煤礦智能化的五個轉型特點
《報告》認為，智能化,、去碳化,、生態(tài)化和再電氣化是煤炭技術革命的四大路徑，其中智能化是煤炭當前的發(fā)展重點,。智能化煤礦是基于數(shù)據(jù)驅動的采礦設備自動化,、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、開采過程透明化,、采掘現(xiàn)場無人化,、礦山環(huán)境低損化，能夠實現(xiàn)安全高效,、無人操作的自協(xié)作礦山系統(tǒng),。其重要特征是單機自主運行、集群平行協(xié)作和系統(tǒng)數(shù)字孿生,。煤礦智能化主要有五個轉型特點：一是從人工知識表達,，到大數(shù)據(jù)驅動的知識學習；二是從分類型處理的多媒體數(shù)據(jù),，轉向跨媒體的認知,、學習、推理,；三是從追求智能機器,，到高水平的人機,、腦機相互協(xié)同和融合；四是從聚焦個體智能,，到基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的群體智能,；五是從擬人化的機器人，轉向更加廣闊的智能自助系統(tǒng),，比如智能工程,、智能城市、智能煤礦,。
煤礦數(shù)字化缺少“3T”融合 全面升級路徑要做好“四個提升”
《報告》指出,，初級智能化或高級自動化主要在礦山生產(chǎn)過程自動化，重點在遠程遙控和自動化操作方面,。高度自動化,、信息化的智能化礦山是未來礦山的終極目標。目前煤礦智能系統(tǒng)化存在短板,，煤礦全系統(tǒng)缺少數(shù)字化融合,，尤其缺少“3T”融合，即：礦業(yè)IT技術,、采礦OT技術和礦山物聯(lián)網(wǎng)MIOT技術的融合,。
《報告》認為，數(shù)字化,、智能化是不同層次的要求,。數(shù)字化解決了社會經(jīng)濟中的“看不見”的問題；智能化是由“數(shù)據(jù)+算法+算力”構成的決策系統(tǒng),，解開了數(shù)據(jù)蘊藏的巨大能量,，解決了對經(jīng)濟活動“看得透”的問題，在人類和機器活動中,，提供生產(chǎn)工具,、配置資源、創(chuàng)造價值,。智能化煤礦是在數(shù)字化煤礦的基礎上,，利用物聯(lián)網(wǎng)技術和感控技術加強大數(shù)據(jù)服務，以提高生產(chǎn)過程可控性,、減少采礦人工參與,、優(yōu)化生產(chǎn)排程。
《報告》指出,，煤礦智能化需要重視人工智能,、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、5G,、采礦機器人等新基建工程,。其中，大數(shù)據(jù)是知識,、人工智能是大腦,，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是骨骼，5G是通信神經(jīng),，采礦機器人是手臂,。《報告》提出了煤礦數(shù)字化全面升級路徑,，共分為四個方面：一是工藝升級,。即以數(shù)據(jù)驅動、軟件定義,、平臺支撐、智能管理等要素來改造采礦生產(chǎn)流程,；二是設備升級,。即基于人工智能和深度學習，使采掘裝備具有自主運行能力,，實現(xiàn)無人化操作,；三是功能升級。即對采礦業(yè)嵌入數(shù)字化功能,，使采掘云流程持續(xù)保持連接和交互,，提高生產(chǎn)效率；四是融合升級,。即依托大數(shù)據(jù)管理,，以數(shù)據(jù)、算例,、算法為核心,，建立部門跨業(yè)務智能運營條件。
從煤炭智慧衡量維度看,，智能化煤礦的數(shù)據(jù)治理能力包含信息采集能力,、信息存儲能力、數(shù)據(jù)挖掘能力,、數(shù)據(jù)應用能力和自動控制能力,。智能化煤礦的數(shù)據(jù)架構由礦山物聯(lián)網(wǎng)、信息物理系統(tǒng),、大數(shù)據(jù)等組成,。其中，礦山物聯(lián)網(wǎng)是智能化煤礦的數(shù)據(jù)架構的主要骨架,，是獲得更高程度采礦自動化基礎條件,；信息物理系統(tǒng)實現(xiàn)信息系統(tǒng)和物理空間交互,，是關鍵平臺，支撐智能礦山使能技術,。
目前,，煤礦信息物理系統(tǒng)技術存在較大差距。一是數(shù)據(jù)技術（DT）薄弱,，尤其是有效獲取在采礦過程重要節(jié)點和部位的有用數(shù)據(jù)技術,；二是分析技術（AT）缺乏，尤其是缺乏數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)驅動建模,；三是平臺技術（PT）空白,，難以實現(xiàn)將采礦數(shù)據(jù)反饋實現(xiàn)敏捷性、復雜事件的智能處理,；四是運營技術尚處于起步階段,，數(shù)據(jù)驅動決策能力較弱，采礦自感知,、自預測,、自協(xié)調(diào)能力不足。
數(shù)字孿生搭建煤礦智能化新平臺
《報告》認為,，煤礦智能化進入了新層次,，已基本實現(xiàn)單機自動運行（點控），部分實現(xiàn)流程集中控制（集控）,，正在實現(xiàn)遠端自動監(jiān)控（遠控）,，將要實現(xiàn)數(shù)字孿生運維（智控）。
數(shù)字孿生是煤礦智能化的核心技術,，通過數(shù)字孿生實現(xiàn)數(shù)字化人機交互,，建立數(shù)字智采工作面。數(shù)字孿生智采工作面是一個數(shù)據(jù)可視化,、人機強交互,、工藝自優(yōu)化的高逼真采煤工作面三維鏡像場景，包括物理工作面,、數(shù)字工作面和數(shù)據(jù)信息交互等三個部分,。其架構包括10項關鍵技術：物理工作面、虛擬工作面,、孿生數(shù)據(jù),、信息交互、模型驅動,、邊緣計算,、沉浸式體驗、云端服務,、信息物理系統(tǒng),、智能終端,。
《報告》提出了基于數(shù)字孿生煤礦智能化實施路線，主要分為四個步驟：一是實現(xiàn)離散數(shù)字孿生的連接和可見,，目前煤礦多處于這個階段,；二是實現(xiàn)復合數(shù)字孿生互聯(lián)與數(shù)據(jù)驅動，這是目前煤礦智能化建設主要的努力方向,；三是實現(xiàn)礦山數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)驅動與持續(xù)智能,，即通過實時數(shù)據(jù)獲取與分析等手段實現(xiàn)決策與運營的一體化；四是實現(xiàn)數(shù)字孿生的生態(tài)服務與價值共生,，即集合產(chǎn)業(yè)上下游數(shù)字孿生組織,，成為以鏈主為核心的產(chǎn)業(yè)數(shù)字孿生,�,！秷蟾妗愤�提出了八大任務，分別為構建礦山數(shù)字孿生模型,、構建CPS空間孿生數(shù)據(jù)平臺,、構建數(shù)字孿生礦山一體化方案,、構建物理空間智采數(shù)字孿生模型、構建數(shù)字孿生的礦山智能監(jiān)控,、基于數(shù)字孿生的礦山設備故障預測、基于數(shù)字孿生的多模態(tài)人機交互和構建持續(xù)智能的數(shù)字孿生體,。
