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    5G创新助推煤矿智能化 华为“风筝方案”在鑫岩煤矿的行业实践

      [  中关村在线 原创  ]   作者:菲律宾太城申博   |  责编:徐鹏

          作为中国重要的传统能源产业,煤炭行业可以说是国民经济的重要组成部分,其智能化建设直接关系着国民经济和社会智能化的进程。考虑到煤矿场景的智能化改造是个复杂的系统工程,其过程从起步到加速需要涉及政策支持、顶层设计、细则实施、标准制定、科研创新等等方面,离不开产业各方的生态合作。更重要的是,煤矿智能化需要核心技术支撑,要将AI、云计算、大数据、物联网等技术与煤矿作业场景深度融合,打造可感知、实时互联、动态预测的智能管理系统,提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应。

    5G创新助推煤矿智能化 华为“风筝方案”在鑫岩煤矿的行业实践
    华为公网专用风筝方案发布仪式(从左至右分别为山西移动副总经理刘颖、华为云核心网产品线总裁刘康、吕梁东义集团煤气化有限公司鑫岩煤矿总工程师梅军)

          “煤炭行业正在智能化生产等领域积极探索,以5G为代表的信息通信技术为智能化建设提供了生产保障和平台。从技术研发和推广的角度来说,要有更加完善的体系,降低技术门槛,把技术下沉到企业,对此,华为公司和山西移动为我们提供了非常有效的解决方案。”吕梁东义集团煤气化有限公司鑫岩煤矿总工程师梅军谈到。去年12月,鑫岩煤矿入选国家首批智能化示范建设煤矿,标志着煤矿的智能化从建设理念、系统架构、智能技术与装备、综合管理、经济投入等领域进入全面探索与实践,助力建设“能源新基建”。

          2021年2月24日, 在2021 MWC上海期间,华为与山西移动、鑫岩煤矿联合发布了5GtoB公网专用风筝方案,为行业提供高性能、高可靠的5G网络,加速5G产业发展,实现5G商业价值,释放数字经济新动能。2020年,鑫岩煤矿携手山西移动和华为,率先应用5G技术深化智能化建设,同年11月被确定为国家首批智能化矿井试点单位。5G已经深入到鑫岩煤矿的关键生产环节,如何保障在大网中断的极端情况下,确保企业生产系统正常运行是亟需解决的一大难题。

          相较于4G网络,5G网络的低延时、大带宽等特性解决了煤矿场景中信号传输不及时、支架丢架等问题,最大限度规避了不少安全隐患。同时,基于5G网络的无线通信、高清探头、可视化操作也大幅提升了生产效率和质量。过去,煤矿作业需要大量的人力资源,结合作业条件较为落后,对生产安全造成了较大威胁。而在煤矿智能化发展的三个阶段性目标中,提到要基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控,而这些就是借助基于5G网络的智慧连接和应用所实现的。

          据了解,华为5GtoB公网专用风筝方案基于运营商5G网络公网专用,通过中心与边缘容灾协同,稳若磐石,敏如风筝,在园区入驻专网与中心网络失联时,能够自动切换到专网应急容灾控制面,大大提高了5G专网的可靠性,保障了企业生产系统的高可用性,并在鑫岩煤矿成功进行了测试验证。

          传统的专网具有安全、可靠等优势,不过交付和运维的成本居高不下,而公网有着规模化的特性但在可靠性方面略有逊色,难以满足煤矿等对生产环节严苛的部署要求。对于运营商来说,此前核心网都是建设在省会或地市,真正到园区的话,对网络的高效建设和运维是不小的挑战。为此,华为与山西移动、鑫岩煤矿的创新探索就解决了5G网络应用在安全、成本、效率上的平衡问题。

          公网专用风筝方案的优势分为三个方面:首先是高可靠,网断业不断,在园区部署应急控制面,与中心网络进行实时数据同步,与中心网络连接中断以后,本地网络能够无缝接管业务,保证企业关键生产系统的正常运行;其次是高效率,网沉人不增,采用边缘一体化交付模式,即插即用,一键式部署,2小时开通,极大提升交付效率;此外是高安全,数据不出园区,同时提供S、M、L系列化规格,满足不同专网的不同诉求,其中S模式对应小号专网,多企业共享运营商的网络,M/L模式采用MEC入驻企业,数据不出园区,解决企业数据安全顾虑。过去,园区网络在部署时需要数通、核心网、IT等四名工程师协作,现在只要一名工程师在两小时内即可完成。

          “我们认为‘风筝’是很形象的,有一根无形的‘线’把中心网络联系起来,要体现公网专用的思想,而不是专网专用时的割裂孤岛,还可以根据客户需求分成‘大、中、小’的规格。”华为云核心网产品线营销工程部总裁马亮谈到,“风筝方案更为敏捷,能够快速完成网络建设,并且还具有‘自动驾驶’的特性,可以自主惯性运行,如果遇到故障,等到线缆恢复后依然能与中心节点保持联系。”

          2019年7月,鑫岩煤矿开始进行智能化建设,在一年多的时间内让井下产煤完全实现智能化,井下运输系统、运维系统全程实现无人化,多数岗位都做到无人职守,并且有巡检机器进行巡检,5G的上行带宽能够满足视频监控数据上传所需的大流量,下行能力也可以让自动化生产实现更有效率的集中控制。截至目前,5G技术已连续2640小时支撑鑫岩煤矿安全、高效、稳定的业务运行。

          梅军介绍称,鑫岩煤矿的28个子系统实现智能化,22个岗位实现无人职守,下一步计划在办公等方面推进智能化的深入,企业希望以更低的成本获得更高效、更便捷的技术红利,不仅是解决前期投入,也要解决后续专业人员、设备、维护等问题,“5G可以实现无人化安全生产的终极目标,基于5G网络除了要做到主系统无人职守和远程操控,更要在出现故障时,能够智能调控煤流,根据煤的用货量调整带速和功率,进一步节能降耗。同时,5G技术还能实现更加精准的定位,这些都是我们下一步要考虑的问题。”

          在中国移动通信集团山西有限公司5G创新实验室经理王维东看来,风筝方案解决了客户对于5G网络稳定性、可靠性,以及“数据不出厂”的担忧,该方案在本地部署MEC,能做到“网断业务不断”,并且让数据安全不出厂。

          王维东认为,未来会有三种类型的行业有望采用风筝方案。第一类是高端装备制造业,包括航空航天,以及高铁、地铁等轨道交通,还有精密的机械设备,对安全性要求严苛;第二类是电力、石油、石化等能源行业,同样需要公网专用的可靠性和敏捷性;第三类是民用工业品生产制造,包括家用电器等企业,较大的业务规模和产线复杂度使得其对网络稳定性要求更高。“随着公网专用风筝解决方案的推出,使用运营商5G网络的公网专用产品会助力全社会工业制造企业的数字化转型,提升数字经济的价值。”王维东说。

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