當(dāng)前,新一輪科技革命與百年能源變局交匯,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進“人工智能+”能源高質(zhì)量發(fā)展的實施意見》(以下簡稱《實施意見》),吹響了能源行業(yè)向智能經(jīng)濟躍遷的號角。對于煤炭行業(yè)而言,《實施意見》的出臺為煤炭產(chǎn)業(yè)向高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型提供了方向指引,推動煤炭更好地發(fā)揮我國能源安全“壓艙石”保障作用,為新型能源體系建設(shè)注入關(guān)鍵動能。
一、把握機遇,推動煤炭行業(yè)智能化綠色化轉(zhuǎn)型
當(dāng)前,我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型步伐加快,推進“人工智能+”煤炭產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展,是能源轉(zhuǎn)型中確保主體能源安全的必然要求。
(一)打造產(chǎn)業(yè)升級樣板
《實施意見》中明確“培育壯大智能產(chǎn)業(yè)”,煤炭行業(yè)正是檢驗人工智能賦能實體經(jīng)濟的關(guān)鍵載體。2021-2024年,全國煤炭總產(chǎn)量占一次能源生產(chǎn)、消費總量的66.6%、55%,煤炭在我國能源供應(yīng)體系中仍將發(fā)揮基礎(chǔ)保障和系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用。煤礦智能化建設(shè)是人工智能大規(guī)模賦能實體經(jīng)濟的“超級試驗場”,煤炭智能化轉(zhuǎn)型的范式,成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級示范的樣本。
(二)搶抓融合戰(zhàn)略窗口
《實施意見》強調(diào)“加快專業(yè)大模型在五個以上行業(yè)深度應(yīng)用”。煤炭行業(yè)擁有海量尚未充分挖掘的數(shù)據(jù),二者交匯正是變革戰(zhàn)略窗口期。近年來,大模型正從語言智能走向多模態(tài)和具身智能,具備了對復(fù)雜物理世界建模的能力,人工智能逐步真正成為行業(yè)從業(yè)人員的伙伴。為此,煤炭行業(yè)應(yīng)搶抓2025-2035年關(guān)鍵窗口,打造以數(shù)智技術(shù)驅(qū)動的“資源-能源-生態(tài)”智慧綜合體新業(yè)態(tài),實現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)涅槃重生。
(三)回應(yīng)安全民生需求
《實施意見》要求“煤炭采掘和露天生產(chǎn)提升效率和安全水平”。我國65%以上煤炭產(chǎn)能來自深部、高瓦斯等災(zāi)害隱患嚴(yán)重的區(qū)域,安全雙重預(yù)防始終是首要任務(wù)。通過人工智能技術(shù)可實現(xiàn)從被動應(yīng)對轉(zhuǎn)向主動防控,實現(xiàn)“無人則安”的本質(zhì)安全;國家安全層面,“人工智能+”煤炭是打牢國家安全基石的有效路徑。民生層面,煤礦智能化為煤礦職工創(chuàng)造更安全的工作條件,同時實現(xiàn)綠色開采和綠色礦山目標(biāo)。
(四)推動模式范式躍遷
從更長遠的視角看,煤炭行業(yè)的發(fā)展邏輯也在發(fā)生深刻變化。過去我們依賴“資源儲量—資本投入—規(guī)模擴張”的線性路徑,而未來必然要走“數(shù)據(jù)生成—知識沉淀—算法迭代—價值倍增”的指數(shù)模式。未來煤礦生產(chǎn)將實現(xiàn)少人化、無人化,產(chǎn)業(yè)工人轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)標(biāo)注與知識積累,數(shù)據(jù)成為第四大生產(chǎn)要素,企業(yè)完成從“資源運營商”到“數(shù)據(jù)運營商”的切換。
二、立足現(xiàn)實,剖析“人工智能+”煤炭發(fā)展態(tài)勢
(一)升級技術(shù)應(yīng)用模式
當(dāng)前,煤礦智能化建設(shè)正處于從培育階段向全面技術(shù)升級階段,要從單一環(huán)節(jié)的算法輔助,升級為“專業(yè)大模型+多技術(shù)協(xié)同”模式。在地質(zhì)勘探、采掘工藝優(yōu)化等核心場景中構(gòu)建煤礦專用大模型,融合多源異構(gòu)數(shù)據(jù),實現(xiàn)“數(shù)據(jù)-知識”耦合;同時聯(lián)動機器視覺、智能控制等技術(shù)與裝備,形成“采集-運算-決策-執(zhí)行”的閉環(huán),推動煤炭生產(chǎn)從被動響應(yīng)向主動預(yù)判跨越。
(二)深化全鏈場景滲透
《實施意見》提出“融合應(yīng)用智能模型,實現(xiàn)生產(chǎn)過程智能控制與自主決策”。結(jié)合近年來煤礦智能化建設(shè)進展,井工開采仍需加強多模態(tài)感知與大小模型融合,逐步實現(xiàn)少人化、無人化的常態(tài)作業(yè);露天開采需加強人工智能優(yōu)化工藝參數(shù)和采運調(diào)度,提升大型化和智能化自主運行水平;智能洗選環(huán)節(jié)則需加強煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫與工業(yè)數(shù)字孿生體,提高煤質(zhì)檢測的精度與效率;設(shè)備運維方面,需要融合大模型技術(shù)將故障預(yù)警與預(yù)防性檢修等場景走深走實。
(三)培育跨界融合生態(tài)
《實施意見》提出“新型電力系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度運行”要求,煤炭行業(yè)一方面要推進煤礦智能化新業(yè)態(tài),推動開采、運輸、洗選、運維等環(huán)節(jié)的全鏈條協(xié)同;另一方面,將帶動跨界創(chuàng)新,探索煤電聯(lián)營、能源和化工結(jié)合的產(chǎn)業(yè)一體化發(fā)展格局,因地制宜打造煤-電-化-新協(xié)同發(fā)展模式,延伸煤炭產(chǎn)業(yè)鏈,推動煤炭從燃料向燃料、原料及材料并重轉(zhuǎn)變
三、聚焦落地,破解“人工智能+”煤炭建設(shè)難題
(一)重構(gòu)感知認(rèn)知體系
要破解“數(shù)據(jù)難共用”的頑疾,關(guān)鍵在于建立全局性認(rèn)知體系和統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)?!秾嵤┮庖姟窂娬{(diào)要加強數(shù)據(jù)供給創(chuàng)新,為此需構(gòu)建一體化多模態(tài)感知網(wǎng)絡(luò),全面覆蓋地質(zhì)、設(shè)備、環(huán)境等全場景數(shù)據(jù),同時納入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程、手冊臺賬等文本數(shù)據(jù),按照行業(yè)通識與專識數(shù)據(jù)進行分級融合理解,并通過人工智能算法,將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對生產(chǎn)規(guī)律和風(fēng)險趨勢的深度認(rèn)知,為智能決策提供統(tǒng)一、可信的數(shù)據(jù)支撐。
(二)攻堅智能裝備可靠性
《實施意見》提出“加快智能生產(chǎn)技術(shù)裝備的研發(fā)與應(yīng)用”。為裝備升級指明了方向。針對井下防爆、低功耗、抗干擾的特殊要求,研發(fā)煤炭行業(yè)智能硬件體系,將算法深度嵌入采掘機、液壓支架等核心裝備,通過構(gòu)建“硬件載體+算法內(nèi)核”的一體化智能裝備制造生態(tài),賦予裝備邊緣計算與自主決策能力,實現(xiàn)從“功能執(zhí)行”向“智能運行”的跨越。
(三)打通系統(tǒng)協(xié)同鏈路
《實施意見》明確要求“強化算力支撐,統(tǒng)籌規(guī)劃算力、電力和通信網(wǎng)絡(luò)資源”。煤炭行業(yè)需要通過群體智能重塑協(xié)作邏輯。依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通全流程的數(shù)據(jù)鏈路與控制權(quán)限,讓原本獨立作業(yè)的設(shè)備形成集群化協(xié)同,并基于實時數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整作業(yè)節(jié)奏和參數(shù),從而實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)、聯(lián)動避險和系統(tǒng)自恢復(fù),顯著提升煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)的效率與韌性。
四、統(tǒng)籌全局,健全保障與長效發(fā)展機制
(一)培育協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)
煤炭行業(yè)的智能化不是單一環(huán)節(jié)的改造,而是全鏈條的系統(tǒng)升級?!秾嵤┮庖姟窂娬{(diào)要推動人工智能與經(jīng)濟社會各行業(yè)各領(lǐng)域廣泛深度融合,這對煤炭行業(yè)尤為適用。行業(yè)發(fā)展不能僅靠煤礦企業(yè)的數(shù)據(jù)和場景,還需要專業(yè)科研團隊持續(xù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)資本加大投入、政策法規(guī)提供保障。通過協(xié)同創(chuàng)新平臺,把需求牽引、技術(shù)供給與應(yīng)用落地高效結(jié)合,才能形成跨界融合、共創(chuàng)分享的產(chǎn)業(yè)格局,推動行業(yè)從“單點突破”走向“系統(tǒng)躍遷”。
(二)強化復(fù)合人才培養(yǎng)
煤礦智能化要求變革礦業(yè)生產(chǎn)組織與管理模式,圍繞數(shù)字世界重塑煤炭企業(yè)的戰(zhàn)略愿景、業(yè)務(wù)流程、組織架構(gòu)、管理文化等?!秾嵤┮庖姟诽岢觥凹哟蟾邔哟稳瞬排囵B(yǎng)力度”要求。煤礦智能化建設(shè)的核心在人才,要培養(yǎng)大批礦業(yè)工程+人工智能的復(fù)合型技術(shù)人才,既要有懂采礦+人工智能算法的專家、能有效治理數(shù)據(jù)的團隊、熟練掌握智能裝備運維的工程師,還要有精于智能化煤礦管理和市場運營的人才。要推動產(chǎn)教融合和跨學(xué)科交叉,為“人工智能+”煤炭提供新的復(fù)合型人才保障。
(三)健全安全倫理規(guī)范
《實施意見》提出“提升能源系統(tǒng)安全可靠與靈活高效運行”要求。一方面,要強化人工智能系統(tǒng)在安全生產(chǎn)中的風(fēng)險評估與測試,確保從感知、決策到執(zhí)行環(huán)節(jié)的可信與可控;另一方面,要重視倫理與意識形態(tài)風(fēng)險防范,確保人工智能在煤炭場景中的應(yīng)用符合國家安全和社會穩(wěn)定要求。通過建立分級分類的安全評估機制和倫理規(guī)范,推動形成“技術(shù)可信、應(yīng)用可控、制度健全”的安全發(fā)展格局。
(四)建立長效發(fā)展機制
《實施意見》明確提出要“在技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式、發(fā)展業(yè)態(tài)、體制機制等方面深入探索”。煤炭行業(yè)需要建立從價值創(chuàng)造到利益分配的良性循環(huán)機制,確保數(shù)據(jù)權(quán)益、知識產(chǎn)權(quán)和創(chuàng)新成果的合理歸屬。推動煤礦企業(yè)從單純的“應(yīng)用方”轉(zhuǎn)向“共創(chuàng)方”,形成多方共贏的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。同時,要構(gòu)建行業(yè)自我迭代的反饋機制,實現(xiàn)技術(shù)、人才、資本和政策的動態(tài)優(yōu)化,確保煤炭智能化不止于階段性突破,而能進入可持續(xù)發(fā)展的長周期發(fā)展軌道。
《實施意見》的發(fā)布,標(biāo)志著我國在新一輪科技革命和能源變局中率先進入“人工智能+”的戰(zhàn)略縱深期。煤炭行業(yè)作為我國能源安全的“壓艙石”,既是人工智能賦能的關(guān)鍵領(lǐng)域,也是檢驗政策落地成效的重要陣地??v觀行業(yè)發(fā)展,全鏈條的技術(shù)重構(gòu)、全場景的應(yīng)用滲透、全系統(tǒng)的協(xié)同創(chuàng)新,已從戰(zhàn)略愿景轉(zhuǎn)化為實踐路徑。未來十年,將是煤炭智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵窗口期。唯有以人工智能為牽引,推動產(chǎn)業(yè)模式躍遷,培育復(fù)合型人才,健全安全與倫理規(guī)范,構(gòu)建長效發(fā)展機制,方能夯實煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)生動能與制度根基,塑造人工智能與煤炭開發(fā)技術(shù)全面融合的新時代煤炭產(chǎn)業(yè)體系,逐步形成“AI+資源+能源+生態(tài)”的智慧綜合體,為我國新型能源體系建設(shè)和智能經(jīng)濟加速躍遷提供持續(xù)可靠支撐。
來源 | 國家能源局
作者 | 中國工程院院士 王國法
編輯 | 徐赫陽
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