红柳林：数字化重构全矿区 绽放引领行业的“智慧之花”

  9月以来，一些省份和地区陆续出现了供电紧张的局面。在多地限电的背后，是全国煤炭紧缺和煤价的高企。如何让具备增产潜力的煤矿释放产能、高效生产成为很多煤企的重中之重;另一方面，“双碳”的目标下，倒逼煤炭行业必须要加快绿色转型、加速实现高质量发展。

  2020年2月，国家发改委等八部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，今年 6月，国家能源局、矿山安全监察局联合发布了《煤矿智能化建设指南》，都提出了要加快新一代信息技术与煤炭产业深度融合。

  由此可见，无论从政策、行业、还是煤企自身来看，煤矿智能化正成为煤炭工业高质量发展的新引擎，煤矿行业的智能化转型进入到了崭新的阶段。

  在黄土高原的北部，在世界七大煤田之一的神府煤田上，有这样一座智能矿山：它先后荣获国家首批智能化示范煤矿、全国特级安全高效矿井、入选全国绿色矿山名录等荣誉30余项;通过了ISO9001质量管理体系、环保和职业健康安全管理体系认证;它荣获中国煤炭行业最具影响力品牌，入围“中国能源企业低碳发展贡献力50强”，它就是隶属于陕煤集团的红柳林矿业有限公司(以下简称“红柳林公司”)。

  如何走出创新的数字智能煤矿实践之路？如何用数字化重构全矿区？在2021年10月27日华为云TechWave全球技术峰会上，红柳林公司总工办主任凌鹏涛分享了红柳林公司的诸多数字化建设成果。

  “红柳林”的智慧之路

  煤矿的智能化建设是一个复杂的过程，需要超前规划、明确目标。2020年，陕煤集团提出打造世界一流能源集团战略目标，围绕集团公司战略，红柳林公司也确定了“931” 高质量发展的战略目标。其中，“3”是指三个示范引领。即智能协同、井下空气质量革命、绿色立体生态示范引领。

  2021年2月，红柳林公司牵手华为煤矿军团，将网络、云计算、大数据和人工智能等新一代ICT技术与煤矿深度融合，围绕装备、网络、IT基础设施、智能应用以及综合管理五个方面，制定了红柳林智能矿山总体规划。并已经开展了 4G/5G覆盖、工业环网升级改造、F5G视频环网、网络安全等保2.0、模块化数据中心、云计算平台、综合管控、智能作业管理系统、智慧园区、智能综采、智能化灾害防治等25个智能化矿山项目建设，多个系统已经上线运行。

  “智能矿山的本质是工业互联网，核心在于建立统一架构、统一标准的数字云平台。”凌鹏涛在演讲中表示。在他看来，统一的数字云平台具有四大价值，不仅可以消灭各个系统的信息孤岛、统一接口规范，还能够沉淀数据资产、简化平台建设。

  在中国，有超过29亿吨的煤炭在黑暗的地下世界中开采出来，也就是说，80%以上都是井下矿。煤矿又和其他的工业场景不同的是，其设备种类更繁多，系统更加复杂。要让达到智能化的目标，先要让这些设备联接起来，再到数字孪生和智能协同。以煤矿生产系统为例，矿井里各类采掘、运输、环境监测等设备多达数百种，井下大大小小各种业务系统超30个，2021年9月，基于华为云工业物联平台，红柳林煤矿完成200种采矿设备、10000+设备数的建模、35类OT系统接入和数据采集、400个矿区业务模型构建，十万级指标实时计算，提升应用开发效率50%。数据建模、数据入湖，消除了业务系统之间的数据孤岛，大大简化了跨系统之间的协同联动。

  此外，基于华为云数字底座构筑的业务模型，打造“五链”+“五中心”综合管控系统，从“人链”、“风链” 、“水链”、“电链”、“煤链”五个角度重构生产管理系统。打通掘、采、运、储、洗、选、销等环节的数据“孤岛”，实现全煤链多粒度、可视化展示;通过分析关联环节的依赖关系，查找当前产能瓶颈，为煤矿生产决策提供依据;通过数据共享， 实现各生产环节智能协同，提高煤矿生产效率，智能化采煤率高达97.7%。

  打通线下作业的“最后一公里”

  煤炭由地下深处开采到地面上，一般需要经过开拓、掘进、采煤、运输等作业环节。

  黑脸白牙的面孔，一身煤尘，是人们对煤炭矿工的刻板印象。据凌鹏涛介绍，以皮带队为例，以前任务分配、问题汇总、事故追查等都是口头传递、纸质记录，皮带的运输线路长、任务多，检修质量和及时性无法保证。如今，通过使用智能作业管理系统后，工作任务由队干通过系统派发给个人，并自带针对任务的安全警示培训考试，提升班前会安全教育的效率和效果;检修人员通过视频、图片和文字等形式，实时反馈工作任务情况，面对井下故障，管理者和技术专家一键直达现场，极大提高了检修质量效率和作业安全。智能作业管理系统围绕生产现场作业的人、机、料、法、环、测，解决数字化“最后一公里”的问题，以人为本， 落实安全生产主体责任，实现作业状态实时可视，驱动煤炭生产作业流程的数字化转型。瓦检员借助智能作业管理系统快捷记录瓦检数据，瓦斯报表台账自动生成在线审批存档，整体效率提升30%。

  凌鹏涛表示，红柳林公司正在准备将采掘等区队业务全上线，实现区队的检修、生产、巡检等所有场景的岗位作业标准化，与综合管控等系统联动，精准派发作业任务，全程可视可管，专家连线，在线打分考核，全面打造数字化区队。

  华为云：打造万物互联新范式

  红柳林公司的数字化转型创新实践在很多方面都可圈可点，并且走在了煤炭行业的前列，在其打造“行业第一，世界一流”的目标之路上，离不开华为云的赋能。“万物互联，不仅仅是对物的感知，更重要的是让万物融入到智能世界，让企业、行业以及产业基于智能的物，实现全面升级。”华为云IoT服务产品部部长李树森在会上表示，“华为云IoT，以云为基础，从物的泛在联接、物的场景化孪生、物的智能协同三个维度，提出万物互联新范式，让万物生于端而长于云，将万物带入整个智能世界中。”

  首先，物的泛在新联接，“泛在”不只指接入，而是基于业务场景的设备全联接，华为云IoT基于60多种接入协议，沉淀出工业、交通、水利、环保等多种细分领域的设备协议库，同时以10种以上的接入模式，灵活适配行业场景中多源异构的接入诉求，此外，端边云协同的分布式级联架构，让设备在作业现场就近接入，同时实现从现场、到区域、再到集团中心的多级协同管理，满足企业数字化的多样需求。我们还支持百万级消息并发，也是首家通过等保四级认证的物联网平台，以4个9的高可用率，打造可靠、安全的物联网联接底座，给企业数字化转型保驾护航。

  其次，仅联接还不够，万物互联不仅是对物属性的感知，更需要把物与物、物与人、物与应用的相互关系全面呈现，需要一个简单的方式把这些关系表达出来。华为云IoT面向复杂OT场景，提供孪生建模引擎，通过图形化建模工具，零代码快速融合设备属性、业务流程及运行机理，打造时空一体的场景化数字孪生，极大的简化了应用层业务逻辑的构建难度，同时，孪生引擎还提供百万级点位的高并发运行环境，实时融合计算，毫秒级响应。让实体物与业务场景叠加，让物的联接更好的作用于企业数字化。

  最后，万物互联新范式，让万物融入智能世界，最终的目的是要带动产业降本增效，解决实际的业务问题。华为云IoT Stage 行业生态工作台，将构建物联网行业方案的参与者、所需的云资源、及使用场所进行协同，加速物联网方案的构建及交付效率。对100+云资源进行标准化适配，通过可视化编排工具，实现物联网应用与云资源快速集成;同时，多边缘的协同，基于对多边缘的统一管理，提供的一次集成多点分发能力，实现方案的快速部署;此外，多角色的协同，IoT Stage面向不同的物联网方案参与者，提供IHV工作台、ISV工作台、SI工作台，让不同角色专注自身擅长领域，且标准化产出内容，极大降低批量复制成本。通过IoT Stage提供的全面协同能力，物联网行业方案的构建及交付效率将提升3倍以上，让万物加速融入到智能世界中，让万物互联为企业数字化转型提速。

  写在最后

  依照《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，到2035年，各类煤矿要基本实现智能化，

  留给行业的时间不多了。在红柳林公司的数字化实践之路上，笔者看到了技术的力量和价值。凌鹏涛在演讲最后提出，希望同华为云等合作伙伴一起，打造出煤炭行业的“图灵机”雏形，红柳林公司“希望解放每一个煤矿人，彻底改变我们煤炭行业的生产运营模式。”

  此时，数字化重构的矿区，正在绽放着红柳的智慧之花。