大廠布局的智慧礦山，利好多條半導(dǎo)體賽道

2022 年 9 月，工信部印發(fā)《5G 全連接工廠建設(shè)指南》，指出在「十四五」期間，面向原材料、裝備、電子等制造業(yè)各行業(yè)以及采礦、港口、電力等重點行業(yè)領(lǐng)域，建成 1000 個分類分級、特色鮮明的工廠，打造 100 個標(biāo)桿工廠，推動 5G 融合應(yīng)用縱深發(fā)展。實現(xiàn)生產(chǎn)單元廣泛連接、信息（IT）運營（OT）深度融合、 數(shù)據(jù)要素充分利用、創(chuàng)新應(yīng)用高效賦能的新局面。

在工信部發(fā)布的《2023 年 5G 工廠名錄》中，有 15 家智慧礦山進入名單。

提到礦山，過去人們想到的畫面或許是電影《盲井》里的畫面，在漆黑的礦井中工作，將安全交給老天，擔(dān)心是否會發(fā)生意外。即使在 2023 年，我們也能看到有礦難新聞的發(fā)生。2022 年 3 月 14 日，中國國家礦山安全監(jiān)察局公布的數(shù)據(jù)顯示，2021 年，中國礦山共發(fā)生事故 356 起、死亡 503 人。這一個個數(shù)字后面是悲劇的相乘，智慧礦山的出現(xiàn)就是為了減少這種悲劇的出現(xiàn)。

智慧礦山是以礦山數(shù)字化、信息化為前提和基礎(chǔ)，對礦山生產(chǎn)、職業(yè)健康與安全、技術(shù)支持與后勤保障等進行主動感知、自動分析、快速處理，建設(shè)智慧礦山，最終實現(xiàn)安全礦山、無人礦山、高效礦山、清潔礦山的建設(shè)。根據(jù)官方統(tǒng)計，通過智能化建設(shè)，2016 年到 2022 年中，全國煤礦井下作業(yè)人員共計減少了 37 萬人。減少的數(shù)字代表著工作效率的提升，更代表著安全的提高，不安全的減少。

因此，從宏觀的角度來看，智慧礦山將有利于我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；從個人的角度來看，智慧礦山是為每一個從業(yè)者的人身保障。

礦山如何智慧？

智慧礦山建設(shè)主要包括：智慧生產(chǎn)系統(tǒng)、智慧職業(yè)健康與安全系統(tǒng)、智慧技術(shù)支持與后勤保障系統(tǒng)建設(shè)。智慧礦山就是對生產(chǎn)、職業(yè)健康與安全、技術(shù)和后勤保障等進行主動感知、自動分析、快速處理的智能礦山。不難看出，礦山的數(shù)字化、信息化是智慧礦山建設(shè)的前提和基礎(chǔ)。而數(shù)字化、信息化的基礎(chǔ)離不開半導(dǎo)體產(chǎn)品的支持。得益于此，智慧礦山將有望成為半導(dǎo)體產(chǎn)品增長的新市場。其中主要的半導(dǎo)體品類包括：遠程控制礦卡、通信芯片以及傳感器等。

遠程控制礦卡

提到「礦卡」大家并不陌生，而這里提到的礦卡是真·礦卡。智慧礦山網(wǎng)聯(lián)自動駕駛應(yīng)用總體技術(shù)架構(gòu)從三個層次進行構(gòu)建，提供「智能網(wǎng)聯(lián)礦卡、車聯(lián)網(wǎng)、云平臺」協(xié)同的一體化自動駕駛服務(wù)。智能網(wǎng)聯(lián)礦卡包括車體和車載智能化設(shè)備，實現(xiàn)智能感知、決策與控制；車聯(lián)網(wǎng)基于 LTE-V2X 和 5G 系統(tǒng)構(gòu)建車與車、車與路、車與云平臺的信息傳輸；云平臺提供聯(lián)合決策和協(xié)同控制，實現(xiàn)遠程駕駛、自動駕駛的業(yè)務(wù)管理和網(wǎng)絡(luò)信息管理。

礦卡本體加裝激光雷達、毫米波雷達、高清攝像頭、差分 GPS 定位等數(shù)采終端和車輛控制終端，輔以高精定位，基于邊緣計算能力和礦山調(diào)度平臺，實現(xiàn)礦卡的遠程駕駛、倒車入位、精準(zhǔn)?？康茸鳂I(yè)任務(wù)。遠程控制礦卡作業(yè)能夠降低露天礦人員的實地參與，提升員工的安全性。在礦山上的遠程控制礦卡業(yè)務(wù)需要 5G 的低時延、大帶寬和低時延的能力，滿足多臺車的通信需求。

通信芯片

從遠程控制礦卡的描述中，可以看到通信在智慧礦山中起到非常重要性作用。原因不難理解，智慧礦山極高的無人化需要控制端與邊緣設(shè)備時刻進行數(shù)據(jù)傳輸。

礦用 5G 通訊技術(shù)為煤礦信息化、智能化建設(shè)提供了基礎(chǔ)，5G 模組是承載終端接入網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部件，通過使用 5G 模組，設(shè)備才能向 5G 系統(tǒng)發(fā)出接入請求，進行用戶鑒權(quán)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)?？梢哉f 5G 模組就是一臺 5G 終端設(shè)備的心臟。這也解釋了為什么正在開篇提到的 5G 工廠名單中有許多 5G 工廠來自煤礦行業(yè)。

目前來看，5G 模組的廠家比較豐富，華為、中興、移遠等主流大廠早已發(fā)布了相關(guān)模組的信息并投入使用。展銳與海信集團達成合作，海信基于展銳唐古拉 V510 推出了 5G 模組和 5G DTU 打造智慧采礦數(shù)字化解決方案。該方案可實現(xiàn)無人巡檢、智能掘進、設(shè)備和人員精準(zhǔn)定位、數(shù)據(jù)實時上報、作業(yè)實時監(jiān)控等。在降低 18% 設(shè)備故障率的同時，也讓礦井作業(yè)更安全，管理更智能，并給采礦企業(yè)帶來明顯效益提升。

傳感器

隨著采礦業(yè)的發(fā)展，其實當(dāng)前許多的礦難發(fā)生的原因更多的是不規(guī)范操作導(dǎo)致的意外。設(shè)置傳感器一方面有助于煤礦企業(yè)自己監(jiān)控工作環(huán)境，另一方面則有助于監(jiān)管部門對煤礦企業(yè)進行監(jiān)控。

據(jù)有關(guān)部門介紹，目前我國煤礦產(chǎn)業(yè)，基本建成了煤礦安全風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警「一張網(wǎng)」，以防范化解煤礦瓦斯、火災(zāi)、水害、沖擊地壓等重大安全風(fēng)險為目標(biāo)。煤礦企業(yè)到地方監(jiān)管監(jiān)察部門到國家監(jiān)察機關(guān)的互通網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)接入了所有正常生產(chǎn)建設(shè)煤礦的安全監(jiān)控、人員定位、視頻監(jiān)控等感知數(shù)據(jù)。這張網(wǎng)可實時監(jiān)測全國 60 余萬個傳感器、80 余萬名入井作業(yè)人員、3.9 萬戶作業(yè)視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，共享了氣象和電力大數(shù)據(jù)，用電監(jiān)測現(xiàn)已覆蓋了全國 75% 的煤礦企業(yè)，開發(fā)了多種風(fēng)險分析預(yù)警功能，可以有效地監(jiān)測瓦斯和一氧化碳濃度超限、異常波動、高值報警，以及井下作業(yè)人數(shù)、用電量異常等情況，并可對未來 24 小時受臺風(fēng)以及 50 毫米以上強降雨等極端天氣威脅的礦山企業(yè)進行分析預(yù)警。

在非煤礦山方面，以危險程度較高、易發(fā)生事故的尾礦庫、地下礦山、高陡邊坡露天礦山為監(jiān)測重點，正在推進建設(shè)全國非煤礦山安全風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)，并安排部署將全國露天礦山邊坡監(jiān)測、水害監(jiān)測、視頻監(jiān)控全部納入「一張網(wǎng)」。目前，全國所有在用尾礦庫和全部「頭頂庫」都已經(jīng)建設(shè)了在線監(jiān)測系統(tǒng)，絕大部分都已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)接入國家平臺，邊坡現(xiàn)狀高度 200 米以上的金屬非金屬露天礦山都建設(shè)了邊坡在線監(jiān)測系統(tǒng)。

在這樣重要的檢測系統(tǒng)中，需要大量的傳感器發(fā)揮作用。智能傳感器可以實時監(jiān)測礦山的各種參數(shù)，如溫度、濕度和氣體濃度等，從而提前發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。主要包括的傳感器有：激光光譜分析氣體傳感器、光纖光柵物理量傳感器、光纖分布式溫度傳感器等礦用傳感器、激光甲烷傳感器、礦山微震監(jiān)測系統(tǒng)中的光纖加速度傳感器及采空區(qū)火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)中的光纖分布式溫度傳感器。

大廠加速布局智慧礦山

國家礦山安全監(jiān)察局安全基礎(chǔ)司司長孫慶國表示，近年來，中國以科技創(chuàng)新為驅(qū)動，以減人增安為目標(biāo)，采取了一系列措施推動礦山智能化建設(shè)，目前呈現(xiàn)出加速發(fā)展、全面發(fā)展態(tài)勢?，F(xiàn)在全國建有煤礦智能化工作面共 1400 個，有智能化工作面的煤礦達到 730 處，產(chǎn)能占比達到 59.5%。

從這樣的數(shù)據(jù)來看，智慧礦山未來還有很大的增長空間。這也讓這一領(lǐng)域在最近資本市場相當(dāng)謹慎的情況下可以收獲融資。今年 11 月，無人運輸解決方案及運營服務(wù)提供商踏歌智行獲過億人民幣 C1 輪融資。由金沙基金領(lǐng)投，寶通科技跟投，勢能資本擔(dān)任本輪融資獨家財務(wù)顧問。本輪融資將用于研發(fā)投入、市場推廣和履單供應(yīng)鏈。

商湯智能、科大訊飛、華為等企業(yè)都已經(jīng)針對智慧礦山提出了解決方案。商湯科技推出了智能礦山 AI 感知系統(tǒng)，以領(lǐng)先的人工智能技術(shù)和產(chǎn)品賦能傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)和開采領(lǐng)域，加速煤炭企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型與升級。2022 年以來，商湯科技智能礦山 AI 感知系統(tǒng)已實現(xiàn)在神東煤炭集團、中煤集團、開灤集團等旗下多個煤礦部署落地和試運行。

科大訊飛基于訊飛在 AI 能力、知識圖譜及大數(shù)據(jù)分析治理等國際領(lǐng)先的技術(shù)及經(jīng)驗，在礦山語音調(diào)度、數(shù)據(jù)中臺、管控平臺虛擬人等場景應(yīng)用上，推出行業(yè)特色解決方案，數(shù)據(jù)中臺是指通過數(shù)據(jù)技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)進行采集、計算、存儲、加工，同時統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和口徑。數(shù)據(jù)中臺把數(shù)據(jù)統(tǒng)一之后，會形成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，再進行存儲，形成大數(shù)據(jù)資產(chǎn)層，進而為客戶提供高效服務(wù)。數(shù)據(jù)中臺包括數(shù)據(jù)模型，算法服務(wù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)品，數(shù)據(jù)管理等等。

華為也已經(jīng)為智能化煤礦的井工礦提供綜采面全景視頻拼接解決方案、智能作業(yè)輔助系統(tǒng)和元圖工坊數(shù)字孿生使能平臺、為露天礦提供無人駕駛、采礦準(zhǔn)備遠控的方案。

智慧礦山建設(shè)過程中存在一系列的挑戰(zhàn)，例如行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還需要進一步推進和深入；企業(yè)各個系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通難度大、成本高；數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)不暢，各類煙囪式的系統(tǒng)林立導(dǎo)致數(shù)據(jù)孤島問題比較突出，各種生產(chǎn)設(shè)備接口不統(tǒng)一等等。

這些挑戰(zhàn)也正是行業(yè)參與者的機遇所在，誰能把握？