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我国煤炭行业规模大、产量高、生产危险性强，具有建设工业互联网的基础和诉求，加快发展煤炭工业互联网，可大力推动了煤炭行业数字化、网络化、智能化建设，同样也是实现安全与发展相协调的必然要求和基本路径。近日，中国工业互联网研究院和中国安全生产科学研究院就“深化工业互联网行业应用，激活煤炭领域新动能”课题进行了深入调研和探讨。
唐山港京唐港区煤炭堆场(无人机照片)。 杨世尧 摄
煤炭工业互联网推动煤炭行业转型升级
煤炭行业正处于全面深化改革、转型发展的关键期，煤炭转型发展需要开辟新空间。煤矿数据应用方面，随着煤炭行业信息化水平日益提高，我国煤炭行业的数据应用逐渐开启，如国家能源投资集团与360公司合作设立清洁能源大数据安全技术研究中心，徐州矿业集团与华为联合建设淮海大数据中心等。目前来看，煤炭行业大数据的开发应用更多的停留在企业自身层面，行业与企业、企业与上下游企业之间的数据共享和数据应用或是发挥煤炭数据价值，打开数据增量空间的主要方向。煤炭智能化生产方面，目前我国多数大型煤炭企业已经开始实施对于井下设备的自动化改造，智能化技术应用已从煤炭大型企业试点示范阶段向普及应用阶段延伸，智能化环节也已从最初的采掘生产延伸到选煤、煤化工、煤机制造等领域，可依托企业实施智能化的良好势头，加速人工智能、机器人等技术的应用，推动煤炭行业从劳动密集型向技术密集型的转变，打开煤炭行业的价值空间。此外，煤炭行业还面临着由“高碳”向“低碳”的能源革命挑战，随着能源结构向清洁低碳方向变化，煤炭的份额的逐渐回落将会导致煤炭企业效益的下滑，降低煤炭生产成本、提高生产效率将是推动行业转型发展、打开煤炭行业效益空间的必由之路。
工业互联网为煤炭行业提供有力的支撑和服务，全面提升煤炭行业信息化能力。工业互联网有助于打通煤炭生产企业与上游生产设备及原材料供应企业和下游消费企业的整体产业链，将生产制造、采矿、化工、电力等多个行业进行融合;也可根据获取的各类信息及时做出生产进度、人员安排以及物流调度等方面的调整。通过建设完善的网络环境、安全基础设施和产业体系，为勘察设计、煤炭生产、运销、装备制造、监管监察等多方面提供服务，推动煤炭行业数字化、网络化、智能化升级。
煤炭行业具备发展工业互联网的基础，龙头企业已先行先试。新一代信息技术与煤炭行业生产、建设、运销、经营的融合发展，有力的促进了煤炭行业整体信息化水平的提升，使煤炭行业初步具备发展工业互联网的基础。在网络系统建设层面，大多数煤矿已建有百兆、千兆甚至万兆的工业环网及通信系统，为数据采集打下了良好基础。在设备控制层面，大部分煤矿已采用了采掘控制系统、胶带运输控制系统、地面生产控制系统、煤矿电力控制系统等，实现了设备数据的采集及自动化控制。此外，部分龙头煤炭企业已先行先试，树立了标杆示范作用。如中煤集团自主开发运营的煤矿机械制造行业亿矿云平台被列入工信部2019年制造业“双创”平台试点示范项目名单;兖矿集团以“推进数字转型变革”为总体思路，加强与 IBM、SAP 合作，加快实施大数据工程总体规划及工业互联网平台研发。
以工业互联网为抓手推动煤炭行业各环节能力提升
煤炭生产是集采煤、掘进、机电、运输、通风、地测、安全、调度等多环节协同配合的复杂系统，需要综合集成覆盖煤炭生产的各个环节。此外，生产环节还要与经营环节、甚至是产业链中游的煤炭贸易商、运销企业，下游的电力、钢铁、建材等领域互相衔接和协同，涉及的业务功能多、层次复杂。应用工业互联网可提高资源配置效率、打通数据流转壁垒，构建全新的组织形式和生产模式，逐步提升行业生产和管理能力。
面向生产领域，应用煤炭工业互联网可帮助煤炭企业精准感知井下情况，助力煤矿智能开采。在井下开采方面，通过煤炭工业互联网平台，可感知井下人员、矿车、温度、湿度、一氧化碳、甲烷含量、矿井气压、风速等相关信息，并利用信息融合算法对每个传感器节点信息进行多层次、多方面、多级别的处里，有效避免了单一传感器信息处理不清现象，从而达到了信息互补和协同的感知效果，实现对井下情况的精准掌握。在煤矿装备方面，通过煤炭工业互联网平台可以有效提高机械设备的运行效率，降低机械设备的能耗，加快煤炭生产设备的智能化改造，推进井下智能化采煤机械与煤矿智能机器人的联动控制，从而降低井下工人工作强度、保障人身安全。
面向经营管理领域，应用煤炭工业互联网可帮助煤炭企业体质增效，精益化管理。在管理端，煤炭工业互联网可帮助企业整合从基层一线生产单位到中层管理部门直至高层领导的管理架构，并实现生产管理的实时化、同步化。帮助企业通过扁平化的管理模式提高管理效率，使企业能够面对日益激烈的市场竞争做出快速反应，让企业生产发展与市场步调保持一致。在经营端，煤炭工业互联网可帮助企业大幅压缩库存，使企业原材料从采购到使用实现多批次、少批量乃至零库存，进而大力提升资金周转率，使有限的流动资金发挥最大的价值创造。
面向安全领域，应用煤炭工业互联网可帮助煤炭企业风险提前判断、应急救援支撑、远程监察监管。在风险预测方面，依托煤炭工业互联网可形成多因素风险分析能力，赋能辖区、矿区煤矿，指导监管监察部门、煤炭生产企业进行重点防控。通过实时采集风险信息，基于安全科学理论和引发煤矿安全风险的主要因素，构建煤矿安全风险指标体系，实现智能监测预警，提高安全生产决策水平。在应急救援方面，煤炭工业互联网可融合应急资源信息，建立应急预案数字化模型，提升应急领域认识和控制能力，面对各种复杂的非程序化问题时，提取环境特征进行分析推理，提供应急决策支持。在远程监管方面，可通过煤炭工业互联打通从企业向上至国家煤矿安全监察局、省级煤矿安全监察局、分局以及各级煤矿监管部门的数据采集、传输、共享渠道，实现与基层煤矿安全管理系统联网、动态数据多级分析和风险评估，为精准监管监察提供有力支撑，为煤矿安全监管监察赋能。
加速煤炭工业互联网融合创新发展新布局
工业互联网向煤炭行业的纵深发展应在系统布局和指引下协同配合。2020年3月3日国家发展改革委发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，近日工业和信息化部也发布了《关于推动工业互联网加快发展的通知》，在指导文件的指引下，将有力推动工业互联网向煤炭行业的应用与布局，加强跨界机制与协同体系的构建，促进煤炭工业互联网全面发展。
科学布局推进，协调发展工业互联网产业。强化工业互联网向煤炭领域纵深发展的统筹指导，面向关键基础设施、产业支撑能力等核心要素，形成重点突破，全面带动的发展策略。根据不同区域煤炭行业发展水平、实际情况与总体需求，因地制宜的推动煤炭工业互联网建设，合理、科学、有序的促进煤炭领域工业互联网发展。
强化新型基础设施建设，打造核心能力。打造企业工业控制网、管理信息网和无线网，建设企业标识节点与二级节点，实现矿井安全生产、减人提效、节能降耗，形成煤炭行业经济发展新动能。依托国家工业互联网大数据中心，建设煤炭行业分中心，以数据为支撑，信息共享，建立新型的行业生态和灵活的上下游关系，以市场为导向，重塑产业链结构。
培育标杆示范企业，推动生态体系建设。依托工业互联网应用推进委员会，建设煤炭行业联合创新中心，落地一批应用技术，探索在煤炭领域的发展模式，充分发挥煤炭行业国有企业占比大的优势背景，打造一批行业典型应用案例和解决方案，加强示范引领，加快工业互联网技术在煤炭企业的应用推广。
