煤礦數智化轉型的新探索

4月26日，“礦鴻工業互聯創新國家礦山安全監察局重點實驗室”在國家能源集團神東煤炭揭牌成立。應急管理部黨委委員、副部長，國家礦山安全監察局黨組書記、局長黃玉治出席，國家能源集團黨組成員、副總經理楊鵬致辭。

據悉，實驗室於2022年底獲得國家礦山安全監察局批准建設，由國家能源集團、安標中心和華為公司聯合籌建。在國家礦山安全監察局的指導下，實驗室旨在構建煤炭工業互聯網架構，探索智能煤礦工業互聯網體系，為煤炭行業数字化轉型和智能化發展奠定基礎，支撐經濟高質量發展。

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“煤炭工業互聯網”

“我們能幫助煤炭行業實現“少人、無人、安全、高效”，讓智能化採煤工作面減人60%，井工煤礦單班入井人數減少10-20%，我們這樣做，不僅自身得到發展，也解決煤礦高效生產和安全生產的問題，讓煤礦工人可以“穿西裝打領帶。”這是華為ceo任正非對未來煤炭工人工作場景的暢想。藉助“礦鴻系統”，這一暢想正逐漸變為現實。

2021年9月14日。國家能源集團攜手華為技術有限公司共同舉辦了礦鴻操作系統發布會。在不到兩年的時間里，礦鴻系統便如雨後春筍般在神東煤炭的礦井裡生根壯大，華為煤礦軍團MKT與解決方案總裁郭振興表示：“在礦鴻的示範煤礦—國家能源集團神東煤炭的烏蘭木煤礦，1808個裝備，涵蓋了綜采、掘進、主運、輔運、傳感器等所有的專業所用的裝備，已經實現了全面礦鴻化。”

當然這僅僅只是個開始，參與制定行業標準，構建“礦鴻生態體系”，最終打造煤炭工業互聯網才是華為的意圖所在。在實驗室揭牌儀式上，國家礦山安全監察局黨組書記黃玉治強調，希望實驗室能夠充分發揮各單位的優勢，聚焦關鍵技術難點，推動礦鴻應用融合，立項編製產業標準，為共建礦鴻生態、提升產業安全水平打下堅實的基礎。

“我們幾乎和全國所有的礦山建立了聯繫。”一位華為煤炭軍團的工作人員透露。

一是以礦鴻為踏板構建萬物互聯的底座；二是打破數據孤島，實現數據共享。可以看出，實驗室承載着這兩個重要目標，要實現這兩個目標，不僅僅是煤炭企業一家之事，需要打通裝備廠家、煤炭企業，還有像華為這樣的ICT企業，也包括學界和應用廠家。

通過數據驅動的物理系統與数字空間的全面互聯與深度協同，打通煤炭企業各部門間的圍牆，使整個組織深度融合，最終實現数字化轉型，這就是華為打造煤炭工業互聯網的底層邏輯。

郭振興說：“我們現在也承接了一些行業標準制定，行標、企標和國標的孵化以及一些成果的展示。成果不僅要有轉化后的展示，同時要把它複製到行業去，這樣才更有價值。未來是一個聯合實驗室，把各方力量集合起來實現聯合創新，共同來解決這些問題，這就是實驗室成立的最終原因。”

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直擊煤炭行業痛點

在紀錄片《華為的100張面孔》里，導演竹內亮曾向神東煤炭的礦工問道：你最希望華為用高科技解決的問題是什麼？礦工回答說：具體改變就是想輕鬆一些吧，因為設備能輕鬆一點，咱幹活沒那麼累了，完了工資又高。這就是下井工人大多的想法。

工作環境差、工作強度高、安全問題一直是煤炭行業的痛處，煤礦工人需要在狹窄的礦井裡彎着身子長時間作業，還要時刻擔心頂板、瓦斯、機電系統發生事故造成生命危險。

據國家礦監局數據，2022年，全國礦山共發生事故367起、死亡518人，同比分別下降3.4%和2.4%。其中，煤礦事故168起、死亡245人，非煤礦山事故199起、死亡273人。儘管在科學監管下，礦山事故率逐年減少，但煤炭事故率在所有的礦山事故中仍然佔比較高。

中國要實現雙碳目標，煤炭行業不得不進行数字化轉型。而在地質條件錯綜複雜，新老煤層疊加的礦井裡實現大規模環境改造並不現實。因此，實現煤礦少人化、無人化成為建設智能礦山的重要內容。

郭振興認為，礦鴻系統能把人從現場操作的危險環境中解脫出來，並且還降低了人的勞動強度。

“以前的液壓支架或者採煤機，支架控制器是裝在支架下面的，工人要趴到機器下面去按鍵，一個班下來手指頭都按麻木了。但現在他拿了一個礦鴻手機路過支架的時候，就通過礦鴻的軟總線跟支架建立了聯繫，他如果有權限的話就可以解鎖這個支架。在手機上操作，保持在安全距離之外就可以操控支架的升降，這個極大的降低了勞動強度。有了智能終端，理論上在井上都可以操作，甚至不需要下井。”

圖片（礦鴻手機控制系統）

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而實現礦井少人化、無人化的關鍵是井上井下各設備之間，人和設備之間的數據溝通和共享。

神東煤炭雖智能化起步早，但是各設備之間“魚龍混雜”、“自說自話”，其井下生產控制系統來自1370多家供應商，涉及10餘類操作系統、500多種通信協議，難以進行互聯互通，接口協議和數據格式五花八門，“數據孤島”現象嚴重。

而礦鴻要做的就是實現“車同軌”“書同文”，在設備與設備之間構建一個共通的意義空間。礦鴻的巡檢機器人可以通過自動化搜集井下的煙霧、溫度、瓦斯數據，並實時建立軟總線，讀取裝備裏面一些數據的同時，對異常情況進行上報。這樣，礦工在下井時已經對井下的安全風險瞭然於心。

郭振興表示：“這次礦鴻研發了一款工業互聯協議叫HCP，在礦物系統裏面適配了一個協議，這樣的話以後相當於大家都說普通話。數據從採集出來就是標準的，可以被調用的，可以被識別的。”

另外，在問及智能化可以為環保問題做什麼時，郭振興認為，礦鴻操作系統不是萬能的，但是它可以提高煤炭企業的生產效率，從了減少用電用水，這樣就會讓更個礦山更綠色更低碳。

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不止於示範

著名諮詢公司麥肯錫在調研了全球800家企業的数字化轉型后發現，大約有71%的企業数字化轉型停留在了試驗階段。這種“試點困境”，表明数字化轉型絕非買一套軟硬件設備即可，它涉及到轉型企業組織機制，業務模式等一系列“傷筋動骨”的變革。

打破“試點困境”需要企業方和技術服務方勠力同心，精誠合作，甚至穿一條褲子走路，用一雙筷子吃飯。

有百年歷史的煤炭行業有自己的生存規則。在巨大的行業鴻溝面前，儘管“置身事內”，雙方參与者也很難預先設想挖礦的和做操作系統的如何共事。《華為的100張面孔》里，華為煤礦軍團聯合創新中心的王偉描述了這樣一幅奇特場景：下完礦洗漱完畢，大家一絲不掛，點上一根煙，在浴室的床上談方案，談業務。這是習慣於在辦公室的電腦桌上解決問題的工程師們從未見過的，也是他們需要儘力適應的。工作之餘，礦鴻的工作人員還經常組局進行足球比賽，對陣雙方便是華為vs神東。

如果說快速適應洒脫不羈的礦工文化是華為的軟實力，那華為強大的硬實力也不容忽視。2022年的華為年報中有一項重要變化，其業務架構中数字能源一躍成為了與終端BG、華為雲計算、智能汽車解決方案BU並列的一級部門。

数字能源營收508億元，一舉超過雲計算成為第三大業務營收來源。據悉，煤礦軍團、站點能源軍團、智能光伏軍團、電力数字化軍團等均與数字能源業務相關。

這不僅體現了華為在對待新業務增長點上一絲不苟的一貫作風，也是其助力能源行業数字化轉型，實現雙碳目標的刻苦用心。

“我們煤炭集團每一個人都要學習採煤教程，人人考試。我本人也帶隊去各大礦山去考察，去参觀、學習。在陝西、山西、內蒙轉了一大圈，下了十幾次礦。”煤炭軍團董事長鄒志磊在礦鴻發布會上說。

同樣的，實現礦企智能化轉型，也少不了神東煤炭的鼎力配合。作為年產近兩億噸的煤炭企業，神東很早就開始煤炭自動化生產改造。一位礦鴻工程師介紹，神東煤炭的員工在許多智能化問題上有充分的經驗積累，有的甚至已經從設想轉變為現實。

神東煤炭副總經理賀海濤說：“過去神東在開採工藝和開採設備方面領先行業，但到了智能化時代，神東需要在這兩個先進經驗的基礎上，進一步突破，實現数字化轉型，礦鴻就是突破的關鍵。”

2023年1月12日，神東煤炭集團機電管理部發布：關於生產系統及裝備適配礦鴻操作系統的通知，要求三月底之前完成相關單位的考核，對於適配工作不积極的廠商實施停止供貨，展現了設備全面礦鴻化的決心。

任正非曾這樣描述山西的煤炭創新實驗室：實行雙重責任制，在煤炭方面，煤炭行業帶頭人的話語權要大一些；在电子方面，華為帶頭人的話語權偏大一些。

技術、文化、人才深度融合，天時地利人和缺一不可，這或許可以解釋，為何其他互聯網巨頭在工業互聯網領域鎩羽而歸，而華為卻收穫了不少糧食，未來在行業標準制定上也將擁有更多話語權。

對於礦鴻的未來發展，郭振興說：“目前操作系統已經更新了五次，運行穩定，已經到了商業化推廣的階段。中煤、山煤、陝煤這些頭部企業都比較积極地擁抱礦鴻，制定了相應的示範計劃。我們將在煤礦應用領域進行規模化複製。非煤企業也已經完成了需求調研，將進一步推廣。”