华为技术有限公司非煤矿山智能化建设典型经验材料


华为公司通过3年多的实践,按照工业互联网架构,在下层智能连接、中层智慧平台、上层智能应用三方面开展矿山智能化建设服务。主要做法如下。

一、无线网络智能连接

网络连接是华为的“老本行”,也是在矿山行业最先得到适配的技术。比如,利用5G大带宽、低时延、广连接、高可靠的特性,在煤矿行业采用本安低频段5G网络,创新采用上传大下载小的能力反转,有效满足了井下采掘工作面少人生产、人员即时通信、海量物联设备全连接、所有业务一网承载等需求。

一些地下金属矿山也提出,希望通过设备远程控制、固定场所的无人值守减少井下作业人员。经分析,只要网络覆盖、带宽足够,远程控制不是技术难题。现实情况是金属矿山采掘、运输的网络通信问题十分突出,主要因为地质条件复杂、工作面移动频繁、井下采矿以炮采为主、爆破冲击容易破坏有线网络。军团意识到无线网络才是这类场景的解决方案,WiFi6 Mesh技术拥有免光纤自组网、双发选收、无损漫游等特性,非常适合这种场景需求,军团立即联合伙伴集合智能传感、机器视觉、WiFi6 Mesh等技术,以设备远控和安全管理为目标进行方案落地。

经过实践,军团成功帮助山东黄金焦家金矿大幅提升网络带宽和稳定性,基于稳定网络,铲运机人员操作由井下改为地面调度室,将原来的2人1车提升至1人3车。

金川集团龙首山矿井上部署园区物联一体机,实现矿井主要生产环节的远程集中控制,用WiFi6实现井下采矿区和硐室无线覆盖,充分利用其部署简单、运维量小的优势,降低网络建设及运维成本30%,提升巡检效率40%,有效实现了减人提效。

鞍钢矿业眼前山矿部署矿山工业互联网平台,依托“1中心、1网络、1系统、1平台+N智能应用”的框架体系,通过5G、融合IP工业网、WiFi6实现矿山网络全覆盖,部署云平台及数据中心进行大数据综合管理、分析和应用,可实现井下固定设施无人化运行、移动设备地表远程控制,单这一项可减少井下作业人员120人。

二、AI智慧平台

矿山智能化建设离不开人工智能技术。当前全球已有一半国家发布了AI战略,我国也作出了相应部署。AI技术正在加速进入千行百业,赋能各种生产场景,大模型作为AI技术分支之一,已经成为主流发展趋势,也是矿山智能化的必然方向。

国家矿山安全监察局明确要求“无视频监控不作业”,井下越来越多作业地点安装了视频监控,但是数量庞大的视频数据如果仍然依赖人工监视,无异于形同虚设。传统的小模型,一个模型只能针对性解决一个问题,开发效率低、训练周期长、场景适应性差,非常依赖后台人工标注。大模型技术采用学习架构创新和海量数据参数方式,模型具备自学习、自理解能力,以千亿数量级数据作为认知基础,统一训练行业模型,配合场景数据进行微调,注入企业数据和现场经验,有很强的“基础”能力和“变通”能力,大幅提升了模型训练效率和智能水平。

山东能源集团应用盘古矿山大模型快速训练82个应用场景,在28个煤矿落地应用,兴隆庄煤矿、李楼煤矿应用该技术对井下卸压钻孔施工质量进行智能分析,将原来人工审核工作量降低80%,施工监管审核时间从3天缩短至10分钟。

湖南钢铁集团通过大模型将废钢定级准确率提高到90%,所属湘钢集团通过大模型技术将焦炭成本最高降低20元/吨,行车智能调度系统可在1分钟内“思考”出接下来30分钟的调度计划。

三、露天矿无人驾驶等智能应用

军团将乘用车自动驾驶技术引入矿山。首先,车要够智能。在车端加载自主可控的车规级芯片计算平台(MDC)作为“大脑”,采用高精度激光雷达和毫米波雷达、高清摄像仪,以及组合导航、V2X通信设备等作为“眼睛”和“耳朵”。其次,路要够智能。采用传输覆盖能力更强、安全可靠性更高的5G技术,通过海量场景仿真进行算法优化,精准识别复杂多变的作业场景。最后,云端平台要智能。管理调度平台实时更新动态地图,装车、排土车辆停靠定位精度达厘米级,所有车辆状态实现可视可管,挖机、铲车和无人驾驶车辆协同作业。

在海拔2750米的云南中铝驰宏金鼎锌矿,面临汛期频繁停产、山区地形异常复杂、雨雾极端天气等客观难题,司机和安全管理人员招聘难,企业迫切期望通过无人驾驶来解决这些困难。经过三个月的努力,采用众包地图、3D路况模型等技术,解决了上述难题,实现了宽体车无人驾驶编组常态化运行,综合工效与人工持平。在酒钢集团西沟矿,通过远程操控、无人驾驶等技术,实现整矿5钻、6铲、12车全部无人化,创新形成了复杂工况下“钻、铲、运”远程协同无人采矿新工艺,逐步减少司机50余名、每年节约成本750万元,极大促进矿山本质安全、降本增效。

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