智能矿山装备市场前景分析.docx
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1、智能矿山装备市场前景分析一、价值链建立高度的顾客满意、顾客忠诚,要求企业创造更多的顾客感知 价值。为此,企业必须系统协调其创造、传播和交付价值的各分工部 门即企业价值链以及由供应商、分销商和最终顾客组成的供销价值链 的工作,达到顾客与企业利益最大化。(一)企业价值链所谓企业价值链,是指企业创造价值互不相同,但又互相关联的 经济活动的集合。其中每一项经营管理活动都是“价值链条”上的一 个环节。价值链可分为两大部分:下部为企业基本增值活动,即“生产经 营环节”,包括材料供应、生产加工、成品储运、市场销售、售后服 务五个环节。上部列出的是企业辅助性增值活动,包括基础结构与组 织建设、人力资源管理、科
2、学技术开发和采购管理四个方面。辅助活 动发生在所有基本活动的全过程中。其中,科学技术开发既包括生产 技术,也包括非生产性技术,如决策技术、信息技术、计划技术等; 采购管理既包括原材料投入,也包括其他资源,如外聘的咨询、广告 策划、市场调研、信息系统设计等;人力资源管理同样存在于所有部 门;企业基础结构涵盖了管理、计划、财务、会计、法律等事务。升国家对煤矿智能化建设领域的资源投入以及政策支持,拉动领域内 对相关产品及服务需求的不断增长。在社会资源以及关注度的持续倾斜下,国内开展的煤矿智能化科 技创新工作取得了不俗的成绩,为我国煤矿智能化建设提供了强有力 的技术支撑。以中国矿业大学、国家能源集团等
3、为代表的高校、企业 和科研院所,在煤矿装备的智能化控制、自动化识别、无人化操作及 物联网、大数据、云计算的集成应用等方面取得了不俗的成绩,为推 动建立集约、安全、高效、绿色的现代煤炭工业体系做出了卓越的贡 献。未来随着工业物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术的不 断发展,以及相关技术与煤矿生产融合程度的不断深化,将进一步提 升我国煤矿智能化的建设速度。(三)下游应用领域加速发展,市场前景广阔可期得益于政策基础以及技术创新的双重保障,我国煤矿智能化建设 目前正加速进行,并已取得阶段性成果。根据国家矿山安监局公布数 据,截至2020年底,全国煤矿已建成494个智能化程度不同的采煤工 作面,可以
4、实现少人化开采,而在2015年底,我国仅有3处智能化采 煤工作面。虽然对于全国目前约4, 700处煤矿存量以及智慧煤矿智能 开采、无人开采的要求而言尚处于起步阶段,但我国煤矿智能化建设 已经取得一定成果,且呈现出加速发展的趋势。根据安永发布的智慧赋能煤炭产业新万亿市场,已有生产型 矿井单矿智能化改造升级费用约在L 49亿元人民币至2. 63亿元人 民币之间,新建型矿井单矿改造费用约在1.95亿元人民币至3. 85 亿元人民币之间,结合全国数千座煤矿的存量,我国煤矿智能化建设 将创造万亿级的广阔智能矿山领域市场。(四)人口红利逐渐消失,机器换人需求日益提升随着我国老龄化进程加快,人口红利逐渐消失
5、,提升生产效率、 降低生产成本成为了企业由制造向智造转型的关键;另外智造升级在 提升企业效率的同时,同样能够提升生产安全性与稳定性。以上对于 煤矿生产企业来说亦是如此,在劳动力成本持续上升及安全生产要求 不断提升的背景下,机器换人的自动化、智能化改造成为了行业发展 的必然趋势。更重要的是,煤矿生产具有生产环节多、生产环境恶劣 等特点,因此对生产少人化、无人化有着更为强烈的诉求,这为智能 矿山行业的发展提供了不断成长的现实需求。四、智能矿山行业发展现状目前我国智能矿山建设尚处于初级阶段,整体建设水平较低,但 在坚实的政策保障及技术支撑下,呈现出加速发展的态势,未来成长 空间巨大。(一)整体建设水
6、平较低目前,我国智能矿山建设尚处于初级阶段,整体建设水平较低, 这主要体现在两个方面,首先是智能化建设范围较窄,在综合实力较 强的大型矿山企业早已率先布局智能矿山建设的同时,众多小型矿山 企业却心有余而力不足,低效煤矿的大量存在,严重制约了煤炭行业 的高质量发展;再者是整体智能化水平较智慧矿山目标仍有较大差距, 根据国家矿山安监局公布数据,目前全国煤矿仅建成可实现少人化开 采的智能化采煤工作面494处,距发改委、国家能源局等八部委联合 发布的关于加快煤矿智能化发展的指导意见中所提出的各类煤矿 基本实现智能化产业发展目标仍相差较远。因此削减落后产能以集中 优势产能、并不断加速推进其进行智能化建设
7、,将是我国未来实现煤 炭工业转型换挡、提质增效的必由之路。(二)国家政策保驾护航鉴于煤炭行业在我国工业发展中的基础性支柱地位以及智能化建 设整体水平较低的事实,其智能化改造在我国产业结构优化升级、经 济发展转型换挡中的地位不言而喻。近年来,国家关于我国煤矿智能 化建设的指导性政策频出,提供了坚实的政策保障,发改委、国家能 源局、国家矿山安监局等八部委于2020年2月联合发布的关于加快 煤矿智能化发展的指导意见指出到2025年,大型煤矿和灾害严重煤 矿基本实现智能化,发改委、工信部和国家能源局于2020年4月发布 的2019年煤炭化解过剩产能工作要点指出持续提升产业链水平。 引导煤炭企业加大科技
8、投入,应用现代信息技术和先进适用装备,建 设安全高效智能环保的大型现代化煤矿,不断提升机械化、自动化、 信息化和智能化水平。(三)科技创新持续赋能在社会资源以及关注度的持续倾斜下,国内开展的煤矿智能化科 技创新工作取得了不俗的成绩,为我国煤矿智能化建设提供了强有力 的技术支撑。以中国矿业大学、国家能源集团等为代表的高校、企业 和科研院所,在煤矿生产的智能化控制、自动化识别、无人化操作及 物联网、大数据、云计算的集成应用等方面取得了不俗的成绩,为推 动建立集约、安全、高效、绿色的现代煤炭工业体系做出了卓越的贡 献。(四)智能化建设加速进行得益于政策基础以及技术创新的双重保障,我国煤矿智能化建设
9、目前正加速进行,并已取得阶段性成果。根据国家矿山安监局公布数 据,截至2020年底,全国煤矿已建成494个智能化程度不同的采煤工 作面,可以实现少人化开采,虽然对于全国约4, 700处煤矿存量以及 智慧煤矿智能开采、无人开采的要求而言尚处于起步阶段,但已经取 得一定成果,且呈现出加速发展的趋势。五、智能矿山简介智能矿山是指将以工业物联网为核心、包括人工智能、大数据等在内的新一代信息技术与矿山开发技术、装备进行深度融合,形成全 面自主感知、实时高效互联、自主学习、智能分析决策、动态预测预 警、精准协同控制的矿山智能系统,能够实现矿山生产的全流程智能 化运行,最终实现矿山生产的安全提升、减员增效、
10、节能降耗。其作 为煤矿安全生产运营全过程的支撑平台,是两化深度融合的产物,承 载着煤矿可靠远程控制、安全生产精细化管控、穿透式全息可视化查 询等日常安全生产运营调度业务。智能矿山总体架构依托于矿山物联网三层体系,即物联感知层、 传输层、智能应用与决策层。物联感知层主要由现场大量传感器、执 行器、工业视频前端摄像机、智能手持终端设备、定位装置等设备构 成,实现作业现场环境安全、生产工况的全面感知,依托井下各传感 装置、控制装置、定位装置的物联规则,实现各传感器、控制器之间 的自动智能识别与就地控制;传输层完成物联感知层各节点的组网控 制及信息汇总,并通过各种通信网络和工业以太网主干网完成矿山物
11、联感知层设备配置信息、传感器实时数据、控制命令、视频、定位位 置等数据信息的高效可靠传输;智能应用与决策层主要包括监测监控层、数据运维层和智能决策应用层,能够实现矿井全面监控、数据存 储运用、矿山智能业务应用及决策分析等功能。煤矿信息化建设是煤矿智能化建设的主线与基础,从20世纪80 年代中期至今,我国煤矿信息化建设主要经历了单机(系统)自动化、 综合自动化及矿山物联网阶段,且随着工业物联网、云计算、人工智 能等技术的快速发展,我国煤矿信息化的发展趋势将向煤矿智慧化方 向演化。(一)单机(系统)自动化阶段从20世纪80年代中期开始,随着微机技术的发展和普及,我国 煤矿信息化建设进入了单机(系统
12、)自动化阶段。该时期矿用自动化 设备类型不断增多,如能够实现自动升降的液压支架等,控制设备可 靠性及安全性有所提高,这使得我国煤矿安全状况得到初步改善,但 由于此时的采集信息均为模拟信号,因此信息传输距离相当有限,只 能实现本地采集数据以用于单机的就地控制。而到20世纪90年代中 后期,随着数字信息技术和网络技术的发展,信息传输距离大幅增加, 煤矿自动化开始出现单系统地面监控。(二)综合自动化阶段2000年以后,煤矿企业单机(系统)不断完善,各系统之间协调 越来越困难,企业对各系统之间互联互通的需求越来越强烈,借助通信、工业总线及工业以太网技术飞速发展的契机,一些企业推出专用 网络来实现煤矿不
13、同系统的集成系统,这使得我国煤矿信息化建设进 入了综合自动化阶段。综合自动化实现了各系统之间的网络化集成, 使得各系统能够相互联系,解决了信息孤岛问题,但由于各系统中传 感器信息只能用于本系统,系统间协同管控能力弱,缺少相互联动和 信息融合,因此并未解决系统的认知孤岛问题。(三)矿山物联网阶段矿山物联网即工业物联网技术在矿山领域的应用,许多专家对此 进行了探讨和界定,对矿山物联网的架构、功能、目标等目前已基本 达成共识。矿山物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸,利 用感知技术与智能装置对矿山物理世界进行感知识别,通过网络传输 互联,进行计算、处理和知识挖掘,实现矿山人与物、物与物信息交
14、互和无缝连接,达到对矿山物理世界实时控制、精确管理和科学决策 的目的,发展方向是矿山开采的无人化、智能化。物联网技术推动了物物相联,为解决认知孤岛问题提供了手段。 2010-2020年为物联网技术发展的第一阶段,主要研究内容包括物联网 平台技术,中心化的安全架构,物理、数字和虚拟融合技术,工业物 联网技术及物联网生态的形成。2020-2030年是物联网技术发展的第二阶段,称之为自治网络化的智慧物联网,其主要特征是物联网十人工智能,全分布式、异构网络 架构,云、边、端融合的协同,离散式平台,区块链分布式存储技术, 自治化物与系统。(四)矿山智能化阶段以人工智能为代表的新技术在算法、算力和大数据等
15、方面取得了 突破性进展,计算机在视觉、语音和自然语言处理的部分任务中的表 现已经超越人类。5G移动通信技术已经成功在部分国家和地区商用, 极大提升了海量多源信息的实时互联、共享能力,借助这些新兴技术, 矿山智能化成为时代和历史的必然选择。目前,学术界、工业界高度 重视我国矿山智能化技术的发展,并在多个省、市的矿山企业进行实 践,初步形成了科研攻关、产品研发、技术落地的良性格局。中国煤炭科工集团首席科学家王国法给出了智能化煤矿的定义: 基于现代煤矿智能化理念,将物联网、云计算、大数据、人工智能、 自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术深度融 合,形成矿山全面感知、实时互联、分析决
16、策、向主学习、动态预测、 协同控制的完整智能系统,实现矿井开拓、采掘、运通、分选、安全 保障、生态保护、生产管理等全过程的智能化运行。目前我国尚处于煤矿智能化建设的初级阶段,仅有少量煤矿实现 了局部生产环节的智能分析及决策控制,距智慧矿山建设目标甚远, 未来发展空间广阔,根据发改委、国家能源局、国家矿山安监局等八 部委联合印发的关于加快煤矿智能化发展的指导意见提出的目标, 到2025年,我国大型煤矿和灾害严重煤矿需基本实现智能化;而到 2035年,各类煤矿需基本实现智能化。六、智能矿山行业面临的挑战(一)煤矿智能化建设尚处初级阶段,行业标准问题亟待解决由于我国目前尚处煤矿智能化建设的初级阶段,
17、仍未形成较为完 善的统一行业标准,这使得各厂商所生产的产品标准化程度较低,无 法与其他厂商的软件、设备、系统实现高效兼容,这对我国煤矿智能 化的持续高速推进造成了一定影响,因此对设备的接口标准、通讯协 议、管理协议进行标准化将是现阶段我国智能矿山深入推进的一大挑 战。(二)行业涉及多领域技术综合运用,专业化复合型人才供不应求智能矿山行业的研发、生产所需技术含量较高,同时涉及工业控 制、网络通信等多领域技术的综合应用,并且因煤矿工作环境复杂多 样,相应产品存在定制化特征,因此智能矿山信息系统供应商不仅需 要掌握相关技术,还要求对产品的复杂应用环境及多样应用场景拥有 深刻理解,进而对技术人员的要求
18、较高。然而由于智能矿山的核心技 术工业物联网技术等在我国起步较晚,专业化复合型人才较为缺乏, 这对行业加速发展产生了一定的不利影响。(三)技术迭代日新月异,需要持续性的高位研发投入智能矿山涉及到工业物联网、大数据、人工智能等新一代信息技 术,这些技术具有发展迅猛、迭代快速的特点,革新后的技术往往具 有更强的适用性,能够赋予新产品更好的性能以及更多的功能,这可 以为新进入者创造突破行业壁垒的渠道。因此,业内厂商需要持续保 持高位的研发投入,紧跟市场动态及行业政策导向,积极运用前沿技 术,持续进行产业技术更迭、产品设计升级,以保持市场地位。较高 的研发投入虽然可以为提供技术竞争优势,但当行业内出现
19、多个热点 技术发展方向时,高昂的研发投入会限制企业选择定位,进而影响企 业的发展。综上,不断高速迭代更新的技术对企业的战略能力提出了 更高的要求。七、智能矿山行业企业发展趋势目前我国尚处煤矿智能化建设的初级阶段,提供智能矿山相关产 品及服务的企业较多,而且大多数生产企业规模偏小,真正具备自主 研发能力并能够提供较完整解决方案的企业较少。但随着煤矿智能化价值链的各个环节相互关联、相互影响。一个环节经营管理的好 坏,会影响其他环节的成本和效益。但每一个环节对其他环节的影响 程度并不相同。一般地说,上游环节经济活动的中心是创造产品价值, 与产品技术特性紧密相关;下游环节的中心是创造顾客价值,成败优
20、劣主要取决于顾客服务。企业必须依据顾客价值和竞争要求,检查每项价值创造活动的成 本和经营状况,寻求改进措施,并做好不同部门之间的系统协调工作。 在许多情况下,企业各部门都有强调本部门利益最大化倾向。如企业 财务部门可能会设计一个复杂的程序,花很长时间审核潜在顾客的信 用,以免发生坏账,其结果是顾客等待,企业销售部门绩效受到影响。 各个部门高筑壁垒,是影响优质顾客服务和高度顾客满意的主要障碍。要解决这个问题,关键是要加强核心业务流程管理,使各有关职 能部门尽力投入和合作。核心业务流程主要有以下几方面。(1)新产品实现流程。包括识别、研究、开发和成功推出新产品 等各种活动,要求这些活动必须快速、高
21、质并达到成本预定控制目标。(2)存货管理流程。包括开发和管理合理储存的所有活动,以使 原材料、中间产品和制成品实现充分供给,避免因库存量过大而导致 成本增大。行业的发展,将逐步出现规模较大、产品质量较好的龙头领军企业, 持续进行产业整合以实现集聚,并不断完善自身质量管理体系、增加 研发投入以及提升售后服务,最终优化我国智能矿山领域市场的供给 结构。总体来说,煤矿生产作为整个煤炭工业的核心所在,运用物联网、 大数据等新一代信息技术对其进行智能化建设,是适应现代工业技术 革命发展趋势、保障国家能源安全、实现煤炭工业高质量发展的本质 支撑,因此智能矿山行业具备持续成长的历史必然性,并且得益于政 策基
22、础以及技术创新的双重保障,我国智能矿山行业将迅速迎来广阔 的发展空间。八、智能矿山行业技术壁垒智能矿山行业作为一个涵盖识别与感知、网络与通信、数据挖掘 与融合等多领域技术的复合型高新技术行业,其研发、生产所需技术 含量较高。并且,随着我国煤矿智能化建设的不断深入,智能矿山系 统开始向自动化、绿色化、智能化方向发展,这意味着业内企业需要 将工业物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术更加深入的融合 应用于相关的智能矿山信息系统中,才能有效提升系统性能、拓展系 统功能,进而持续满足下游的成长性需求。综上,进入本行业面临较 高的技术壁垒。九、煤矿智能化行业发展情况和未来发展趋势目前,全球工业正面临第
23、四次工业变革。从工业发展的历程来看,工业1. 0是蒸汽机时代,工业2. 0是电气化时代,工业3. 0是信息 化时代,而工业4. 0则是利用信息化技术促进产业变革的时代,也就 是智能化时代。工业4. 0是以智能制造为主的第四次工业革命,将传 统制造技术与物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术结合,实 现自动化与信息化的高度融合,形成智能化的生产制造,这是我国从 制造业大国迈向制造业强国的完美契机。煤炭工业作为我国传统支柱型工业,目前亦面临着与物联网等新 一代信息技术相结合的智能化变革趋势。煤矿生产作为整个煤炭工业 的核心所在,运用物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术对其 进行智能化建设,是
24、适应现代工业技术革命发展趋势、保障国家能源 安全、实现煤炭工业高质量发展的本质支撑。煤矿智能化建设的最终目标是智慧矿山,智慧矿山是对生产、技 术和后勤保障等进行主动感知、实时互联、自动分析、快速处理的无 人矿山,智慧矿山建设能够使得煤矿生产极大地提升效率、优化管理、 保障安全及降低成本。目前,我国煤矿智能化建设尚处初级阶段,仅 有少量煤矿实现了局部生产环节的智能分析及决策控制,距智慧矿山 建设目标甚远,仍存在着大量的升级改造存量需求,因此作为深耕智能矿山领域多年的行业领先企业之一,发展拥有着较为广阔的市场前 景。十、关系营销的具体实施(一)组织设计关系营销的管理,必须设置相应的机构。企业关系管
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