智能矿山暨无人驾驶行业蓝皮书

2024智能矿山暨无人驾驶行业蓝皮书 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室丨徐州数字空间矿山研究院有限公司丨亿矿通 前言 随着近年来政策的推动以及无人驾驶等先进技术在矿山场景的应用，智能矿山建设已取得长足的进步，为行业的高质量发展注入了技术驱动的希望。诸多政府机构、矿山企业、智能化技术公司以及传统装备制造商都积极参与其中，贡献了自身的智慧和力量。各方的视角，关于智能矿山的认知逐步形成，领域各异、专精不一，在智能矿山市场中通过技术交易进行着链接和扩散。 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室肩负国家给予的推动矿山智能化发展的任务，相关师生积极参与企业一线的业务发展，在整个智能矿山产业链中扮演着技术链接者的角色，同时也在多年的产业链合作中碰撞了各方的诉求和观点。在此背景下，中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室徐州数字空间矿山研究院，通过整理市场技术交易数据、走访调研行业企业以及梳理整合相关理论研究，形成了《2024智能矿山暨无人驾驶行业蓝皮书》。 蓝皮书学习了一些优秀企业的经验做法，并获得了行业内相关机构的数据和观点支撑，同时参考了众多专家的意见和建议。时间关系前期未能一一沟通，在此一并表达谢意。我们期望本蓝皮书能以浅显之见，为行业内企业提供一些资料和信息，为在行业中摸索前行的从业者提供有益的线索，为未来企业技术演进提供思考范式的参考。智能矿山的产业链组织方式演化是技术驱动管理、管理驱动产业的结果，先进产业链组织方式的形成也将进一步为技术的发展和企业的商业运营提供高效率的组织边界和业务边界，助力企业形成有效的商业模式。这是本蓝皮书所提出并重点思考的问题，供参阅者斟酌讨论。 智能矿山及无人驾驶发展背景1 1.1智能矿山概念与无人驾驶关系1.2智能矿山及无人驾驶发展历程1.3智能矿山及无人驾驶发展动力1.4智能矿山及无人驾驶产业链分析 智能矿山及无人驾驶市场现状2 2.1智能矿山建设现状2.2智能矿山市场规模2.3矿山无人驾驶主要场景2.4矿山无人驾驶市场现状 目 录 C O N T E N T S 智能矿山解决方案和发展目标3 3.1空天地智能矿山总体架构3.2基于空天地框架的产业链协同演进 智能矿山及无人驾驶产业趋势展望4 4.1智能矿山产业发展趋势4.2矿山无人驾驶未来展望 智能矿山及无人驾驶发展背景1 1.1智能矿山概念与无人驾驶关系1.2智能矿山及无人驾驶发展历程1.3智能矿山及无人驾驶发展动力1.4智能矿山及无人驾驶产业链分析 智能矿山及无人驾驶市场现状2 2.1智能矿山建设现状2.2智能矿山市场规模2.3矿山无人驾驶主要场景2.4矿山无人驾驶市场现状 目 录 C O N T E N T S 智能矿山解决方案和发展目标3 3.1空天地智能矿山总体架构3.2基于空天地框架的产业链协同演进 智能矿山及无人驾驶产业趋势展望4 4.1智能矿山产业发展趋势4.2矿山无人驾驶未来展望 1.1智能矿山概念与无人驾驶关系 1.1.1智能矿山概念的起源 ◆1999年首届“国际数字地球”大会提出“数字矿山”(Digital Mine)概念。数字矿山是以矿山开采环境、对象及过程信息数字化为基础，构建数据的采集、传输、存储、处理和反馈的信息化闭环，重点在于资源、规划、设计、计划和过程管理的数字化建模、仿真、优化和评估。 ◆经过二十余年的发展，国内在"数字矿山"理念的基础上进一步提出了"智能矿山"的概念。智能矿山更加注重采矿设计、计划、生产、调度和决策等环节的智能化，利用先进的技术手段，如人工智能、物联网、大数据等，推动矿山行业的智能化升级，实现更高效、安全、环保的开采作业。 1.1.2智能矿山引领矿山全流程智能化升级 ◆智能矿山是在现有矿山数字化基础上，进一步实现智能化发展的整合过程，是一个多学科交叉融合的复杂问题，涵盖了从系统工程到专业技能的广泛领域，要求不同层面、技术和工种之间实现高度的协同与整合。其本质是通过智能化技术实现矿山精益管理和柔性生产。 ◆智能矿山的构建，依托于四维地理信息、泛在网络、云计算、大数据、虚拟化技术以及先进的计算机软件和网络基础设施，集成应用各类传感感知、数据通信、自动控制、智能决策等技术，形成矿山全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统，实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程的智能化运行。 ◆智能矿山不只是要逐步做到少人甚至无人化，更重要的是矿山内部各个子系统、不同数据的打通融合，以优化管理、提升效率、节省成本，实现精益生产，从而推动整个矿山行业持续发展。 1.1智能矿山概念与无人驾驶关系 1.1.3智能化是矿业高质量发展的必由之路，无人驾驶为产业发展蓄势赋能 ◆智能矿山是打造矿山新质生产力、推动矿业高质量发展的核心内容，通过将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、工业互联网等与现代矿山开发技术深度融合，少人化无人化是重要的目标，也是智能化深度的体现，最终实现矿山生产的安全提升、减员增效、节能降耗。 ◆无人驾驶作为智能矿山的重要子系统之一，是新质生产力的集中体现。无人驾驶在智能矿山实现应用落地，引领劳动者、劳动资料、劳动对象实现新的变革，为传统矿业的高质量发展提供新动能新优势，为矿山生产全链条数字化提供了执行端的实现工具，驱动矿山向绿色低碳、科技创新方向转变。 更高素质的劳动者 更高技术含量的劳动资料 获取更多维度报告数据，请访问亿矿通官网(mine.iyiou.com) 1.2智能矿山及无人驾驶发展历程 1.2.1中国矿山历经机械化、自动化、信息化、数字化阶段，目前已迎来智能化阶段 ◆中国智能矿山的发展历程可以划分为五个主要阶段：机械化、自动化、信息化、数字化和智能化。20世纪90年代前，矿山作业主要依赖人工操作机械工具；在自动化阶段，矿山引入单机传输和传感技术，并开始采用可编程控制系统和GIS平台；21世纪初，中国矿山进入信息化时代，综合集成平台得到应用、高速网络通道形成，实现了初级数据处理及系统联动、信息综合发布；随后，数字化矿山进一步整合了自动化、信息化和空间数字化技术，为矿山的智能化奠定了基础；21世纪20年代起，中国矿山进入智能化发展阶段，目前许多矿山已实现局部智能化，未来将进一步向全面智能化发展。 1.2智能矿山及无人驾驶发展历程 1.2.2智能矿山无人驾驶应用规模扩大，未来将与智能矿山深度融合 ◆中国矿山无人驾驶已度过萌芽阶段和技术研发、测试运营阶段，经过技术沉淀和标杆案例经验积累，2021年起，中科慧拓、踏歌智行、易控智驾、希迪智驾等智能矿山无人驾驶解决方案商陆续实现常态化安全员下车，技术的安全性得到验证，矿山无人驾驶车辆逐步实现规模化运行。 ◆预计从2024年起，随着技术的大规模应用，矿山无人驾驶的成本效益比将得到显著提升，无人驾驶企业将逐步进入项目运营盈亏平衡的阶段，商业价值逐步显现。展望未来，无人驾驶系统将与智能矿山的其他系统深度融合，通过全链条数字化提升效率和安全性，共同推动矿山整体智能化加速，助力矿山行业实现高端化、智能化、绿色化发展。 1.3智能矿山及无人驾驶发展动力 1.3.1政策推动矿山向安全、绿色、智能化转型 ◆近年来，国家各部委陆续发布多项政策，明确了智能矿山建设目标，并确立矿山智能化建设指南和评价标准，从科技创新、信息化建设、金融支持等领域全方位支持矿山向安全、绿色、智能化转型，智能矿山建设已成为重点工作任务。 ◆地方政府也相继出台智能矿山相关行动计划与具体实施方案，并大力推进试点示范，引导矿山企业提升智能化建设水平。 国家层面智能矿山相关政策 智能矿山建设目标 2020.02《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》 •到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输；2035年，各类煤矿建成智能化体系 2024.04《关于深入推进矿山智能化建设促进矿山安全发展的指导意见》•到2026年，全国煤矿智能化产能占比不低于60%，智能化工作面数量占比不低于30%•到2030年，建立完备的矿山智能化技术、装备、管理体系，实现矿山数据深度融合、共享应用 智能矿山相关政策 2024.01《2024年矿山安全生产工作要点》 •推进矿山安全科技赋能，强化科技支撑能力、矿山安全信息化、矿山智能化建设 •实施矿山智能化发展行动计划，协同推进矿山自动化、智能化建设相关政策配套 2024.03《煤矿智能化标准体系建设指南》 标准规范 •构建煤矿智能化标准体系，包括基础通用、信息基础、平台与软件、生产系统与技术装备、运维保障与管理5个标准子体系 资金支持2023.01《煤矿安全改造中央预算内投资专项管理办法》 •鼓励引导专项资金更多投向煤矿智能化建设，最高奖励可支持3000万元 地方层面智能矿山建设要求 •2025年，各类生产煤矿智能化改造全部开工，大型和灾害严重煤矿煤矿基本实现智能化•2027年，全省各类煤矿基本实现智能化山西 •2025年，分布在重点露天煤矿的1200个矿用车实现无人驾驶，井工煤矿采掘面全部实现智能化作业内蒙古 获取更多维度报告数据，请访问亿矿通官网(mine.iyiou.com) 1.3智能矿山及无人驾驶发展动力 1.3.2矿山安全问题亟待解决 ◆矿山生产面临工艺复杂、灾害频发和事故风险高的挑战。以主要矿产资源煤炭为例，随着生产安全意识提升，中国煤矿安全事故数量与死亡人数总体呈下降趋势，但2022年数据明显反弹，同比分别上升85%和38%。同时，与发达国家相比，中国煤矿百万吨死亡人数仍然较高，安全生产水平有一定提升空间。 ◆因此，矿山行业迫切需要推动生产过程向无人化和少人化转型，以增强其生产安全性。智能矿山的建设正是应对这一需求的关键。通过应用远程控制、无人驾驶等技术，智能矿山能够显著减少矿山安全事故，其先进的安全系统能够实现对矿山环境的实时监控，及时发现并排查安全隐患，从而大幅提升矿山的安全生产水平。 1.3智能矿山及无人驾驶发展动力 1.3.3矿山招工难是智能化渗透的关键因素 ◆矿山工作环境艰苦、劳动强度大，同时社会地位受限，导致人员流动性较大。当前，矿山行业面临年轻人从业意愿低迷、难以吸引40岁以下劳动力的挑战，招工难问题日益严峻，传统的严重依赖劳动力的用工模式已难以满足行业高质量发展的需求。 工作环境艰苦 1.3.4矿山智能化带来效益提升 ◆智能矿山在资源回收率、总产量、备品备件与辅料消耗、维护成本、管理费用、人工支出、能源消耗以及库存等多个指标上相较于传统矿山展现出显著的优化潜力。全系统智能化的实施不仅能够提升矿山企业的收入，还能够帮助其降低运营支出，减少资产投入。 1.4智能矿山及无人驾驶产业链分析 获取更多维度报告数据，请访问亿矿通官网(mine.iyiou.com) 1.4智能矿山及无人驾驶产业链分析 1.4.2智能矿山产业链主体分析 ◆智能矿山产业链涉及企业较多，从成立时间维度上看，智能矿山产业链主要由成立时间较长的企业构成，过半数企业成立超过10年，体现了智能化技术应用渗透于矿山产业链传统企业的特点。其中，成立10-20年的企业数量占比为34.6%，成立20年以上的成熟企业数量占比为21.2%，在技术积累及市场经验上占据一定优势。同时，成立5-10年的中坚企业占比达24.7%，正处于快速成长的关键时期。成立年限不足5年的新兴企业虽然占比较小，往往是软件信息企业新近进入矿山场景，有助于推动整个产业链的技术进步和创新发展。 ◆从企业产品分类上看，提供矿山生产作业系统的企业以577家的数量领先，成为行业的主力军。矿山配套服务企业数量位居第二，主要为矿山企业提供监测、检测服务及相关设备。物联网和矿山管理系统企业数量分别为175家和142家。技术驱动型企业，包括云服务/云计算、智能机械设备、信息传输等企业，虽然目前数量相对较小，