煤炭行业两化融合发展现状及趋势.pdf

煤炭行业两化融合发展煤炭行业两化融合发展现状及趋势现状及趋势 中国煤炭工业协会信息化分会副会长 陈养才2019年8月 “十三五”时期是我国全面建成小康社会的决胜阶段，是适应把握引领经济发展新常态的关键时期，是抢占全球新一轮产业竞争制高点的战略机遇期。大力推进信息化和工业化深度融合，加快新旧发展动能和生产体系转换，提高供给体系的质量效率层次，对于推动我国制造业转型升级、重塑国际竞争新优势具有重大战略意义。2016 2016年年1010月工信部发布信息化和工业化深度融合专项行动计划（月工信部发布信息化和工业化深度融合专项行动计划（2016-20202016-2020年）年）20192019年全国工业和信息化工作会议安排年全国工业和信息化工作会议安排20192019年重点工作年重点工作。02两化融合对煤炭工业两化融合对煤炭工业高质量发展的重要意义高质量发展的重要意义 两化融合是党中央国务院作出的一项长期性、战略性部署。十五大首次从国家战略高度提出信息化 十六大提出“以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化的道路”十七大正式提出“两化融合”十八大进一步提出“两化深度融合”（中国制造2025、互联网+）十九大提出推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合（工业互联网、智能+）两化融合对煤炭工业高质量发展的重要意义 两化融合的实质是：两化融合的实质是：充分利用现代信息技术革命成果，促进产业结构调整和优化，转变经济发展方式，加快工业化进程，推进经济社会又好又快发展。两化融合的着眼点在于：两化融合的着眼点在于：建立现代产业体系，推进传统工业改造提升，促进产品研发、设计、生产、管理、流通等的数字化、网络化、智能化，加快培育和发展战略性新兴产业，培育和集聚经济发展新动能。两化深度融合是工业由大变强的新的制高点。两化融合对煤炭工业高质量发展的重要意义 两化融合是新型工业化道路的重要内涵03我国煤炭企业两化融合发我国煤炭企业两化融合发展现状展现状两化融合是应对经济发展新时代的客观要求两化融合是促进煤炭行业转型升级的有效途径两化融合是提高核心竞争力的必然选择两化融合是推动“煤炭产业革命”的动力和引擎两化融合对煤炭工业高质量发展的重要意义两化融合对煤炭工业高质量发展的重要意义03煤炭工业两化融合发展煤炭工业两化融合发展现状及趋势现状及趋势 2018年，中煤协会开展了煤炭行业第三次两化融合发展水平评价工作。根据评价数据以及标准和规范，得出煤炭行业两化融合发展水平评价综合得分为69分，较2015年评价提高2分。根据煤炭行业两化融合评价阶段的划分标准，目前煤炭行业两化融合发展水平总体处于“中级水平阶段”，仍处于中级趋近于高级水平阶段的“过渡期”。煤炭工业两化融合发展总体水平煤炭工业两化融合发展现状两化融合，两化融合，明明白白搞起来明明白白搞起来消除认识上的误区消除认识上的误区管理和技术应并重管理和技术应并重重视网络和信息安全重视网络和信息安全煤炭行业两化融合发展趋势一是煤炭工业两化融合发展进入新阶段二是煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展三是大数据、人工智能、工业互联网等新技术加速与煤炭产业融合四是煤炭信息技术服务产业体系将逐步形成煤炭行业两化融合发展趋势 一、煤炭工业两化融合发展进入新阶段 “十三五”及今后较长一个时期，是我国推动能源革命和煤炭行业改革与转型升级高质量发展的关键时期，煤炭传统的发展方式难以为继，两化融合为实现煤炭转型发展提供了一条新路子。习近平总书记在十九大报告中提出的“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”，为新时代两化深度融合赋予了新使命、提出了新要求、作出了新部署，标志两化融合进入了新阶段。在新时代构建煤炭工业现代化经济体系，推进煤炭工业高质量发展过程中，两化融合所扮演的角色，发展的重点，发挥的作用也在发生转变。煤炭行业两化融合发展趋势 二、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展 一是智能化生产技术快速发展。综采智能化无人开采技术已广泛适用于大采高、中厚煤层、薄煤层及放顶煤工作面，全国已经建成145个智能化采煤工作面。评价煤矿中，已有30%的煤矿明确将建设数字化、智能化、智慧煤矿作为矿井两化融合战略总目标，多数大型煤炭集团在企业内部开展煤矿智能化工作面试点，新建大型矿井智能化程度普遍较高。煤炭行业两化融合发展趋势 二是信息系统建设由横向业务覆盖向纵向应用深化转变。煤炭企业对信息化系统建设更加注重实用性和统一性，系统建设逐渐从“有没有”向“好不好”转变。各大集团在完成了主要业务系统建设后，主要经历放在了系统横向功能拓展和纵向深化应用、集中统一延伸等方面。在经营管理中，大型煤炭集团主要业务系统建设已基本实现全覆盖（财务100%，安全管理100%，OA98%，销售、采购89%，人力资源82%）。生产调度过程实现集中管控的比例达到64%；集团对煤炭生产直接监测监控的比例较2014年提高15个百分点。财务系统除满足基本功能外，超过半数已具备较完整的成本核算与管理、财务分析、预算管理与控制等功能。煤炭行业两化融合发展趋势 三是两化融合将推动煤炭企业管理模式、决策方式转变。两化融合推动体制机制变革作用开始显现。两化融合在推动企业组织管理的标准化、透明化、扁平化、高效化方面效果逐步显现。部分集团通过搭建财务大数据、采购大数据平台等方式，建立了财务共享中心、集采中心，打破了传统的财务、资金、采购等管理体制和模式，形成了全新的运营管理体制。随着煤炭企业两化融合程度的不断加深，煤炭企业管理方式、决策机制必将进一步发生更深层次的变革。煤炭行业两化融合发展趋势 三、大数据、人工智能、工业互联网等新技术加速与煤炭产业融合 新模式新业态智能化无人开采三、大数据、人工智能、工业互联网等新技术加速与煤炭产业融合煤炭工业大数据煤炭工业大数据 煤矿企业数据量大，无法发挥价值。自物联网技术应用于煤炭生产各方面，各煤矿企业基础数据快速增长，但采集范围不全面，采集过程中存在数据缺失、劣质，标准不统一，缺少合理的数据分析模型等问题，导致大部分煤矿企业的数据量剧增却无法充分利用。煤炭行业数据散乱。省级行业协会或煤炭管理部门无法获得小粒度数据，统计到的各专业数据均为汇总数据，只具有统计效力，无法进行深度分析。这些数据存在统计困难、数据失真等问题，数据种类有限，无法达到大数据应用要求。学者力图将大数据技术应用于煤炭。多位行业学者已开始研究大数据对于解决煤炭重点问题的作用，如利用大数据进行安全管理和煤矿事故分析，甄别带式输送机故障，指导煤炭开采，设计大数据展示方案等。各种类型的煤炭大数据中心建立。企业方面，原神华集团通过建立大数据中心助力智能矿山建设，兖矿集团建设实施了大数据示范工程，山东能源的临矿集团、枣矿集团都建设了大数据平台；产煤地区方面，山东、山西、贵州、内蒙古、云南曲靖等省区及地市纷纷建设煤矿安全生产、运销等煤炭大数据中心和平台。（一）煤炭大数据应用现状（一）煤炭大数据应用现状从煤矿企业信息化现状来看，信息化水平不一，信息孤岛严重，数据量大且难以集成。从煤炭行业特点来看，煤炭生产多位于地下矿井，情况复杂，数据多样且复杂。从感知设备采集数据情况来看，数据产生高速且真实。从数据分析角度来看，煤炭大数据具有高价值和行业预测性。（二）煤炭大数据的主要特征（二）煤炭大数据的主要特征三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展煤炭工业大数据煤炭工业大数据三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展煤炭工业大数据煤炭工业大数据 基于大数据的煤矿智能无人开采。通过积累各类地质构造、煤岩煤质、大型采掘设备等的大数据样本，构建各类开采条件下的智能开采模型。基于大数据的煤矿灾害预警与防治。通过积累煤矿大量监测数据样本，可探索基于大数据的煤矿事故预警方法，将大数据用于煤与瓦斯突出、冲击地压、水害、火灾等煤矿事故预警。基于大数据的煤矿设备故障诊断。通过监测煤矿设备振动、声音、温度、功率等设备运行状态数据，研究关键设备异常状态与设备故障的关系，实现基于大数据的煤矿设备故障诊断。基于大数据的行业运行监测与预测。通过积累煤炭市场交易数据、供需企业经营数据、港口铁路运输数据、国际大宗商品市场数据、宏观经济及下游行业运行数据等，进行煤炭需求与价格预测。基于大数据的煤矿生产全流程一体化。通过不同时间尺度、不均匀采样，可充分挖掘设备层、过程控制层、运行优化层、生产经营管理层不同层级内与层级间的隐匿性知识，设计集全流程生产指标、运行指标、过程设定值与控制规律的优化控制方法，实现生产全流程一体化，从而降低煤炭生产的能耗与物耗，提高产品质量。（三）煤炭大数据应用展望（三）煤炭大数据应用展望三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展人工智能与机器人 随着互联网、移动互联网、物联网的兴起，人机物互联互通成为发展趋势，数据量以及数据处理能力呈现爆炸性增长，人工智能不断取得突破性进展。一是得益于社交媒体、移动设备和传感器的大量普及，全球数据总量爆发性增长，这为以数据运算为核心的机器学习方法获得了巨大的发展空间。二是数据处理技术加速演进、运算能力快速提升。以GPU为代表的新一代计算芯片能够满足高强度、高频次、低功耗的处理需求，提升了机器学习算法的迭代速度，极大促进人工智能产业发展。三是开源推动人工智能普及化，谷歌、Facebook、IBM、Amazon、百度等巨头扎堆开源旗下深度学习平台，发挥生态力量实现人工智能数据、应用和场景的闭环。三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展人工智能与机器人 （一）我国煤炭工业人工智能的主要应用领域和方向（一）我国煤炭工业人工智能的主要应用领域和方向 煤炭工业应用人工智能有较为广阔的前景，并且比其他行业多一重意义如果人工智能完全取代人下井，那么就能完全实现煤矿安全生产。目前看，煤炭工业应用人工智能仍处于起步阶段。主要应用方向在以下领域：如面向井下设备的自动智能控制、下井人员行为监控、选煤生产线柔性化自组织、煤矿设备预测性维护等应用场景。三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展人工智能与机器人（二）世界煤矿机器人发展现状（二）世界煤矿机器人发展现状 随着煤炭行业智能化采掘与安全化生产的持续升级，未来煤矿机器人的需求将会越来越大。据美国市场研究咨询公司Grand View Research的数据显示，全球煤矿机器人产业规模预计将以7.3%的年复合增长率保持增长，到2025年将达到62亿美元。三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展人工智能与机器人 （三）我国煤矿机器人发展现状（三）我国煤矿机器人发展现状 目前，煤炭行业推进机器人发展主要依靠政府部门大力推动，煤炭企业积极参与，高校、科研单位、技术厂商联合等多种方式进行。国务院领导同志对煤矿机器人研发应用作出了重要批示。以国家煤监局为代表的政府部门，大力推动煤矿机器人的发展，最新发布了煤矿机器人重点研发目录，将煤矿智能化装备纳入安全改造资金补助范围，鼓励研发应用智能采掘装备和机器人。国家能源、中煤能源、中煤科工、开滦、冀中能源、潞安、阳泉、焦煤、山东能源、兖矿、陕煤、平煤神马、伊泰等大型煤炭企业，积极参与其中，申请研发了采煤、掘进、支护、喷浆、打钻、巡检、救援等25个岗位的机器人；同时部分煤炭企业和煤矿在安全巡检、环境探测、采样检测等领域已经实际应用和配备了矿用机器人产品。科研机构、高校和相关厂商加大了研发力度，煤炭信息研究院成立了机器人协同推进中心，中国矿大开设了机器人工程专业，山东科技大学建立了机器人研究中心，中信重工、西安重装、天地科技、科达自控等企业在自主探测、机器人联动、网络化控制等部分领域陆续突破。但是，国内整体研发的实力和成果与国外相关先进水平存在差距。三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展煤炭工业互联网 (一一)工业互联网政策环境工业互联网政策环境 “工业互联网”的概念最早由通用电气于2012年提出，随后美国五家行业龙头企业联手组建了工业互联网联盟(IIC)，将这一概念大力推广开来。当前，我国推进两化融合的核心在制造业，制造业推进两化融合的核心在工业互联网。2017年11月，国务院出台关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见，又在国家制造强国建设领导小组下设立了工业互联网专项工作组。2017年12月，中共中央政治局就实施国家大数据战略进行第二次集体学习，习近平总书记说“要深入实施工业互联网创新发展战略。”2018年4月，工业和信息化部印发工业互联网APP培育工程实施方案（2018-2020年）。2018年5月，工业和信息化部印发工业互联网发展行动计划（2018-2020年）和工业互联网专项工作组2018年工作计划。2018年7月，工业和信息化部印发工业互联网平台建设及推广指南和工业互联网平台评价方法。2018年9月，工业和信息化部开展2018年工业互联网试点示范项目推荐、工业互联网APP优秀解决方案征集活动。2019年1月，工信部印发工业互联网网络建设及推广指南。由上可见，国家对工业互联网的重视之高、发文之多、行动之快前所未有，体现了国家对于工业互联网抢占工业发展制高点的认识程度，应当说工业互联网已经上升到了国家战略高度，它决定着我国工业的未来！三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展煤炭工业互联网 (二二)煤炭工业互联网适合的应用场景煤炭工业互联网适合的应用场景 基于工业互联网平台的产业链协同制造模式。依托工业互联网平台对产业链上下游的物料、仓储、物流和客户个性化需求等数据进行采集和分析，推进产业链上下游企业信息共享和反馈。基于工业互联网平台的生产设备健康管理模式。面向高价值生产设备健康管理的通用需求，依托工业互联网平台采集生产设备的制造工艺、运行工况和状态数据等信息，推动相关业务系统的平台化集成，开发部署生产设备运维和管控相关的工业APP及系统解决方案，开展设备的状态监测、能效监测、异常报警、健康诊断、优化调控、智能维修等服务，降低设备运行能耗，提高设备运维效率，实现生产设备全生命周期健康管理。基于工业互联网平台的工业产品远程运维模式。面向离散行业工业产品的服务增值需求，依托工业互联网平台采集高价值智能装备或产品的运行数据、使用状态和地理位置等信息，推动各类装备或产品的智能化联网和平台化集成，开发部署运行监测与分析工业APP，提供相关的系统解决方案，实现远程监控、故障诊断、预测性维护等远程运维服务应用，实时追踪并优化各类装备或产品运行状态，提升设备运维效率和产品服务价值。三、煤炭行业加速向数字化、网络化、智能化方向发展煤炭工业互联网 (三）我国煤炭工业互联网发展现状三）我国煤炭工业互联网发展现状 煤炭工业在工业互联网方面的应用场景虽较制造业有明显区别，但在基于煤炭装备在线维护服务和煤矿安全智能预警等方面，已经有部分厂商开始搭建基于物联网、大数据、云计算等技术的服务平台，提供配套解决方案。2018年9月14日，煤矿安全管理云服务技术创新中心与中国煤炭工业协会信息化分会、兖矿集团有限公司、山东能源集团有限公司、华为技术有限公司五方联合发布了国内第一个矿山工业互联网平台-“中国矿山安全云”，标志着我国煤炭工业互联网发展已经起步。煤炭行业两化融合发展趋势 四、煤炭信息技术服务产业体系将逐步形成 一是煤炭企业信息产业板块发展迅速。各大集团所属信息技术公司，已不再满足于服务集团内部，部分公司实力不断壮大，开始向其他企业、行业、地方政府服务拓展。如兖矿北斗天地、开滦中滦科技、伊泰信息、中平信息等均开发出自身的拳头产品，不断向企业外、行业外扩张，形成了煤炭行业的信息产业板块。煤炭行业两化融合发展趋势 二是煤炭企业与互联网等新技术企业融合发展渐成趋势。各大煤炭集团纷纷与知名互联网、人工智能等公司开展合作。如各大煤炭集团与阿里巴巴、百度、华为、京东、浪潮、360、海康威视、科大讯飞等分别开展了不同领域、不同方式的合作，加速推进各类新技术在煤炭产业应用落地。煤炭行业两化融合发展趋势 三是煤炭行业出现新型信息化合作和服务模式。一些煤炭企业开始改变传统的自筹资金、自建队伍、自行维护为主信息化建设模式，开始通过创新IT合作模式。如部分企业不再自行搭建采购平台，而是借助京东、苏宁等大电商平台，搭建专属平台，节约了系统建设资金。部分企业利用合同能源管理模式，通过节约成本分成的方式，既减少了前期资金投入，又能有效控制项目实施效果。煤炭行业两化融合发展趋势一是煤炭IT服务的平台化趋势显现。龙软打造的龙软云 山西精英科技和百度联手打造的中国煤炭云 山东精诚电子打造的煤矿安全管理云创新中心 山西科达自控打造的工业大数据云服务平台二是煤矿共享经济服务模式出现。陕煤神南“煤亮子”煤炭生产综合服务平台三是煤炭电商平台不断纵深发展。四是煤炭数字经济前景可期。数字经济加速从消费领域向生产领域扩展，工业云服务、大企业双创、企业互联网化、智能制造、数字孪生、共享经济、平台经济、互联网金融、微经济等领域的新模式、新业态不断涌现。煤炭行业新的业态和服务模式开始出现：煤炭行业两化融合发展趋势 五是煤炭行业级信息技术服务组织和平台正在构建。煤炭行业正在打破大集团各自主导信息化建设的传统模式，开始发挥行业协会、信息技术厂商、互联网等新技术企业、高等院校、科研院所等各方优势，共同搭建行业信息技术服务组织和平台，解决行业共性、难点问题。如智慧矿山联盟和矿山工业互联网联盟等组织形式将会越来越多；中国矿山安全云、中国煤炭云、龙软云、装备云等服务于煤炭行业的工业互联网和云服务平台也将会越来越多。04两化融合推进两化融合推进煤炭企业煤炭企业转型升级高转型升级高质量发展的政策建议质量发展的政策建议对政府部门的建议加强政府部门信息系统顶层设计、统一规划、协同实施，减少信息系统重复建设问题 从国家层面出台中央和地方政府部门信息系统建设总体指导意见，规范建设行为，统筹协调系统建设与部门间、上下级间的数据共享问题 与企业“三总师”或总法律顾问并列，组织统筹企业整体信息化发展战略实施在全国国有企业推行专职CIO制度将能源等基础产业纳入国家两化融合推进重点 在各专项或试点项目里，列入部分煤炭领域内容，以确保能源与制造业两化融合水平保持同步协调对政府部门的建议大力推进两化融合基础管理体系建设 加强对企业两化融合工作的督导、检查和考核力度；联合行业协会或相关机构建立企业两化融合考核机制，构建两化融合成效评价模型和方法 在试点示范推荐、标准制定、评优树先、专项申报、规划编制、理论研究、产学研融合等方面，建议优先委托行业协会开展前期工作或参与其中充分发挥行业协会和行业组织的作用推进建立产业数据共享机制 促进不同行业间、上下游产业间、行业内企业间的数据资源共享机制，引导工业企业与互联网等高科技企业创新融合对煤炭企业的建议改进两化融合推进体系完善两化融合基础保障体系推进两化融合管理工作体系优化组织架构进行顶层设计设立专职CIO岗位信息化部门单独设置为各级企业组成部门加强基础设施投入，推进煤炭企业上云行动创新IT人才培养引进方式，建立首席IT专家制度实施全员IT知识技能提升培训工程打通数据孤岛，构建企业一体化数据集成平台完善煤炭行业推进贯标的协同工作机制持续开展煤炭企业两化融合管理体系贯标开展自评估、自诊断、自对标，树立行业标杆完善管理体系标准建设组织机制，开展咨询诊断对煤炭企业的建议完善两化融合研发工作体系构建两化融合创新支撑体系建立网络信息安全防护体系加强重点领域技术研发加强煤炭基础数据资源开发和利用加强产学研相结合推进两化融合加强产业链间协同研究整合企业自身IT技术资源，形成煤炭信息技术产业促进煤炭企业与各类信息技术企业融合发展鼓励搭建各类行业级信息技术与服务平台积极研究探索各类新技术体系的煤炭应用场景建立安全可靠的信息安全保障体系增强内外部网络安全防御能力构建工业控制网深度安全防护体系结语：两化融合工作的体会 信息化信息化对人类社会的推动和发展作用将是史无前例的。我们正处于信息技术快速发展所带来对人类社会的推动和发展作用将是史无前例的。我们正处于信息技术快速发展所带来“巨变的前夜巨变的前夜”。信息技术与煤炭工业的融合必将是未来的发展方向，也将改变行业的传统形态。信息技术与煤炭工业的融合必将是未来的发展方向，也将改变行业的传统形态。在两化融合过程中，信息技术的应用与管理的同步革新是同等重要的。要克服过去信息化建在两化融合过程中，信息技术的应用与管理的同步革新是同等重要的。要克服过去信息化建设设“重硬件、轻软件；重建设、轻维护重硬件、轻软件；重建设、轻维护”等现象。等现象。两化融合，不仅需要先进的技术、设备、系统，更重要的是加强两化融合，不仅需要先进的技术、设备、系统，更重要的是加强“管理管理”，让管理体系、标，让管理体系、标准、制度，人员思维、素质、技能等与系统的要求相适应。系统再强大，也需要人来建设、使用准、制度，人员思维、素质、技能等与系统的要求相适应。系统再强大，也需要人来建设、使用和控制。做好两化融合工作，要做到技术和管理并重。核心是解决和控制。做好两化融合工作，要做到技术和管理并重。核心是解决“人人”的问题，也就是管理能的问题，也就是管理能力的提升问题。力的提升问题。智能化煤矿建设，既要实现生产的自动化、信息化和智能化，同时要实现管理的精细化、数智能化煤矿建设，既要实现生产的自动化、信息化和智能化，同时要实现管理的精细化、数字化和大数据应用。字化和大数据应用。谢 谢！中国煤炭工业协会