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新一代智能化無(wú)人采煤控制系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 天瑪智控    2023-11-10

1、項(xiàng)目建設(shè)的必要性與可行性

（1）必要性分析

1）保障煤炭安全高效綠色開(kāi)采和煤炭工人職業(yè)健康的需要

煤炭開(kāi)采人員面臨著勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)空間有限、工作環(huán)境惡劣等問(wèn)題，井下各類災(zāi)害直接威脅著職工生命安全。通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施可大幅減少井下作業(yè)人員數(shù)量直至無(wú)人，切實(shí)改善開(kāi)采工人作業(yè)環(huán)境，大幅降低塵肺病的發(fā)病率，真正實(shí)現(xiàn)“少人則安，無(wú)人則安”，從根本上解決安全問(wèn)題，保障煤炭開(kāi)采工人的職業(yè)健康和安全高效開(kāi)采。

2）順應(yīng)煤礦智能化發(fā)展趨勢(shì)，加快煤礦智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要

煤炭行業(yè)正以煤炭供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，以提高質(zhì)量和效益為目標(biāo)進(jìn)行變革，煤炭行業(yè)的生產(chǎn)方式正由傳統(tǒng)開(kāi)采方式向安全、高效、智能化方向轉(zhuǎn)變，各地區(qū)各企業(yè)加大了煤礦智能化的投資強(qiáng)度，煤礦智能化市場(chǎng)迎來(lái)快速增長(zhǎng)。通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施可實(shí)現(xiàn)智能化工作面設(shè)備自動(dòng)協(xié)調(diào)、高效聯(lián)動(dòng)，適應(yīng)智能化發(fā)展趨勢(shì)，有力保障煤礦安全高效智能化開(kāi)采，助推煤礦實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

3）踐行國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)步的需要

隨著煤礦智能化開(kāi)采裝備領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境日益激烈，通過(guò)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)加快技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品升級(jí)已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施可將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)與采煤工作面無(wú)人化控制技術(shù)深度融合，研發(fā)適用于煤礦井下無(wú)人化開(kāi)采的傳感、通信、控制、執(zhí)行技術(shù)與裝備，形成采煤工作面全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的完整智能系統(tǒng)，引領(lǐng)無(wú)人化智能開(kāi)采行業(yè)技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步。

4）提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，搶抓市場(chǎng)新機(jī)遇的需要

煤礦行業(yè)智能化市場(chǎng)空間巨大，高技術(shù)水平的科技創(chuàng)新能力是保障公司研發(fā)高質(zhì)量產(chǎn)品并占領(lǐng)市場(chǎng)的重要條件。天瑪智控始終重視科技創(chuàng)新能力的建設(shè)，以保持公司領(lǐng)先的技術(shù)水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力。本項(xiàng)目建設(shè)六大實(shí)驗(yàn)室及孵化中心，新購(gòu)置一批先進(jìn)、精密的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，建設(shè)無(wú)人化智能開(kāi)采科技創(chuàng)新平臺(tái)。通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施可提高研發(fā)基礎(chǔ)能力，推進(jìn)研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化，構(gòu)建滿足公司快速發(fā)展的科技支撐體系，增強(qiáng)公司核心競(jìng)爭(zhēng)力，為搶抓市場(chǎng)新機(jī)遇賦能。

（2）可行性分析

1）具有成熟的科技創(chuàng)新體系與人才儲(chǔ)備，為項(xiàng)目實(shí)施提供了資源保障

天瑪智控建立了包括戰(zhàn)略研發(fā)、產(chǎn)品研發(fā)及研發(fā)支撐部門一體化的矩陣式研發(fā)組織模式，建成了一套成熟的科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)、引進(jìn)、激勵(lì)體系，組建了煤炭無(wú)人化智能開(kāi)采創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、高水基液壓技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、工藝及智能制造創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等 7 個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，其中，“煤炭智能化無(wú)人開(kāi)采創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”被國(guó)家科技部列為“國(guó)家創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃——重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”，具備完善的科研條件和研究平臺(tái)，形成了完備的科技創(chuàng)新體系，為本項(xiàng)目的實(shí)施提供了組織和資源保障。

2）具有長(zhǎng)期積累的智能化技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品研制和工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，為項(xiàng)目實(shí)施提供有力保障

經(jīng)過(guò)多年潛心攻關(guān)，天瑪智控依托無(wú)人化智能開(kāi)采控制技術(shù)、高水基液壓技術(shù)兩大核心技術(shù)引擎，自主創(chuàng)新成功研制 SAC 系統(tǒng)、SAP 系統(tǒng)、SAM 系統(tǒng)三大主要產(chǎn)品線。其中，SAC 系統(tǒng)于 2008 年研制成功，作為我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)套產(chǎn)品，打破了國(guó)外產(chǎn)品的壟斷，完全替代進(jìn)口。

2014 年，SAM 系統(tǒng)在陜煤集團(tuán)黃陵一號(hào)煤礦開(kāi)創(chuàng)了較薄煤層國(guó)產(chǎn)裝備無(wú)人化開(kāi)采的先河，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。公司在無(wú)人化智能開(kāi)采方面積累了豐富的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品研制和工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，為項(xiàng)目實(shí)施提供了有力保障。

3）5G 及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為項(xiàng)目實(shí)施提供了技術(shù)基礎(chǔ)

5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。公司研制并成功應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)是新一代信息技術(shù)與煤機(jī)裝備交匯融合的產(chǎn)物，系統(tǒng)采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，符合 EIP 標(biāo)準(zhǔn)，完善了煤礦采煤工作面工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)控制的設(shè)備層，全面兼容“云-邊-端”三體協(xié)同架構(gòu)。

公司 2020年助力新元煤礦 31004 工作面建成全國(guó)首座 5G 綜采工作面，成功實(shí)現(xiàn)與 5G 技術(shù)的融合，2021 年底成功適配礦鴻操作系統(tǒng)，助力國(guó)能集團(tuán)打造國(guó)內(nèi)第一個(gè)“萬(wàn)物互聯(lián)”綜采工作面。這些項(xiàng)目的實(shí)施提升了綜采裝備控制系統(tǒng)的多方面性能，重塑了智能化礦井控制層，創(chuàng)新了業(yè)務(wù)模式和應(yīng)用場(chǎng)景，培養(yǎng)鍛煉了一批專業(yè)的研發(fā)和應(yīng)用工程師。公司具備的 5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)和能力，為本項(xiàng)目的研發(fā)提供了重要的基礎(chǔ)。

2、項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目由公司實(shí)施，涵蓋系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、控制系統(tǒng)、傳感器、執(zhí)行裝置、數(shù)據(jù)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)室及產(chǎn)品孵化等方面，將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)與采煤工作面無(wú)人化控制技術(shù)深度融合，研發(fā)新一代智能化無(wú)人采煤控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采煤工作面設(shè)備和環(huán)境信息的全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制和智能化無(wú)人控制等功能。

本項(xiàng)目涵蓋的 8 個(gè)課題的設(shè)置相互關(guān)聯(lián)，具有內(nèi)在邏輯關(guān)系。課題 1 研發(fā)成套控制系統(tǒng)解決方案，制定關(guān)鍵設(shè)備控制裝置的通訊接口和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，定義各子系統(tǒng)或模塊的功能、控制邏輯；課題 2 開(kāi)發(fā)多系列的本安型可編程序嵌入式控制單元硬件模塊，為智能化無(wú)人開(kāi)采控制系統(tǒng)提供硬件平臺(tái)；

課題 3 研發(fā)系列智能傳感器，實(shí)現(xiàn)視頻、點(diǎn)云、位置、角度、高度等關(guān)鍵信息的數(shù)字化采集，用于工作面采場(chǎng)環(huán)境的數(shù)字感知；課題 4 研發(fā)智能化采煤工作面液壓精確控制技術(shù)及裝備，實(shí)現(xiàn)工作面的精準(zhǔn)控制；

課題 5 研發(fā)一體化的智能化控制系統(tǒng)軟件，提供一體化、專業(yè)化軟件產(chǎn)品和開(kāi)發(fā)平臺(tái)；課題 6 研發(fā)智能化工作面數(shù)據(jù)中心，用于實(shí)現(xiàn)云邊端系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互與協(xié)同；課題 7 建設(shè)遠(yuǎn)程運(yùn)維數(shù)據(jù)中心，為用戶提供全面的數(shù)字化專業(yè)服務(wù)；課題 8 建設(shè)完整的實(shí)驗(yàn)室和產(chǎn)品中試能力，用于新技術(shù)、新產(chǎn)品的測(cè)試、技術(shù)驗(yàn)證和基礎(chǔ)研究。

3、項(xiàng)目核準(zhǔn)或備案情況

2022 年 1 月 21 日，北京市順義區(qū)經(jīng)濟(jì)和信息化局對(duì)該項(xiàng)目出具了《北京市非政府投資工業(yè)和信息化固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目備案證明》（固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目2201-110000-07-05-847284，京順經(jīng)信局備〔2022〕2 號(hào)），項(xiàng)目建設(shè)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策以及其他法律法規(guī)的規(guī)定。

4、項(xiàng)目建設(shè)方案

（ 1）項(xiàng)目選址

本項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于北京市順義區(qū)林河南大街 27 號(hào)天瑪智控創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)基地， 擬租賃公司全資子公司煤科天瑪?shù)淖杂袌?chǎng)地實(shí)施。

（ 2）項(xiàng)目進(jìn)度安排

本項(xiàng)目建設(shè)周期擬定為 4 年。項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃步驟包括項(xiàng)目前期準(zhǔn)備、設(shè)備購(gòu) 置、設(shè)備安裝及調(diào)試、人員招聘及培訓(xùn)、項(xiàng)目試運(yùn)行等。

（ 3）項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益分析

本項(xiàng)目根據(jù)公司戰(zhàn)略發(fā)展需要而設(shè)立，目的是為適應(yīng)煤炭行業(yè)智能化發(fā)展和 數(shù)字化變革的需要而研發(fā)的新一代無(wú)人化智能開(kāi)采控制系統(tǒng)，提高公司的核心競(jìng) 爭(zhēng)力，持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)科技發(fā)展方向，為公司高質(zhì)量發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3、 項(xiàng)目環(huán)保情況

2022 年 3 月 4 日，北京市順義區(qū)生態(tài)環(huán)境局對(duì)該項(xiàng)目出具了《關(guān)于新一代 智能化無(wú)人采煤控制系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告表的批復(fù)》（ 順環(huán)保審 字〔 2022〕 0010 號(hào)）。