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祁和刚等:构建“煤智云”大数据中心 引领煤炭产业数字化转型|《产业转型研究》专刊报道




导 读

《产业转型研究》专刊前四期刊物在发行后收获了强烈反响,得到了产业界的一致好评。日前,《产业转型研究》专刊第五期刊物已正式刊发。本公众号会对《产业转型研究》专刊第五期中所收录文章进行持续报道,欢迎各位读者关注。

本文为清华大学互联网产业研究院产业转型顾问委员会委员、中国煤炭科工集团有限公司科学技术委员会顾问委员、特聘专家、中煤能源股份有限公司原副总裁祁和刚,煤炭科学研究总院有限公司研究员张建中、武光城,中国煤炭科工集团有限公司工程师焦月发表于《产业转型研究》专刊 2022 年第 5 期 总第 333 期的文章,特此分享,以飨读者。


图片《产业转型研究》专刊第五期



构建“煤智云”大数据中心 引领煤炭产业数字化转型

文/祁和刚、张建中武光城焦月

祁和刚

清华大学互联网产业研究院产业转型顾问委员会委员

中国煤炭科工集团有限公司科学技术委员会顾问委员、特聘专家

中煤能源股份有限公司原副总裁

张建中、武光城

煤炭科学研究总院有限公司研究员

焦月

中国煤炭科工集团有限公司工程师


煤炭是我国工业发展基础能源。“十三五”时期,煤炭工业整体面貌发生了显著变化,能源安全保障的基础更加稳固。“十四五”及今后较长一个时期,煤炭工业改革发展机遇与挑战并存,我国宏观经济将继续保持中高速发展,能源需求保持稳定增长,煤炭作为我国兜底保障能源的地位和作用还很难改变。“十四五”时期是我国全面推进社会主义现代化建设向第二个百年奋斗目标进军的开端,为如期实现碳达峰、碳中和的战略目标,需加快建设清洁低碳、安全高效的现代煤炭工业体系,形成煤炭工业高质量发展新格局。
2020 年 2 月,国家能源局、应急部等8部门联合制定发布了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,指出煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,实现煤矿开拓、采掘(剥)、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行,对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。推广新一代信息技术应用,分级建设智能化平台是煤矿智能化建设的重要任务之一,其依赖于煤矿生产管理经营大数据的综合管控。在煤矿行业集聚不同生产模式、不同地质条件煤矿企业的数据,深度整合数据信息,深耕数据应用场景,以庞大的数据中心加上专用的数据终端,形成数据采集、信息萃取、价值传递的完整链条,能够实现煤矿行业数据价值最大化。

十九届五中全会提出,要发展数字经济,推进数字产业化和产业数字化,推动数字经济和实体经济深度融合。煤炭企业需要充分把握数字经济的新机遇,聚焦数字化转型“新赛道”,全面推进数字化转型。为推动煤炭工业高质量发展,煤炭工业要走出一条安全绿色智能开发和清洁高效低碳利用之路,就必须进行煤矿智能化建设和数字化转型。但智能化建设过程中面临的数据规范、数据挖掘、数据孤岛等瓶颈问题尚未根本解决,企业内部数据烟囱林立,企业外部数据难以打通,无法形成数据产业生态。为此,构建行业大数据中心和数字化生态迫在眉睫。


   
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煤炭行业数字化转型痛点

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当前,煤矿智能化建设已经拉开帷幕,各大煤矿企业及研究机构已经认识到数据赋能的关键性,纷纷建立企业内部大数据中心,以便于对数据进行存储与处理,构建其企业数据资产。但是目前针对煤矿工业场景的数据深度处理方法研究较少,难以发挥大数据的价值。究其原因,主要存在以下问题:

01

数据分散,难以形成大数据

基于数据的智能化建设以及信息的提取应在数据积累达到一定数据级后进行特征提取与多源数据融合。现有各煤炭企业数据中心多点建设,各企业之间数据形成数据烟囱,难以有效整合数据资源,数据模型构建无从谈起。

02

数据离散,无法形成数据生态

由于煤矿场景复杂多变,亟须具有专业背景及了解煤矿工艺的相关技术人员进行专业化的处理,才能够实现数据信息化。现有数据由各大煤矿企业进行数据存储,专业研究人员可接触到的数据较少,而煤矿企业面对数据又无从下手,造成数据上下游无法打通,因此亟须从行业层面上构建数据生态,使数据的研究、开发、应用与优化成为有机整体。

03

数据孤岛,难以有效整合

由于中小型煤矿企业缺乏资金支持,其数据缺乏整合和处理,造成极大的数据浪费,已形成数据孤岛,因此亟须从行业层面上构建云服务,为这些企业提供资源、算力及运维服务,降低其智能化建设成本,推进全国煤矿智能化建设一盘棋。

04

数据标准缺位,难以有效管控

目前各企业在建设自有数据中心的同时,也租用了部分公有云服务。由于煤矿企业面向生产,其生产安全是第一要务,公有云所部署的系统繁复,对于煤矿数据安全难以进行有效管控,为煤矿数据安全带来隐患,亟须专门面向煤矿行业的云服务,实现数据安全全面管控。

针对上述问题,加快大数据、人工智能、工业互联等新技术与煤炭行业的快速融合,为整个煤炭行业搭建云计算服务中心,提供数据资产统一监管和煤炭智慧大脑决策,有利于煤炭工业生产力水平向更高层次跃升注入了新的活力。


“煤智云”大数据中心的战略定位

由中国煤炭工业协会发起,中国煤炭科工集团承建的“煤智云”大数据中心,致力于打通煤炭行业数据上下游,构建煤炭行业数据产业结构,促进煤炭行业整体数字化转型,为煤炭行业相关政府部门、企业、研究机构及从业者提供云资源、算力及数据服务,推动煤炭行业企业、设备、系统、产品、技术、服务等全产业链、全要素上云,开展数字产业活动,实现煤炭行业数据标准化、统一化,提高行业数据安全管理水平。
“煤智云”大数据中心实现煤炭全产业链从资源规划、矿井设计、装备制造、安全生产、洗选运销、技术服务、客户市场等全过程数字化,围绕数据采集、传输、存储、建模、分析、可视化等全过程、全生命周期、全要素的数据价值利用,为国家及行业提供全面的技术赋能服务,支撑煤炭产业数字化转型。    


“煤智云”大数据中心的建设内容


01

建设先进的基础设施环境

按照实际业务发展需求,科学优化服务器、存储设备和网络设备等资源配置,采用云架构技术,构建高扩展性、可快速部署和拓展、稳定性强、安全可靠、易于管理整合的基础设施平台。为了将传统硬件资源最大化共享,屏蔽底层硬件的异构性和组网的复杂性,采用虚拟化技术,将底层服务器、存储、网络、安全等传统物理设备进行资源池化处理,构建统一的计算、存储、网络和安全资源池。为上层应用和平台提供运行稳定、安全隔离、按需获取的信息化资源,实现基础设施资源的统一管理,对上层应用提供按需配置、弹性扩展、即取即用的物理资源服务、虚拟主机服务、分布式存储、虚拟负载均衡服务等基础资源服务。最大限度解决煤炭行业各企业、机构资源浪费及重复建设的问题。

02

建设稳定的业务支撑平台

作为煤炭行业业务应用统一的业务支撑平台,主要研发虚拟化服务管理系统、大数据管理系统、应用集成支撑系统。

对于虚拟化服务管理系统,采用先进的虚拟化技术,实现与基础设施平台的适配,构建全局可见的可垂直扩展和水平扩展的弹性运行环境,采用“平台+应用+服务”的设计理念,借鉴互联网开放平台(开放的环境、开放的资源、开放的能力)的设计思路,通过底层的资源隔离和资源调度技术,将应用中间件、数据库等组件服务进行多用户化,通过接口服务、管理控制台以及命令行等不同方式为煤炭行业全域业务应用提供互不干扰的各类基础组件服务。比如建设相互隔离的分布式文件系统,实现对各业务部门的数据集中管理、分布式存储。

对于大数据管理系统,基于 Hadoop 运行框架及其生态组件,建设煤炭行业大数据资源管理系统,规范大数据采集、治理、管理、应用及运营机制,打破行业“资源孤岛”,遏制企业内部系统重复建设,解决数据碎片问题,提高资源使用效率,实现煤炭行业大数据资源的统一整合,建立数据资源统一标准,基于标准化数据资源对外提供统一的数据服务接口,服务于煤炭行业信息化应用建设,形成统一的平台化管理运维能力。

对于应用集成支撑系统,围绕煤炭行业业务特点,以全中心资源共享开放为核心,面向专业应用提供快速构建的通用业务支撑服务,统一用户、统一认证、统一权限,以满足不同用户的需求。统一汇聚煤炭行业共性服务接口(数据服务接口和应用服务接口),通过抽取和提炼应用系统的共性业务需求,进行模块化封装,基于应用支撑平台提供的API网关服务能力,将共性业务模块以接口的形式对外发布,支持其他业务应用访问及调用,满足业务应用的快速开发需求。

03

建设面向多场景的智能应用

智能应用作为“煤智云”大数据中心的一体化前端应用和业务承载,面向数据转化和服务资源,以可视化、高互动体验、可配置、参数化等方式服务煤炭产业链中的企业、院校、机构的信息中心、各级政府部门等,通过打造数据服务通用门户和专用接入终端,让数据价值、服务资源信息同相关人员快速对接。

智能应用层面向煤炭行业机构、企业等不同层级用户,融合信息数据,聚集上下游业务应用,打破信息屏障和孤岛,实现数据资源共享、服务资源增值、数据标准统一、问题故障定位等,提供全面的智能应用服务,包括不限于设备全生命周期管理、煤矿安全生产大数据服务、安全态势预警、专家远程会诊、供应链协同、煤炭资源规划等应用。

04

建设多端集成应用门户

构建多端应用基础门户,满足PC端、云桌面、移动APP、小程序/公众号等信息集成与应用服务,实现用户快速浏览。整合应用、集合信息、聚集数据,打破信息屏障和孤岛,具备数据资源展示、服务资源展示、数据标准展示和平台管理等对外综合服务能力。

05

建设统一的运维管理体系

构建统一的运维管理体系,按照“一切资源化、资源目录化”的原则,实现所有基础设施资源、各类软件资源、数据资源、应用资源、服务资源等的统一运营运维管理。

06

建设可靠的安全管理体系

按照国家信息安全等级保护三级认证技术要求,构建“煤智云”大数据中心“安全可信、可管可控、智能运营”的统一安全管理体系,提供安全的通讯网络、区域边界、计算环境及管理中心,为“煤智云”大数据中心信息系统安全保驾护航。

面向煤炭产业链提供服务

“煤智云”大数据中心面向煤炭行业产业链提供全面技术赋能服务。在现场层,“煤智云”大数据中心为回采、掘进、运输等各工作场景提供数据分析服务和算力服务,实现煤机装备间的互联互通;在企业层,“煤智云”大数据中心为不同煤机制造企业、煤炭生产企业及煤炭服务企业提供数据共享,打通上下游企业数据流,进一步提升煤炭企业数字化水平,提升生产效率;在产业层,“煤智云”大数据中心为煤炭勘探、煤机制造、煤炭开采、煤炭运销、钢铁冶金、煤炭化工等企业提供数据赋能服务,煤智云作为煤炭产业协作平台,为产业链各环节提供数据支撑,引领煤炭产业数字化转型。

“煤智云”大数据中心面向煤炭产业链提供赋能服务

2021 年的“十四五”规划中,数字中国建设被提到新的高度,促进了云计算产业的创新发展。大数据时代已经来临,煤炭工业发展亟须与新一代信息技术深度融合,解决制约煤炭工业高质量发展的关键技术及瓶颈问题。煤炭行业大数据中心的出现,为构建煤炭数据产业结构、建立行业标准体系、消除信息孤岛、发展融合数字化生态成为可能。


订购须知


       

《产业转型研究》专刊现已发售第一期至第五期,各位读者如欲购买,可点击文末“阅读原文”自行订购,也可联系以下老师订购:

朱栩葶老师:

联系电话:010-83021220

邮箱地址:zhuxt6@sem.tsinghua.edu.cn

内容来源|《产业转型研究》2022年第五期 总第333期

编辑|段文秀

审核、责编|杨帆