工业互联网架构的智能矿山解决方案

矿山行业面临安全生产、经营管理等多方面挑战（以煤矿为例） 生产安全形势严峻 井下工人平均年龄已经超过45岁，且年轻人不愿下井，煤矿招人困难 煤矿特殊的生产环境和装备，缺乏有效管理手段，导致煤矿瓦斯、透水、顶板灾害事故频发 煤矿多重视生产装备的投入，在企业经营管理上投入较少，导致煤矿管理效率低，经营成本高 烟囱孤立的系统 数据归属不统一难共享 七国八制的网络 成千上万孤立终端 智能矿山解决方案目标架构 矿鸿作为井下各类终端的操作系统，统一物联协议、统一数据采集和传输标准华为云+数字平台，实现数据入湖，使能智能时代的大数据和AI应用 矿鸿高可靠、低时延、软总线三大能力使能三机联动等智能应用 优势及价值 •统一系统：一套系统覆盖大大小小设备•万物互联：人机互联、机机互联、万物感知•统一标准：设备接口、数据协议标准化•安全可信：最高安全认证、核心代码全自研 统一的工业承载网，多样化接入方式，打造智能矿山综合承载网 多技术融合，构建超大带宽、低时延、高可靠的矿山综合承载网 优势及价值 •多技术优势互补，全场景无线覆盖 多种无线技术按场景适配，构建大带宽、低时延的井下无线网络，丰富应用，减小有线网络维护难度 •融合IP工业网 本质安全设计、5G承载，安全可靠 工业承载网，可承载5G业务，实现移动场景大带宽、低时延接入，通过网络切片技术实现业务安全隔离智能运维，统一管理随流检测，故障精确定位，业务质量可视，管-控-析一体，图形化管理，简单易维 •F5G全光工业网 全光工业网，极简、高效 井下全光无源网络，本质安全设计，易建网，少防爆，免熔纤，智能光链路，多技术提升有线网络运行效率 矿山融合IP工业网：构筑多网合一、品质无线覆盖、综合承载的矿山生产网络 优势及价值 •网络切片助力多网合一，工控类业务低时延保障•支持5G承载，助力5G基站快速下井•业界首款本安型Wi-Fi 6，400m长距覆盖•智能运维，业务质量可视，故障分钟级定位 井下Wi-Fi 6无线Mesh组网减少光纤，解决“断缆”痛点 优势及价值 •Mesh组网，无光纤部署易调整，解决采区频繁变动网络调整难的问题•爆破区网络无线覆盖，实现采区无线通信、采区装备远程控制，提升安全和作业效率 优势及价值 2井上矿区全光园区网 1井下煤矿工业光环网 3集团间波分承载网 •多级硬管道、超大带宽•业务物理隔离，设备1+1保护•极简网络，随需扩展 •简架构：极简布署，TCO降30%•易演进：平滑扩容，升级无忧•智运维：即插即用 •全本安设备，0防爆箱•光纤网络可视可管、光纤智能诊断•硬管道隔离 5G低频本安网络：实现大上行、远距覆盖，支撑综采远控等多业务快速上线 关键能力 解决方案 •井下5G低频本安网络：覆盖距离更远、巷道场景少建站，综采面两站对打，即可满足上行1Gbps、50ms@99.99%的综采面全景视频拼接+采煤机远控需求 •矿区创新平台（5G核心网）：实现煤矿生产数据在矿内闭环，生产数据不出矿区，并支持IMS语音通话 优势及价值 更大带宽 更低成本 更广覆盖 更全服务 •建站更少，降低成本•一网多用，简化运维 •5G一张网满足语音、视频、远控、物联等多种业务需求 •上行速率满足综采面1Gbps+•满足综采面100+路高清视频•两站打穿综采面•巷道覆盖距离增加75% 矿山融合通信：一网融合、一呼百应，一键直达现场，实现高效调度指挥 优势及价值 •一网融合：各类有线和无线通信系统统一融合、统一调度 •一呼百应：调度中心/作业区/行政区/外线统一编组，集群呼叫、多媒体调度•可视化调度：一键直达现场实时画面，高效指挥 业务上云、边云协同，打造矿山数字平台，实现应用使能、数据共享 优势及价值 •灵活部署：支持公有云、混合云、边缘云多种部署模式，边云协同，满足不同场景需求•资产沉淀：打造煤矿统一数字平台，沉淀数据资产，构筑全面感知的数据能力•数据共享：统一建设煤炭数据湖提供数据服务，打破业务系统数据孤岛，避免重复建设•极简交付：EIC整柜集成，即插即用，预集成成熟的伙伴应用，极简业务上线•开放生态：华为云80+高阶服务随需下沉，技术领先•运营驱动：打造统一的接口平台及规范，使智能煤矿由建设驱动走向运营驱动 智能矿山边缘云：一体化解决方案，一站式交付，加速落地智能化建设 智能矿山边缘云一体化解决方案（EIC）*EIC: EnterpriseIntelligent Cube 优势及价值 行业数字平台：夯实智能化底座 一站式交付：设备即插即用 应用预集成：大幅缩短业务上线时间 •井下设备统一接入•数据资源共享•AI边用边学，实现规模复制 •整柜集成，即插即用•运营级机柜，宽环境适配 •缩短伙伴业务上线时间•整合行业伙伴优势资源 盘古矿山大模型：集约化训练中心，使能人工智能算法开发从作坊式到工业流水线的转变 综采 优势及价值 •人工智能“作坊式”开发升级为“工业流水线式”开发•边用边学，非正常即异常，大大降低新样本筛选效率•降低开发门槛，降低样本数据门槛，加速AI下井•优秀的泛化能力：指标平均提升30%+，算法精度提升10%•非正常即异常，减少样本标注工作85%+ 业界首创综采面全景视频拼接方案，支撑远程作业“看得全、看得清、看得准” 拼接后 拼接前 看得准：采煤机特写 优势及价值 支撑综采面控制中心由井下到井上，实现单班井下减少3人（综采面减人40%+，以某矿为例） 短物距、大视差视频拼接算法、5G大带宽、低时延网络（支持上行带宽1.2Gbps）、5G本安自清洁摄像机 人工智能+全景视频拼接使能综采面远控实现“看得全、看得清、看得准”，支撑综采面智能化水平持续提升 掘进面全景视频远控：实现掘进面看得清、看的全，助力远控，提升安全 优势及价值 •双光摄像机、5G网络、IVS平台及软件，支撑掘进面看得清•在地面即有身临其“井”的现场感，支撑地面远控掘进，提升作业安全性•把煤矿工人从危险、恶劣的井下解放到地面，提升员工幸福感 掘进面作业序列智能监测：AI监督提升掘进面作业规范性，保障安全生产和效率 顶板永久支护作业中，识别钻眼动作并记录钻杆数量，识别上药卷动作并记录药卷数量、识别搅拌动作并记录搅拌时间，最终给出钻杆数量、上药卷数量、搅拌时间三个涉及作业质量的关键指标，并分析是否达标。 异常处理： 当判断钻杆数量、上药卷数量、搅拌时间存在不满足作业规程要求时，需要及时告警，责令现场整改，达到质量要求。 优势及价值 •自研核心算法，可预测动作边界，识别动作更准确•数据不出园区，模型可在线升级，越用越好用•工作面监控方式升级，提升工作面作业规范性，保障安全生产•辅助质量验收，AI自动识别问题环节，提醒验收员重点验收 皮带智能监测：及时发现、主动检修，实现增产提效、少人无人 优势及价值 •异物告警等级可配置，危险区域可灵活划定•数据不出园区，模型可在线升级，越用越好用•减少皮带停机时间15%，保障煤矿生产及保供•每条皮带减巡检人员1人，提升井下生产安全 综采面瓦斯隐患预测辅助系统：多系统数据融合，实现超前预警防范，助力矿山安全水平提升 优势及价值 数据融合分析：打通安监、通风、地质、矿压、综采等业务系统的数据，实现多维数据融合AI分析 •超限辅助预测：提前10分钟发现瓦斯超限可能（超限召回率> 80%，误报率<10%） •支撑安全高效生产：未来瓦斯浓度预测，支撑针对性停机或降速（采煤机），提升安全生产水平 矿山智能作业辅助系统：行业生产作业实践与ICT技术相结合，助力煤企数字化“最后一公里”转型 管理者：井下作业在线指挥直达现场，移动随时审批管理无边界，大数据分析辅助调度更准确 数据汇聚掌握全局管理无边界 中层管理者：任务问题过程透明可追溯，井上井下视频协同更高效，数据沉淀指导决策更可靠 高效协同数字办公全流程透明 作业人员：协同矿鸿无感采集便捷安全，一键无纸报告交接无等待，AI识别高效作业流统一标准 安全为本责任分明高质量作业 优势及价值 •岗位标准化作业指导，从纸面到线上：作业过程可视、可管、可控，降低不安全作业行为风险、提升机电设备运行的稳定性 •以人为本，打造数字化班组，全在线协同：任务工单与队/班组在线匹配，过程问题在线跟踪闭环，绩效评价在线生成，提升班前会、班后会、交接班的效率，为矿工减负，提升幸福感•人机协同，机电全生命周期管理，智能化运检：作业过程融入设备状态管理，动态掌握设备运行状况，向以预防为主的主动型运检转变，缩短检修时长增加生产时间 元图工坊数字孪生使能平台：丰富的矿山模型组件资产，使能客户&伙伴构建敏捷开放的智能矿山运营平台 优势及价值 更好：更好的发挥数据价值，支撑客户业务发展。50+子系统数据融合，数据利用率40%→70%。 更快：系统上线时间更短，快速响应客户需求。60天上线综合管控平台，上线周期缩短30%。 •更省：开发成本降低，实现有利润的增长。人员技能要求低，组件库和应用模版可复用，单应用开发成本降低25%。 基于数字平台大数据和人工智能能力的工艺参数调优，持续提升洗选煤质量、降低配煤成本 智能穿戴&手机 优势及价值 智能穿戴 矿用智能手机 骨传导耳机 •主动降噪算法•上下行双向骨传导技术，强噪通话无忧•人体工学设计，佩戴方便舒适 •企业应用权限定制•数据开放•专业的健康检测•超长续航 •5G全网通•系统级深度定制•双操作系统，数据隔离•预置企业应用 露天矿无人驾驶解决方案：实现矿区作业少人、无人，提效降本增安 优势及价值 •安全：安全员下车，常态化无人作业多传感器融合感知，复杂工况准确识别；全场景仿真，算法在线迭代升级 •高效：综合效率持平有人，挑战超越人工水平 多编组智能调度，减少排队等待时间；无交接班，全天候持续运营 •可靠：7*24小时作业，全天候全工况生产 自研车规级硬件和全栈软件算法，提升可靠性；IP67、GJB322A抗震系统级加固；算法优化过滤扬尘雨雪干扰，疏尘材料降低灰尘附着 智慧园区：保障生产安全、提升运营效率、提升人员体验 优势及价值 •保障安全生产：智慧化安防保障园区整体安全；要地安防，技术加持重点防护；应急指挥调度，全局可控 •提升运营效率：实时、直观园区全局态势可视；智能化手段优化作业流程；盘活资产、节能降耗，精细化管理•提升人员体验：VIP用户极致全流程体验；园区访客便捷通行体验；员工健康质量提升，增强员工幸福感•助力智能矿山建设：园区建设属智能矿山验收标准有机组成部分，将有效促进智能矿山建设 华为安全专业服务+解决方案实现矿山安全等保2.0 从法规看：国家已明令安全等保要求 •国家《网络安全法》：所有通信、能源、交通等重要行业必须要做网络等级保护 •2019年5月10日《GB/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求》正式发布，即等保2.0标准 从历史看：矿山网络事故频发，安全问题凸显 华为：专业咨询服务+三重防护方案，满足等保2.0 对准客户数字化转型分类诉求，华为煤矿军团提供四类咨询服务 优势及价值 富有实战经验的专家团队 源于华为成功 面向行业的全栈解决方案 •面向客户需求的ICT基础产品与业务解决方案•立足行业本质，提供咨询端到端服务 •具有业务成功、项目实战经验的咨询专家•持 续 汲 取 华 为 公 司 先 进 转 型 经验，保持能力与时俱进 •萃取世界先进管理经验，融合中国本土管理思想•源自华为自身转型实践，支撑全球业务高速发展 华为人才发展服务方案，全面提升矿企管理层+技术骨干数字化素养 人才金字塔标准:华为方案+行业化场景+专家顾问 训前 管理人员 训中 技术培训专班-10+X天 技术人员 训后 学习成果实践汇报 训后跟踪满意度反馈 多元化服务：轻咨询、参观、在线学习、训战、华为认证内部专家师