煤矿智慧大脑：智慧矿山工业互联网体系架构

煤矿智慧大脑：智慧矿山工业互联网体系架构

工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，其理念及技术体系正逐步在煤炭行业推广应用，工业互联网被国家列入“新基建”的重点发展领域，煤炭行业两化深度融合已经进入到工业互联网生态建设与应用的新阶段。

（1）煤炭工业互联网概念与内涵

工业互联网由网络、平台、安全三个部分构成，其中网络是基础、平台是核心、安全是保障。工业互联网三大要素的提出较为契合目前智慧矿山建设过程中遇到的三大问题，而工业互联网架构体系从总体上给出了较为全面、开放的架构，来解决工业全要素、全产业链、全价值链的互联互通和产业结构优化。煤炭工业互联网本质内涵是通过构建精准、实时、高效的数据采集互联体系，建立面向煤炭行业的大数据存储、集成、访问、分析、管理的开发环境和应用环境，支撑相关工业技术、经验、知识模型化、软件化、复用化，以数据的有序自动流动解决复杂生产系统面临的不确定性，不断优化勘探设计、开采洗选、运营管理等资源配置效率，形成资源富集、多方参与、合作共赢、协同演进的煤炭行业生态。

（2）智慧矿山与煤炭工业互联网技术比较分析

煤炭行业工业互联网的技术核心是通过工业互联网平台把设备、开采、洗选、运销和客户紧密地连接起来，帮助煤炭行业拉长产业链，实现跨设备、跨系统、跨矿区、跨地区互联互通，实现煤炭行业高质量发展。

智慧矿山的技术内涵是将现代信息、控制技术与采矿技术融合，在复杂的资源开采信息背后找出最高效、最安全、最环保的生产路径，对矿井系统进行最佳的协同运行控制，并根据地质环境及生产要求变化自动创造全新的控制流程。

煤炭工业互联网是为煤炭行业、产业赋能，智慧矿山是为单一煤矿企业、集团的生产、经营、管理赋能。智慧矿山工业互联网是利用煤炭工业互联网实现的设备、生产系统、企业、产业互连形成的基础设施和资源能力，赋能智慧矿山建设过程中煤炭开采涉及的生产、经营、管理的方方面面。

（3）智慧矿山工业互联网体系架构

智慧矿山工业互联网体系架构采用以ISO/IEC/IEEE42010系统与软件工程标准为主要方法论，借鉴2020年4月工业互联网产业联盟发布的《工业互联网体系架构（版本2.0）》中总体实施框架，提出智慧矿山工业互联网体系架构，如图1所示：包含“网络、标识、平台、安全”四大系统的建设。其中，网络系统关注煤炭开采全要素、全系统、全产业链互联互通新型基础设施的构建；标识系统关注煤炭开采要素的标识资源、解析系统等关键基础的构建；平台系统关注智慧矿山建设涵盖的边缘系统、企业平台和产业平台交互协同的实现；安全系统关注生产安全和信息安全管控、安全态势感知、防护能力等建设。其中企业级、边缘系统是智慧矿山建设主要内容，企业级工业互联网PaaS平台是实现新一代智慧矿山操作系统的核心，企业级平台与边缘系统形成边云协同的架构及计算体系。