為煤炭行業(yè)智能轉(zhuǎn)型注入新動能

文/本刊記者 趙原

今天，我們正處在第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵歷史節(jié)點(diǎn)上，云計(jì)算與大數(shù)據(jù)興起，人工智能與產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，正在改變?nèi)袠I(yè)。面對這一新挑戰(zhàn)，華為云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺如何為煤炭行業(yè)智能轉(zhuǎn)型注入新動能呢？

回顧人類近代歷史，已經(jīng)歷了機(jī)械化、自動化、數(shù)字化的三次工業(yè)革命。今天，我們正處在第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵歷史節(jié)點(diǎn)上，云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的興起，使人工智能“無處不及”成為可能，人工智能與產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，正在改變?nèi)袠I(yè)。具體到煤炭行業(yè)本身，面對新一輪的數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)型與智能化升級，煤炭行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是什么呢？

2019 年8 月20—25 日，世界機(jī)器人大會以“智能新生態(tài)，開放新時(shí)代”為主題在北京舉辦。其中，由國家煤礦安監(jiān)局主辦的煤礦機(jī)器人專題論壇于8 月21 日召開，論壇以“跨界合作，大力推進(jìn)煤礦機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用”為主題，倡導(dǎo)全社會參與煤礦機(jī)器人跨界合作、研發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)安全高效發(fā)展。華為云中國區(qū)總裁洪方明在論壇上向各位與會嘉賓介紹了華為云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，為大家揭秘了智能革命的本質(zhì)，以及如何將工業(yè)智能體融入煤炭產(chǎn)業(yè)，打造出智慧“煤礦大腦”，為煤炭行業(yè)發(fā)展賦予新的動能！

煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心目標(biāo)

洪方明在發(fā)言中指出，目前各個(gè)行業(yè)企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化，但更多企業(yè)經(jīng)營過程中，研發(fā)、生產(chǎn)、市場、供應(yīng)鏈、服務(wù)與運(yùn)營、物流運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)數(shù)據(jù)未能有效拉通，數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象非常突出。供給與客戶需求數(shù)據(jù)未做到有效預(yù)測，生產(chǎn)無法與需求做到無縫感知，企業(yè)存在明顯的效率裂谷。新一輪產(chǎn)業(yè)升級的核心，即智能革命的本質(zhì)，就是利用云計(jì)算，5G 及人工智能等技術(shù)，來彌補(bǔ)企業(yè)局部生產(chǎn)效率與全局效率提升之間的裂谷，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息與運(yùn)營信息的全向集成，數(shù)據(jù)從生產(chǎn)到運(yùn)營全域拉通，并全局可視，利用云上的AI（人工智能）能力，打造企業(yè)的創(chuàng)新引擎，實(shí)現(xiàn)最終的商業(yè)成功。

煤炭行業(yè)現(xiàn)階段轉(zhuǎn)型升級的主要目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)綠色、高效和安全，具體來說有以下3 個(gè)方面：

綠煤戰(zhàn)略

利用人工智能、5G 和云計(jì)算等發(fā)展的契機(jī)，推動關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，改造現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，進(jìn)一步降低排放指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)綠色開采、加工和利用，做到對環(huán)境影響的最小化。

高效利用

煤炭依然是中國的主體能源，但煤炭的主要利用方式是直接燃燒發(fā)電和工業(yè)供熱，總體效率較低。未來，煤炭行業(yè)需實(shí)現(xiàn)煤炭開采過程的最優(yōu)化、促進(jìn)煤炭高效利用，也即是生產(chǎn)流程優(yōu)化、運(yùn)輸路徑優(yōu)化、資源最佳配置等。

安全智能

把人工智能應(yīng)用到生產(chǎn)、運(yùn)營及安全監(jiān)管等各個(gè)領(lǐng)域，提升整個(gè)煤炭行業(yè)的效率與安全生產(chǎn)水平，最終使得煤炭產(chǎn)業(yè)走向智能生產(chǎn)、精益管理、安全運(yùn)營。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺助力煤炭行業(yè)變革

據(jù)洪方明介紹，為推動全行業(yè)數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)型與智能化升級，華為云推出面向全行業(yè)的整體解決方案——華為云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，其中煤炭行業(yè)是這個(gè)平臺的一個(gè)子集，而這一平臺最重要的部分就是把人工智能做了“云、邊、端”的無縫覆蓋。“云、邊、端”協(xié)同解決方案專注于為企業(yè)客戶提供端到端的一體化解決方案，幫助企業(yè)客戶實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。方案覆蓋端（物聯(lián)網(wǎng)）、邊（邊緣計(jì)算）、云（云計(jì)算）三大領(lǐng)域形成端邊云協(xié)同能力，成為向萬物互聯(lián)世界快速發(fā)展的超強(qiáng)引擎。從橫向看，分為3 個(gè)子平臺：

連接平臺

實(shí)現(xiàn)本地化的數(shù)據(jù)采集、過濾、清洗等服務(wù)；通過云邊協(xié)同，完成模型和規(guī)則下發(fā)，實(shí)現(xiàn)邊緣智能。

使能平臺

通過華為云工業(yè)服務(wù)模式：IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺即服務(wù)）以及EI（企業(yè)智能），為行業(yè)應(yīng)用提供使能組件。

應(yīng)用平臺

以使能平臺為基礎(chǔ)，構(gòu)建工業(yè)各領(lǐng)域應(yīng)用，賦能各行業(yè)子平臺，如煤炭行業(yè)平臺，化工行業(yè)平臺、汽車行業(yè)平臺、人工智能平臺等。平臺覆蓋了從研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、倉儲物流、銷售服務(wù)等工業(yè)全流程。

從縱向的視角來看，平臺提供了數(shù)據(jù)、模型和應(yīng)用的全生命周期和整體的安全服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了全局的可視化管理。這正是跨越效率裂谷，實(shí)現(xiàn)企業(yè)新一輪轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵。

圖1 “煤礦大腦”人工智能視頻識別，有煤自動開機(jī)，無煤自動停機(jī)，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)場所替換人

圖2 “煤礦大腦”對視頻中作業(yè)人員鉆機(jī)工作、卸桿行為等目標(biāo)監(jiān)測識別，實(shí)現(xiàn)安全管理不靠人

全場景AI與“煤礦大腦”的應(yīng)用

華為云將AI技術(shù)與云數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算、存儲等IT 基礎(chǔ)設(shè)施不斷融合，提供全棧式、全場景的基于AI 的云解決方案。具體到工業(yè)領(lǐng)域，華為云EI 在柔性質(zhì)檢、根因分析、智能排產(chǎn)、精準(zhǔn)營銷、安全監(jiān)管等領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮出了獨(dú)特的價(jià)值。

2019 年3 月，華為聯(lián)合合作伙伴共同發(fā)布了“煤礦大腦”解決方案。該方案采用“云、邊、端”的體系架構(gòu)，打造礦山安全態(tài)勢感知與信息共享體系化協(xié)同的大腦，目前已覆蓋山西省100 余座生產(chǎn)礦井，幫助山西煤礦安監(jiān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，并且實(shí)現(xiàn)了分礦點(diǎn)信息和通信技術(shù)ICT（Information Communications Technology，簡稱ICT。是電信服務(wù)、信息服務(wù)、IT 服務(wù)及應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合）基礎(chǔ)設(shè)施的集中運(yùn)營運(yùn)維，降低成本65%。

“煤礦大腦”通過人工智能視頻識別的技術(shù)，幫助企業(yè)減員提效，成為煤礦企業(yè)安全高效的智慧支撐。在論壇上，洪方明向大家展示了以下4 個(gè)“煤礦大腦”的應(yīng)用場景。

場景1：危險(xiǎn)場所替換人

在場景1 中（見圖1），內(nèi)蒙古某煤礦目前井下連掘（采）生產(chǎn)，同時(shí)有6 臺刮板機(jī)在工作，每班每臺需要1 人進(jìn)行專門的啟停操作，一班需要6 人，每天3 班需要18 人。通過“煤礦大腦”人工智能視頻識別技術(shù)，識別到有煤自動開機(jī)，無煤自動停機(jī)，幫助企業(yè)用設(shè)備取代這18 個(gè)人。實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)場所替換人。

圖3 “煤礦大腦”對瓦斯抽采作業(yè)全流程信息化管理，實(shí)現(xiàn)流程作業(yè)不靠人

圖4 “煤礦大腦”可識別皮帶空載率、皮帶堆煤、皮帶跑偏等狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)智能識別減少人

場景2：安全管理不靠人

在場景2 中（見圖2），利用“煤礦大腦”，對探放水作業(yè)視頻中作業(yè)人員鉆機(jī)工作、卸桿行為等目標(biāo)的監(jiān)測識別，可精確識別并實(shí)時(shí)輸出卸桿數(shù)量、作業(yè)人數(shù)、鉆機(jī)運(yùn)行軌跡圖，可以有效減少監(jiān)鉆工人數(shù)量；杜絕施工人員謊報(bào)進(jìn)尺、打假孔等危及安全的事件發(fā)生；并減少因工作量瞞報(bào)產(chǎn)生的費(fèi)用開支，幫助企業(yè)減人提效。同時(shí)可為監(jiān)察部門的安全監(jiān)察、事后追朔、科學(xué)決策提供直觀、可靠的手段和證據(jù)。實(shí)現(xiàn)了安全管理不靠人。

場景3：流程作業(yè)不靠人

場景3（見圖3）中的瓦斯抽采作業(yè)，與探放水作業(yè)類似，“煤礦大腦”可以解放井下驗(yàn)收人員，對瓦斯抽采作業(yè)全流程信息化管理，自動形成工作考核，督促人員作業(yè)到位。實(shí)現(xiàn)了流程作業(yè)不靠人。

場景4：智能識別減少人

場景4（見圖4）對皮帶設(shè)備的監(jiān)控中，“煤礦大腦”可識別皮帶空載率、皮帶堆煤、皮帶跑偏等狀態(tài)，進(jìn)行遠(yuǎn)程提醒或?qū)⑿盘柼峁┙o皮帶控制系統(tǒng)聯(lián)動停機(jī)。可以減少井下工人數(shù)量，提升安全生產(chǎn)管理水平，保障煤礦運(yùn)輸效率，保障皮帶運(yùn)輸業(yè)務(wù)的連續(xù)性。實(shí)現(xiàn)了智能識別減少人。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心在于ICT 能力與行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的良好結(jié)合，只有理解行業(yè)，同時(shí)也熟練應(yīng)用ICT 技術(shù)，才能將ICT 技術(shù)在行業(yè)中進(jìn)行更好的應(yīng)用。從“平臺+生態(tài)”到“平臺+AI+生態(tài)”，華為云的戰(zhàn)略不僅著重增強(qiáng)了人工智能技術(shù)的應(yīng)用，還更加強(qiáng)調(diào)順應(yīng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求，與生態(tài)伙伴聯(lián)合打造行業(yè)解決方案，切實(shí)解決企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中遇到的問題。