2020.11.26
中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng) 劉峰
當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢(shì)待發(fā),科技創(chuàng)新密集活躍,帶動(dòng)新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)新模式快速涌現(xiàn)。信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)廣泛滲透,帶動(dòng)幾乎所有領(lǐng)域發(fā)生了以綠色、智能、泛在為特征的群體性技術(shù)革命。人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)正推動(dòng)數(shù)字世界和物理世界深度融合,同時(shí)推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展。煤炭工業(yè)作為我國(guó)的能源支柱產(chǎn)業(yè),當(dāng)前正轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段。煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展對(duì)加快煤礦智能化提出了更為迫切的要求。一是貫徹能源安全新戰(zhàn)略,加快推進(jìn)煤炭行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,必須加快煤礦智能化,提高煤炭供給質(zhì)量和水平,保障供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定;二是建設(shè)現(xiàn)代化煤炭經(jīng)濟(jì)體系,推動(dòng)開(kāi)發(fā)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)格局、供給質(zhì)量、發(fā)展動(dòng)力的變革,離不開(kāi)煤礦智能化;三是當(dāng)前我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展面臨著煤炭總量過(guò)剩和先進(jìn)產(chǎn)能不足的矛盾、規(guī)模資源開(kāi)發(fā)與剛性環(huán)境約束的矛盾、災(zāi)害威脅加重與安全生產(chǎn)保障的矛盾,必須加快煤礦智能化來(lái)破解行業(yè)矛盾和發(fā)展難題。
煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐,代表著煤炭工業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展方向。2020年2月,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、應(yīng)急管理部、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部、科技部、教育部等8 部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,明確了我國(guó)煤礦智能化的發(fā)展方向,吹響了我國(guó)煤礦智能化建設(shè)的號(hào)角。9 月,應(yīng)急管理部、國(guó)家能源局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局在山東能源集團(tuán)組織召開(kāi)了全國(guó)煤礦智能化建設(shè)推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)會(huì),進(jìn)一步加快推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)工作。目前,全國(guó)已建成300 多個(gè)智能化工作面,按照《全國(guó)安全生產(chǎn)專(zhuān)項(xiàng)整治三年行動(dòng)計(jì)劃》,到2022 年采掘智能化工作面力爭(zhēng)達(dá)到1000 個(gè)以上。雖然智能化建設(shè)取得初步成效,但我國(guó)煤礦智能化發(fā)展仍然面臨諸多制約因素,必須尊重現(xiàn)實(shí)客觀條件和事物發(fā)展規(guī)律,清楚認(rèn)識(shí)我國(guó)煤礦智能化發(fā)展進(jìn)程。
我國(guó)煤炭資源分布范圍廣,資源稟賦狀態(tài)各異,不同地區(qū)煤礦的開(kāi)采地質(zhì)條件和復(fù)雜程度有著顯著差別,不同煤炭生產(chǎn)企業(yè)的智能化建設(shè)基礎(chǔ)也參差不齊,所以煤礦智能化難以一蹴而就。煤礦智能化需在以往的信息化、機(jī)械化和自動(dòng)化建設(shè)的基礎(chǔ)上,結(jié)合不同煤礦的煤層賦存條件和災(zāi)害特點(diǎn),形成多種模式并存的智能化建設(shè)格局,因此,因礦施策、示范先行成為現(xiàn)階段煤礦智能化的建設(shè)方法。我國(guó)煤礦智能化建設(shè)正在點(diǎn)面突破,并向系統(tǒng)延伸。在智能化采煤工作面率先取得突破后,井下主運(yùn)系統(tǒng)、變電所、排水泵房、瓦斯抽采站等生產(chǎn)單元實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值守,掘進(jìn)工作面正在開(kāi)展試驗(yàn)多種新型設(shè)備,有望形成多種智能掘進(jìn)模式。目前,國(guó)家能源局和國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局正在組織開(kāi)展全國(guó)首批智能化示范煤礦建設(shè)工作,旨在建設(shè)一批方案合理、技術(shù)可行、不同模式的智能化示范煤礦,引領(lǐng)帶動(dòng)全國(guó)煤礦智能化建設(shè)。
目前,我國(guó)煤礦智能化建設(shè)面臨著眾多亟待解決的技術(shù)問(wèn)題,迫切需要科學(xué)技術(shù)解決方案,比以往任何時(shí)候更需要增強(qiáng)創(chuàng)新第一動(dòng)力。礦用大功率重載設(shè)備、關(guān)鍵基礎(chǔ)件和軟件系統(tǒng)等依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口,智能化建設(shè)急需的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、軟件技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能裝備、智能傳感器等亟待取得突破。要充分發(fā)揮企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新主體作用,加速產(chǎn)學(xué)研深度融合,加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),強(qiáng)化試驗(yàn)驗(yàn)證、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)檢測(cè)、信息服務(wù)等技術(shù)服務(wù)體系建設(shè)。現(xiàn)階段,要以智能裝備和機(jī)器人研發(fā)為基礎(chǔ),以數(shù)據(jù)和算法為核心,全面提升礦井感知、數(shù)據(jù)處理、裝備系統(tǒng)、智能控制等能力,突破煤礦智能化共性關(guān)鍵技術(shù),包括4D-GIS 透明地質(zhì)技術(shù)、井下視頻高效處理及VR 技術(shù)、井下大容量快速通信技術(shù)、井下精確定位與設(shè)備導(dǎo)航技術(shù)、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)連續(xù)化和無(wú)人化技術(shù)、智能化無(wú)人快速掘進(jìn)技術(shù)、重大危險(xiǎn)源智能感知與預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)、高可靠性智能裝備(終端)技術(shù)、機(jī)器人路徑規(guī)劃與長(zhǎng)時(shí)供電技術(shù)、露天開(kāi)采無(wú)人化連續(xù)作業(yè)技術(shù)等。
基礎(chǔ)理論是技術(shù)突破的源泉和技術(shù)應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī),未來(lái)煤礦智能化研究將會(huì)不斷進(jìn)入沒(méi)有道路的“無(wú)人區(qū)”,并有可能突破已有或成熟的理論框架。面向煤礦智能化重大應(yīng)用,要深入探索其科學(xué)基礎(chǔ)理論,加強(qiáng)“從0到1”的原始創(chuàng)新,不斷夯實(shí)煤礦智能化基礎(chǔ),在促進(jìn)采礦科學(xué)發(fā)展的同時(shí),豐富智能科學(xué)的應(yīng)用。煤炭科研院所和高等學(xué)校應(yīng)在智能基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新上提前布局,以煤礦智能化基礎(chǔ)原理、模型和算法為重點(diǎn)開(kāi)展煤礦智能化基礎(chǔ)理論,包括時(shí)空變化條件下的礦井地質(zhì)精準(zhǔn)建模理論方法、面向礦井復(fù)雜環(huán)境的自適應(yīng)感知理論方法、礦山多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合及信息動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)理論方法、復(fù)雜條件下采掘設(shè)備群的智能控制理論方法、面向復(fù)雜礦井環(huán)境的動(dòng)態(tài)協(xié)同控制與決策理論方法等。
煤礦智能化建設(shè)迫切需要具備煤炭開(kāi)采、信息技術(shù)、軟件管理、人工智能等相關(guān)知識(shí)的復(fù)合型技術(shù)人才。目前行業(yè)高校雖設(shè)置了包括機(jī)器人工程、智能制造工程、物聯(lián)網(wǎng)工程等煤礦智能化相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程,但智能化人才培養(yǎng)涉及人工智能、信息通信、機(jī)器人、軟件控制等多個(gè)學(xué)科,相關(guān)高校在師資力量、配套教材、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面明顯不足,而且行業(yè)企業(yè)尚不能滿足高校在校生的實(shí)習(xí)和實(shí)踐需要,影響著智能化人才培養(yǎng)的水平和進(jìn)度。廣大煤炭企業(yè)要改善技術(shù)人員評(píng)價(jià)方法,完善收入分配機(jī)制,建立鼓勵(lì)探索、寬容失敗的文化,加大培養(yǎng)一線和青年科技人才的力度,加快建設(shè)富有創(chuàng)新精神、敢于承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的技能型人才隊(duì)伍;要打造多種形式的煤礦智能化人才培養(yǎng)平臺(tái),發(fā)揮企業(yè)聚集人才的作用,加大對(duì)高端科學(xué)家和高層次人才的吸引力度,為煤礦智能化發(fā)展提供充足的人才保障。
目前,行業(yè)內(nèi)多數(shù)煤炭生產(chǎn)企業(yè)已啟動(dòng)了煤礦智能化建設(shè)工作。然而,由于缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)在建設(shè)實(shí)踐中只能邊探索、邊總結(jié),難免走不少?gòu)澛?。因此,要加緊煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系設(shè)計(jì),確定煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系的范圍、邊界及標(biāo)準(zhǔn)層級(jí),以及產(chǎn)品、工藝、管理等標(biāo)準(zhǔn)的層次。在一些新型技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域,如5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,可以開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)體系研究工作。堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化與智能化技術(shù)創(chuàng)新、工程示范一體化推進(jìn),促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)研制和產(chǎn)業(yè)化協(xié)同發(fā)展。鼓勵(lì)將擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)納入企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),發(fā)揮團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)快速反映市場(chǎng)和創(chuàng)新需要的優(yōu)勢(shì),增加智能化標(biāo)準(zhǔn)的有效供給,同時(shí)加強(qiáng)煤礦智能化相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)銜接,推動(dòng)實(shí)施效果良好的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)上升轉(zhuǎn)化為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
煤礦智能化的發(fā)展需要全行業(yè)包括煤炭生產(chǎn)企業(yè)、煤機(jī)裝備廠家、相關(guān)科研院所、高等學(xué)校、研發(fā)機(jī)構(gòu)等的協(xié)力合作,一起創(chuàng)建平等互利、合作共贏的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用共同體,共同解決煤礦智能化發(fā)展面臨的重大科學(xué)問(wèn)題與技術(shù)難題,同時(shí)要主動(dòng)融入全球科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),積極拓展合作空間,建立更加高效協(xié)同的科技創(chuàng)新體系,不斷提升自身的科技創(chuàng)新能力。2019年7月,由中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)、中國(guó)煤炭科工集團(tuán)發(fā)起,聯(lián)合相關(guān)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高等院校等單位組建成立了煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟。2020 年10 月,中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)攜手華為等多家產(chǎn)業(yè)伙伴聯(lián)合發(fā)布《5G+煤礦智能化白皮書(shū)》,促進(jìn)5G 與煤礦現(xiàn)有有線、無(wú)線系統(tǒng)的融合,推動(dòng)5G 技術(shù)在智能礦井的規(guī)模部署和商業(yè)化應(yīng)用?!白灾鞲兄?、泛在聯(lián)接、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能開(kāi)采”是煤礦智能化發(fā)展的未來(lái)圖景,即通過(guò)各種智能傳感設(shè)備多維度主動(dòng)感知煤礦環(huán)境實(shí)時(shí)變化,實(shí)現(xiàn)煤礦人與人、人與物、物與物的廣泛網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,利用數(shù)據(jù)采集與分析驅(qū)動(dòng)決策,最終形成智能生產(chǎn)管控,構(gòu)建出煤炭資源的智能化開(kāi)采新生態(tài),使煤炭行業(yè)從傳統(tǒng)資源依賴(lài)型、勞動(dòng)密集型轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型、知識(shí)密集型的高科技行業(yè)。
(來(lái)源:《智能礦山》)
流域總面積約為80 萬(wàn)km2,其中含煤區(qū)域逾35.7 萬(wàn)km2;煤炭資源經(jīng)濟(jì)可采量和煤炭產(chǎn)量,目前均為全國(guó)首位;國(guó)家規(guī)劃的14 個(gè)大型煤炭生產(chǎn)基地,有9 個(gè)在沿線分布——作為我國(guó)煤炭資源富集區(qū),黃河流域煤炭開(kāi)發(fā)規(guī)模最大。但同時(shí),一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題并存。
“保障國(guó)家能源安全必須開(kāi)發(fā)黃河流域的煤炭。但煤炭開(kāi)發(fā)必然產(chǎn)生生態(tài)損害,再先進(jìn)的國(guó)家也無(wú)法避免。如何實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展是必須破解的重大科學(xué)問(wèn)題?!敝袊?guó)工程院院士王雙明在近日舉行的“沿黃河流域煤炭及深加工產(chǎn)業(yè)環(huán)保高峰論壇”上表示?!包S河流域煤炭基地的生態(tài)環(huán)境修復(fù),是整個(gè)大黃河流域生態(tài)修復(fù)的重要組成部分,必須高度重視黃河流域煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)與治理。”中國(guó)工程院院士彭蘇萍也稱(chēng)。
立足黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略,煤炭行業(yè)如何抓好“大保護(hù)”?
黃河流域是我國(guó)煤炭生產(chǎn)潛力最大的區(qū)域。據(jù)水利部黃河水資源保護(hù)科學(xué)研究院總工程師劉永峰介紹,其資源主要分布在寧東、神東、晉北、陜北等基地,現(xiàn)已掌握的探明煤炭產(chǎn)地達(dá)685處,保有儲(chǔ)量4000 多億t,煤炭年產(chǎn)量約占全國(guó)總量的70%。“其中,位于黃河中游的內(nèi)蒙古和陜西接壤區(qū)域,主要覆蓋神府-東勝煤田,探明儲(chǔ)量高達(dá)2000 多億t,是目前我國(guó)探明儲(chǔ)量最大的煤炭基地。”
另?yè)?jù)統(tǒng)計(jì),黃河沿線的晉陜內(nèi)蒙古寧甘地區(qū),已探明煤炭資源保有儲(chǔ)量占全國(guó)的2/3。其核心區(qū)——由寧東、榆林和鄂爾多斯組成的“能源金三角”,煤炭?jī)?chǔ)量占到全國(guó)的27%。
除了上游開(kāi)發(fā),黃河流域還是下游利用的集中地。以現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)為例,石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院副總工程師韓紅梅表示,現(xiàn)有100%的煤制油、85%的煤制烯烴、50%的甲醇制烯烴項(xiàng)目,均位于黃河流域。若加上在建及“十三五”規(guī)劃項(xiàng)目,上述比例更大。
然而,開(kāi)發(fā)利用也存在制約。多位專(zhuān)家指出,水資源短缺是當(dāng)前最為突出的矛盾?!包S河以占全國(guó)2%的水資源量,承載了全國(guó)12%的人口、15%的耕地和14%的經(jīng)濟(jì)總量,水資源開(kāi)發(fā)利用率已超80%?!秉S河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司副院長(zhǎng)彭少明舉例,沿線重要的能源基地大多存在缺水狀況,“近幾年,幾乎每年都有超過(guò)100個(gè)項(xiàng)目,因得不到水指標(biāo)而難以落地、等米下鍋?!?/p>
彭蘇萍稱(chēng),按照煤炭年產(chǎn)量28 億t 計(jì)算,開(kāi)發(fā)所消耗的水資源超過(guò)56 億t。若加上煤化工企業(yè),整個(gè)黃河流域煤礦區(qū)每年增加的用水量超過(guò)100億t。生態(tài)脆弱區(qū)水資源短缺,已成為煤炭規(guī)模開(kāi)發(fā)的瓶頸。
據(jù)了解,在本就缺水的基礎(chǔ)上,煤炭開(kāi)發(fā)利用進(jìn)一步對(duì)水資源產(chǎn)生影響。
劉永峰表示,煤礦是富存在地下沉積巖類(lèi)的礦產(chǎn)資源,含煤層、含水層、隔水層共生。因此,煤礦開(kāi)采不可避免對(duì)地下水含水層造成破壞,并會(huì)產(chǎn)生礦井水。“黃河流域從西到東橫跨多個(gè)不同地貌單元。由于煤田分布廣,地質(zhì)條件各有不同,礦井水出水量及特征相應(yīng)不同。有地區(qū)每小時(shí)高達(dá)上萬(wàn)噸,也有煤田基本沒(méi)有水。而礦井水產(chǎn)生較多的省份,恰恰主要集中在黃河流域缺水區(qū)域。”
“目前,礦井水處理利用技術(shù)極為成熟,完全可滿足煤礦規(guī)?;l(fā)展需要。但在黃河流域,很多煤礦仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)礦井水回用?!眲⒂婪逄寡裕旱V實(shí)際排水量與預(yù)測(cè)水量差距較大,導(dǎo)致大量礦井水外排;新建煤礦運(yùn)行后的礦井水回用設(shè)施,與煤礦未匹配建成或未建;礦井水綜合利用規(guī)劃實(shí)施進(jìn)度緩慢,或老礦區(qū)尚未開(kāi)展規(guī)劃;已建成煤礦礦井水水質(zhì)不能滿足回用要求、未開(kāi)展提標(biāo)改造等問(wèn)題,在黃河流域較為集中。
韓紅梅表示,根據(jù)各省區(qū)已有的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)能,綜合各子行業(yè)現(xiàn)狀平均用水指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算,目前黃河流域現(xiàn)代煤化工行業(yè)用水總量約5.3 億m3/a。尤其寧夏、陜西、內(nèi)蒙古地區(qū)用水量偏高,占黃河工業(yè)用水的比例達(dá)9%~18%。
“由于氣候干旱、降雨量少,區(qū)域抗擾動(dòng)能力差,煤炭規(guī)模開(kāi)采引起地表沉陷、地面塌陷和裂縫,導(dǎo)致礦區(qū)地下水位大范圍、大幅度疏降。大面積的喬、灌、草等荒漠植被衰敗減少,草場(chǎng)退化,又加速荒漠化進(jìn)程,形成資源與生態(tài)環(huán)境之間的惡性循環(huán)?!迸硖K萍表示,若不加以有效保護(hù)和利用,將進(jìn)一步加劇水資源短缺。
“把水資源作為最大的剛性約束”,現(xiàn)已成為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵之一。煤炭行業(yè)如何推進(jìn)實(shí)施?
王雙明表示,煤炭開(kāi)采必須做到生態(tài)環(huán)境保護(hù)優(yōu)先,生態(tài)水域保護(hù)則是核心。對(duì)此,以煤炭與水共生地質(zhì)特征研究為基礎(chǔ),以采動(dòng)地質(zhì)條件變化分區(qū)為途徑,以減少隔水巖組損害為目標(biāo),以保護(hù)生態(tài)水為核心的減沉、減損、保水綠色開(kāi)采技術(shù)是重要支撐。
劉永峰提出,嚴(yán)格的煤礦入河排污口設(shè)置及其監(jiān)督必不可少。“談到煤礦前期手續(xù),其中必談入河排污許可。從排污口的布局、設(shè)置、改建、擴(kuò)大到撤銷(xiāo),都需要按照法定程序申辦。根據(jù)水環(huán)境承載能力,計(jì)算區(qū)域納污能力,進(jìn)而制定限排意見(jiàn)、實(shí)際入河污染物等?!?/p>
韓紅梅提出,相比過(guò)去全部取用黃河水,現(xiàn)已有部分煤化工項(xiàng)目改用配套煤礦的礦井水,可降低黃河取水需求,也是發(fā)展趨勢(shì)之一?!霸邳S河流域執(zhí)行最嚴(yán)格的取水管理政策,對(duì)新建項(xiàng)目深入開(kāi)展水資源論證,把水的問(wèn)題先落實(shí)清楚再推進(jìn)。同時(shí),不斷優(yōu)化項(xiàng)目用水方案,加強(qiáng)用水管理,可考慮統(tǒng)籌配置省區(qū)水資源,保障重大項(xiàng)目、示范項(xiàng)目用水需求?!?/p>
“我們也要轉(zhuǎn)變煤炭開(kāi)采破壞環(huán)境的舊觀念,通過(guò)人工修復(fù)技術(shù)與自然界的自修復(fù)作用一起,實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)防治到主動(dòng)治理?!迸硖K萍建議,可根據(jù)不同區(qū)域的環(huán)境與生態(tài)現(xiàn)狀進(jìn)行規(guī)劃與實(shí)施。例如,上游青海區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱,煤炭資源少且賦存條件差,建議國(guó)家在保障企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展條件下,讓煤企逐漸退出;資源富集區(qū)的煤炭開(kāi)采強(qiáng)度大,需采用先進(jìn)方法對(duì)該流域的水資源和生態(tài)特征進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查,分析它們與煤礦開(kāi)采之間的關(guān)系,進(jìn)而對(duì)水資源展開(kāi)有效保護(hù)。
(來(lái)源:中國(guó)能源報(bào))
安全生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要保障。如何依托新技術(shù),提升工業(yè)生產(chǎn)本質(zhì)安全水平?
鋪設(shè)傳感器快速感知生產(chǎn)過(guò)程,建立危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)廢氣廢水全程監(jiān)測(cè),部署應(yīng)急指揮調(diào)度中心實(shí)時(shí)預(yù)警生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)……工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)相融合,不僅有效推進(jìn)了傳統(tǒng)生產(chǎn),更為安全生產(chǎn)擰緊了閥門(mén)。
前不久,工業(yè)和信息化部、應(yīng)急管理部聯(lián)合發(fā)布了《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《行動(dòng)計(jì)劃》),提出要從新型基礎(chǔ)設(shè)施、新型能力、融合應(yīng)用和支撐體系等方面,提升工業(yè)生產(chǎn)本質(zhì)安全水平,到2023 年底,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與安全生產(chǎn)協(xié)同推進(jìn)發(fā)展格局基本形成。
鋪設(shè)傳感器快速感知生產(chǎn)過(guò)程,建立危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)廢氣廢水全程監(jiān)測(cè),部署應(yīng)急指揮調(diào)度中心實(shí)時(shí)預(yù)警生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)……工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如何更好地助力工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)?
走進(jìn)山西焦煤西山煤電調(diào)度中心,巨大的電子屏上正顯示著礦工采煤場(chǎng)景,井下瓦斯?jié)舛群蜏貪穸鹊葦?shù)據(jù)不時(shí)跳動(dòng),若有異常便會(huì)發(fā)出預(yù)警。
西山煤電對(duì)安全生產(chǎn)的智能檢測(cè)與集中管理,基于浪潮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)建的安全生產(chǎn)集中監(jiān)控平臺(tái)?!斑^(guò)去由于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、信息孤島問(wèn)題突出,導(dǎo)致安全生產(chǎn)管理困難?!崩顺奔瘓F(tuán)執(zhí)行總裁王興山說(shuō),監(jiān)控平臺(tái)覆蓋了井下人員定位、煤礦圖像監(jiān)視、重大設(shè)備檢測(cè)等多個(gè)大類(lèi)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了安全數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控和智能預(yù)警,從而為煤礦的安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。
將目光瞄向機(jī)械行業(yè),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)助力安全生產(chǎn)同樣大有可為。作為為“復(fù)興號(hào)”列車(chē)提供車(chē)輪車(chē)軸的供應(yīng)商,中車(chē)集團(tuán)青島四方公司產(chǎn)線上有百余種產(chǎn)品,工藝版本更迭頻繁?!斑^(guò)去,由于沒(méi)有對(duì)工藝卡片進(jìn)行數(shù)字化管理,會(huì)出現(xiàn)工藝更新但依舊使用老卡片操作的情況,很容易出現(xiàn)設(shè)備撞刀、工件報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)。接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)后,通過(guò)掃描編碼和算法自動(dòng)匹配,可根據(jù)來(lái)料情況自動(dòng)調(diào)用關(guān)聯(lián)的工藝卡片,大幅降低了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。”中車(chē)青島四方公司有關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)。
“當(dāng)前,我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)安全主要面臨人、物、環(huán)境和管理四方面風(fēng)險(xiǎn)?!敝袊?guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院院長(zhǎng)徐曉蘭分析,這些風(fēng)險(xiǎn)包括崗位風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)失誤、設(shè)備老化、機(jī)械故障、危險(xiǎn)物料泄漏、安全管控力度不足等。這些長(zhǎng)期存在的痛點(diǎn),使得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在助力安全生產(chǎn)領(lǐng)域前景廣闊。
徐曉蘭解釋?zhuān)柚I(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái),對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)云端匯聚、危險(xiǎn)源的追蹤和提前預(yù)警,能有效提高突發(fā)事件響應(yīng)和處置能力。從效果上看,以化工產(chǎn)業(yè)為例,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)“安全一張圖”精準(zhǔn)管理,最大程度減少安全事故發(fā)生率,據(jù)測(cè)算可降低設(shè)備故障率20%以上。
盡管應(yīng)用潛力十足,但與設(shè)備健康管理、全流程優(yōu)化等相對(duì)成熟的融合應(yīng)用相比,安全生產(chǎn)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合仍處在早期階段。
中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院日前發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展應(yīng)用指數(shù)白皮書(shū)(2020 年)》顯示,當(dāng)前在第二產(chǎn)業(yè)中,我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與采礦、化工、有色金屬及燃?xì)獾燃?xì)分行業(yè)融合度相對(duì)較低,仍落后于家電、紡織、電子等其他工業(yè)領(lǐng)域。不少企業(yè)表現(xiàn)出依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)安全生產(chǎn)的意愿,但從意愿轉(zhuǎn)化為實(shí)踐,仍需邁過(guò)幾道坎。
一方面是改造資金需求大、盈利周期長(zhǎng)帶來(lái)的經(jīng)營(yíng)顧慮。
“許多傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備及信息化水平不夠高,推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)助力安全生產(chǎn),在網(wǎng)絡(luò)改造、系統(tǒng)集成等方面成本較高,且改造后需要一定周期才能盈利?!蓖跖d山表示,高成本投入和投資回報(bào)長(zhǎng)是許多工業(yè)企業(yè)想要改造卻遲遲未改的原因。
在阿里云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)拓展總經(jīng)理鄭旭看來(lái),推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)改造,不僅要幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),更要助力企業(yè)降本提質(zhì)增效,只有看到盈利可能,才能更好推進(jìn)融合應(yīng)用。
另一方面,技術(shù)基礎(chǔ)薄弱,人才能力匹配不足也是一大障礙。
王興山提出,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用涉及平臺(tái)建設(shè)、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計(jì)算、5G 等諸多技術(shù)領(lǐng)域的融合,在建設(shè)目標(biāo)、策略和步驟等諸多方面,傳統(tǒng)企業(yè)還需要不斷學(xué)習(xí)、摸索和積累?!叭绾潍@得既具有行業(yè)知識(shí)又具有信息技術(shù)的復(fù)合型融通人才支撐,將成為推進(jìn)傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)‘工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)’的重要途徑?!毙鞎蕴m補(bǔ)充。
安全生產(chǎn)勢(shì)在必行,融合應(yīng)用前景廣闊。如何加快推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在安全生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用落地,合力助推我國(guó)工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展?
——試點(diǎn)先行,以點(diǎn)帶面,逐步推廣融合應(yīng)用新模式。
“對(duì)于一些傳統(tǒng)企業(yè)來(lái)說(shuō),是否進(jìn)行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)改造,主要是看新技術(shù)是否有足夠的可靠性和穩(wěn)定性。以成熟度較高的試點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)展示,將有效打消企業(yè)顧慮。”在鄭旭看來(lái),“小試快跑”,先試點(diǎn)驗(yàn)證再普及推廣,是應(yīng)對(duì)當(dāng)前企業(yè)遲遲難改的破解之道。
在試點(diǎn)過(guò)程中,“應(yīng)將企業(yè)信息化建設(shè)與智能生產(chǎn)相結(jié)合,同時(shí)連接相應(yīng)設(shè)備,對(duì)現(xiàn)有企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析,并對(duì)關(guān)注指標(biāo)建立相應(yīng)的模型,不僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化監(jiān)控和安全生產(chǎn)預(yù)警,也要在此過(guò)程中不斷修正、完善,從而逐步形成行業(yè)安全大數(shù)據(jù)及分析模型?!蓖跖d山說(shuō)。
——夯實(shí)基礎(chǔ),完善標(biāo)準(zhǔn),讓中小企業(yè)有能力以數(shù)字化實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)存在安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)隱患的企業(yè)中,中小企業(yè)占比達(dá)80%,這些企業(yè)生產(chǎn)裝備相對(duì)落后,事故易發(fā)多發(fā),成為制約安全生產(chǎn)水平提升的短板所在。對(duì)此,《行動(dòng)計(jì)劃》中提出要建設(shè)“兩個(gè)平臺(tái)和一個(gè)中心”,即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全生產(chǎn)監(jiān)管平臺(tái)、數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行業(yè)分中心。以其作為主要載體,助力更多中小企業(yè)以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)改造提升安全生產(chǎn)管理水平。
“每個(gè)企業(yè)所屬行業(yè)不同,對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景與安全生產(chǎn)要求也有差異,要按照企業(yè)進(jìn)行分類(lèi),形成行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)而構(gòu)建行業(yè)模型與指標(biāo)?!蓖跖d山說(shuō),通過(guò)兩個(gè)平臺(tái)和一個(gè)中心建設(shè),把安全生產(chǎn)監(jiān)管提升到“數(shù)字化”安全層面,有利于實(shí)現(xiàn)科學(xué)安全生產(chǎn)管理,有效杜絕安全事故發(fā)生,并通過(guò)數(shù)據(jù)分析總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提升安全能力,支撐企業(yè)長(zhǎng)效發(fā)展。
(來(lái)源:人民日?qǐng)?bào))
日前,2020 中國(guó)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)在武漢開(kāi)幕。從會(huì)上獲悉,5G 商用1 年多來(lái),全國(guó)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合創(chuàng)新建設(shè)項(xiàng)目已超過(guò)1100 個(gè),在航空、鋼鐵、礦業(yè)、港口等行業(yè)實(shí)現(xiàn)率先發(fā)展。下一步更多支持舉措將加碼升級(jí),包括制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃,明確新階段重點(diǎn)任務(wù)和重點(diǎn)工程;持續(xù)推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程,加大對(duì)產(chǎn)業(yè)支持力度;加快打造領(lǐng)軍企業(yè)、單項(xiàng)冠軍,培育公共服務(wù)平臺(tái)等,為加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)體系優(yōu)化升級(jí)提供強(qiáng)大支撐。
5G 商用1 年多來(lái),我國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)入了快車(chē)道,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”探索步伐不斷加快。
大會(huì)成果展示廳內(nèi),服裝生產(chǎn)“柔性制造”、無(wú)人駕駛車(chē)輛、智慧港口、智慧礦山等一系列5G 與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合的應(yīng)用場(chǎng)景集中亮相?;?G 技術(shù)打造的智能制衣工廠,5G技術(shù)的應(yīng)用不僅在原材料質(zhì)檢、工廠巡檢、制衣工序合規(guī)監(jiān)測(cè)上節(jié)省大量人力,其帶來(lái)的柔性化生產(chǎn)也促使傳統(tǒng)服裝制造向智能化轉(zhuǎn)變。借助5G大帶寬、低時(shí)延、高可靠特性,位于武漢現(xiàn)場(chǎng)的工作人員可以實(shí)時(shí)操作遠(yuǎn)在廣西柳州工地上的裝載機(jī)。
工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)肖亞慶在會(huì)上表示,我國(guó)5G商用1年多來(lái),已建設(shè)5G基站近70萬(wàn)個(gè),終端連接數(shù)突破1.8億,覆蓋全國(guó)所有地級(jí)以上城市,技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行高效、資源集約的高質(zhì)量5G 網(wǎng)絡(luò)正加快建成。
同時(shí)我國(guó)充分發(fā)揮5G 賦能工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),推進(jìn)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合創(chuàng)新。全國(guó)建設(shè)項(xiàng)目超過(guò)1100 個(gè),涌現(xiàn)出機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)、精準(zhǔn)遠(yuǎn)程操控、現(xiàn)場(chǎng)輔助裝配、智能理貨物流、無(wú)人巡檢安防等一系列應(yīng)用成果。
“領(lǐng)先企業(yè)推進(jìn)5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新的積極性不斷提升,應(yīng)用范圍向生產(chǎn)制造核心環(huán)節(jié)不斷延伸,覆蓋行業(yè)和領(lǐng)域日趨廣泛?!毙啈c表示,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在推動(dòng)制造業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)變過(guò)程中正迸發(fā)出磅礴力量。
我國(guó)高度重視5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,相關(guān)政策支持不斷完善。2019年11月,工信部印發(fā)《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》,提出到2022年,打造5個(gè)產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)平臺(tái),遴選10個(gè)重點(diǎn)行業(yè),形成至少20大典型工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。2020年3月印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》進(jìn)一步細(xì)化了2020年“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的工作要求和推進(jìn)舉措。
會(huì)上發(fā)布的《中國(guó)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告(2020年)》顯示,目前近20個(gè)省市明確了對(duì)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”方向的政策支持,在全國(guó)范圍內(nèi)形成以“長(zhǎng)三角”地區(qū)、粵港澳大灣區(qū)為引領(lǐng)的兩區(qū)、三帶、多點(diǎn)發(fā)展格局。
不過(guò)業(yè)內(nèi)也指出,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合發(fā)展空間仍待進(jìn)一步拓展,頂層設(shè)計(jì)的重要性正在凸顯。中國(guó)工程院院士周濟(jì)表示,目前推進(jìn)的只是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化階段的智能工廠,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、新一代智能制造更先進(jìn)的技術(shù)升級(jí)還在后面。中國(guó)工程院院士、北京理工大學(xué)校長(zhǎng)張軍也表示,接下來(lái)要加快多層次融合,通過(guò)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”支撐智慧工業(yè)體系建設(shè)。
更多支持舉措將進(jìn)一步加碼。肖亞慶表示,下一步加強(qiáng)政策引領(lǐng),提升政策針對(duì)性。制定好工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃,明確新階段重點(diǎn)任務(wù)和重點(diǎn)工程。持續(xù)推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程,加大對(duì)產(chǎn)業(yè)的支持力度。高水平推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè),引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)布局持續(xù)優(yōu)化等。
在加快設(shè)施建設(shè)、夯實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)方面,肖亞慶表示,將全面推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全三大體系建設(shè),完善標(biāo)識(shí)解析體系布局。積極推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和共建共享。深入推進(jìn)5G、工業(yè)無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)、時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。此外,還將拓展融合應(yīng)用,著力打造領(lǐng)軍企業(yè)、單項(xiàng)冠軍,培育公共服務(wù)平臺(tái),健全以企業(yè)為核心的產(chǎn)學(xué)研用一體化創(chuàng)新機(jī)制等。
發(fā)展5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是支撐。工信部總工程師韓夏表示,將推動(dòng)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推動(dòng)5G、IPv6等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的廣泛部署,建設(shè)高性能、高可靠、高靈活、高安全的企業(yè)外網(wǎng),夯實(shí)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的基礎(chǔ)。
在與會(huì)專(zhuān)家看來(lái),5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有望推動(dòng)制造業(yè)全方位變革,但我國(guó)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”還處于起步階段,需要加快拓展融合應(yīng)用,不斷完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
周濟(jì)表示,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”是建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的關(guān)鍵支撐。智能制造、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造,需要強(qiáng)大的“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”賦能。同時(shí),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為一項(xiàng)賦能技術(shù),20%的市場(chǎng)在消費(fèi)端,80%的市場(chǎng)要在產(chǎn)業(yè)端,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”更大的藍(lán)海在智能制造和數(shù)字中國(guó)。
中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院院長(zhǎng)徐曉蘭表示,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將推動(dòng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方式和企業(yè)組織范式發(fā)生根本性的變革,但目前在應(yīng)用推廣過(guò)程中難以形成一個(gè)快速的、跨行業(yè)的、可復(fù)制可推廣的綜合解決方案??梢韵染劢褂诖怪毙袠I(yè)的共性問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)各個(gè)行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,真正把5G大帶寬、低時(shí)延、高可靠的特性發(fā)揮出來(lái)。
國(guó)家發(fā)改委經(jīng)濟(jì)體制與管理研究所產(chǎn)業(yè)室原主任史煒表示,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”是一個(gè)中長(zhǎng)期的概念,下一步可以有序地針對(duì)一些企業(yè)優(yōu)先發(fā)展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),比如智慧礦山、智慧交通、智慧電力等,可以快速通過(guò)對(duì)這些系統(tǒng)的大規(guī)模改造,為下一步的工業(yè)制造提供基礎(chǔ)。
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新興事物,當(dāng)前應(yīng)用場(chǎng)景需要進(jìn)一步探索?!崩顺奔瘓F(tuán)執(zhí)行總裁王洪添表示,建議各地各部門(mén)結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)特征,對(duì)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行梳理,針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景聯(lián)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)推動(dòng)實(shí)踐,通過(guò)公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè),幫助企業(yè)尤其是中小企業(yè)上云上平臺(tái)。
(來(lái)源:經(jīng)濟(jì)參考報(bào))