人工智能落地传统煤炭行业，助力煤炭行业智能化转型

 【编者按】 煤矿资源 作为需求旺盛的发电能源、工业动力能源、民用商品能源和化工原料，没有因为新能源的出现而地位下降，目前依然是推动各国经济、军事发展的重要基础。希望国内煤矿企业能够与科研院校、机器人生产研发企业开展跨界合作，针对具体应用场景不断提升机器人设备的稳定性和精准度，以机器人为载体利用物联网、 人工智能 、大数据等技术提升和改造传统煤炭工业，逐步实现生产设备的网络化和生产现场的无人化。

1月9日，国家煤矿安监局制定公布了《 煤矿机器人 重点研发目录》，对掘进、采煤、运煤、安控和救援5类的38种煤矿机器人提出了具体的研发应用要求，鼓励支持煤矿企业开展煤矿机器人的研发合作，推进煤炭工业高质量发展。

煤矿机器人助力煤炭行业的智能化、安全化升级改造

煤矿资源作为需求旺盛的发电能源、工业动力能源、民用商品能源和化工原料，没有因为新能源的出现而地位下降，目前依然是推动各国经济、军事发展的重要基础。一直以来，煤矿生产系统庞大复杂，作业环境极度恶劣，水、火、煤尘、瓦斯、顶板等自然灾害难以预测，煤炭工人的生命受到严重威胁。

在此背景之下，煤矿机器人由于具备可远程操作的灵活工作方式、自主感知的环境探测能力、广泛的工作环境适应性，而成为行业研发的重点。煤矿机器人将推进煤炭工业技术革命和产业转型升级，推动煤炭行业从人工化、机械化向自动化、信息化、数字化、安全化方向稳步前进。

随着煤炭行业智能化采掘与安全化生产的持续升级，未来煤矿机器人的需求将会越来越大。据美国市场研究咨询公司Grand View Research的数据显示，全球煤矿机器人产业规模预计将以7.3%的年复合增长率保持增长，到2025年将达到62亿美元。

图1  2016-2025年全球煤矿机器人产业规模

资料来源：GrandView Research，中国电子学会整理

全球进入煤矿机器人研发应用快车道，我国煤矿机器人发展任重道远

瑞典、美国、日本、澳大利亚、法国等国家在上世纪80年代开始涉足煤矿机器人研发，并在生产作业、矿难事故处理救援、煤矿日常监测与维护等领域推广普及应用。瑞典的Atlas Copco与Sandvik、日本的东洋公司、法国的Montabert等企业的煤矿机器人在钻孔定位精度、掘进速度、自动化作业等方面的研发走在全球前列，并推进掘进采矿机器人向自移式掘进、支护、锚固、运输联合作业的掘支运一体机方向发展。

自1998年美国研发第一台RATLER矿井巡检机器人以来，巡检救援类机器人的性能不断提升。瑞典Brokk的清障机器人、德国的LUF60消防机器人、东京消防厅的Robocue救援机器人等一系列产品的涌现，为大面积巡查、实时监控与快速救援提供了更多选择，推动矿井作业的安全性和自动化水平不断提升。

我国在煤矿机器人领域研发起步相对较晚，主要集中在采煤运输巡检等环节 ，中信重工、西安重装、天地科技等企业在自主探测、机器人联动、网络化控制等部分领域陆续突破，但是国内整体研发的实力和成果与国外相关先进水平存在差距，特别是能源动力、导航通信、结构与系统控制的可靠性等方面仍需攻坚克难，整体自动化水平有待进一步提高。同时，领域内的机器人研发企业大都为传统重型机械企业，国内煤矿机器人研发的重视程度需要提高，产学研协同开发之路有待拓宽。

表1  煤矿机器人主要类型及典型企业

资料来源：中国电子学会整理

煤炭行业的机器人化开采是机器拟人化生产，借助于自主定位、自动感知、自适运行的功能，实现整个采矿过程的数字化和物联化，以及运行的透视化和可视化。

希望国内煤矿企业能够与科研院校、机器人生产研发企业开展跨界合作，针对具体应用场景不断提升机器人设备的稳定性和精准度，以机器人为载体利用物联网、人工智能、大数据等技术提升和改造传统煤炭工业，逐步实现生产设备的网络化和生产现场的无人化，达到“有人巡视、无人值守”的常态化生产状态，通过“机器换人”实现煤炭工业的高质量发展与煤矿作业的“少人则安”和“无人则安”。