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1、煤炭行业两化融合发展现状及趋势探究,智慧煤矿建设：,前言,能不能适应和引领互联网发展，成为决定大国兴衰的一个关键。世界各大国均把信息化 作为国家战略重点和优先发展方向，围绕网络空间发展主导权、制网权的争夺日趋激烈，世 界权力图谱因信息化而被重新绘制，互联网成为影响世界的重要力量。信息化为中华民族带 来了千载难逢的机遇。信息化为我国抢占新一轮发展制高点、构筑国际竞争新优势提供了有 利契机。 当今世界，谁掌握了互联网，谁就把握住了时代主动权；谁轻视互联网，谁就会被时代 所抛弃。一定程度上可以说，得网络者得天下。 习近平总书记在全国网络和信息化工作会议上的讲话,01,2016年10月工信部发布信息化
2、和工业化深度融合专项行动计划（2016-2020年） “十三五”时期是我国全面建成小康社会的 决胜阶段，是适应把握引领经济发展新常态的关 键时期，是抢占全球新一轮产业竞争制高点的战 略机遇期。大力推进信息化和工业化深度融合， 加快新旧发展动能和生产体系转换，提高供给体 系的质量效率层次，对于推动我国制造业转型升 级、重塑国际竞争新优势具有重大战略意义。,2019年全国工业和信息化工作会议安排 2019年重点工作。,两化融合对煤炭工业 02高质量发展的重要意义,两化融合是党中央国务院作出的一项长期性、战略性部署。 十五大首次从国家战略高度提出信息化 十六大提出“以信息化带动工业化、以工业化促进信
3、息化，走新型工业化的道路” 十七大正式提出“两化融合” 十八大进一步提出“两化深度融合”（中国制造2025、互联网+） 十九大提出推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合（工业互联网、智能+）,两化融合对煤炭工业高质量发展的重要意义,两化融合对煤炭工业高质量发展的重要意义,两化融合是新型工业化道路的重要内涵 两化融合的实质是：充分利用现代信息技术革命成果，促进产业结构调整和优 化，转变经济发展方式，加快工业化进程，推进经济社会又好又快发展。 两化融合的着眼点在于：建立现代产业体系，推进传统工业改造提升，促进产 品研发、设计、生产、管理、流通等的数字化、网络化、智能化，加快培育和发展 战略
4、性新兴产业，培育和集聚经济发展新动能。 两化深度融合是工业由大变强的新的制高点。,03,展现状,两化融合是应对经济发,展新时代的客观要求,两化融合是促进煤炭,行业转型升级的有效,两化融合是提高核心,竞争力的必然选择,两化融合是推动“煤,炭产业革命”的动力 和引擎,我国煤炭企业两化融途合径发,两化融合对煤炭工业高质量发展的重要意义,03,煤炭工业两化融合发展 现状及趋势,2018年，中煤协会开展了煤炭行业 第三次两化融合发展水平评价工作。根 据评价数据以及标准和规范，得出煤炭 行业两化融合发展水平评价综合得分为 69分，较2015年评价提高2分。根据煤 炭行业两化融合评价阶段的划分标准， 目前煤
5、炭行业两化融合发展水平总体处 于“中级水平阶段”，仍处于中级趋近 于高级水平阶段的“过渡期”。,煤炭工业两化融合发展总体水平,煤炭工业两化融合发展现状,两化融合， 明明白白搞起来,消除认识上的误区,管理和技术应并重,重视网络和信息安全,煤炭行业两化融合发展趋势,一是煤炭工业两化融合发展进入新阶段 二是煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展 三是大数据、人工智能、工业互联网等新技术加速与煤炭产业融合 四是煤炭信息技术服务产业体系将逐步形成,煤炭行业两化融合发展趋势,一、煤炭工业两化融合发展进入新阶段 “十三五”及今后较长一个时期，是我国推动能源革命和煤炭行业改革与转型升 级高质量发展的关键
6、时期，煤炭传统的发展方式难以为继，两化融合为实现煤炭转型 发展提供了一条新路子。习近平总书记在十九大报告中提出的“推动互联网、大数据、 人工智能和实体经济深度融合”，为新时代两化深度融合赋予了新使命、提出了新要 求、作出了新部署，标志两化融合进入了新阶段。在新时代构建煤炭工业现代化经济 体系，推进煤炭工业高质量发展过程中，两化融合所扮演的角色，发展的重点，发挥 的作用也在发生转变。,煤炭行业两化融合发展趋势,二、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展 一是智能化生产技术快速发展。综采智能化无人开采技术已广泛适用于大采高、中厚煤 层、薄煤层及放顶煤工作面，全国已经建成145个智能化采煤工作
7、面。评价煤矿中，已有30 的煤矿明确将建设数字化、智能化、智慧煤矿作为矿井两化融合战略总目标，多数大型煤炭 集团在企业内部开展煤矿智能化工作面试点，新建大型矿井智能化程度普遍较高。,煤炭行业两化融合发展趋势,二是信息系统建设由横向业务覆盖向纵向应用深化转变。煤炭企业对信息化系统建设更 加注重实用性和统一性，系统建设逐渐从“有没有”向“好不好”转变。 各大集团在完成了主要业务系统建设后，主要经历放在了系统横向功能拓展和纵向深化 应用、集中统一延伸等方面。在经营管理中，大型煤炭集团主要业务系统建设已基本实现全 覆盖（财务100 ，安全管理100 ，OA98 ，销售、采购89 ，人力资源82 ）。生
8、产调度过程 实现集中管控的比例达到64 ；集团对煤炭生产直接监测监控的比例较2014年提高15个百分 点。财务系统除满足基本功能外，超过半数已具备较完整的成本核算与管理、财务分析、预 算管理与控制等功能。,煤炭行业两化融合发展趋势,三是两化融合将推动煤炭企业管理模式、决策方式转变。两化融合推动体制机制变革作 用开始显现。两化融合在推动企业组织管理的标准化、透明化、扁平化、高效化方面效果逐 步显现。部分集团通过搭建财务大数据、采购大数据平台等方式，建立了财务共享中心、集 采中心，打破了传统的财务、资金、采购等管理体制和模式，形成了全新的运营管理体制。 随着煤炭企业两化融合程度的不断加深，煤炭企业
9、管理方式、决策机制必将进一步发生更深 层次的变革。,煤炭行业两化融合发展趋势,三、大数据、人工智能、工业互联网等新技术加速与煤炭产业融合,新模式 新业态,智能化 无人开采,三、大数据、人工智能、工业互联网等新技术加速与煤炭产业融合煤炭工业大数据,煤矿企业数据量大，无法发挥价值。自物联网技术应用于煤炭生产各方面，各煤矿企业基础数据快速增 长，但采集范围不全面，采集过程中存在数据缺失、劣质，标准不统一，缺少合理的数据分析模型等问题， 导致大部分煤矿企业的数据量剧增却无法充分利用。,煤炭行业数据散乱。省级行业协会或煤炭管理部门无法获得小粒度数据，统计到的各专业数据均为汇总 数据，只具有统计效力，无法
10、进行深度分析。这些数据存在统计困难、数据失真等问题，数据种类有限，无 法达到大数据应用要求。,学者力图将大数据技术应用于煤炭。多位行业学者已开始研究大数据对于解决煤炭重点问题的作用，如 利用大数据进行安全管理和煤矿事故分析，甄别带式输送机故障，指导煤炭开采，设计大数据展示方案等。,各种类型的煤炭大数据中心建立。企业方面，原神华集团通过建立大数据中心助力智能矿山建设，兖矿 集团建设实施了大数据示范工程，山东能源的临矿集团、枣矿集团都建设了大数据平台；产煤地区方面，山 东、山西、贵州、内蒙古、云南曲靖等省区及地市纷纷建设煤矿安全生产、运销等煤炭大数据中心和平台。,（一）煤炭大数据应用现状,（二）煤
11、炭大数据的主要特征 从煤矿企业信息化现状来看，信息化水平不一，信息孤岛严重，数据量大且难以集成。 从煤炭行业特点来看，煤炭生产多位于地下矿井，情况复杂，数据多样且复杂。 从感知设备采集数据情况来看，数据产生高速且真实。 从数据分析角度来看，煤炭大数据具有高价值和行业预测性。,三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展煤炭工业大数据,三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展煤炭工业大数据,基于大数据的煤矿智能无人开采。通过积累各类地质构造、煤岩煤质、大型采掘设备等的大数据 样本，构建各类开采条件下的智能开采模型。,基于大数据的煤矿灾害预警与防治。通过积累煤矿大量监测数据样本，可探索
12、基于大数据的煤矿 事故预警方法，将大数据用于煤与瓦斯突出、冲击地压、水害、火灾等煤矿事故预警。,基于大数据的煤矿设备故障诊断。通过监测煤矿设备振动、声音、温度、功率等设备运行状态数 据，研究关键设备异常状态与设备故障的关系，实现基于大数据的煤矿设备故障诊断。,基于大数据的行业运行监测与预测。通过积累煤炭市场交易数据、供需企业经营数据、港口铁路 运输数据、国际大宗商品市场数据、宏观经济及下游行业运行数据等，进行煤炭需求与价格预测。,基于大数据的煤矿生产全流程一体化。通过不同时间尺度、不均匀采样，可充分挖掘设备层、过 程控制层、运行优化层、生产经营管理层不同层级内与层级间的隐匿性知识，设计集全流程
13、生产指标、 运行指标、过程设定值与控制规律的优化控制方法，实现生产全流程一体化，从而降低煤炭生产的能 耗与物耗，提高产品质量。,（三）煤炭大数据应用展望,三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展人工智能与机器人,随着互联网、移动互联网、物联网的兴起，人机物互联互通成为发展趋势，数据量以及数据处理能力 呈现爆炸性增长，人工智能不断取得突破性进展。 一是得益于社交媒体、移动设备和传感器的大量普及，全球数据总量爆发性增长，这为以数据运算为 核心的机器学习方法获得了巨大的发展空间。 二是数据处理技术加速演进、运算能力快速提升。以GPU为代表的新一代计算芯片能够满足高强度、 高频次、低功耗的处理
14、需求，提升了机器学习算法的迭代速度，极大促进人工智能产业发展。 三是开源推动人工智能普及化，谷歌、Facebook、IBM、Amazon、百度等巨头扎堆开源旗下深度学习 平台，发挥生态力量实现人工智能数据、应用和场景的闭环。,三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展人工智能与机器人,（一）我国煤炭工业人工智能的主要应用领域和方向 煤炭工业应用人工智能有较为广阔的前景，并且比其他行业多一重意义如果人工智能完全取代人 下井，那么就能完全实现煤矿安全生产。 目前看，煤炭工业应用人工智能仍处于起步阶段。主要应用方向在以下领域：如面向井下设备的自动 智能控制、下井人员行为监控、选煤生产线柔性化自
15、组织、煤矿设备预测性维护等应用场景。,三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展人工智能与机器人,（二）世界煤矿机器人发展现状 随着煤炭行业智能化采掘与安全化 生产的持续升级，未来煤矿机器人的需 求将会越来越大。 据美国市场研究咨询公司G ran d View Research的数据显示，全球煤矿机 器人产业规模预计将以7.3%的年复合增 长率保持增长，到2025年将达到62亿美 元。,三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展人工智能与机器人,（三）我国煤矿机器人发展现状 目前，煤炭行业推进机器人发展主要依靠政府部门大力推动，煤炭企业积极参与，高校、科研单位、技术厂商联合等 多种
16、方式进行。 国务院领导同志对煤矿机器人研发应用作出了重要批示。以国家煤监局为代表的政府部门，大力推动煤矿机器人的发 展，最新发布了煤矿机器人重点研发目录，将煤矿智能化装备纳入安全改造资金补助范围，鼓励研发应用智能采掘 装备和机器人。 国家能源、中煤能源、中煤科工、开滦、冀中能源、潞安、阳泉、焦煤、山东能源、兖矿、陕煤、平煤神马、伊泰等 大型煤炭企业，积极参与其中，申请研发了采煤、掘进、支护、喷浆、打钻、巡检、救援等25个岗位的机器人；同时部 分煤炭企业和煤矿在安全巡检、环境探测、采样检测等领域已经实际应用和配备了矿用机器人产品。 科研机构、高校和相关厂商加大了研发力度，煤炭信息研究院成立了机器人协同推进中心，中国矿大开设了机器人工 程专业，山东科技大学建立了机器人研究中心，中信重工、西安重装、天地科技、科达自控等企业在自主探测、机器人 联动、网络化控制等部分领域陆续突破。但是，国内整体研发的实力和成果与国外相关先进水平存在差距。,三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展煤炭工业互联网,(一)工业互联网政策环境 “工业互联网”的概念最早由通用电气于2012年提出，随后美国五家行业
