9 月 19 日,2020 平行智能大会平行智能研讨会成功举办。研讨会以“平行智能推动产学研融合创新”为主题, 由怀德海研究院、中国自动化学会平行智能专委会承办,平行智能学术界、产业界专家共聚一堂,探讨规划平行智能在诸多领域的学术创新及产业应用。会上,中国矿业大学(北京)校长、党委副书记葛世荣教授做了题目《煤矿智能化发展与平行智能应用前景》的主题报告。

 

 

 

1、未来 3500 座煤矿实现智能化

智能矿山已经成为中国乃至世界矿业领域技术变革的方向,采矿、装备、自动化、智能怎么结合起来?想探讨这个问题,还需从矿业和自动化的关系讲起。

 

采矿涵盖的范围很广,包含陆地采矿、深空采矿、甚至小行星采矿等。葛世荣教授介绍,我国是矿业大国,173 种矿物中,探明储量的有 159 种,主要是 9 种能源矿产、54 种金属矿产、90 种非金属矿产。到 2035 年,我国的能源矿产基本四分天下,煤炭、石油、天然气、可再生能源各占 25%。“十四五”期间,我国陆地采矿要深入地下 3000 米左右,现在只有 1000 米左右,油气采矿达到 8000 米左右。

 

而对于固体采矿来说,有露天开采和井工开采两种方式。井工开采往往深入地下 1500 米左右,是非常危险的开采方式。目前井下每天约有 100 万人工作,按照三班倒计算,同一时间有 30 万人,危险岗位人数占比 60%,也就是将近 18 万人时刻冒着生命危险工作。另外,我国富煤、贫油、少气,70%的石油天然气依赖进口,如果被卡脖子,煤的重要性不言而喻。这就是实现煤矿智能化变革的现实原因。

 

今年 3 月,国家发改委、国家能源局、应急部、科技部等在内的 8 部部委联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,指出到 2021 年,要建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿,确定井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控。到 2025 年,大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化,到 2035 年,各类煤矿基本实现智能化。 

 

“我翻译过来就是大概 3500 座煤矿必须实现智能化、少人化、无人驾驶,这个目标是全世界最先进的。” 葛世荣教授介绍,在他的领导下,今年科技部开始在智能机器人设立煤矿机器人专项,以 5400 万首先启动三个机器人的研发。此外,智能矿山项目出现在国家自然科学基金委项目中,这在全世界矿山领域都比较超前。

 

2、煤矿智能化要走点、线、面之路

 

 

煤矿智能化是大势所趋,如何一步步走好?

 

葛世荣教授认为,煤矿智能化的发展,要有点、面、体的进步过程。“点”是机器人,在危险岗位用机器人替代或者值守,目前来讲比较成熟。“面”是指井下工作面、工作区要实现二维的智能化,这时就要用到平行智能的概念。

 

“王飞跃教授提到大数据、小定律,这些大数据将来就是很重要的平行系统的运用和体现。” 葛世荣教授介绍,业内企业慧拓智能把平行驾驶应用于露天矿山,他的团队想放在井下,如果跟慧拓、石家庄煤机厂解决井下矿车无人驾驶,我国将成为世界上第一个地面露天矿、地下井工矿无人驾驶车技术共有的国家。

 

谈及平行采矿,葛世荣教授表示,这一定是交互协作的协同过程,换句话说哪一个环节滞后都不行。

 

“ 比如看一下整个矿井开采的立体图,从巷道掘进、煤层截割、煤流运输、环境通风、井下排水等七个方面比较,原来传统的机器采矿相当于小数据时代,自动化采矿是过渡过程,智能采矿一定是大数据支撑下的小定律时代。” 葛世荣教授介绍,如果用平行智能对接,把它变成地理空间、环境空间、信息空间,实体机器就是机器人化设备,虚拟机器就是以知识驱动的机器,对应下来就是一个平行运行的采矿系统。团队想把平行智能作为智能化工作面的控制构架或者是技术构架,让庞大的机器系统进行自动运转、智能运转。

 

3、平行智能的应用场景

 

 

谈及平行智能的应用场景,葛世荣教授举了以下几个例子。一是无人驾驶运输车,二是平行矿山的无人系统,三是巡检机器人,四是复杂环境的精准采矿。

 

 

其中,无人驾驶运输车是平行驾驶的架构,应该说未来已来、前景可期。复杂环境的精准采矿方面,如何把不确定性、多样性、复杂性变成敏捷、聚焦、收敛、精准的智能控制,业内还有许多工作要做。

 

最后,葛秀荣教授提到,“十四五”规划中专门提到推进智能化煤矿建设,智能化采掘要优先开展危险岗位机器替人,换句话说采掘流程的无人化、危险岗位的机器人化是国家推动煤矿安全“十四五”规划的技术抓手,这些和平行智能是有关系的。