礦山無人駕駛的終局在哪里？

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出品：紅色星際（ID：redplanx）

頭圖：智慧礦山終局圖片

最近，中科慧拓發(fā)布了智能運載機器人——“載山CarMo”，有媒體稱這可能是第一個到達礦山無人駕駛終局的企業(yè)。

目前中科慧拓已經(jīng)完成了“系統(tǒng)+平臺+載體”（OS+P+V）的全生態(tài)布局，未來公司的核心是智慧礦山全鏈條服務(wù)。

據(jù)中科慧拓CEO陳龍介紹，“載山CarMo以第一性原理為驅(qū)動，是一款真正意義上正向設(shè)計、天然適配無人駕駛系統(tǒng)的新能源礦山運輸裝備。是‘政產(chǎn)學(xué)研用’幾方共同研發(fā)的成果，獲得了鄂爾多斯市政府、中科院自動化所、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）、國先中心、礦大（北京）內(nèi)蒙古研究院、礦企，以及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的大力支持。”

這樣的言論，讓我開始重新思考礦山的終局到底是什么。

按照中科慧拓的定義，未來的礦山會是礦山機器人+工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)場景。

到底陳龍的判斷對不對呢，我們先來看一下目前礦山無人駕駛面臨的問題。

1. 礦山無人駕駛的破與困

2017到2018年是中國礦山無人運輸?shù)拿妊科?，像中科慧拓這樣的頭部公司剛剛踏入這個行業(yè)，大家抱著一腔熱血想要用自動駕駛技術(shù)改變礦山這個古老的行業(yè)。

安全是礦山頭上的一把達摩克利斯之劍，因為對于礦山而言，只要發(fā)生事故就有難以挽回的損失，加上礦山惡劣的環(huán)境，招工也開始變得越來越困難。

于是雙方各取所需，礦山需要無人化來提高生產(chǎn)安全，無人駕駛公司需要落地的場景。

首先面臨的就是礦卡改造，這其中有不得不面對的問題：一是礦山運行車輛品牌、型號多樣，二是改造適配工作量大，調(diào)試交付周期長。初期為了快速讓無人駕駛跑起來，科技公司們大都硬著頭皮承受長周期等問題，卻也為后期大規(guī)模推廣埋下了障礙。

對于像中科慧拓這樣的科技公司而言，要不和眾多主機廠合作，要不自己造車。2018年產(chǎn)業(yè)鏈還很不成熟，礦卡/寬體車作為非公路自卸車，不需要車規(guī)認證，因此大多數(shù)公司選擇與主機廠合作，其中一些公司還選擇遠離改造難度大、數(shù)量少的礦卡，專注于寬體車改造。

由此第一批生態(tài)出現(xiàn)了，就是與車企的合作。例如，中科慧拓和航天重工、臨工重機合作；踏歌智行開始和北方股份、同力重工合作。

到目前為止，中科慧拓已經(jīng)實現(xiàn)“全車型適配”的能力，改造超過了十家主機廠，包括徐工、航天重工、北方股份、湘電集團、宇通、卡特彼勒、小松、特雷克斯等。

車輛改造完后，行業(yè)開始小批量測試，這時面臨的問題是，如何快速穩(wěn)定地打進礦企。

于是第二個“共同體”生態(tài)出現(xiàn)了，中科慧拓依靠中科院強大的金字招牌，可以接到一些國家級的研發(fā)項目和國有礦企資源，特別是與國家能源集團、國家電投等能源礦山頭部集團建立了緊密的聯(lián)系。

踏歌智行背靠北京航空航天大學(xué)推進礦用車無人駕駛在露天礦區(qū)落地。并在2021年，與股東寶通科技、中環(huán)協(xié)力成立了北方智行采礦機械有限公司，作為聯(lián)合體接標一些礦山項目。

易控智駕也通過自己的投資者資源，比如紫金礦業(yè)，穩(wěn)步推進一些項目。

這些公司初期，要么是利用本身的資源，要么是利用投資人的資源，像中環(huán)協(xié)力是頭部礦山服務(wù)總承包商，寶通科技是頭部礦山運輸?shù)?，中國礦業(yè)大學(xué)是礦山人才的集中地，中科院自動化所是中國最前沿的自動化技術(shù)研發(fā)機構(gòu)等。

于是大家開始快速地融入礦山體系，并開發(fā)出了礦山無人運輸系統(tǒng)。

（中科慧拓智能調(diào)度與管理平臺）

經(jīng)過2年的實踐，大家陸續(xù)在2020年發(fā)布了礦山無人運輸系統(tǒng)。中科慧拓發(fā)布了包含6個子系統(tǒng)的“愚公YUGONG”無人礦山操作系統(tǒng)，踏歌智行發(fā)布了礦區(qū)無人駕駛運輸系統(tǒng) “曠谷”。

礦山就像一座城市一樣，有自己復(fù)雜的運行體系，不僅僅有運輸體系，還有挖機體系，調(diào)度系統(tǒng)，路面建設(shè)改造體系，光有單車智能對于礦山而言是遠遠不夠的。

中科慧拓相關(guān)人員表示，平臺化和開放性是“愚公YUGONG”系統(tǒng)的關(guān)鍵特色，它的優(yōu)勢在于系統(tǒng)能快速鏈接各種礦用裝備，并與系統(tǒng)融合，這樣可以快速推進整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)的智能化集成。相比有人運營，“愚公YUGONG”系統(tǒng)總體可提高礦山生產(chǎn)效率30%，節(jié)油15%，輪胎壽命提升40%，人工成本節(jié)約80%以上，而且?guī)缀跬耆沤^了安全事故。

到2020年，頭部的公司基本都建立了礦山無人運輸體系和車端改造，用中科慧拓CEO陳龍的話說，完成了OS+P（無人駕駛技術(shù)和“車路云”工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)）的布局，人工智能技術(shù)、知識工程技術(shù)與制造業(yè)深度融合催生工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)的步伐加快，于是大家都覺得礦山無人駕駛到了爆發(fā)期。

紛紛宣傳2021年是礦山無人商業(yè)化元年，各個公司都摩拳擦掌，準備大干一場。

大家宣傳的沒錯，2021年每家的營收都有了大幅增長。但是大家發(fā)現(xiàn)一個問題，就是無法大規(guī)模的鋪開，這個就是2018年大家妥協(xié)的禍根。

雖然經(jīng)過幾年的探索，加快了無人礦卡的部署速度，但是多車型的復(fù)雜改造和主機廠礦卡設(shè)備（與主機廠協(xié)調(diào)難度大）的不可控，還是拖慢了行業(yè)的發(fā)展，大家的落地周期基本在2-3個月。

于是，自己造車和聯(lián)合主機廠造車成了必選項，而且是唯一選項，如果不能掌握終端設(shè)備，礦山無人運輸就是個死局。

就如一位行業(yè)人士所言，如果無人駕駛公司沒有自己的設(shè)計制造，那么永遠都是1，再多的復(fù)購，再多的商業(yè)訂單，還是1；如果自己設(shè)計、生產(chǎn)適合無人技術(shù)的載體，就有機會快速擴張，變成10、100、1000。

而且改造的車輛運輸每過2-3個月，就需要重新再標定一遍，因為礦區(qū)的運行環(huán)境太差了，道路基本都是凹凸不平的地面。

一位業(yè)內(nèi)人士講道，“傳統(tǒng)礦卡是為人類駕駛員設(shè)計制造，如果要為無人駕駛所用，就需要大規(guī)模改造，特別是線控改造，這將花費團隊大量的時間，之前行業(yè)可能都處于測試驗證期，幾十臺的礦卡改造大家覺得沒問題，但是一旦涉及到上百臺，你會發(fā)現(xiàn)人力不夠，而且都是基礎(chǔ)性的改造工作，這種關(guān)系類似智能手機與智能OS，我們需要更適配‘OS’的‘手機’?！?/p>

正如大家預(yù)期的那樣，下游的客戶，應(yīng)用單位很多，需求也很旺盛，但是中間改造的效率太低了，只有無人駕駛系統(tǒng)+工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，是遠遠不夠的，這就逼著中科慧拓去生產(chǎn)制造專為無人運輸服務(wù)的載體。

（中科慧拓“載山CarMo”礦山機器人）

至此，中科慧拓完成了大規(guī)模商業(yè)落地生態(tài)“系統(tǒng)+平臺+智能移動載體”（OS+P+V）閉環(huán)。用CEO陳龍的話說，現(xiàn)在只是把過去這么多年積累的無人礦山運輸成果，做一個高效的閉環(huán)。

于是中科慧拓在2022年就開始聯(lián)合山河智能等合作伙伴設(shè)計礦卡，并于2023年5月正式聯(lián)合中國科學(xué)院自動化研究所、國際先進技術(shù)應(yīng)用推進中心、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）發(fā)布了“載山CarMo”。

為了實現(xiàn)礦山無人運輸終局，大家都在嘗試不同的道路，中科慧拓選擇從頭開始正向設(shè)計，易控智能選擇和主機廠在生產(chǎn)線上聯(lián)合改造原有礦卡。

在原來的無人系統(tǒng)和礦山平臺的基礎(chǔ)上，又加上起初為打開局面而妥協(xié)的車輛終端問題，形成了中科慧拓口中的終局布局。“礦上無人駕駛的終局就是強管控平臺下Robotics的高效率運行?！标慅垖ν獗硎?。

經(jīng)過一系列的探索，大家發(fā)現(xiàn)必須掌握礦山無人運輸全鏈條，所有設(shè)備統(tǒng)一化，標準化，才能真正的大規(guī)模推廣。那么問題又來了，之前其它競爭對手沒有加入礦山戰(zhàn)場，就是因為標準化太低了，現(xiàn)在如果都標準化了，其它公司也會加入進來。

比如最近，像華為選擇從網(wǎng)絡(luò)運營商切入礦山運輸業(yè)務(wù)，其他大型的無人駕駛公司會不會紛紛加入進來？

對于這個問題，筆者認為就像之前講的，礦山無人運輸是一個體系，上面的內(nèi)容可以理解為硬件生態(tài)標準化了，但是大家的核心競爭力是軟件生態(tài)（軟實力），這里的軟件生態(tài)是指整個生態(tài)鏈的建設(shè)。

2. 大生態(tài)的競爭才是核心

礦山無人運輸?shù)母偁?，不僅僅是產(chǎn)品的標準化競爭，還是生態(tài)的競爭。

硬件的標準化對于在這個行業(yè)耕耘很深的公司而言，是錦上添花，但對于新進入者而言，只會添加很多不必要的麻煩。越是標準化，公司越是想加快商業(yè)化的步伐，但是礦山不像其他場景，新進入者該踩的坑還是要一一實踐。

比如礦車經(jīng)常出現(xiàn)的斷軸、底板開裂、輪胎爆炸、潤滑油管斷裂等問題，其他場景基本都沒有碰到過，所以這個要花很長時間來做診斷，去真實場景中收集。

比如礦區(qū)的道路永遠是凹凸不平的，雖然無人化可以不考慮舒適性，但是需要考慮車輛振動對于傳感器壽命的影響，車輛的損耗等。這些小細節(jié)可能需要企業(yè)幾十個工程師駐扎礦山數(shù)年才能完美的解決。

對于Robotaxi而言，主要的競爭可能是算力+算法+數(shù)據(jù)，但對于礦山場景而言，多出了一個平臺和車端，而且是一個不一樣的平臺和終端。

數(shù)據(jù)

礦山無人運輸生態(tài)的第一個競爭是數(shù)據(jù)的競爭，對于智能化時代，數(shù)據(jù)是第一驅(qū)動力。誰掌握了數(shù)據(jù)，誰的數(shù)據(jù)越豐富，誰的車輛運行就越高效，特別是對于礦山這樣我們平時很少見到的復(fù)雜環(huán)境，數(shù)據(jù)格外重要。

據(jù)悉，中科慧拓已經(jīng)落地了三十多個礦區(qū)，部署了300多臺無人礦卡，無論在落地規(guī)模還是礦卡數(shù)量，都位居行業(yè)第一，在露天煤礦、冶金、有色、水泥四大類行業(yè)前十客戶占比超85%，成為中國“全車型適配全場景覆蓋”的標桿性企業(yè)，每個礦運營平均都在2年以上。

踏歌智行已經(jīng)完成了高海拔極寒礦區(qū)的打造，易控智駕也完成了礦區(qū)的大規(guī)模安全員下場項目。

在區(qū)域布局上，中科慧拓在內(nèi)蒙古、山西、陜西、江西、安徽、新疆等主要礦區(qū)完成落地，已服務(wù)國家能源集團、中國華能、國家電投、中國大唐、中國寶武、中煤集團、金隅集團及華潤集團等國內(nèi)頂級能源集團，并獲得國家能源、中煤集團等央國企大規(guī)模商業(yè)訂單和復(fù)購。

2022年11月，中科慧拓還聯(lián)合商業(yè)合作伙伴華為、宇通等，落地泰國SCG水泥項目，成為中國第一個出海的礦山無人運輸公司。據(jù)中科慧拓CEO陳龍介紹，泰國SCG水泥項目100%是中國方案，中科慧拓提供礦山解決方案，宇通提供新能源礦卡，華為提供5G網(wǎng)絡(luò)，此次出海離不開中科慧拓打造的生態(tài)鏈。

（中科慧拓生態(tài)圈合作伙伴）

2023年中科慧拓還會與生態(tài)合作伙伴在南美、非洲、澳洲以及“一帶一路”沿線國家，逐步推進基于新裝備“載山CARMO”的合作。

除了自動駕駛場景運營數(shù)據(jù)，中科慧拓對外透露，利用其業(yè)內(nèi)最大規(guī)模數(shù)據(jù)庫，下一步可支持礦山全流程管理、高效精準控制產(chǎn)能產(chǎn)量，甚至未來隨著與礦方合作深入可共建能源數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)，為國家能源數(shù)據(jù)的決策系統(tǒng)、智慧系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。

數(shù)據(jù)構(gòu)成行業(yè)壁壘。目前整個行業(yè)已經(jīng)到了數(shù)據(jù)收斂的時候，像中科慧拓這樣的第一梯隊公司，都開始為下一階段的爆發(fā)做準備。

調(diào)度與仿真系統(tǒng)

正如中科院自動化所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室主任王飛躍教授所言，對于封閉空間，特別是像礦山，平行駕駛和數(shù)字孿生或是最優(yōu)解?！澳悴槐卦诂F(xiàn)場開車，也不必時刻監(jiān)控你的車，但你卻可以時時刻刻控制一切，平行車平行駕駛并不意味著沒有人，是物理車和虛擬車一起開。對于礦山而言，駕駛員不直接參與到作業(yè)過程當中，本身就提供了一種安全的屏障?！?/p>

作為平行駕駛理論的開創(chuàng)者，同時也作為中科慧拓的首席科學(xué)家，中科慧拓在王飛躍教授共同扶持下，創(chuàng)建了行業(yè)第一個平行礦山操作系統(tǒng)。

“中科慧拓現(xiàn)在之所以可以部署的很快，拿到一個礦從下單開始算起一直到交付，所有時間加在一起只有40多天，這里面很大都是依賴于虛擬仿真。無人運輸仿真系統(tǒng)是中科慧拓最核心的產(chǎn)品，通過平行理論數(shù)字孿生技術(shù)，在北京的實驗室中1:1構(gòu)建礦山原貌，然后讓礦卡提前在仿真系統(tǒng)里跑，這樣既能提高效率，也能節(jié)約實車落地的成本。”中科慧拓研發(fā)人員講道。

產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)

第三個生態(tài)的競爭核心是產(chǎn)業(yè)鏈。礦山無人運輸更像是一個系統(tǒng)工程，需要政產(chǎn)學(xué)研各方共同推動。

中科慧拓作為中科院自動化所孵化的人工智能、智能控制領(lǐng)域的“國家隊”高新技術(shù)企業(yè)，自出生就帶著歷史使命，攻堅國家重大戰(zhàn)略需求，所以在自主創(chuàng)新上，一直追求行業(yè)的話語權(quán)。

據(jù)CEO陳龍介紹，中科慧拓依托中科院自動化所頂尖的研發(fā)實力，已相繼在全球成立了8大研究院，而這些研究院則成為中科慧拓拓展全球市場的先頭部隊，2023年預(yù)計將有數(shù)個項目落地海外。

截至目前，中科慧拓每年都會承接很多國家項目，包括礦山運輸行業(yè)標準的制定，中標國內(nèi)第一個礦山機械自主和半自主機械系統(tǒng)安全標準制定，與國家能源集團聯(lián)合中標的工信部特定場景車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)招標項目，是我國礦區(qū)場景無人駕駛的首個國家級項目。

踏歌智行作為北航教授余貴珍創(chuàng)立的公司，一方面依托北航的研發(fā)教育資源，一方面與自己的股東合作，承接了中環(huán)協(xié)力的項目和運輸業(yè)務(wù)。

易控智駕則由連續(xù)創(chuàng)業(yè)者Wason和張磊創(chuàng)立，依靠自己的股東紫金礦業(yè)獲取了很多項目，并以紫金礦業(yè)在全球的布局為跳板，發(fā)力全球化。

智慧礦山無人駕駛場景的建設(shè)是一個系統(tǒng)性工程，從動輒幾百萬的調(diào)度系統(tǒng)改造，再到路端的改造和礦企人員的培訓(xùn)，包括與挖機協(xié)同管理系統(tǒng)，與網(wǎng)絡(luò)運營商的協(xié)作，這些都需要1-2年的時間，才能真正的無人化落地。需要礦企和無人駕駛公司在長期溝通和深度互信的基礎(chǔ)上，在管理+技術(shù)雙方共建，絕不僅是一個單純的采購行為。

在實際落地過程中，從國家項目的生態(tài)建設(shè)，到企業(yè)的追求降本增效，從主機廠、零部件商到礦企、網(wǎng)絡(luò)運營商，多增加一個環(huán)節(jié)，就多增加一個維度的難度，這都需要帶有使命與信仰的企業(yè)持續(xù)攻堅才能承擔。

結(jié)語

“礦山是無人駕駛技術(shù)落地的最理想場景。礦山大多處于人煙稀少、外部干擾較低、安全性相對可控的地方，這種封閉環(huán)境給了無人駕駛技術(shù)率先落地的機會。”一位從業(yè)人員講道。

據(jù)紅色星際數(shù)據(jù)顯示，中國礦山作業(yè)工程機械2022年市場保有量在40萬臺左右，中國礦山年剝離土方量360億立方，礦山無人化解決方案市場每年預(yù)計在1000億元以上；中國礦山無人運輸運營市場每年預(yù)計超過3600億元。

2020年之前，行業(yè)主要以測試驗證為主，公司的體量在數(shù)千萬元級別。

2023年之前，行業(yè)主要以全車型適配全場景覆蓋為主，公司的體量在數(shù)億元級別。

2023年之后，以工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)+智能機器人體系為主，公司的體量會迅速上升到數(shù)十億元級別。

特別像中科慧拓這樣打通了軟硬件合體的數(shù)字AI底座，在未來幾年，將迸發(fā)出更大的能量。

紅色星際注意到，作為礦山無人駕駛終局生態(tài)中最重要的一環(huán)，中科慧拓移動終端“載山CarMo”發(fā)布后在市場上獲得了積極反饋。據(jù)CEO陳龍介紹，不久中科慧拓會打造全球第一個標桿性項目——正向設(shè)計的OS+P+V全無人運輸零碳礦山，實現(xiàn)礦山無人運輸終局的預(yù)演。

即便放眼全球工業(yè)進程中，與國外同類企業(yè)對標，中國的企業(yè)打通了設(shè)備，能源開采數(shù)據(jù)和管控平臺，以AI為底座提供能源服務(wù)與新能源制造，在全球的舞臺上，將更具有競爭力。

預(yù)計未來幾年，在政府、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈的大力支持和推動下，行業(yè)將會迎來進一步爆發(fā)，終局生態(tài)也將越來越清晰。