深度 ｜ 工业互联网加速渗透传统行业，煤炭领域机遇有多大？
作者：化小北 来源：煤化工信息网 浏览次数：2036次 更新时间：2021-05-19
随着科技的发展，工业互联网已经成为各行各业进行数字化转型的“利器”，甚至有观点认为，工业互联网是第四次工业革命的先导和基础，正在成为全球制造业革命性变革的重要力量和国际竞争的制高点，并逐渐向传统行业渗透。
当下，煤炭行业也正在积极参与工业互联网的建设。通过建立工业互联网平台，煤炭企业不论是在生产领域还是经营领域、管理领域，甚至包括最受关注的安全领域，都将发挥其独有的价值。
大趋势：煤炭工业互联网加速发展
工业互联网显然已是当下出圈的热词，相关领域的一举一动都备受关注。近日举办的工业互联网创新发展高峰论坛对外公布的数据显示，目前工业互联网应用已经覆盖国民经济40个大类，具有一定行业和区域影响力的重点平台超过100个，连接设备数超过7000万台（套），工业APP超过59万个。
而在未来，相关的鼓励政策依旧会不断出台，工业互联网发展趋势十分明确。2015年7月，国务院出台了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，该文件第一次提出了研究工业互联网网络架构体系。从此之后，工业互联网在中国的发展一发不可收拾。数据显示，2020年，我国工业互联网对GDP的贡献达到了约3.63%的占比。中国工业互联网研究院院长徐晓兰还预测，工业互联网对GDP的贡献一定会逐步达到两位数的占比。
经过多年的摸索，国家层面对工业互联网的发展提出了更为明确的要求。今年4月14日，工业和信息化部印发的《“十四五”智能制造发展规划》（征求意见稿）提出，到2025年，建成120个以上具有行业和区域影响力的工业互联网平台。而国家发展改革委则表示，今年将出台“十四五”新型基础设施建设规划，加快工业互联网、数据中心的建设。
如今，我国工业互联网已经形成了三大发展路径：一是局部改造路径，即工业企业的智能化改造，二是系统建设路径，即相关企业建立工业互联网平台，三是协同发展路径，即推动工厂系统和产品、企业上下游和用户互联，增强企业协作。
在工业互联网发展得如火如荼之际，煤炭行业也正在借此机会，加速布局煤矿智能化。不过，虽然当下工业互联网势头汹涌，但煤炭工业互联网的概念仍处于早期阶段。
那么，煤炭工业互联网究竟指的是什么？如何助力煤矿智能化发展？如何帮助煤炭领域的传统企业转型？
中国矿业大学（北京）校长葛世荣曾给出过定义。葛世荣在接受媒体采访时指出，煤炭工业互联网是一个煤流物联网（Coal Internet of Things，CIOT），它是与煤炭行业紧密相关的一个全要素、全产业链的互联体系，将数字化全面连接煤炭生产、洗选加工、运输、销售、使用以及安全监管、企业决策、生态影响等方面。因此，CIOT是一个既可以推进智能煤矿建设、智能煤炭工业发展，又为煤炭企业赋能的一个巨大信息化系统，属于煤炭行业更高层级、更大范围的信息化与工业化紧密融合应用的概念。
实际上，工业互联网有助于打通煤炭生产企业与上游生产设备及原材料供应企业和下游消费企业的整体产业链，将生产制造、采矿、化工、电力等多个行业进行融合。同时也可根据获取的各类信息及时做出生产进度、人员安排以及物流调度等方面的调整。达成以上领域的智能化建设，煤炭工业互联网才可判断成功与否。
这一观点与国家能源局等八部门发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》相似。该文件指出工业物联网是煤矿智能化发展中的核心要素，与人工智能、云计算、大数据、机器人、智能装备等共同构成了全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统。
葛世荣指出，煤炭工业互联网有望成为落实《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》的实际行动和重要举措，是实现煤矿智能化的技术载体和支撑。
借东风：5G网络、自动化助推信息互联
我国的煤矿行业已走过机械化、数字化、自动化的发展历程，如今正在向着智能化的方向再进一步。然而，虽然数字化解决了煤炭生产大量数据、信息的集成及利用问题，自动化使采矿流程实现部分远程控制，但各技术之间仍旧存在鸿沟，整个生产过程和生产系统之间还没有实现有机结合。
葛世荣则指出，煤炭工业互联网建设将不局限于煤炭企业，除了要满足煤矿自身的信息化智能化需要，还要与煤矿外部的行业互联互通，比如与燃煤电厂、化工厂、钢铁厂也会构建互联系统，这需要借助5G技术和煤炭工业互联网的支持。
恰好，近几年正是5G迅速发展普及的阶段，煤炭工业互联网得到了最佳助力。据媒体报道，工业和信息化部下一步将完善工业互联网平台发展政策，并提出加快“5G+工业互联网”融合发展的方向。
此外，早在去年11月，首家国家级工业互联网联合创新中心便在2020中国5G+工业互联网大会期间成立，该中心发布的《面向煤炭行业的5G+工业互联网标准化研究白皮书》提到，5G+工业互联网技术与煤矿工业深度融合，将推动煤炭行业智能化变革，通过产业链、供应链、价值链各环节实时连接和资源共享，实现产业生态间高效协作和供需精准对接。
新一代信息技术的发展，是工业互联网发展的助推器。新技术与煤炭行业生产、建设、运销、经营的融合发展，有力促进了煤炭行业整体信息化水平的提升，使煤炭行业初步具备发展工业互联网的基础。
分领域来看，在井下开采方面，通过煤炭工业互联网平台，可感知井下人员、矿车、温度、湿度、一氧化碳、甲烷含量、矿井气压、风速等相关信息，同时利用信息融合算法对每个传感器节点信息进行多层次、多方面、多级别的处理，最终实现对井下情况的精准掌握。
在煤矿装备方面，通过煤炭工业互联网平台可以有效提高机械设备的运行效率，降低能耗，推进井下智能化采煤机械与煤矿智能机器人的联动，最终降低井下工人工作强度、保障人身安全。
矿区无人化的发展便是工业互联网的生动应用。通过数据之间的相互匹配和算法，卡车可以在没有人员驾驶的情况下完成一系列的开采、运输等任务。
在神宝露天煤矿，航天重工联手慧拓为神宝能源量身定制了一套露天矿无人运输作业系统。该系统包括5台220吨 MT4400 电动轮矿用自卸卡车、1台 WK-35电铲、1台遥控推土机及洒水车、平路机、指挥车等。通过数台机械的配合，神宝能源实现了迷你版的煤炭工业互联网。
世界首个极寒工况5G+无人驾驶卡车编组
作为项目的主要合作方之一，慧拓早在去年便提出了矿区工业互联网的概念。“慧拓一直致力于提供矿山无人化整体解决方案，打造矿区工业互联网，为矿区消除安全风险并提高经济效益。”慧拓CEO陈龙博士此前在接受媒体采访时曾这样说道。
他还建议，矿山企业要以国家智能制造标准体系为依据，以支撑矿山企业绿色、安全、高效发展为目标，总体设计采用基于工业互联网平台的云、边、端架构，结合矿山企业特点，加强基础设施的数字化改造、先进工业软件的应用和基于工业大数据的协同创新。
看未来：颠覆传统产业链，但仍有问题待解
有业内人士曾指出：“煤炭工业互联网作为新一代信息技术与煤炭工业深度融合的产物，日益成为煤炭工业转型发展的重要基石，对未来煤炭工业发展将产生全方位、深层次、革命性影响。”
作为传统煤炭企业转型的重要抓手，工业互联网已然成为不可或缺的新型基础建设，帮助矿井实现安全生产、减人提效、节能降耗，形成煤炭行业经济发展新动能。中国工业互联网研究院院长徐晓兰也表示，企业用工业互联网最重要的原因就是要提质增效、降本减存。同时，依托国家工业互联网大数据中心，建设煤炭行业分中心，以数据为支撑，推动信息共享，从而建立新型上下游关系，重塑煤炭产业链结构。
如今，随着一批应用技术的落地，标杆示范企业正在形成，行业生态体系正在被重塑。比如中煤集团自主开发运营的煤矿机械制造行业“亿矿云平台”被列入工信部2019年制造业“双创”平台试点示范项目名单；兖矿集团以“推进数字转型变革”为总体思路，加强与IBM和SAP合作，加快实施大数据工程总体规划及工业互联网平台研发，其工业云平台建设涵盖煤矿、煤化工、装备制造等产业，建成包括集团本部、鄂尔多斯能化、新疆能化、东华重工等17家工业云数据中心。
然而，看起来势头汹涌的煤炭工业互联网，目前仍然处在发展的初期，在实际推动中存在动力不足的问题，行业和企业对工业互联网的认识也并不充分。
工业和信息化部信息技术发展司副司长王建伟指出，其中原因包括盈利模式不明朗，目前尚未探索出可行的市场化商业模式，也没有形成有经济效益的良性成长模式；其次，不少中小企业生产设备数字化基础薄弱，升级改造难度大、成本高；最后，企业上云意愿不足，有数据显示，约有50%的制造企业无法评估工业互联网为企业创造的价值。
此外，市场供给与需求不匹配、技术发展尚存限制、创新人才匮乏等也是造成工业互联网难以落地的重要原。因此，在上层建设和制度完善的过程中，以上问题需要重点关注。
徐晓兰也有相似的担忧。她提出，很多新一代信息技术应用的速度快于基础研究的能力提升，所以新一代信息技术的基础理论，需要加快补短板。她举例称，工业控制领域的各种传感终端、数据标准、通讯协议等，还有一系列的技术需要补足短板。此外，在工业互联网与煤炭等各行业融入的过程中，需要不断适配、不断创新、不断迭代，未来在应用中还会不断发现“卡脖子”的问题。
以最近引爆网络的特斯拉为例，该事件最终引发了业内对自动驾驶领域中大数据管理的深刻探讨，但目前尚没有合适的方式对行车数据进行安全且有效的监管和使用。作为工业互联网中的一个缩影，特斯拉的问题其实也是行业发展中的“卡脖子”问题。不过在徐晓兰看来，“卡脖子”问题是暂时，可以通过各种方式解决。
王建伟对此提出，下一步应重点开展以下工作：培育一批工业互联网系统解决方案龙头企业、加快新技术联合攻关和成果转化、鼓励高校科研机构和企业等主体加强工业互联网基础理论研究。
