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      高端訪談|葛世榮:智能化礦山要加強數字化頂層設計管理

      作者:中國礦業報 2021-09-10 來源:中國礦業報 智能化 煤礦 國家 操作系統 葛世榮

        煤炭行業作為我國重要的傳統能源行業,是國民經濟的重要組成部分,其智能化建設直接關系到經濟和社會的智能化進程。煤礦智能化是煤炭工業高質量發展的核心技術支撐,將人工智能、工業物聯網、云計算、大數據、機器人、智能裝備等與現代煤炭開發利用深度融合,形成全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的智能系統,實現煤礦開拓、采掘(剝)、運輸、通風、洗選、安全保障、經營管理等過程的智能化運行,對于提升煤礦安全生產水平、保障煤炭穩定供應具有重要意義。

        為統籌推進煤礦智能化發展,2020年2月,國家能源局聯合國家發展改革委、應急部等8部門印發了《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》對全國煤礦智能化建設作出系統安排部署。11月,國家能源局、國家煤礦安全監察局公布71處煤礦作為國家首批智能化示范建設煤礦,引領帶動建設一批多種類型、不同模式的智能化煤礦。這些智能化礦山在建設過程中應注意哪些問題,如何避免“煙囪式”系統?為此《中國礦業報》記者專訪了中國礦業大學(北京)校長葛世榮。

        記者:您對礦山智能化有著深入研究,那么在實踐中評判一個礦山實現智能化的標準有哪些?您心目中的智能礦山架構是什么樣子的?

        葛世榮:我國對煤炭智能化開采技術及裝備的研究起步較晚,但是發展速度很快。近10年來,我國加大了投入力度,國家、重點產煤省區和企業紛紛出臺相關政策支持煤礦智能化建設。相關資料顯示,2019年至今,國家煤監局、國家能源局,山西、河南、山東、貴州等省區,以及重點企業紛紛出臺了相關政策,大力推進煤礦智能化建設,可謂熱情高漲。其實在談到煤礦智能化標準,實際上還沒有基本統一的定義或者描述。從我個人來看,煤礦智能化或者智能化礦山應該具備設備智能化或自主化運行、系統網聯化運行、整個生產應以數字化為支撐,生產現場應是少人化或者無人化這些特征。我心目中的智能礦山是一個安全、高效、綠色的礦山,其中,智能化是手段、數字化是橋梁、無人化是目標。

        記者:去年,您提出了“煤炭工業互聯網”概念,它在煤炭智能化進程中扮演著什么樣的角色?

        葛世榮:從2018年工信部發布《工業互聯網平臺建設及推廣指南》,到“工業互聯網”連續3年寫入政府工作報告,再到近年來從中央到地方積極開展相關部署和建設,工業互聯網作為新一代信息技術與工業系統全面深度融合的產物,正日益成為國民經濟中增長最為活躍的領域之一。工業互聯網以自動化技術為基礎,與人工智能、大數據、機器人并行,是國家鼓勵發展的技術。在實踐中,工業互聯網是把煤礦的各個生產系統和所有裝備連接起來,形成數字化的系統或者自動化系統。去年,我提到的工業互聯網實際上是煤流的全流程智能化,從煤層開始一直到消費端,煤流層開采、生產、消費、運輸都應該能夠進行智能互聯,或者萬物互聯。我們這里生產的產品指的是煤炭,所以工業互聯網我認為生產系統、運銷系統、消費系統甚至環保系統都應該囊括其中。其實提到的煤礦智能化只是工業互聯網的一個方面。

        記者:近期華為煤礦軍團董事長鄒志磊在礦業報發了一篇題為“煤礦智能化建設要構造統一標準統一架構”的署名文章。其中提到煤礦智能化的5大挑戰:缺少標準;接口不統一、七國八制;數據孤島問題突出;網絡系統和裝備安全性亟待提升;操作系統缺乏自主可控。對此,你是怎么看待這些問題的?

        葛世榮:鄒董事長在這些方面很有見地,他是通過對煤礦智能化進行研究或者調研之后歸納出來的這些結論,我認為比較全面,也是指出了煤礦智能化的關鍵和要害。缺乏統一的標準,各種生產設備接口不統一,是目前煤礦智能化瓶頸問題。機械自動化是一個由低級向高級、由簡單到復雜的發展過程。就當前我國煤礦的發展現狀來看,機械自動化仍然處于薄弱環節。我國煤礦機械自動化技術水平目前還比較低,煤礦設備主要是向著機械化、自動化方向發展,設備的配套性不強,廠家或者每個產品的控制軟件或者控制組線都是沒有一致的要求,數字化基礎不夠牢固。這些軟件、設備運用到煤礦集成后會出現“七國八制”的問題。沒有統一的數據、格式、接口的標準,實際上也折射出我國,尤其是煤炭系統或者煤炭智能化礦山所需要解決的基礎問題。我認為在這件事情上,一些有影響力的企業應該是能夠有所作為的,因為煤礦裝備的生產制造廠規模大小不一,如果沒有一家有影響力的公司引領,進行標準化的制定,可能這種現狀持續的時間會更長。

        記者:在應對智能礦山建設過程中的挑戰,建立煤礦工業互聯網平臺是非常重要的內容,但是建立這種平臺關鍵是建立行業統一的煤礦物聯網操作系統。在您看來這個系統應該具備什么特點?

        葛世榮:建立煤礦物聯網操作系統是一個非常關鍵的問題。因為如果要實現智能化,除了裝備的自動化智能化或者智能終端以外,必須有一個架構來支撐或者包容這些裝備。工業互聯網的操作系統,其實是煤礦智能化的骨架。通過工業互聯網的神經系統,把設備、生產流程、生產場景連接起來,但是連接起來之后,如何讓這些系統之間互聯互通、有效地共同協作,就需要有一個操作系統。以智能汽車為例,智能汽車的操作系統,是把地圖、目標、路徑和現場實時場景進行兼容然后決策,隨后反饋回來讓汽車進行安全智能駕駛。但是,目前煤礦在操作系統方面還是一個空白或者短板。露天煤礦,國外的卡特彼勒公司有MineStar操作系統,但在井工礦方面還是一個短板,相關的煤炭企業或者有影響力的企業應該在操作系統方面進行發力。我認為操作系統應該在數據接口或者數據格式的標準統一的基礎上,建設一個包容性更強、互聯性更廣、且是更加可靠穩定的系統。例如計算機windows10系統,能夠支撐計算機快速、安全地運行。

        記者:據了解,華為即將發布鴻蒙在礦山場景中的首個應用,這個應用所有的設備接口、協議都是標準的。同時可以通過前裝和后裝方式(簡單一個USB插件)改造升級新購和現網的設備,您對該礦山的鴻蒙應用有什么樣的期望?能否應對剛才提到五大挑戰呢?

        葛世榮:鴻蒙操作系統我們一直關注,自從華為發布了車載鴻蒙操作系統和手機鴻蒙操作系統后,又計劃推出鴻蒙在礦山場景中的應用,這使智能礦山的操作系統向前邁進了一大步。因為這還只是一個開始,但是我相信華為的理念是先進的,而且是對智能化礦山建設有著促進作用,尤其是把標準接口做了極大的改進,而且融入到操作系統里面,使得硬件、軟件之間交互通訊,融為一體。我期望這個系統能夠在煤礦的單個自動化系統或者操作系統方面發揮很好的作用,但是,這個系統一定要和原有的系統進行上下銜接,或者橫向兼容,同時也要對未來留有余地,使這個系統能夠有一個廣泛的包容性和泛在的互聯性,這樣這個系統就會成為一個我心目中想象的,比如像windows10或者機器人Ros系統等行業性操作軟件。

        記者:當前,煤礦各個系統的建設,出現很多的“煙囪式”系統,最終形成“數據孤島”,對煤礦企業采用統一的云和數據平臺,有沒有什么建議?

        葛世榮:葛世榮:首先,為了煤礦智能化的發展,各個企業要思想統一。其實“煙囪式”系統,來自于每一個設備的制造廠商以及各個煤礦企業。因為企業在采用管理系統或者操作系統上就不一致,設備使用的控制系統或者操作系統就會不同,這樣必然形成“數據孤島”。因此,我們國家或者行業要制定統一的標準,更重要的是企業要有一個科學的數據管理理念或者制度,加強頂層設計。

        記者:去年11月,國家能源局和國家煤礦安全監察局公布了71家國家首批智能化示范建設煤礦,為煤礦智能化發展營造了良好的氛圍,這些煤礦在建設過程中您有什么好的建議或應該注意哪些問題?

        葛世榮:國家非常支持煤礦智能化的發展,國家八部委出臺了加快建設的意見,但這71家煤礦條件不一樣,管理水平、技術基礎也不同,所以希望這71家煤礦應該加強數字化的頂層設計和管理。我們所說的智能化煤礦是數據驅動的煤礦,是知識驅動的煤礦,而不是簡簡單單地把設備加上控制系統,遠程監控了就是一個智能化的煤礦。這71家煤礦,每一家煤礦,甚至若干個煤礦都應該有一個數字化、智能化、操作系統方面的頂層設計。如果在整合模塊、數據接口標準、更新層次等方面差距過大,會存在“煙囪式”系統或者“數據孤島”的問題。雖然好事開頭了,但是要繼續做下去,每一家煤礦都需要有一種超前的意識,在設計水平上有更高的要求,經過一年的建設周期,真正驗收的時候能讓這71家煤礦成為我們國家4000多座煤礦的智能化樣板和引領。

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