智能矿山是指将以工业物联网为核心ღ★✿◈、包括人工智能ღ★✿◈、大数据等在内的新一代信息技术与矿山开发技术ღ★✿◈、装备进行深度融合ღ★✿◈,形成全面自主感知ღ★✿◈、实时高效互联ღ★✿◈、自主学习ღ★✿◈、智能分析决策ღ★✿◈、动态预测预警ღ★✿◈、精准协同控制的矿山智能系统ღ★✿◈,能够实现矿山生产的全流程智能化运行ღ★✿◈,最终实现矿山生产的安全提升四四的悲催重生ღ★✿◈、减员增效ღ★✿◈、节能降耗ღ★✿◈。其作为煤矿安全生产运营全过程的支撑平台ღ★✿◈,是两化深度融合的产物ღ★✿◈,承载着煤矿可靠远程控制ღ★✿◈、安全生产精细化管控ღ★✿◈、穿透式全息可视化查询等日常安全生产运营调度业务ღ★✿◈。
智能矿山总体架构依托于矿山物联网三层体系ღ★✿◈,即物联感知层ღ★✿◈、传输层ღ★✿◈、智能应用与决策层ღ★✿◈。物联感知层主要由现场大量传感器ღ★✿◈、执行器ღ★✿◈、工业视频前端摄像机ღ★✿◈、智能手持终端设备ღ★✿◈、定位装置等设备构成ღ★✿◈,实现作业现场环境安全ღ★✿◈、生产工况的全面感知ღ★✿◈,依托井下各传感装置ღ★✿◈、控制装置ღ★✿◈、定位装置的物联规则ღ★✿◈,实现各传感器凯发国际k8官网ღ★✿◈、控制器之间的自动智能识别与就地控制ღ★✿◈;传输层完成物联感知层各节点的组网控制及信息汇总ღ★✿◈,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ღ★✿◈、传感器实时数据ღ★✿◈、控制命令四四的悲催重生ღ★✿◈、视频ღ★✿◈、定位位置等数据信息的高效可靠传输ღ★✿◈;智能应用与决策层主要包括监测监控层ღ★✿◈、数据运维层和智能决策应用层ღ★✿◈,能够实现矿井全面监控ღ★✿◈、数据存储运用ღ★✿◈、矿山智能业务应用及决策分析等功能ღ★✿◈。
(2)智能矿山行业发展历程ღ★✿◈:煤矿信息化建设是煤矿智能化建设的主线年代中期至今ღ★✿◈,我国煤矿信息化建设主要经历了单机(系统)自动化ღ★✿◈、综合自动化及矿山物联网阶段ღ★✿◈,且随着工业物联网ღ★✿◈、云计算ღ★✿◈、人工智能等技术的快速发展ღ★✿◈,我国煤矿信息化的发展趋势将向煤矿智慧化方向演化ღ★✿◈。
①单机(系统)自动化阶段ღ★✿◈:从20世纪80年代中期开始ღ★✿◈,随着微机技术的发展和普及ღ★✿◈,我国煤矿信息化建设进入了单机(系统)自动化阶段ღ★✿◈。该时期矿用自动化设备类型不断增多ღ★✿◈,如能够实现自动升降的液压支架等ღ★✿◈,控制设备可靠性及安全性有所提高ღ★✿◈,这使得我国煤矿安全状况得到初步改善ღ★✿◈,但由于此时的采集信息均为模拟信号ღ★✿◈,因此信息传输距离相当有限ღ★✿◈,只能实现本地采集数据以用于单机的就地控制ღ★✿◈。而到20世纪90年代中后期ღ★✿◈,随着数字信息技术和网络技术的发展ღ★✿◈,信息传输距离大幅增加ღ★✿◈,煤矿自动化开始出现单系统地面监控ღ★✿◈。
易海商情报告网公布的《2024-2030年中国智能矿山行业市场竞争格局调查分析及投资策略咨询报告》
②综合自动化阶段ღ★✿◈:2000年以后ღ★✿◈,煤矿企业单机(系统)不断完善ღ★✿◈,各系统之间协调越来越困难ღ★✿◈,企业对各系统之间互联互通的需求越来越强烈ღ★✿◈,借助通信ღ★✿◈、工业总线及工业以太网技术飞速发展的契机ღ★✿◈,一些企业推出专用网络来实现煤矿不同系统的集成系统ღ★✿◈,这使得我国煤矿信息化建设进入了综合自动化阶段ღ★✿◈。综合自动化实现了各系统之间的网络化集成ღ★✿◈,使得各系统能够相互联系ღ★✿◈,解决了信息孤岛问题ღ★✿◈,但由于各系统中传感器信息只能用于本系统ღ★✿◈,系统间协同管控能力弱ღ★✿◈,缺少相互联和信息融合ღ★✿◈,因此并未解决系统的认知孤岛问题ღ★✿◈。
③矿山物联网阶段ღ★✿◈:矿山物联网即工业物联网技术在矿山领域的应用四四的悲催重生ღ★✿◈,许多专家对此进行了探讨和界定ღ★✿◈,对矿山物联网的架构ღ★✿◈、功能ღ★✿◈、目标等目前已基本达成共识ღ★✿◈。矿山物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸ღ★✿◈,利用感知技术与智能装置对矿山物理世界进行感知识别ღ★✿◈,通过网络传输互联ღ★✿◈,进行计算ღ★✿◈、处理和知识挖掘ღ★✿◈,实现矿山人与物ღ★✿◈、物与物信息交互和无缝连接ღ★✿◈,达到对矿山物理世界实时控制ღ★✿◈、精确管理和科学决策的目的ღ★✿◈,发展方向是矿山开采的无人化ღ★✿◈、智能化ღ★✿◈。
物联网技术推动了物物相联ღ★✿◈,为解决认知孤岛问题提供了手段ღ★✿◈。2010-2020年为物联网技术发展的第一阶段ღ★✿◈,主要研究内容包括物联网平台技术ღ★✿◈,中心化的安全架构ღ★✿◈,物理ღ★✿◈、数字和虚拟融合技术ღ★✿◈,工业物联网技术及物联网生态的形成ღ★✿◈。2020-2030年是物联网技术发展的第二阶段ღ★✿◈,称之为自治网络化的智慧物联网ღ★✿◈,其主要特征是物联网十人工智能ღ★✿◈,全分布式ღ★✿◈、异构网络架构ღ★✿◈,云ღ★✿◈、边工厂解决方案ღ★✿◈,ღ★✿◈、端融合的协同ღ★✿◈,离散式平台ღ★✿◈,区块链分布式存储技术ღ★✿◈,自治化物与系统ღ★✿◈。
④矿山智能化阶段ღ★✿◈:以人工智能为代表的新技术在算法ღ★✿◈、算力和大数据等方面取得了突破性进展凯发国际k8官网ღ★✿◈,计算机在视觉ღ★✿◈、语音和自然语言处理的部分任务中的表现已经超越人类ღ★✿◈。5G移动通信技术已经成功在部分国家和地区商用四四的悲催重生ღ★✿◈,极大提升了海量多源信息的实时互联ღ★✿◈、共享能力ღ★✿◈,借助这些新兴技术ღ★✿◈,矿山智能化成为时代和历史的必然选择ღ★✿◈。目前ღ★✿◈,学术界ღ★✿◈、工业界和政府高度重视我国矿山智能化技术的发展ღ★✿◈,并在多个省ღ★✿◈、市的矿山企业进行实践ღ★✿◈,初步形成了科研攻关ღ★✿◈、产品研发ღ★✿◈、技术落地的良性格局ღ★✿◈。
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ღ★✿◈:基于现代煤矿智能化理念凯发,凯发k8,K8ღ★✿◈,将物联网ღ★✿◈、云计算ღ★✿◈、大数据ღ★✿◈、人工智能ღ★✿◈、自动控制ღ★✿◈、移动互联网ღ★✿◈、机器人化装备等与现代矿山开发技术深度融合ღ★✿◈,形成矿山全面感知ღ★✿◈、实时互联ღ★✿◈、分析决策ღ★✿◈、向主学习ღ★✿◈、动态预测ღ★✿◈、协同控制的完整智能系统ღ★✿◈,实现矿井开拓ღ★✿◈、采掘ღ★✿◈、运通ღ★✿◈、分选ღ★✿◈、安全保障ღ★✿◈、生态保护ღ★✿◈、生产管理等全过程的智能化运行ღ★✿◈。
目前我国尚处于煤矿智能化建设的初级阶段ღ★✿◈,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ღ★✿◈,距智慧矿山建设目标甚远ღ★✿◈,未来发展空间广阔ღ★✿◈,根据发改委ღ★✿◈、国家能源局ღ★✿◈、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ღ★✿◈,到2025年ღ★✿◈,我国大型煤矿和灾害严重煤矿需基本实现智能化ღ★✿◈;而到2035年ღ★✿◈,各类煤矿需基本实现智能化ღ★✿◈。
(3)智能矿山行业发展现状ღ★✿◈:目前我国智能矿山建设尚处于初级阶段ღ★✿◈,整体建设水平较低ღ★✿◈,但在坚实的政策保障及技术支撑下凯发国际k8官网ღ★✿◈,呈现出加速发展的态势ღ★✿◈,未来成长空间巨大ღ★✿◈。
①整体建设水平较低ღ★✿◈:目前ღ★✿◈,我国智能矿山建设尚处于初级阶段ღ★✿◈,整体建设水平较低ღ★✿◈,这主要体现在两个方面ღ★✿◈,首先是智能化建设范围较窄ღ★✿◈,在综合实力较强的大型矿山企业早已率先布局智能矿山建设的同时ღ★✿◈,众多小型矿山企业却心有余而力不足四四的悲催重生ღ★✿◈,低效煤矿的大量存在ღ★✿◈,严重制约了煤炭行业的高质量发展ღ★✿◈;再者是整体智能化水平较智慧矿山目标仍有较大差距ღ★✿◈,根据国家矿山安监局公布数据ღ★✿◈,目前全国煤矿仅建成可实现少人化开采的智能化采煤工作面494处ღ★✿◈,距发改委ღ★✿◈、国家能源局等八部委联合发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中所提出的“各类煤矿基本实现智能化”产业发展目标仍相差较远ღ★✿◈。因此削减落后产能以集中优势产能ღ★✿◈、并不断加速推进其进行智能化建设ღ★✿◈,将是我国未来实现煤炭工业转型换挡ღ★✿◈、提质增效的必由之路ღ★✿◈。
②国家政策保驾护航ღ★✿◈:鉴于煤炭行业在我国工业发展中的基础性支柱地位以及智能化建设整体水平较低的事实ღ★✿◈,其智能化改造在我国产业结构优化升级ღ★✿◈、经济发展转型换挡中的地位不言而喻ღ★✿◈。近年来ღ★✿◈,国家关于我国煤矿智能化建设的指导性政策频出ღ★✿◈,提供了坚实的政策保障ღ★✿◈,发改委ღ★✿◈、国家能源局ღ★✿◈、国家矿山安监局等八部委于2020年2月联合发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》指出“到2025年ღ★✿◈,大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化”ღ★✿◈,发改委ღ★✿◈、工信部和国家能源局于2020年4月发布的《2019年煤炭化解过剩产能工作要点》指出“持续提升产业链水平ღ★✿◈。引导煤炭企业加大科技投入ღ★✿◈,应用现代信息技术和先进适用装备ღ★✿◈,建设安全高效智能环保的大型现代化煤矿ღ★✿◈,不断提升机械化ღ★✿◈、自动化ღ★✿◈、信息化和智能化水平”ღ★✿◈。
③科技创新持续赋能ღ★✿◈:在社会资源以及关注度的持续倾斜下ღ★✿◈,国内开展的煤矿智能化科技创新工作取得了不俗的成绩ღ★✿◈,为我国煤矿智能化建设提供了强有力的技术支撑ღ★✿◈。以中国矿业大学ღ★✿◈、国家能源集团等为代表的高校ღ★✿◈、企业和科研院所ღ★✿◈,在煤矿生产的智能化控制ღ★✿◈、自动化识别ღ★✿◈、无人化操作及物联网ღ★✿◈、大数据ღ★✿◈、云计算的集成应用等方面取得了不俗的成绩ღ★✿◈,为推动建立集约ღ★✿◈、安全ღ★✿◈、高效ღ★✿◈、绿色的现代煤炭工业体系做出了卓越的贡献ღ★✿◈。
④智能化建设加速进行ღ★✿◈:得益于政策基础以及技术创新的双重保障ღ★✿◈,我国煤矿智能化建设目前正加速进行ღ★✿◈,并已取得阶段性成果ღ★✿◈。根据国家矿山安监局公布数据ღ★✿◈,截至2020年底ღ★✿◈,全国煤矿已建成494个智能化程度不同的采煤工作面四四的悲催重生ღ★✿◈,可以实现少人化开采ღ★✿◈,虽然对于全国5,000余处煤矿存量以及智慧煤矿智能开采ღ★✿◈、无人开采的要求而言尚处于起步阶段ღ★✿◈,但已经取得一定成果ღ★✿◈,且呈现出加速发展的趋势ღ★✿◈。
①产业链概况ღ★✿◈:智能矿山产业链上游原材料ღ★✿◈、零部件及服务包括电子元器件ღ★✿◈、集成模块ღ★✿◈、外协加工等ღ★✿◈;中游产品为各类智能矿山信息系统ღ★✿◈;下游应用领域是煤炭行业ღ★✿◈,具体客户有煤矿生产企业以及煤矿装备制造商ღ★✿◈。智能矿山行业的产业链情况如下ღ★✿◈:
智能矿山行业需求受下游煤炭行业影响较大ღ★✿◈,下游行业的整体发展状况直接决定了本行业的需求ღ★✿◈。虽然煤炭行业整体发展受宏观经济影响而呈现出一定的周期性ღ★✿◈,但智能矿山信息系统主要是为了实现煤矿生产的安全提升ღ★✿◈、减员增效以及节能降耗目标的必要性投入ღ★✿◈,其行业发展情况主要受国家产业政策ღ★✿◈、企业重视程度以及我国煤矿数量ღ★✿◈、规模影响ღ★✿◈,而由于目前我国煤矿升级改造存量需求巨大ღ★✿◈,因此智能矿山行业具有较为广阔的发展前景ღ★✿◈。
②上游行业发展状况及其对本行业的影响ღ★✿◈:电子元器件ღ★✿◈、集成模块凯发国际k8官网ღ★✿◈、外协加工等是公司目前生产智能矿山信息系统产品所需的主要原材料及服务ღ★✿◈,上游行业的供应情况ღ★✿◈、价格变动及产品或服务质量均可能对本行业的经营造成影响ღ★✿◈,因此智能矿山企业需要建立稳定高效的供应链管理体系ღ★✿◈,与上游供应商保持良好的业务合作和密切的信息交流ღ★✿◈,并及时了解上游材料或服务的技术进步和价格波动情况ღ★✿◈,以确保产品质量的稳定和快速响应下游客户需求ღ★✿◈。在上游供应方面ღ★✿◈,以上原材料及服务在国内均有大量的供应商ღ★✿◈,竞争较为激烈ღ★✿◈,不存在供货渠道单一ღ★✿◈、产品或服务垄断的情况ღ★✿◈,其充足的供应有利于本行业的发展ღ★✿◈。
目前我国在高端传感器芯片ღ★✿◈、功率半导体器件等方面仍较国际先进水平存在一定差距ღ★✿◈,尚不能完全满足我国煤矿智能化建设的要求ღ★✿◈,但随着我国工业物联网行业的不断发展ღ★✿◈,上游配套行业亦将随之稳步成长ღ★✿◈,未来我国智能矿山行业的上游供应链将愈发完备ღ★✿◈。
③下游行业发展状况及其对本行业的影响ღ★✿◈:智能矿山系统产品的具体客户有煤矿生产企业以及煤矿装备制造商ღ★✿◈,但最终下游均为煤矿生产ღ★✿◈,因此智能矿山行业与煤炭行业的发展息息相关ღ★✿◈。我国是全球最大的煤炭生产国与消费国ღ★✿◈,2019年我国煤炭产量为3,698.00百万吨ღ★✿◈,同比上升4.00%ღ★✿◈;消费量为4,176.54百万吨ღ★✿◈,同比上升5.09%ღ★✿◈,较之煤炭行业“去产能ღ★✿◈、调结构”初期已呈现一定的回暖态势ღ★✿◈。根据中国煤炭工业协会发布的《煤炭工业
受宏观经济增速下降以及国内煤炭行业自身转型升级的影响ღ★✿◈,煤炭行业发展于2015年跌入低点ღ★✿◈,2015年我国煤炭开采和洗选业利润总额为440.80亿元ღ★✿◈,仅为2011年利润总额的一成左右ღ★✿◈,但随着我国煤炭行业供给侧改革初见成效ღ★✿◈,行业效益有所回暖ღ★✿◈,2019年回升到了2,830.30亿元水平ღ★✿◈。虽然煤炭行业受宏观经济等因素的影响会呈现出一定的周期性波动ღ★✿◈,但由于我国经济增长的长期趋势未发生根本逆转以及煤炭在我国能源战略中占有基础支柱性地位ღ★✿◈,煤炭行业的整体发展趋势未发生改变ღ★✿◈,随着供给侧改革的不断深入凯发国际k8官网ღ★✿◈,煤炭行业去产能步伐加快ღ★✿◈,产能过剩的状况有所改善ღ★✿◈,行业效益亦有所回升ღ★✿◈。并且ღ★✿◈,我国既有煤炭工业设施庞大ღ★✿◈,存量设备更新需求的存在为智能矿山行业提供了巨大的市场增长空间ღ★✿◈。
(5)智能矿山市场空间估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ღ★✿◈,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ღ★✿◈,结合全国数千座煤矿的存量ღ★✿◈,我国煤矿智能化建设将创造万亿级的广阔智能矿山领域市场凯发国际k8官网ღ★✿◈。另外ღ★✿◈,随着智能矿山信息系统产品及技术在煤炭行业的成熟应用ღ★✿◈,将创造向油气开采等能源化工行业的拓展可能性四四的悲催重生ღ★✿◈,届时其市场空间将会迎来新的增长驱动ღ★✿◈。
①技术发展趋势目前ღ★✿◈,我国煤炭领域智能化研究起步较晚ღ★✿◈,近年来呈快速发展趋势ღ★✿◈。未来ღ★✿◈,更加深入融合工业物联网ღ★✿◈、人工智能ღ★✿◈、大数据等新一代信息技术实现“自主感知ღ★✿◈、泛在联接ღ★✿◈、数据驱动ღ★✿◈、智能开采”将是煤矿智能化发展的主要目标ღ★✿◈。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ღ★✿◈,通过网络实现矿山人与人ღ★✿◈、人与物ღ★✿◈、物与物的广泛联接ღ★✿◈,通过数据采集与分析实现数据驱动决策ღ★✿◈,通过智能生产管控实现煤炭资源的智能化开采ღ★✿◈。
②产品发展趋势目前ღ★✿◈,智能矿山系统产品经常来自不同厂家ღ★✿◈,其设备可靠性及可兼容性较差ღ★✿◈,尤其体现在标准ღ★✿◈、协议ღ★✿◈、接口等方面ღ★✿◈。因此ღ★✿◈,开展企业间的沟通合作ღ★✿◈,开发高兼容性软件及成套设备ღ★✿◈,更易于整合各软件系统实现全面的自动化ღ★✿◈、信息化ღ★✿◈、智能化ღ★✿◈,更易于在生产过程中收集各类信息ღ★✿◈,方便故障诊断ღ★✿◈,不断优化提升ღ★✿◈。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ღ★✿◈;产品集成化趋势顺应了煤机智能化技术发展的潮流ღ★✿◈;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ღ★✿◈,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ღ★✿◈。
另外ღ★✿◈,随着智能矿山系统产品及技术在煤炭行业的成熟应用ღ★✿◈,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ღ★✿◈。
③企业发展趋势ღ★✿◈:目前我国尚处煤矿智能化建设的初级阶段ღ★✿◈,提供智能矿山相关产品及服务的企业较多ღ★✿◈,而且大多数生产企业规模偏小ღ★✿◈,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ღ★✿◈。但随着煤矿智能化行业的发展ღ★✿◈,将逐步出现规模较大ღ★✿◈、产品质量较好的龙头领军企业ღ★✿◈,持续进行产业整合以实现集聚ღ★✿◈,并不断完善自身质量管理体系ღ★✿◈、增加研发投入以及提升售后服务ღ★✿◈,最终优化我国智能矿山领域市场的供给结构ღ★✿◈。
总体来说ღ★✿◈,煤矿生产作为整个煤炭工业的核心所在ღ★✿◈,运用物联网ღ★✿◈、大数据等新一代信息技术对其进行智能化建设ღ★✿◈,是适应现代工业技术革命发展趋势ღ★✿◈、保障国家能源安全ღ★✿◈、实现煤炭工业高质量发展的本质支撑ღ★✿◈,因此智能矿山行业具备持续成长的历史必然性凯发在线平台ღ★✿◈,ღ★✿◈,并且得益于政策基础以及技术创新的双重保障ღ★✿◈,我国智能矿山行业将迅速迎来广阔的发展空间ღ★✿◈。返回搜狐ღ★✿◈,查看更多