大廠布局的智慧礦山，利好多條半導(dǎo)體賽道

作者：六千

2022年9月，工信部印發(fā)《5G全連接工廠建設(shè)指南》，指出在“十四五”期間，面向原材料、裝備、電子等制造業(yè)各行業(yè)以及采礦、港口、電力等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域，建成1000個(gè)分類分級(jí)、特色鮮明的工廠，打造 100個(gè)標(biāo)桿工廠，推動(dòng)5G融合應(yīng)用縱深發(fā)展。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)單元廣泛連接、信息（IT）運(yùn)營(yíng)（OT）深度融合、 數(shù)據(jù)要素充分利用、創(chuàng)新應(yīng)用高效賦能的新局面。

在工信部發(fā)布的《2023年5G工廠名錄》中，有15家智慧礦山進(jìn)入名單。

提到礦山，過去人們想到的畫面或許是電影《盲井》里的畫面，在漆黑的礦井中工作，將安全交給老天，擔(dān)心是否會(huì)發(fā)生意外。即使在2023年，我們也能看到有礦難新聞的發(fā)生。2022年3月14日，中國(guó)國(guó)家礦山安全監(jiān)察局公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年，中國(guó)礦山共發(fā)生事故356起、死亡503人。這一個(gè)個(gè)數(shù)字后面是悲劇的相乘，智慧礦山的出現(xiàn)就是為了減少這種悲劇的出現(xiàn)。

智慧礦山是以礦山數(shù)字化、信息化為前提和基礎(chǔ)，對(duì)礦山生產(chǎn)、職業(yè)健康與安全、技術(shù)支持與后勤保障等進(jìn)行主動(dòng)感知、自動(dòng)分析、快速處理，建設(shè)智慧礦山，最終實(shí)現(xiàn)安全礦山、無人礦山、高效礦山、清潔礦山的建設(shè)。根據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，通過智能化建設(shè)，2016年到2022年中，全國(guó)煤礦井下作業(yè)人員共計(jì)減少了37萬人。減少的數(shù)字代表著工作效率的提升，更代表著安全的提高，不安全的減少。

因此，從宏觀的角度來看，智慧礦山將有利于我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；從個(gè)人的角度來看，智慧礦山是為每一個(gè)從業(yè)者的人身保障。

?01礦山如何智慧？

智慧礦山建設(shè)主要包括：智慧生產(chǎn)系統(tǒng)、智慧職業(yè)健康與安全系統(tǒng)、智慧技術(shù)支持與后勤保障系統(tǒng)建設(shè)。智慧礦山就是對(duì)生產(chǎn)、職業(yè)健康與安全、技術(shù)和后勤保障等進(jìn)行主動(dòng)感知、自動(dòng)分析、快速處理的智能礦山。不難看出，礦山的數(shù)字化、信息化是智慧礦山建設(shè)的前提和基礎(chǔ)。而數(shù)字化、信息化的基礎(chǔ)離不開半導(dǎo)體產(chǎn)品的支持。得益于此，智慧礦山將有望成為半導(dǎo)體產(chǎn)品增長(zhǎng)的新市場(chǎng)。其中主要的半導(dǎo)體品類包括：遠(yuǎn)程控制礦卡、通信芯片以及傳感器等。

遠(yuǎn)程控制礦卡

提到“礦卡”大家并不陌生，而這里提到的礦卡是真·礦卡。智慧礦山網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛應(yīng)用總體技術(shù)架構(gòu)從三個(gè)層次進(jìn)行構(gòu)建，提供“智能網(wǎng)聯(lián)礦卡、車聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)”協(xié)同的一體化自動(dòng)駕駛服務(wù)。智能網(wǎng)聯(lián)礦卡包括車體和車載智能化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能感知、決策與控制；車聯(lián)網(wǎng)基于LTE-V2X和5G系統(tǒng)構(gòu)建車與車、車與路、車與云平臺(tái)的信息傳輸；云平臺(tái)提供聯(lián)合決策和協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程駕駛、自動(dòng)駕駛的業(yè)務(wù)管理和網(wǎng)絡(luò)信息管理。

礦卡本體加裝激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、高清攝像頭、差分GPS定位等數(shù)采終端和車輛控制終端，輔以高精定位，基于邊緣計(jì)算能力和礦山調(diào)度平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)礦卡的遠(yuǎn)程駕駛、倒車入位、精準(zhǔn)?？康茸鳂I(yè)任務(wù)。遠(yuǎn)程控制礦卡作業(yè)能夠降低露天礦人員的實(shí)地參與，提升員工的安全性。在礦山上的遠(yuǎn)程控制礦卡業(yè)務(wù)需要5G的低時(shí)延、大帶寬和低時(shí)延的能力，滿足多臺(tái)車的通信需求。

通信芯片

從遠(yuǎn)程控制礦卡的描述中，可以看到通信在智慧礦山中起到非常重要性作用。原因不難理解，智慧礦山極高的無人化需要控制端與邊緣設(shè)備時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

礦用5G通訊技術(shù)為煤礦信息化、智能化建設(shè)提供了基礎(chǔ)，5G模組是承載終端接入網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部件，通過使用5G模組，設(shè)備才能向5G系統(tǒng)發(fā)出接入請(qǐng)求，進(jìn)行用戶鑒權(quán)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)?？梢哉f5G模組就是一臺(tái)5G終端設(shè)備的心臟。這也解釋了為什么正在開篇提到的5G工廠名單中有許多5G工廠來自煤礦行業(yè)。

目前來看，5G模組的廠家比較豐富，華為、中興、移遠(yuǎn)等主流大廠早已發(fā)布了相關(guān)模組的信息并投入使用。展銳與海信集團(tuán)達(dá)成合作，海信基于展銳唐古拉V510推出了5G模組和5G DTU打造智慧采礦數(shù)字化解決方案。該方案可實(shí)現(xiàn)無人巡檢、智能掘進(jìn)、設(shè)備和人員精準(zhǔn)定位、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上報(bào)、作業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控等。在降低18%設(shè)備故障率的同時(shí)，也讓礦井作業(yè)更安全，管理更智能，并給采礦企業(yè)帶來明顯效益提升。

傳感器

隨著采礦業(yè)的發(fā)展，其實(shí)當(dāng)前許多的礦難發(fā)生的原因更多的是不規(guī)范操作導(dǎo)致的意外。設(shè)置傳感器一方面有助于煤礦企業(yè)自己監(jiān)控工作環(huán)境，另一方面則有助于監(jiān)管部門對(duì)煤礦企業(yè)進(jìn)行監(jiān)控。

據(jù)有關(guān)部門介紹，目前我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)，基本建成了煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警“一張網(wǎng)”，以防范化解煤礦瓦斯、火災(zāi)、水害、沖擊地壓等重大安全風(fēng)險(xiǎn)為目標(biāo)。煤礦企業(yè)到地方監(jiān)管監(jiān)察部門到國(guó)家監(jiān)察機(jī)關(guān)的互通網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)接入了所有正常生產(chǎn)建設(shè)煤礦的安全監(jiān)控、人員定位、視頻監(jiān)控等感知數(shù)據(jù)。這張網(wǎng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全國(guó)60余萬個(gè)傳感器、80余萬名入井作業(yè)人員、3.9萬戶作業(yè)視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，共享了氣象和電力大數(shù)據(jù)，用電監(jiān)測(cè)現(xiàn)已覆蓋了全國(guó)75%的煤礦企業(yè)，開發(fā)了多種風(fēng)險(xiǎn)分析預(yù)警功能，可以有效地監(jiān)測(cè)瓦斯和一氧化碳濃度超限、異常波動(dòng)、高值報(bào)警，以及井下作業(yè)人數(shù)、用電量異常等情況，并可對(duì)未來24小時(shí)受臺(tái)風(fēng)以及50毫米以上強(qiáng)降雨等極端天氣威脅的礦山企業(yè)進(jìn)行分析預(yù)警。

在非煤礦山方面，以危險(xiǎn)程度較高、易發(fā)生事故的尾礦庫(kù)、地下礦山、高陡邊坡露天礦山為監(jiān)測(cè)重點(diǎn)，正在推進(jìn)建設(shè)全國(guó)非煤礦山安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并安排部署將全國(guó)露天礦山邊坡監(jiān)測(cè)、水害監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控全部納入“一張網(wǎng)”。目前，全國(guó)所有在用尾礦庫(kù)和全部“頭頂庫(kù)”都已經(jīng)建設(shè)了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，絕大部分都已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)接入國(guó)家平臺(tái)，邊坡現(xiàn)狀高度200米以上的金屬非金屬露天礦山都建設(shè)了邊坡在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

在這樣重要的檢測(cè)系統(tǒng)中，需要大量的傳感器發(fā)揮作用。智能傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦山的各種參數(shù)，如溫度、濕度和氣體濃度等，從而提前發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。主要包括的傳感器有：激光光譜分析氣體傳感器、光纖光柵物理量傳感器、光纖分布式溫度傳感器等礦用傳感器、激光甲烷傳感器、礦山微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的光纖加速度傳感器及采空區(qū)火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中的光纖分布式溫度傳感器。

?02大廠加速布局智慧礦山

國(guó)家礦山安全監(jiān)察局安全基礎(chǔ)司司長(zhǎng)孫慶國(guó)表示，近年來，中國(guó)以科技創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，以減人增安為目標(biāo)，采取了一系列措施推動(dòng)礦山智能化建設(shè)，目前呈現(xiàn)出加速發(fā)展、全面發(fā)展態(tài)勢(shì)?，F(xiàn)在全國(guó)建有煤礦智能化工作面共1400個(gè)，有智能化工作面的煤礦達(dá)到730處，產(chǎn)能占比達(dá)到59.5%。

從這樣的數(shù)據(jù)來看，智慧礦山未來還有很大的增長(zhǎng)空間。這也讓這一領(lǐng)域在最近資本市場(chǎng)相當(dāng)謹(jǐn)慎的情況下可以收獲融資。今年11月，無人運(yùn)輸解決方案及運(yùn)營(yíng)服務(wù)提供商踏歌智行獲過億人民幣C1輪融資。由金沙基金領(lǐng)投，寶通科技跟投，勢(shì)能資本擔(dān)任本輪融資獨(dú)家財(cái)務(wù)顧問。本輪融資將用于研發(fā)投入、市場(chǎng)推廣和履單供應(yīng)鏈。商湯智能、科大訊飛、華為等企業(yè)都已經(jīng)針對(duì)智慧礦山提出了解決方案。

商湯科技推出了智能礦山AI感知系統(tǒng)，以領(lǐng)先的人工智能技術(shù)和產(chǎn)品賦能傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)和開采領(lǐng)域，加速煤炭企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型與升級(jí)。2022年以來，商湯科技智能礦山AI感知系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)在神東煤炭集團(tuán)、中煤集團(tuán)、開灤集團(tuán)等旗下多個(gè)煤礦部署落地和試運(yùn)行。

科大訊飛基于訊飛在AI能力、知識(shí)圖譜及大數(shù)據(jù)分析治理等國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，在礦山語(yǔ)音調(diào)度、數(shù)據(jù)中臺(tái)、管控平臺(tái)虛擬人等場(chǎng)景應(yīng)用上，推出行業(yè)特色解決方案，數(shù)據(jù)中臺(tái)是指通過數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、計(jì)算、存儲(chǔ)、加工，同時(shí)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和口徑。數(shù)據(jù)中臺(tái)把數(shù)據(jù)統(tǒng)一之后，會(huì)形成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，再進(jìn)行存儲(chǔ)，形成大數(shù)據(jù)資產(chǎn)層，進(jìn)而為客戶提供高效服務(wù)。數(shù)據(jù)中臺(tái)包括數(shù)據(jù)模型，算法服務(wù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)品，數(shù)據(jù)管理等等。

華為也已經(jīng)為智能化煤礦的井工礦提供綜采面全景視頻拼接解決方案、智能作業(yè)輔助系統(tǒng)和元圖工坊數(shù)字孿生使能平臺(tái)、為露天礦提供無人駕駛、采礦準(zhǔn)備遠(yuǎn)控的方案。

智慧礦山建設(shè)過程中存在一系列的挑戰(zhàn)，例如行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還需要進(jìn)一步推進(jìn)和深入；企業(yè)各個(gè)系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通難度大、成本高；數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)不暢，各類煙囪式的系統(tǒng)林立導(dǎo)致數(shù)據(jù)孤島問題比較突出，各種生產(chǎn)設(shè)備接口不統(tǒng)一等等。

這些挑戰(zhàn)也正是行業(yè)參與者的機(jī)遇所在，誰能把握？