SAC系统服务行业市场突围战略研究

SAC系统服务行业市场突围战略研究 一、 中国智慧矿山行业企业发展趋势 目前我国尚处煤矿智能化建设的初级阶段，提供智能矿山相关产品及服务的企业较多，而且大多数生产企业规模偏小，真正具备自主研发能力并能够提供较完整解决方案的企业较少。但随着煤矿智能化行业的发展，将逐步出现规模较大、产品质量较好的龙头领军企业，持续进行产业整合以实现集聚，并不断完善自身质量管理体系、增加研发投入以及提升售后服务，最终优化我国智能矿山领域市场的供给结构。总体来说，煤矿生产作为整个煤炭工业的核心所在，运用物联网、大数据等新一代信息技术对其进行智能化建设，是适应现代工业技术革命发展趋势、保障国家能源安全、实现煤炭工业高质量发展的本质支撑，因此智能矿山行业具备持续成长的历史必然性，并且得益于政策基础以及技术创新的双重保障，我国智能矿山行业将迅速迎来广阔的发展空间。 智能矿山总体架构依托于矿山物联网三层体系，即物联感知层、传输层、智能应用与决策层。物联感知层主要由现场大量传感器、执行器、工业视频前端摄像机、智能手持终端设备、定位装置等设备构成，实现作业现场环境安全、生产工况的全面感知，依托井下各传感装置、控制装置、定位装置的物联规则，实现各传感器、控制器之间的自动智能识别与就地控制；传输层完成物联感知层各节点的组网控制及信息汇总，并通过各种通信网络和工业以太网主干网完成矿山物联感知层设备配置信息、传感器实时数据、控制命令、视频、定位位置等数据信息的高效可靠传输；智能应用与决策层主要包括监测监控层、数据运维层和智能决策应用层，能够实现矿井全面监控、数据存储运用、矿山智能业务应用及决策分析等功能。 二、 中国智慧矿山行业技术发展趋势 目前，我国煤炭领域智能化研究起步较晚，近年来呈快速发展趋势。未来，更加深入融合工业物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术实现自主感知、泛在联接、数据驱动、智能开采将是煤矿智能化发展的主要目标。未来智能矿山将通过各种智能传感设备实现对矿山环境实时变化的多维主动感知，通过网络实现矿山人与人、人与物、物与物的广泛联接，通过数据采集与分析实现数据驱动决策，通过智能生产管控实现煤炭资源的智能化开采。 三、 智能矿山行业发展历程 煤矿信息化建设是煤矿智能化建设的主线与基础，从20世纪80年代中期至今，我国煤矿信息化建设主要经历了单机（系统）自动化、综合自动化及矿山物联网阶段，且随着工业物联网、云计算、人工智能等技术的快速发展，我国煤矿信息化的发展趋势将向煤矿智慧化方向演化。 （一）单机（系统）自动化阶段 从20世纪80年代中期开始，随着微机技术的发展和普及，我国煤矿信息化建设进入了单机（系统）自动化阶段。该时期矿用自动化设备类型不断增多，如能够实现自动升降的液压支架等，控制设备可靠性及安全性有所提高，这使得我国煤矿安全状况得到初步改善，但由于此时的采集信息均为模拟信号，因此信息传输距离相当有限，只能实现本地采集数据以用于单机的就地控制。而到20世纪90年代中后期，随着数字信息技术和网络技术的发展，信息传输距离大幅增加，煤矿自动化开始出现单系统地面监控。 （二）综合自动化阶段 2000年以后，煤矿企业单机（系统）不断完善，各系统之间协调越来越困难，企业对各系统之间互联互通的需求越来越强烈，借助通信、工业总线及工业以太网技术飞速发展的契机，一些企业推出专用网络来实现煤矿不同系统的集成系统，这使得我国煤矿信息化建设进入了综合自动化阶段。综合自动化实现了各系统之间的网络化集成，使得各系统能够相互联系，解决了信息孤岛问题，但由于各系统中传感器信息只能用于本系统，系统间协同管控能力弱，缺少相互联动和信息融合，因此并未解决系统的认知孤岛问题。 （三）矿山物联网阶段 矿山物联网即工业物联网技术在矿山领域的应用，许多专家对此进行了探讨和界定，对矿山物联网的架构、功能、目标等目前已基本达成共识。矿山物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，利用感知技术与智能装置对矿山物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现矿山人与物、物与物信息交互和无缝连接，达到对矿山物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的，发展方向是矿山开采的无人化、智能化。 物联网技术推动了物物相联，为解决认知孤岛问题提供了手段。2010-2020年为物联网技术发展的第一阶段，主要研究内容包括物联网平台技术，中心化的安全架构，物理、数字和虚拟融合技术，工业物联网技术及物联网生态的形成。2020-2030年是物联网技术发展的第二阶段，称之为自治网络化的智慧物联网，其主要特征是物联网十人工智能，全分布式、异构网络架构，云、边、端融合的协同，离散式平台，区块链分布式存储技术，自治化物与系统。 （四）矿山智能化阶段 以人工智能为代表的新技术在算法、算力和大数据等方面取得了突破性进展，计算机在视觉、语音和自然语言处理的部分任务中的表现已经超越人类。5G移动通信技术已经成功在部分国家和地区商用，极大提升了海量多源信息的实时互联、共享能力，借助这些新兴技术，矿山智能化成为时代和历史的必然选择。目前，学术界、工业界和政府高度重视我国矿山智能化技术的发展，并在多个省、市的矿山企业进行实践，初步形成了科研攻关、产品研发、技术落地的良性格局。 中国煤炭科工集团首席科学家王国法给出了智能化煤矿的定义：基于现代煤矿智能化理念，将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术深度融合，形成矿山全面感知、实时互联、分析决策、向主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统，实现矿井开拓、采掘、运通、分选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程的智能化运行。 目前我国尚处于煤矿智能化建设的初级阶段，仅有少量煤矿实现了局部生产环节的智能分析及决策控制，距智慧矿山建设目标甚远，未来发展空间广阔，根据发改委、国家能源局、国家矿山安监局等八部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》提出的目标，到2025年，我国大型煤矿和灾害严重煤矿需基本实现智能化；而到2035年，各类煤矿需基本实现智能化。 四、 智能矿山行业发展趋势 （一）技术发展趋势 目前，我国煤炭领域智能化研究起步较晚，近年来呈快速发展趋势。未来，更加深入融合工业物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术实现自主感知、泛在联接、数据驱动、智能开采将是煤矿智能化发展的主要目标。未来智能矿山将通过各种智能传感设备实现对矿山环境实时变化的多维主动感知，通过网络实现矿山人与人、人与物、物与物的广泛联接，通过数据采集与分析实现数据驱动决策，通过智能生产管控实现煤炭资源的智能化开采。 （二）产品发展趋势 目前，智能矿山系统产品经常来自不同厂家，其设备可靠性及可兼容性较差，尤其体现在标准、协议、接口等方面。因此，开展企业间的沟通合作，开发高兼容性软件及成套设备，更易于整合各软件系统实现全面的自动化、信息化、智能化，更易于在生产过程中收集各类信息，方便故障诊断，不断优化提升。产品成套化趋势能够为下游客户提供更为全面的技术和解决方案；产品集成化趋势顺应了煤机智能化技术发展的潮流；产品灵活化和综合化趋势增强了产品的功能多样性和环境适应性，以上产品发展趋势将进一步提升我国煤矿智能化建设水平。另外，随着智能矿山系统产品及技术在煤炭行业的成熟应用，相关业务在智能化程度及安全生产需求均较高的行业间进行低成本跨行业复制将具备更多可能性。 （三）企业发展趋势 目前我国尚处煤矿智能化建设的初级阶段，提供智能矿山相关产品及服务的企业较多，而且大多数生产企业规模偏小，真正具备自主研发能力并能够提供较完整解决方案的企业较少。但随着煤矿智能化行业的发展，将逐步出现规模较大、产品质量较好的龙头领军企业，持续进行产业整合以实现集聚，并不断完善自身质量管理体系、增加研发投入以及提升售后服务，最终优化我国智能矿山领域市场的供给结构。 总体来说，煤矿生产作为整个煤炭工业的核心所在，运用物联网、大数据等新一代信息技术对其进行智能化建设，是适应现代工业技术革命发展趋势、保障国家能源安全、实现煤炭工业高质量发展的本质支撑，因此智能矿山行业具备持续成长的历史必然性，并且得益于政策基础以及技术创新的双重保障，我国智能矿山行业将迅速迎来广阔的发展空间。 五、 智慧矿山产业链 智慧矿山上游主要是系统集成中所运用的摄像头、防爆计算机、防爆变频器等零部件以及轴承、胶轮、外壳等加工耗材的供应商，如宝信软件等；下游主要为煤炭、有色金属等矿产资源的开采公司，如阳煤集团（阳泉煤业）、陕西煤化、中国华能等；工业互联网根据企业规模、生产条件、IT/OT系统建设情况，打通矿产资源产运销以及上下游各环节，实现矿产子系统、整体生产、矿业集团经营管理的多级优化。 六、 煤炭装备行业发展情况 （一）煤炭行业正处于稳定发展周期 根据中国煤炭工业协会发布的《2021煤炭行业发展年度报告》，2021年煤炭行业主要经济指标再创新高，具体来看：煤炭供应方面，国内产量创历史新高，2021年全国原煤产量41．3亿吨，同比增长5．7%，规模以上煤炭产量企业原煤产量40．7亿吨，同比增长4．7%；煤炭消费方面，据国家统计局数据，2021年全国煤炭消费量同比增长4．6%。富煤贫油少气是我国的国情，以煤为主的能源结构短期内难以根本改变。 （二）煤炭无人化智能开采是我国煤矿转型升级实现安全开采的重要手段 伴随着煤炭行业的稳健发展，我国煤炭装备制造业加快结构调整和转型升级，产业规模持续扩大，产业集中度明显提升，自主创新能力显著增强，先进高端制造取得新进展，产业基础逐渐夯实，产品质量显著提高。据中国煤炭工业协会统计数据显示，我国大型煤炭企业采煤机械化程度由1978年的32．5%提高到2021年的98．95%，已实现高度机械化。随着行业集中度提升及煤矿规模的扩大，我国的煤矿开采经历了机械化到自动化的发展，当前正处于智能化起步阶段。2015年5月，全国仅有3个智能化采煤工作面，2018年底发展到80个，2019年底，山东、山西、陕西、安徽、河南、内蒙古等15个省（区）建设完成275个智能化采掘工作面。2021年底，共建成687个智能化采掘工作面。 十四五期间，我国能源工业深入贯彻落实四个革命、一个合作能源安全新战略。推动传统能源资源开发利用向资源环境、经济社会协调发展转变，煤炭行业迈入深化供给侧结构性改革、推动需求侧变革、促进高质量发展的关键时期，也是煤炭行业向新技术、新产业、新业态、新模式、新产品创新发展的转型时期。煤矿开采作为煤炭产业的关键环节，实现无人化智能开采是煤矿高质量发展的核心技术支撑。 （三）智慧矿山催生万亿级市场空间 建设智慧矿山蕴含了万亿级的广阔市场空间。依据标准体系框架并结合煤矿实际升级改造案例，估算单矿投资改造费用，在煤矿种类方面，划分为新建矿井及生产矿井两种类型，在年产能方面，以120万吨和500万吨为线，划分为三种产能等级。经测算，已有生产型矿井单矿智能化改造升级费用约在1．49亿元人民币至2．63亿元人民币之间，而新建型矿井单矿改造费用约在1．95亿元人民币至3．85亿元人民币之间。 根据国家能源局于2019年发布的《全国煤矿生产能力情况统计》，排除产能过低和已经整改关停的煤矿后，全国煤矿数量近4，500座，依照不同产能等级进行改造金额测算后，智慧矿山整体市场规模超过一万亿元人民币，发展前景广阔。 （四）煤炭装备产品市场规模及发展趋势 随着煤矿智能化的加速发展，综采自动化控制系统、液压支架电液控制系统、智能集成供液系统市场规模不断增长，2021年市场规模达到56．6亿元，其中综采自动化控制系统、液压支架电液控制系统、智能集成供液系统分别为12．3亿元、28．6亿元、15．7亿元，占比分别为21．7%、50．5%、27．7%。 十三五期间是智能化煤矿培育及高速发展时期，为了提高生产安全性，减少井下工作人员，各大型煤矿企业对综采自动化控制系统、液压支架电液控制系统、智能集成供液系统的采购意愿在逐渐上升。根据业内专家评