(yè)經(jīng)驗(yàn)、工藝和知識(shí)等無(wú)形資產(chǎn)。軟件作為經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的載體,是物理世界運(yùn)行規(guī)律的數(shù)字表達(dá)形式。軟件定義裝備、軟件定義作業(yè)流程,將有形資產(chǎn)和無(wú)形資產(chǎn)沉淀為一個(gè)個(gè)模型,形成海量的軟件資產(chǎn)使設(shè)備發(fā)揮新的價(jià)值,使經(jīng)驗(yàn)知識(shí)通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)得到廣泛應(yīng)用。
傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)基于明確的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試,如傳感器檢測(cè)到瓦斯?jié)舛冗_(dá)到規(guī)定的閾值即發(fā)出相應(yīng)告警。然而,正如汽車自動(dòng)駕駛需應(yīng)對(duì)天氣、路面、行人、車輛等多種復(fù)雜的周邊環(huán)境一樣,煤礦井下環(huán)境同樣存在多變性、復(fù)雜性等特點(diǎn),這些特點(diǎn)決定,未來(lái)的應(yīng)用不能像傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)一樣,由程序員來(lái)指定軟件如何運(yùn)行。軟件2.0將成為解決這些場(chǎng)景難題的鑰匙,即在需求不完全明確的情況下,通過(guò)少量的代碼+大量的數(shù)據(jù)集進(jìn)行深度學(xué)習(xí),反復(fù)迭代、生成新的代碼和軟件,不斷學(xué)習(xí)和優(yōu)化,做出準(zhǔn)確的分析和決策。軟件2.0有望從根本上解決井下復(fù)雜場(chǎng)景的難題,驅(qū)動(dòng)智能礦山建設(shè)向更深層次、更大規(guī)模推進(jìn)。
4.平臺(tái)支撐的協(xié)同,構(gòu)建跨系統(tǒng)、企業(yè)、行業(yè)協(xié)同的平臺(tái)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是面向工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的底座,構(gòu)建基于云邊協(xié)同的海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的體系,形成企業(yè)、行業(yè)信息匯聚和交換的樞紐,支撐生產(chǎn)資源泛在連接、彈性供給、高效配置。
智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基于統(tǒng)一的平臺(tái)融合數(shù)據(jù)和模型,提供云原生的智能化服務(wù),即“數(shù)據(jù)+模型=服務(wù)”。統(tǒng)一的平臺(tái)支撐多源數(shù)據(jù)的跨系統(tǒng)融合,與平臺(tái)的設(shè)備模型、機(jī)理模型、業(yè)務(wù)模型結(jié)合,廣泛應(yīng)用于經(jīng)營(yíng)與管理、設(shè)備故障診斷與健康管理、生產(chǎn)質(zhì)量管理、生產(chǎn)效率優(yōu)化、裝備效能優(yōu)化、生產(chǎn)安全等工業(yè)場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)管理優(yōu)化、生產(chǎn)提質(zhì)增效、增安降耗。
5.服務(wù)增值、產(chǎn)品再造,裝備、業(yè)務(wù)及經(jīng)驗(yàn)服務(wù)化,共同創(chuàng)造行業(yè)新價(jià)值。
隨著數(shù)字技術(shù)的普及,以提供產(chǎn)品為核心的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式正在向提供“產(chǎn)品+服務(wù)”的模式轉(zhuǎn)變。而服務(wù)增值則指企業(yè)在產(chǎn)品上添加智能模塊,將產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)并實(shí)時(shí)采集運(yùn)行數(shù)據(jù),并利用大數(shù)據(jù)分析提供多樣化智能服務(wù),釋放存量裝備生產(chǎn)系統(tǒng)的價(jià)值,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品再造。
在煤礦智能化建設(shè)中,服務(wù)增值主要體現(xiàn)在三個(gè)層面。一是裝備服務(wù)化延伸,裝備企業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供智能化服務(wù),如預(yù)測(cè)性運(yùn)維、備件管理、生命周期管理等,減少檢修或故障停機(jī)時(shí)間,幫助礦企降本增效;二是業(yè)務(wù)服務(wù)化,礦企將自身的優(yōu)秀場(chǎng)景經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),基于ICT技術(shù)開(kāi)展創(chuàng)新,開(kāi)發(fā)成智能化系統(tǒng)和應(yīng)用,提供給更多的礦企,將生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)變成新的收入;三是應(yīng)用智能服務(wù)提效,礦企部署基于大數(shù)據(jù)、AI等新技術(shù)的智能化應(yīng)用提升企業(yè)效益,如智能巡檢、智能監(jiān)測(cè)等。
6.人工智能主導(dǎo),人工智能大規(guī)?！跋戮?少人則安,無(wú)人則安。
智能礦山未來(lái)的趨勢(shì)是在提升效率的情況下,用人工智能替代人從事危險(xiǎn)工作、重復(fù)勞動(dòng),沉淀專家經(jīng)驗(yàn)。在采礦業(yè),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅要滿足面向企業(yè)智能化運(yùn)營(yíng)決策,還要滿足多種生產(chǎn)場(chǎng)景的智能化分析需求。
AI作為新興技術(shù),為行業(yè)提供的是硬件、框架、算子等通用能力。然而行業(yè)場(chǎng)景是專用的、海量的,AI技術(shù)的通用性和行業(yè)場(chǎng)景的專用性、多樣性存在天然的裂谷。要跨越這條裂谷就必須降低AI開(kāi)發(fā)門(mén)檻,實(shí)現(xiàn)AI應(yīng)用“工業(yè)化生產(chǎn)”。華為盤(pán)古礦山大模型提供AI開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)能力,打造AI在礦山行業(yè)高效率、大規(guī)模開(kāi)發(fā)的平臺(tái),與礦企、伙伴聯(lián)合創(chuàng)新,一個(gè)一個(gè)場(chǎng)景迭代,覆蓋礦山成千上萬(wàn)個(gè)模型,最終實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)智能化。
7.組織重構(gòu),企業(yè)內(nèi)、行業(yè)內(nèi)不同組織跨界協(xié)同,場(chǎng)景、裝備、人工智能技術(shù)跨界融合。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為對(duì)傳統(tǒng)企業(yè)提出敏捷的訴求,虛擬化、扁平化、生態(tài)化的組織和業(yè)務(wù)形態(tài)成為趨勢(shì),企業(yè)必須在組織和流程上做出及時(shí)響應(yīng),建立具有彈性、適應(yīng)性、差異化的新型組織,以適應(yīng)企業(yè)環(huán)境的快速變化。煤礦軍團(tuán)的運(yùn)作模式就是一種組織重構(gòu),是多兵種合成作戰(zhàn)模式,這種模式將有效融合行業(yè)的場(chǎng)景經(jīng)驗(yàn)、裝備能力、AI技術(shù),將數(shù)字技術(shù)帶入礦山行業(yè)、融入實(shí)體經(jīng)濟(jì)。
華為煤礦軍團(tuán)成立以來(lái),堅(jiān)持以“為行業(yè)找技術(shù)”為目標(biāo),不僅從華為內(nèi)部找技術(shù),也從行業(yè)找技術(shù)?；贗CT技術(shù)平臺(tái),依托開(kāi)放合作的智能礦山生態(tài),融合場(chǎng)景經(jīng)驗(yàn)、裝備硬件和AI技術(shù),孵化海量智能化能力,促進(jìn)優(yōu)秀能力被廣泛調(diào)用。
華為煤礦軍團(tuán)以“少人無(wú)人、安全、高效”采礦的愿景驅(qū)動(dòng),把握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn),與行業(yè)共同努力,基于“三個(gè)統(tǒng)一”落實(shí)“七大轉(zhuǎn)變”推進(jìn)智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),將數(shù)字技術(shù)深度融合到礦山生產(chǎn)流程中。為此,我們不僅將持續(xù)投入技術(shù)創(chuàng)新,也將以更開(kāi)放的平臺(tái),廣泛聯(lián)合生態(tài)伙伴和科研院所,共同服務(wù)于礦山智能化建設(shè)。同時(shí),華為煤礦軍團(tuán)還將分享自身技術(shù),與行業(yè)優(yōu)秀伙伴一道積極參與標(biāo)準(zhǔn)的完善,切實(shí)將“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一架構(gòu)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范”落到實(shí)處,進(jìn)一步釋放智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)的價(jià)值,最終實(shí)現(xiàn)“煤礦工人穿西裝打領(lǐng)帶采煤”。
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