能源是社会进步的基础和动力，攸关国计民生和国家安全，关系人类生存和发展。煤炭作为我国最大的能源支撑，依然发挥着“压舱石”的关键作用。在依靠创新推动实体经济高质量发展的今天，如何实现煤炭生产和管理的数字化、智能化，已经成为行业发展的共同命题。为了探寻一条更加有效的煤矿智能化建设新路径，华为煤矿军团这一年来，一直持续深耕智能矿山建设。在与行业伙伴一道建设智能化煤矿的过程中，我们发现“打造基于统一架构和统一标准的工业互联网平台，重构煤矿企业信息基础设施”是智能化矿山建设的必经之路。
提速煤矿智能化建设，仍需攻克五大“难题”
不久前，华为煤矿军团董事长邹志磊撰文指出，在“双碳”目标下，煤炭行业对于如何借助智能化建设加速科技创新和产业转型正变得尤为迫切。但要实现煤矿生产“安全、少人无人、高效”，实现煤炭行业绿色低碳转型，煤矿智能化建设还需要克服一些关键挑战，具体可归纳为以下几个层面：
首先，缺少行业标准，企业各个信息系统之间互联互通难度大、成本高，系统升级和演进困难。
其次，各种生产设备接口不统一，七国八制，严重影响了数据价值释放。
第三，“烟囱式”系统林立，导致数据孤岛问题突出，各系统的独立部署不仅维护成本高，还严重制约了数据的流通与协同应用。
第四，装备操作系统的产业安全问题也是一大挑战。
第五，煤矿信息系统的网络安全亟待提升。
回归煤矿智能化建设本质，加速煤矿生产的三大转变
煤矿智能化建设就是通过信息技术与煤矿生产技术的融合，实现“三大转变”，即生产模式转变、生产要素转变和生产者转变，从而推动煤矿传统生产方式全面升级，让生产管理更加高效、安全。
在生产模式转变上，实现少人、无人、安全。随着人工现场作业向远程控制生产和智能化生产转变，煤矿企业正在逐步采用远程集中控制、智能化装备等，将大幅减少下井单班作业人数，井下实现少人无人值守、巡检、采掘等指日可待。不仅如此，通过全作业流程标准化、数字化，极大提升了作业安全和效率。 在生产要素转变上，更加高效、安全。如今，数据已经成为除土地、劳动力、资本、技术之外的第五个生产要素。在煤矿生产中，要实现采掘安全保障，以及原煤的深加工和增值，就需要对海量矿山数据进行深度学习，从而增强煤矿对瓦斯等灾害的防范能力，提升对生产原料成本的管控，提升安全性和生产效率。 在生产者转变上，进一步提升工作体验。煤炭行业如今正在转型为高科技产业，“采煤不见煤，蓝天白云飞”将成为新时代煤矿工人的名片。随着数字化、智能化的持续推进，煤矿企业的生产作业主要在远程集控办公室，工人的生活学习起居也主要在绿色园区、智慧园区中。让煤矿工人可以穿西装打领带上班。 “三大统一”已经成为煤矿智能化建设必然选择。
智能矿山信息基础设施顶层架构
对于煤炭企业来说，不论是从容应对煤矿智能化建设的五大挑战，还是通过将全新的通信与信息技术和煤矿生产业务流深度融合，切实实现三大生产转变，都离不开坚实的信息基础设施作为支撑。
尤其在一系列智能化矿山建设指南及智能化评分验收标准文件的指引下，我国的煤矿智能化建设已经形成自上而下主导、自下而上主建的建设模式。在这种模式下，从顶层设计到落地建设，都需要以信息基础设施为出发点，确定数据架构、业务架构和应用架构。具体来说，信息基础设施的建设应围绕“三大统一”来推进，即统一的平台、统一的标准、统一的安全。其中，华为着重聚焦ICT基础设施，这只是智能矿山解决方案中薄薄的一层；在此基础上，华为将用信息化智能化技术助力煤矿企业及生态伙伴提升智能化能力，共同打造未来煤矿架构，共赢智能矿山未来。统一的数字平台，构筑五大使能能力，赋能客户和伙伴。 智能矿山的本质是工业互联网，核心在于建立统一架构、统一标准的数字平台。数字平台可以带来三大价值，首先通过平台实现矿山的数据资产沉淀，同时消灭信息孤岛；其次，通过统一接口和规范，简化平台建设，使智能矿山由建设驱动走向运营驱动；另外，依托模型算法、云和大数据等能力，打通智能化与自动化应用，实现煤炭生产的高效敏捷。 从行业发展上来看，数字平台应该具备应用使能、集成使能、数据使能、AI使能、开发使能五大能力，以此赋能客户和合作伙伴，实现信息和数据融合共享，最大化发挥数据价值。在华为解决方案中这五大能力是通过ROMA、DAYU、ModelArts三大功能组件来提供。例如，当内置矿鸿操作系统的传感设备的数据接入到数字平台后，通过ROMA组件实现各个系统的快速对接。ROMA南向连接OT和IT，实现简单对接，从而使数据统一集中入湖。通过DAYU组件对入湖的数据进行治理，治理后的数据为矿山各种应用系统提供数据服务；在人工智能应用中，系统可以使用ModelArts组件进行AI训练建模，如运输皮带煤量自动识别、异物识别，一通三防融合通信等AI场景。 统一的数据标准，加速数据价值释放。通过构建统一的物联网操作系统，既可以替代当前七国八制的操作系统，也可以为各种煤矿装备和海量传感器提供统一的接入标准和规范，从而实现统一接口、统一数据格式、简化互联，实现矿山设备超级互联，以及设备间的同步和协作，并支持跨系统的数据互通，使能智能化开发和应用发布。物联网操作系统的核心价值主要体现在以下几个方面：
万物互联：物联网操作系统可推动煤矿行业统一设备通信协议，标准化设备协议规范，实现智能煤矿设备互通。比如，通过分布式软总线技术支持多通信通道备份，可实现对链路选路和协议选择无感。
统一数据标准：通过物联操作系统实现数据标准的统一性，即统一各层数据的接口格式、数据规范和协议等，消灭数据孤岛，使跨系统智能化成为可能。
产业安全通过自主的物联网操作系统确保，进而统一的网络安全，增强数据安全保护能力。 随着煤矿信息化的推进，近年来国内煤矿企业网络正面临严峻的安全威胁，数据作为第五大生产要素，其安全保护的必要性和重要性不言而喻。为应对网络安全风险，国家陆续出台了一系列安全法律法规。如今，等保二级已经成为智能煤矿的基本要求，等保三级在可预见的未来也是必然趋势。物联网操作系统遵循和增强煤矿行业的安全技术标准、安全服务标准，可以构建煤矿设备系统安全护城河，构建智能煤矿操作系统安全标准。专业的系统安全团队可以通过技术攻防、快速修复和提升防护能力，统一设备安全加固服务，缩短设备厂商安全升级周期。为此，华为基于自身丰富的数据安全防护经验，可以为煤矿行业提供一站式等保安全解决方案，覆盖从系统定级、系统备案、建设整改、等级测评到监督检查的全生命周期服务，同时，华为还可以为煤矿行业提供端到端的咨询服务。 在煤矿智能化建设中，尽管“三大统一”的路径清晰可见，但要实现这一目标并非一蹴而就，还需要不断的迭代前进，根据不同煤矿的客观情况和实际需求分阶段、逐步进行智能化建设，避免改动过猛、投资过大等问题。
结束语
在煤矿智能化建设进入“加速阶段”的今天，基于统一架构、统一标准的思路，开展煤矿智能化顶层设计已经成为大势所趋。统一标准、统一架构的信息基础设施重构，不仅有利于煤炭开发生产工艺、装备、信息等多项先进技术的有机融合，也有利于数据快速入湖，携手工业应用、设备伙伴等打通跨系统业务数据流，构建数字孪生。基于开放的平台和架构，生态伙伴可以敏捷迭代和创新，快速满足煤矿企业需求，提升行业信息化智能化水平。在此基础上，煤矿智能化建设也将快步向前，真正将“安全、无人少人、绿色高效”的智能矿山落到实处。（华为煤矿军团MKT与解决方案总裁 郭振兴 2021.9.15）