近年來,在一系列政策、標(biāo)準(zhǔn)和新技術(shù)的持續(xù)引領(lǐng)下,我國礦山智能化建設(shè)已取得長足進(jìn)步。國家礦山安全監(jiān)察局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,截至今年一季度末,全國建有1806個智能化采掘工作面,建成智能化工作面的煤礦達(dá)到907處,煤礦智能開采產(chǎn)能占比超過50%,超過1.6萬個固定崗位實(shí)現(xiàn)無人值守。
礦山智能化建設(shè)的深入開展,推動礦山高端裝備、智能裝備需求持續(xù)釋放。我國礦山技術(shù)裝備市場規(guī)模已超4000億元,年均復(fù)合增長率為5%~8%,其中,智能化裝備增速最快,年均增長20%。尤其在AI與礦山業(yè)務(wù)場景深度融合的今天,礦山裝備的高端化、智能化、成套化升級換代,已經(jīng)成為推動礦山智能化變革的核心要素之一。
上海創(chuàng)力集團(tuán)股份有限公司(以下稱“創(chuàng)力集團(tuán)”)作為煤礦裝備制造行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),委托旗下全資子公司浙江上創(chuàng)智能科技有限公司(以下稱“上創(chuàng)智能”)推動基于5G+AI技術(shù)的智慧礦山成套技術(shù)與裝備、煤礦智能洗選成套技術(shù)與裝備等領(lǐng)域的創(chuàng)新。2024年底,與華為正式開展全面合作,通過聚合創(chuàng)力集團(tuán)在礦山裝備制造領(lǐng)域、以及華為在AI、工業(yè)軟件和數(shù)字孿生開發(fā)平臺等方面的能力,共同開展了業(yè)內(nèi)首個礦山采礦裝備人工智能大模型研發(fā)。
如今,上創(chuàng)智能通過與華為聯(lián)合推進(jìn)礦山采礦裝備人工智能大模型創(chuàng)新,在智能綜采、智能掘進(jìn)等方面取得了一系列突破。上創(chuàng)智能在助力礦山企業(yè)建設(shè)智能化綜采工作面的基礎(chǔ)上,也將聯(lián)合華為打造“礦山裝備+AI算法+應(yīng)用”的新一代礦山智能化裝備,賦能智能礦山建設(shè)。
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AI加速智能礦山建設(shè),裝備智能化升級勢在必行
隨著“人工智能+”行動的深入推進(jìn),AI正在與礦山行業(yè)加速融合。今年4月發(fā)布的《煤礦智能化發(fā)展藍(lán)皮書》指出,近年來,我國煤礦智能化建設(shè)提質(zhì)加速,初步實(shí)現(xiàn)了煤礦企業(yè)減人、增安、提效的智能化建設(shè)目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上,煤礦智能化正從采煤智能化向全礦井智能化逐漸邁進(jìn)。
礦山裝備智能化,需要通過構(gòu)建“感知-認(rèn)知-決策-執(zhí)行”四位一體的閉環(huán)控制來實(shí)現(xiàn):通過全面感知環(huán)境,分析當(dāng)前情況和未來趨勢,自主決策并采取行動,以滿足特定的生產(chǎn)目標(biāo)。在這樣一個閉環(huán)中,AI所扮演的角色至關(guān)重要。
目前,國家已經(jīng)出臺一系列政策和規(guī)劃,支持和引導(dǎo)礦山裝備的創(chuàng)新發(fā)展。工信部發(fā)布的《工業(yè)重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新和技術(shù)改造指南》明確提出,以冶金、礦山等領(lǐng)域重型機(jī)械生產(chǎn)制造老舊設(shè)備更新、智能化和綠色化升級改造為重點(diǎn),推廣應(yīng)用穩(wěn)定性好、加工精度高、自動化和智能化水平高、高效節(jié)能、綠色環(huán)保的設(shè)備。
順應(yīng)這一趨勢,越來越多的企業(yè)正積極探索AI與礦山裝備的融合,加速推進(jìn)礦山裝備智能化升級進(jìn)程。進(jìn)入AI技術(shù)創(chuàng)新深水區(qū),礦山裝備的智能化升級正面臨一系列新挑戰(zhàn),如基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集困難、場景復(fù)雜多變、控制執(zhí)行對大模型分析結(jié)果要求高等。
在開發(fā)過程中,大部分AI開發(fā)仍針對碎片化場景獨(dú)立開發(fā),高度依賴AI專家的經(jīng)驗(yàn)和算法能力,不僅導(dǎo)致開發(fā)周期長、效率低,也缺乏規(guī)范的開發(fā)流程和高效的調(diào)優(yōu)技巧,使得模型的精度、性能、可擴(kuò)展性等指標(biāo)常常無法滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。
為此,上創(chuàng)智能決定基于自身在礦山裝備行業(yè)的深厚積累與資源優(yōu)勢,攜手華為構(gòu)建礦山裝備大模型,以實(shí)現(xiàn)對礦山裝備全生命周期流程的提前感知和智能輔助決策,持續(xù)提升礦山裝備在設(shè)計、制造、運(yùn)維等全生命周期的安全性能,為我國礦山裝備產(chǎn)業(yè)整體向高端化、智能化、綠色化邁進(jìn)提供有力支撐。
建設(shè)人工智能平臺,打造礦山裝備大模型
如今,在礦山行業(yè),推動AI與礦產(chǎn)資源勘探、開采、選礦等環(huán)節(jié)的融合,已經(jīng)成為行業(yè)共識。其中,礦山行業(yè)僅以視覺及預(yù)測類為方向,便可梳理出超過300個高價值A(chǔ)I場景。在這一趨勢下,上創(chuàng)智能通過攜手華為建設(shè)人工智能平臺,打造礦山裝備大模型,正在給礦山裝備智能化升級帶來一系列創(chuàng)新。
首先,構(gòu)建行業(yè)AI大模型,解決碎片化場景問題。煤礦行業(yè)碎片化AI場景數(shù)量極多,很難通過一個模型覆蓋多個場景,針對這一問題,上創(chuàng)智能采用分層式的大模型預(yù)訓(xùn)練架構(gòu),將AI開發(fā)從過去低效的“作坊式”轉(zhuǎn)化為高效可大規(guī)模復(fù)制的“工廠式”,所開發(fā)出的行業(yè)大模型可適配更多場景,開發(fā)周期也從過去的月級縮短到天級。
其次,低代碼AI開發(fā)工作流,降低AI模型開發(fā)門檻。借助低代碼AI開發(fā),非AI專業(yè)人員也可進(jìn)行模型迭代優(yōu)化工作,進(jìn)而滿足工業(yè)化生產(chǎn)需求。不僅如此,通過將場景化工作流與通用AI工作流相結(jié)合,可滿足不同碎片化場景的定制化需求。
第三,依托故障預(yù)測AI大模型,打造采煤機(jī)裝備獨(dú)有競爭力。通過在線監(jiān)測采集設(shè)備真實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),可對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行判斷和預(yù)測,最大限度降低安全事故風(fēng)險,減少“過修”或“欠修”,減少非計劃停機(jī)次數(shù),從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品溢價,提升設(shè)備競爭力。
第四,數(shù)字孿生應(yīng)用使能平臺,賦能應(yīng)用軟件開發(fā)。上創(chuàng)智能通過融合數(shù)字孿生、3D GIS、仿真優(yōu)化、視覺AI技術(shù),可全面支撐智能應(yīng)用構(gòu)建。比如,低代碼編排可像搭積木一樣構(gòu)建多場景數(shù)字孿生應(yīng)用,大幅提升開發(fā)效率,縮短應(yīng)用上線周期,并可根據(jù)業(yè)務(wù)需求隨時修改。
第五,依托平臺能力,推動企業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型和人才培養(yǎng)。上創(chuàng)智能借助AI大模型和智能應(yīng)用,不僅能夠推動自身業(yè)務(wù)的數(shù)智化轉(zhuǎn)型,也培養(yǎng)了一批既懂煤礦行業(yè)又懂AI技術(shù)與應(yīng)用孵化能力的專家,從而幫助集團(tuán)構(gòu)建“發(fā)現(xiàn)-改進(jìn)-解決問題-優(yōu)化措施”端到端的業(yè)務(wù)閉環(huán)能力。
AI大模型使能礦山裝備,助力礦山智能化建設(shè)
在礦山智能化建設(shè)持續(xù)深入的今天,智能化綜采作為開采領(lǐng)域的核心技術(shù),既減少了對人力的依賴,也提高了開采效率和質(zhì)量,并顯著降低了安全風(fēng)險。因此,自2024年底全面合作以來,上創(chuàng)智能與華為首先從智能化綜采入手,推進(jìn)礦山裝備大模型落地,實(shí)現(xiàn)礦山裝備的智能化升級。
針對綜采面所面臨的丟架漏架、移架不到位,視頻質(zhì)量差、視頻范圍有限,以及遠(yuǎn)控時延較大等問題,上創(chuàng)智能與華為通過礦山裝備、ICT產(chǎn)品和AI技術(shù)的融合,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)礦鴻三機(jī)聯(lián)動、支架自動找直、360全景視頻、遠(yuǎn)控時延優(yōu)化等,切實(shí)解決了實(shí)際生產(chǎn)問題,增加了設(shè)備連續(xù)運(yùn)行時長,減少了人員投入。
與此同時,上創(chuàng)智能與華為已經(jīng)完成礦山裝備大模型的部署調(diào)試,并正式啟動模型和應(yīng)用開發(fā)。其中,采煤機(jī)減速箱故障預(yù)測已完成基于裝備大模型的算法開發(fā)調(diào)試,并整理10件故障件,完成8000多組數(shù)據(jù)測試,算法準(zhǔn)確率達(dá)95%以上,成為采煤機(jī)出廠質(zhì)檢隱患排查的重要一環(huán)。
在此基礎(chǔ)上,上創(chuàng)智能與華為將繼續(xù)推進(jìn)在智能綜采、智能掘進(jìn)等領(lǐng)域的深度創(chuàng)新。比如,在智能綜采層面,雙方將共同推動實(shí)現(xiàn)傳感器部署無線化,采煤機(jī)預(yù)測性維護(hù)、采煤機(jī)截割曲線的自動規(guī)劃與軌跡生成等;在智能掘進(jìn)層面,雙方將共同解決掘進(jìn)面高粉塵情況下看不清的問題,分步實(shí)現(xiàn)支護(hù)工序的自動化和智能化。
依托礦山裝備大模型,上創(chuàng)智能正在加速推進(jìn)“裝備+AI+礦山場景化應(yīng)用”的創(chuàng)新,在助力企業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型的同時,進(jìn)一步構(gòu)建產(chǎn)品的技術(shù)壁壘,提升產(chǎn)品競爭力,推動業(yè)務(wù)持續(xù)快速發(fā)展。同時,上創(chuàng)智能也將致力打造AI產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,提升行業(yè)上下游企業(yè)的AI創(chuàng)新和應(yīng)用水平,并聚焦行業(yè)痛點(diǎn)構(gòu)建“產(chǎn)品+服務(wù)+賦能”的AI服務(wù)體系,加速礦山智能化建設(shè)。
隨著礦山智能化建設(shè)步入“深水區(qū)”,行業(yè)對裝備智能化的需求正變得愈發(fā)迫切。上創(chuàng)智能與華為在礦山裝備大模型領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)踐,不僅為企業(yè)提供了技術(shù)攻堅的范本,更標(biāo)志著礦山行業(yè)邁向“AI+裝備”深度融合的新階段。未來,雙方也將繼續(xù)深化合作,在加速礦山裝備行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型的同時,推動AI大模型在智能綜采、智能掘進(jìn)等核心場景的規(guī)模化應(yīng)用,為礦山智能化建設(shè)貢獻(xiàn)智慧和力量。
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