一、華為公司簡介
華為創立于1987年,是全球領先的ICT(信息與通信)基礎設施和智能終端提供商,致力于把數字世界帶入每個人、每個家庭、每個組織,構建萬物互聯的智能世界:讓無處不在的聯接,成為人人平等的權利;為世界提供最強算力,讓云無處不在,讓智能無所不及;所有的行業和組織,因強大的數字平臺而變得敏捷、高效、生機勃勃;通過AI重新定義體驗,讓消費者在家居、辦公、出行等全場景獲得極致的個性化體驗。目前華為約有19.4萬員工,業務遍及170多個國家和地區,服務30多億人口。
在研發領域持續強力投資,是華為的重要戰略。華為堅持每年將10%以上的銷售收入投入研究與開發。2019年,從事研究與開發的人員有9.6萬名,約占公司總人數超過49%。研發費用支出為人民幣1317億元,約占全年收入的15.3%.近十年累計投入的研發費用超過人民幣6000億元。
華為是全球最大的專利持有企業之一,截至2019年12月31日,在全球共持有有效授權專利80000多件,其中中國有效授權專利30000多件,中國以外國家有效授權專利50000多件,含歐美有效授權專利40000多件。90%以上專利為發明專利。華為也持續參與超過400個標準組織,目前在有重要國際影響力的標準組織(3GPP、ETSI、IETF、IEEE、ITU-T、IIC、TMF、CCSA、AII等)承擔董事會成員或者主席職位50+,截至2019年累計提交標準提案60000+。
持續的研發投入構筑了華為在ICT領域強有力的競爭力,華為在未來將與合作伙伴一起,致力于服務好千行百業的客戶,共建萬物互聯的智能化世界。
二、信息基礎設施是智能礦山的基石
新基建背景下,各行業通過信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施的建設,加速推動產業升級和千行百業的數字化轉型進程,不斷培育我國數字經濟發展的新動能。
煤炭行業作為傳統能源行業,是國家經濟的支柱型產業,安全生產高于一切,使用新技術手段保障生產安全、運營,需要進一步推進數字化轉型升級。而5G、云、AI等新技術帶來生產方式的革命性改變,為煤炭行業高質量發展、生產效率的提升帶來強大推動力。煤炭產業也面臨著淘汰落后產能、環境污染等困境,亟待產業結構調整和技術優化。
華為聚焦能源領域,持續加強面向煤炭行業智能化的研發投入,利用數字技術為煤礦企業提供場景化解決方案,聯合行業內生態伙伴,圍繞煤礦生產“采、掘、機、運、通”的重點業務系統,打造基于5G、云、AI等新ICT技術的智能礦山聯合解決方案。將數字技術融入煤炭生產核心業務場景,逐漸改變了傳統煤炭行業的形態,把礦工從艱苦危險的作業環境中解放出來,提升煤礦的安全生產水平和生產效率,為煤炭產業數字化加速和高質量發展提供新動能。
三、創新技術推動智能礦山建設
華為在核心技術上有強大的創新能力。聯接技術一直是華為的強項,在全球角力的5G技術上,華為已經占據領導者地位。在計算技術上,近幾年華為將過去沉淀于內部使用的核心技術向外釋放,包括提供基于鯤鵬芯片和昇騰芯片打造的多樣化計算能力。聯接和計算是智能世界的兩大關鍵技術,聯接+計算,使能萬物感知,萬物互聯,萬物智能,加速千行百業數字化和智能化。
在煤炭行業,依托于5G+F5G的“雙5G”技術,華為幫助煤炭企業實現井下設備的無線工業控制和海量數據的穩定回傳;安全可信、技術領先的云計算技術,打通了煤礦復雜的系統信息孤島,實現了應用的快速創新;而擁有強大算力、支持軟件定義的全棧全場景人工智能技術,助力礦井無人、少人化。多項新ICT技術相輔相成,快速使能煤礦智能全場景。
大帶寬5G上行技術
5G在地面的使用場景主要聚焦數據的下載,即下行帶寬很大,而數據的上傳需求較少;目前地面5G基站的上下行配比通常為2:8。而煤礦井下更關注井下各類數據、傳感器實時回傳,那就要求5G的上行帶寬需要足夠,才能滿足礦井的使用需求。
由此,華為率先推出上下行配比為1:3的5G基站。該款設備在井下實測,每秒上行能夠達到超千兆(即1Gb/s以上)。以目前的4K高清智能攝像機為例,每一路視頻所需要占用的帶寬約為16Mb/s。保守估計,5G單站下即可滿足50路的4K攝像機的視頻實時穩定回傳。而原先在4G時代,上行帶寬在20兆左右,僅能滿足1路攝像機的實時回傳。
基于5G的大帶寬、低時延、廣連接特性,尤其華為在煤礦領域的大帶寬5G上行的創新優勢,可實現井下高清視頻的實時回傳,煤機裝備的5G遠程控制,智能機器人巡檢,數以萬計的傳感器數據回傳等應用場景。
全棧全場景AI技術
煤礦井下的工作環境相對惡劣,由此帶來了招工、用工困難的問題。據調研,部分煤礦的工人平均年齡已超過了45歲。礦井急需通過機械化、智能化的改造來解決工人缺失的問題。
依托華為云的強大算力,一站式AI開發平臺能夠提供人工智能模型敏捷訓練支持,邊緣計算人工智能服務器,軟件定義攝像機提供了煤礦礦井下設備側的AI全場景覆蓋。
2019年,華為AI技術已率先服務于山西省煤炭生產經營信息采集與物流服務平臺;平臺解決了煤炭行業人流、煤流、物流場景中“跑冒滴漏”的物流問題。除物流場景外,AI也在煤炭行業的人流、煤流等業務場景中有相對成熟的應用:如探放水、瓦斯抽采等崗位標準化作業,主運皮帶、礦井變電所的無人值守等。這些場景均采用AI技術替代人員值守,以機器人替代危險崗位作業,實現減人提效,提高安全保障水平。通過全場景AI與礦井機械化設備結合的模式,AI技術將從試點部署走向普惠應用,大大提升煤礦生產效率,并改善礦工工作環境,提升礦工幸福感。
安全可信華為云
根據煤礦安全生產規程要求,一座合格的礦井需要建立大大小小53個功能不同的子系統。由于各科室獨立規劃、建設、使用,導致系統間不互通,且各系統間數據標準不一,無法有效挖掘數據價值,導致礦井子系統煙囪林立。同時,各類子系統通常直接部署在裸金屬服務器上,資源利用率低,不利于容災與后續擴容。
煤礦數字化平臺提供了應用部署的“黑土地”,幫助礦山實現計算資源的集約控制、按需分配,同時還提供了各類高階服務按需下沉,實時更新的能力,保持礦山數字平臺的技術領先性。應用集成平臺打通了業務孤島,提供應用集成與數據融合,避免共性能力重復建設。針對煤礦信息化系統運維能力較差的問題,華為云專屬運維基地將負責統一遠程運維,保持業務安全可靠運行。
通過華為數字平臺與礦井各類現有子系統的對接融合,能夠消除礦山業務孤島,打通各類數據,發揮數據價值,提升管理效率。
井下F5G全光網絡
5G時代的來臨,讓所有的井工礦都面臨著井下工業環網升級的問題。目前基于進口品牌工業交換機的環網方案,存在著防爆認證設備多、井下光纖熔接難度大、光纖故障檢測工作繁瑣、系統價格偏貴且服務響應慢等問題,制約著井下工業環網整體部署、使用和運維效率。
作為第五代固定網絡通信技術,華為F5G全光網絡解決方案提供了新的網絡結構和通信方式,在技術、成本、運行維護和管理等方面有著巨大的優勢,解決了煤礦井下惡劣環境中的通信技術難題。F5G光網絡從井下終端一跳直達井上,中間為全無源架構,很大程度上減少了井下交換機防爆認證的投入。而全程預鏈接技術也能免去井下熔纖的需求。同時,全光網絡解決方案提供了全網端到端運維可視技術,能夠從地面系統進行光纖斷點自動精準檢測,解決了井下復雜環境下環網運維效率的難題。
目前,華為正在積極推動硬件產品的防爆工作,其中,5G基站已經在全國多個礦山下井,Wi-Fi 6、F5G光網絡產品也將在9月底完成相關防爆認證工作。同時,數字平臺已完成與多個行業伙伴的對接和適配工作,并已在全國各地多個煤炭礦企以及非煤礦企落地、應用。
四、華為煤炭行業智能化成果及進展
2019年以來,依托行業領先的5G+AI+云技術,華為在煤炭行業積極開展煤炭智能化先行探索,與行業伙伴聯合,共同賦能煤炭企業,在諸多方面取得了積極成效,為后續行業智能化轉型打下堅實基礎,具體如下:
積極打造智能礦山方案。華為聯合業內伙伴于2020年7月10日隆重對外發布華為智能礦山聯合解決方案。該方案構建中,聯合龍軟科技、精英數智、上海山源、和利時、華洋通信、睿呈時代等合作伙伴,引入先進的5G+AI+云等先進的ICT技術,華為提出了”3個1+N+5” 的智能礦山整體架構。
“3個1+N+5”即礦山一張網、礦山一朵云、礦山一平臺、以及N個應用與5個中心。通過礦山一張網,構建互聯互通、統一高效、綜合承載的礦山融合網絡;通過礦山一朵云,構建安全可信、彈性靈活、運維高效的數字化底座;通過一平臺,打破煙囪式系統,形成數據共享、能力共享、開放統一的礦山數字平臺,以此支撐礦山在采、掘、機、運、通等環節的幾十個到數百個各類應用系統,支撐礦山打造各類智慧業務應用,以及形成決策指揮中心、安全生產中心、綜合集控中心、智能巡檢中心以及經營管理中心。
目前,智能礦山聯合解決方案正在全國各地煤炭礦企以及非煤礦企積極推進落地中,部分重要板塊已在相關礦企取得先行落地。比如,山東黃金采用華為數字平臺支撐其核心生產業務,采用ROMA、DAYU等技術與其業務深度融合,支撐構建智能礦山;山西焦煤龐龐塔礦采用5G、LTE、NB-IoT等技術實現井下全域無線覆蓋,構建井下一張網,進而下一步將在一網基礎上,實現“一云、一平臺”來支撐礦山各類業務系統;內蒙古白云鄂博礦采用華為5G、eLTE、機器視覺、數字平臺等技術構建露天礦山無人駕駛,以此作為突破口來推進智能礦山建設;斜溝礦采用華為eLTE等技術,打造了智能礦山,實現“信息采集全覆蓋、生產過程全記錄、人機環境全監控、數據資源全共享、統計分析全自動、業務管理全透明”,加快信息化和自動化深度融合。
此外,華為支撐構建的煤炭事故風險分析平臺在山西大規模部署,利用先進技術手段提高煤礦安全生產能力和煤礦安全監管水平,落實安全生產,切實加強風險管控。
5G在煤礦創新試點。華為積極與各大運營商合作推進煤礦場景5G部署,2019年9月與陽煤集團、中國移動簽署5G業務框架合作協議,聯合開展5G+智能礦山應用合作。依托中國移動5G網——井下534米“超千兆上行”煤礦5G專用網,陽煤集團新元煤礦成功實現了煤礦智慧化管理,打造基于5G+智能礦山新的產業格局,探索5G網絡在煤礦通信、管理、生產、銷售、安全、監測等方面的應用落地,為5G在煤炭行業的應用、建設智能礦山奠定基礎。
在露天礦,全球首個5G無人駕駛礦車應用在白云鄂博礦區落地,通過融合GPS、視覺感知等技術,利用車載傳感器、路測傳感器的多層面數據,實現車輛遠程操控、車路融合定位、精準?、自主避障等功能,有效提高特殊環境下礦車作業效率,最大程度減少工程現場作業人員數量,有效確保人員安全。同時,通過“5G+遠程控制系統”搭建遠程智能調度監控平臺,建設車車-車網-車地通信系統,最終實現礦山生產運營自動化管理。
助力煤炭運銷監管。華為和晉能集團按照“政企合作、數據互通、三方配合、購買服務”模式,聯合建設了山西省煤炭企業生產經營信息采集與物流服務平臺,覆蓋山西省700多個礦、1300多個洗煤廠。
從源頭企業獲取生產經營數據,利用云計算、人工智能最新技術將煤炭運輸全流程自動化監管起來,解決了“五難”問題,即煤炭產銷量統計難、礦企稅收稽核難、超限超載管理難、公路污染治理難、運輸市場整治難。
該平臺適用于全省煤炭經營企業和政府相關職能部門,通過對煤礦源頭生產數據和物流數據的采集和匯總分析,為政府行政管理提供數據支撐和信息服務,建立有效的第三方運營管理機制和政府部門的監管機制,實現規范管理,公開、透明、公正運行。
該平臺的建立,是助力山西省著力打造能源革命“排頭兵”、促進地方經濟高質量發展的重要內容,是推動“放管服效”改革、規范生產經營秩序、服務煤炭企業發展的迫切需要,是進一步促進公平競爭、強化總量調控的重要舉措。
聯合打造煤礦大腦。華為與精英數智、煤科總院共同開發的“煤炭大腦”平臺可以實現煤礦各場景智能感知、智能決策,并不斷自學習升級模型。系統運用機器視覺、機器聽覺、邊緣計算等技術實現調度智能化、裝備機器人化。
“煤炭大腦”平臺已經在長治三元王莊煤礦實現了探放水智能監測應用,在山西天地王坡煤業實現了皮帶運行智能監測應用。華為南非代表處邀請南非共和國埃索礦業集團客戶到王莊煤礦參觀“煤炭大腦”解決方案,有力推動山西省國際化技術輸出。
智慧配煤。華為云攜手中國煉焦業協會、煤科總院基于華為云工業智能體平臺以面向焦化企業,提供融合先進配煤機理的人工智能智慧配煤解決方案,提供高精度焦炭質量預測和煉焦生產配煤配比優化功能,助力焦化企業實現保質量本。該方案已經在河南、山東、內蒙古、新疆等區域多個焦化企業應用,應用效果得到使用企業高度認可。
煤礦智慧園區。陜煤小保當煤礦智慧園區方案,打通、整合了礦業物聯網、大數據、視頻、統一通信、GIS等基礎平臺及各類應用,統一采集處理海量的礦業數據,打破信息孤島,實現人、流程和信息三個層面的全面整合。同時,在華為ROMA平臺的助力下,小保當智慧園區智能運營中心構建了“一屏覽礦區”的便捷管理模式,打通物理世界與數字世界的界限,對樓控系統、設備設施運維、礦區安全事件進行等統一、可視化多維管控,全方位展示運行狀態,完成礦區事件動態智能決策與實時響應。
整體而言,華為將在礦山領域持續投入,通過“以點帶面”、不斷創新,與合作伙伴一起面向未來,聯合構建全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的礦山綜合智能系統,最終實現生產作業更安全、生產效率更高、生產環境更環保。
五、數字化轉型深入千行百業
智能世界正在加速到來,華為企業業務堅持“平臺+AI+生態”戰略,與合作伙伴一起為政府和企業客戶提供無處不在的聯接、無所不及的智能,并基于華為沃土數字平臺,融合云計算、物聯網、大數據、AI、5G等多種新ICT技術,構建數字世界底座,支撐客戶數字化轉型成功,將數字世界帶入每個組織。
截至2019年底,全球已有700多個城市、228家世界500強企業(含58家世界100強企業)選擇華為作為數字化轉型的伙伴。
在電力行業,華為聯合電力企業及行業伙伴推出電網AI巡檢、配電物聯網等創新解決方案,廣泛應用于沙特SEC、土耳其TEIAS、泰國PEA、中國國家電網、中國南方電網等電力公司,助力數字電網、數字運營、數字服務。華為聯合國網天津電力公司完成云平臺、數據平臺和物聯管理平臺的建設,實現“三臺”貫通并上線多種應用,推進一體化數據資源體系。華為輸電AI巡檢解決方案助力沙特阿拉伯輸電線路安全態勢實時感知,入侵風險AI識別,確保輸電線路安全。
在油氣行業,華為以5G、AI、云計算等技術為傳統油氣業務帶來新型作業和管理模式,使能智能化運營。華為為中石油地震處理、勘探開發一體化協同研究等業務提供高性能云計算環境,降低約20%生產成本。
而華為自身就是一個大型全球化制造企業,過去30年也經歷了從傳統模式到信息化、數字化、智能化的演進過程。作為數字化轉型的踐行者與受益者,華為希望將助力千行百業數字化轉型所累積的能力與經驗,以頂層設計為開始,以ICT平臺為生產工具,以企業數據資產為核心,幫助煤炭行業企業加速實現數字化轉型,并由智能礦山建設擴展到煤炭行業生產、經營、管理的全過程模式的創新,最終服務于煤炭礦業的高質量發展。