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智能礦山行業(yè):從起步到騰飛的探索之路
1、智能礦山行業(yè)概述
全球礦業(yè)正在經(jīng)歷一場(chǎng)新的革命,智能礦山是針對(duì)傳統(tǒng)礦業(yè)行業(yè)提出的一種先進(jìn)的礦山管理模式,將以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為核心、包括人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù)不斷深化應(yīng)用到礦業(yè)領(lǐng)域,形成全面自主感知、實(shí)時(shí)高效互聯(lián)、自主學(xué)習(xí)、智能分析決策、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)預(yù)警、精準(zhǔn)協(xié)同控制的礦山智能系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)礦山生產(chǎn)的全流程智能化運(yùn)行,包括采礦作業(yè)智能化、選冶過(guò)程自動(dòng)化、運(yùn)輸調(diào)度的無(wú)縫化,最終實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)的安全提升、減員增效、節(jié)能降耗。
從智能礦山整體架構(gòu)來(lái)看,智能礦山通過(guò)5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)與現(xiàn)代礦山綜合開(kāi)發(fā)利用,從感知、傳輸、平臺(tái)以及上層應(yīng)用多角度對(duì)礦山進(jìn)行智能化的提升和改造。其中,感知層主要為各類型智能化先進(jìn)設(shè)備,通過(guò)采用圖像識(shí)別、震動(dòng)識(shí)別、聲音識(shí)別等技術(shù),實(shí)現(xiàn)智能礦山終端作業(yè);傳輸層主要為網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備,是礦山數(shù)字化的基礎(chǔ);平臺(tái)層通過(guò)建設(shè)集數(shù)據(jù)集中、分析和挖掘等于一體化數(shù)據(jù)平臺(tái),更好地將數(shù)據(jù)作為資產(chǎn)加以組合利用,支撐管理決策、資產(chǎn)增值和價(jià)值創(chuàng)造;應(yīng)用層是對(duì)礦山生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)各環(huán)節(jié)的智能化應(yīng)用。
2、智能礦山行業(yè)發(fā)展歷程
海外智能礦山起步較早,芬蘭、加拿大、瑞典、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家從上世紀(jì)60年代已開(kāi)始研究智能開(kāi)采技術(shù),不斷研究自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化采礦技術(shù),注重工藝銜接,系統(tǒng)性強(qiáng),并曾先后制定有關(guān)“智能化礦山”和“無(wú)人化礦山”的發(fā)展規(guī)劃,目前已實(shí)現(xiàn)遙控采礦、無(wú)人工作面甚至無(wú)人礦井。澳洲力拓礦業(yè)公司實(shí)施“未來(lái)礦山”建設(shè)計(jì)劃,將礦區(qū)控制中心成功設(shè)在1500公里外;芬蘭啟動(dòng)國(guó)家“智能礦山(IM)”研發(fā)計(jì)劃;瑞典制定了“Grountecknik2000”礦山自動(dòng)化、信息化建設(shè)戰(zhàn)略,以基律納鐵礦為例,已基本實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)化采礦”,極大減少井下作業(yè)人員,同時(shí)也給安全管理帶來(lái)了質(zhì)的變化;加拿大制定了2050年建成衛(wèi)星遠(yuǎn)程操控采礦設(shè)備的全智能無(wú)人化礦山的戰(zhàn)略目標(biāo)。
我國(guó)煤礦智能化起步相對(duì)較晚,發(fā)展可追溯至20世紀(jì)80年代開(kāi)始的煤礦設(shè)備機(jī)械化升級(jí),歷經(jīng)機(jī)械自動(dòng)化階段、信息化階段和數(shù)字化階段,現(xiàn)正向智能化方向演變。
智能礦山行業(yè)發(fā)展歷程
資料來(lái)源:普華有策
近年來(lái),我國(guó)煤礦智能化建設(shè)提質(zhì)加速,持續(xù)推動(dòng)5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)進(jìn)入廣泛部署和應(yīng)用新階段,帶動(dòng)了煤炭開(kāi)采模式變革、煤礦生產(chǎn)組織關(guān)系持續(xù)優(yōu)化、煤炭企業(yè)管控方式轉(zhuǎn)型升級(jí)等,煤礦智能化建設(shè)成效初步顯現(xiàn),成為支撐我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)和煤炭全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的戰(zhàn)略基石。但綜合來(lái)看,我國(guó)礦山智能化建設(shè)尚處于起步階段,依然面臨專業(yè)人才少、標(biāo)準(zhǔn)化程度低、關(guān)鍵技術(shù)亟待突破等問(wèn)題,在技術(shù)裝備可靠性與適應(yīng)性、管理機(jī)制完善性、智能化系統(tǒng)常態(tài)化運(yùn)行率、災(zāi)害防治精準(zhǔn)化等方面仍與發(fā)達(dá)國(guó)家水平有較大差距。技術(shù)裝備的智能化還主要基于工業(yè)自動(dòng)化的架構(gòu),相較于通用人工智能的發(fā)展水平,仍存在較大滯后性。
3、智能礦山行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
智能礦山行業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)在政策推動(dòng)、技術(shù)創(chuàng)新及礦山應(yīng)用需求演變等多重因素驅(qū)動(dòng)下,呈現(xiàn)出多維度、深層次的變革,具體表現(xiàn)為:
(1)新一代信息技術(shù)不斷深化應(yīng)用
盡管智能礦山行業(yè)尚處智能化初級(jí)階段,但隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)與裝備的部署升級(jí),數(shù)據(jù)互聯(lián)互通將為AI及大模型應(yīng)用奠基,提升數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)能力,具備全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策等功能的智能信息系統(tǒng)將成主要方向,推動(dòng)煤礦全流程智能化運(yùn)行與無(wú)人化目標(biāo)實(shí)現(xiàn);同時(shí),“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與煤礦場(chǎng)景深度融合,構(gòu)建低時(shí)延、高可靠的信息高速傳輸通道,實(shí)現(xiàn)無(wú)線全覆蓋與位置服務(wù)支撐;人工智能通過(guò)AI視覺(jué)分析、深度學(xué)習(xí)算法等構(gòu)建“云網(wǎng)邊端”協(xié)同應(yīng)用模式,實(shí)現(xiàn)“人-機(jī)-環(huán)-管”實(shí)時(shí)智能監(jiān)測(cè)與閉環(huán)管控,推動(dòng)煤礦從“人防”向“技防”轉(zhuǎn)型,“千眼”視頻系統(tǒng)及“無(wú)視頻不作業(yè)”要求加速安全管理智能化;此外,煤礦智能化催生數(shù)據(jù)中心、算力中心等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),數(shù)據(jù)匯總至AI平臺(tái)并借助大模型與知識(shí)圖譜構(gòu)建設(shè)備運(yùn)維知識(shí)庫(kù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能作業(yè)。
(2)標(biāo)準(zhǔn)體系頂層設(shè)計(jì)持續(xù)健全
近年來(lái),政府部門、行業(yè)協(xié)會(huì)等多方以需求為導(dǎo)向,開(kāi)展煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系頂層設(shè)計(jì),聚焦基礎(chǔ)通用、關(guān)鍵技術(shù)等領(lǐng)域推進(jìn)各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)研制與應(yīng)用,已發(fā)布超100項(xiàng)智能化礦山領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn),初步構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系,為礦山智能化建設(shè)提供指引,助力作業(yè)規(guī)范化、科學(xué)化與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,保障能源安全,加強(qiáng)行業(yè)技術(shù)交流與產(chǎn)品兼容性,為下游提供成套解決方案;但因新一代信息技術(shù)與煤炭開(kāi)采技術(shù)融合迭代快,標(biāo)準(zhǔn)體系更新速度滯后于新工藝、技術(shù)、裝備迭代,全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同仍需長(zhǎng)期攻堅(jiān)。
(3)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)逐步覆蓋
在礦山行業(yè)設(shè)備操作系統(tǒng)多樣、信息孤島與數(shù)據(jù)割裂的背景下,華為與國(guó)家能源集團(tuán)聯(lián)合推出的礦鴻系統(tǒng)作為鴻蒙礦山操作系統(tǒng),旨在成為行業(yè)通用的煤礦物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,為煤礦裝備和傳感器提供統(tǒng)一接入標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,通過(guò)統(tǒng)一接口和數(shù)據(jù)格式簡(jiǎn)化互聯(lián),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與資源動(dòng)態(tài)交互,達(dá)成礦山人機(jī)、機(jī)機(jī)互聯(lián);其提升了井下設(shè)備互聯(lián)及數(shù)據(jù)共享效率、煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化與智能化水平,減少對(duì)進(jìn)口設(shè)備技術(shù)依賴,構(gòu)建安全可信生產(chǎn)環(huán)境,增強(qiáng)能源供應(yīng)安全穩(wěn)定性,在統(tǒng)一智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)進(jìn)程中持續(xù)發(fā)揮引領(lǐng)示范作用,系統(tǒng)與設(shè)備對(duì)礦鴻系統(tǒng)的兼容性將成智能礦山行業(yè)未來(lái)重要發(fā)展方向。
(4)零碳礦山建設(shè)與節(jié)能環(huán)保重要性漸顯
在全球環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)的背景下,零碳礦山建設(shè)成礦山行業(yè)必然選擇,其對(duì)煤炭智能化開(kāi)采與能耗管控提出更高要求。智能礦山技術(shù)需在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)礦山設(shè)施及大型裝備的實(shí)時(shí)能耗監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、故障分析與數(shù)據(jù)追溯,建立能耗優(yōu)化模型以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)用電耗能設(shè)施作業(yè)計(jì)劃,降低整體能耗與生產(chǎn)能耗成本。因此,零碳礦山建設(shè)與節(jié)能環(huán)保成為智能礦山行業(yè)未來(lái)發(fā)展方向,可通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化管理實(shí)現(xiàn)能耗最優(yōu)化控制,提升能源利用效率,減少浪費(fèi),促進(jìn)零碳礦山建設(shè)。
綜上,智能礦山行業(yè)未來(lái)將朝著“智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、綠色化”的方向深入發(fā)展。目前大型煤炭企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高等院校和有關(guān)企業(yè)跨界合作不斷深入,礦山行業(yè)正從傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型向高科技驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變,同時(shí)兼顧效率提升與零碳節(jié)能發(fā)展目標(biāo)。未來(lái),政策支持、技術(shù)創(chuàng)新及市場(chǎng)需求的三重驅(qū)動(dòng)將進(jìn)一步加速這一進(jìn)程。
4、行業(yè)特有的經(jīng)營(yíng)模式
根據(jù)《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》和《關(guān)于發(fā)布<礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志申辦程序>等9個(gè)安全標(biāo)志管理文件的通知》(安標(biāo)字〔2010〕15號(hào)),煤礦企業(yè)使用的設(shè)備、器材、火工產(chǎn)品和安全儀器必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)實(shí)行安全標(biāo)志管理的礦用產(chǎn)品,必須依照相關(guān)規(guī)定取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志。任何單位和個(gè)人不得出售、采購(gòu)和使用需取得安全標(biāo)志但未取得安全標(biāo)志的礦用產(chǎn)品。因此智能礦山行業(yè)企業(yè)需取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志認(rèn)證。
5、智能礦山行業(yè)特征
智能礦山行業(yè)特征
資料來(lái)源:普華有策
6、智能礦山行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
我國(guó)智能礦山起步較晚,經(jīng)歷了機(jī)械自動(dòng)化、信息化和數(shù)字化階段,目前正處于數(shù)字化向智能化的過(guò)渡階段。隨著國(guó)家出臺(tái)一系列關(guān)于智能礦山建設(shè)的相關(guān)政策,下游市場(chǎng)需求規(guī)模以及行業(yè)總體發(fā)展水平不斷提升,智能礦山行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為充分,具備產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)和營(yíng)銷服務(wù)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)將在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于主導(dǎo)地位。一方面行業(yè)內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)規(guī)模不斷壯大,保持了較好的發(fā)展態(tài)勢(shì),取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益;另一方面,一些規(guī)模偏小、技術(shù)力量薄弱的小型企業(yè)受到各方面條件的制約,經(jīng)濟(jì)效益不高、發(fā)展滯緩。這些技術(shù)力量薄弱的小型企業(yè)從事中、低檔產(chǎn)品的重復(fù)性生產(chǎn),依靠壓價(jià)的銷售手段進(jìn)行無(wú)序競(jìng)爭(zhēng),無(wú)法滿足客戶的定制化需求、提供高級(jí)別產(chǎn)品,具備自主研發(fā)實(shí)力的企業(yè)則更少。隨著領(lǐng)先企業(yè)逐步擴(kuò)大市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),行業(yè)逐步向領(lǐng)先企業(yè)集中,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局趨向穩(wěn)定。
7、智能礦山行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)
我國(guó)智能礦山領(lǐng)域的行業(yè)起步較晚,但隨著國(guó)家政策的不斷推動(dòng)以及5G、人工智能等新一代信息技術(shù)的有效支撐,我國(guó)煤礦信息化、智能化建設(shè)持續(xù)加速推進(jìn)。
我國(guó)智能礦山市場(chǎng)主要有兩類參與者,一類為背靠煤炭資源類大型央國(guó)企下屬的技術(shù)研究院,包括煤科院、中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司等;另一類為以礦山智能化業(yè)務(wù)為中心的軟硬件開(kāi)發(fā)公司,包括北路智控、尤洛卡、光力科技、科達(dá)自控以及山源科技等。
智能礦山行業(yè)部分企業(yè)介紹
資料來(lái)源:普華有策
《2025-2031年智能礦山產(chǎn)業(yè)細(xì)分市場(chǎng)前景調(diào)研及趨勢(shì)洞察報(bào)告》涵蓋行業(yè)發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場(chǎng)規(guī)模,產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場(chǎng)需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家,企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè),投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場(chǎng)占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書(shū)、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書(shū)、國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。(PHPOLICY:GYF)