中國煤科沈陽研究院：攜手華為礦鴻，打造全球首批智能化煤礦機器人群
中國煤科沈陽研究院：攜手華為礦鴻，打造全球首批智能化煤礦機器人群
中國煤科沈陽研究院院特種機器人事業部
總經理 王雷
在我國，煤炭占據了一次能源消費總量的70%左右，正是星羅棋布於全國的數千個煤礦的作業不息，才托舉起了我們的高效生產和美好生活!
當前，煤礦發展的核心命題是煤礦智能化，煤礦機器人則是煤礦智能化的重要技術支撐和設備保障。借助煤礦機器人，真正實現了煤礦安全控製由事後監測向事前預警的飛躍。
國家發布的《煤礦機器人重點研發目錄》，明確了重點研發應用掘進、采煤、運輸、安控和救援5類、38種煤礦機器人，並對每種機器人的功能提出了具體要求。這意味著煤礦機器人的智能化發展也已經提高到了國家層麵。
然而，機器人技術的使用也麵臨諸多的挑戰和亟待解決的問題：
首先是行業適配：任何一項新的技術的使用都需要有行業適配的場景，以及能夠相互支持、配合、協同加持的行業生態。
產業安全問題也非常重要，特別是智能化設備所搭載的操作係統等底層根技術的保障和可靠性。
更加本質和關鍵的則是智能化水平的提升：機器人的使用，以及機器人的智能化水平是衡量煤礦智能化的重要標準。決定機器人的智能化水平的關鍵，取決於機器人的感知能力、協同水平。單係統的應用隻是“遠程化控製”。
作為中國煤礦領域智能化設備以及機器人研發的領軍企業，中國煤科沈陽研究院一直致力於高質量的煤礦機器人係統的創新研發和應用推廣。
華為礦鴻的問世，從ICT領域為這些挑戰和問題帶來了新的解決方案。
9月14日，國家能源集團和華為技術有限公司聯合發布了麵向礦山領域的工業物聯網操作係統--礦鴻。國家能源供應的排頭兵--國能神東煤炭集團率先宣布商用發布，礦鴻作為一個全新的操作係統，自誕生之初就自帶商業應用場景，為行業的發展和建設奠定了堅實可靠的前提和基礎。作為國家能源集團煤礦機器人重要合作夥伴，中國煤科沈陽研究院推出了全球首批搭載礦鴻係統的智能化煤礦機器人群。
此次鴻蒙係統首次在工業領域取得應用，無論是對其自身發展，還是對我國工業生產領域擺脫對國外操作係統的依賴，規避基礎軟件的產業安全風險都有著重要意義。華為礦鴻操作係統的發布及推廣應用，為我國煤礦智能化建設提供堅實的軟件基礎和係統保障。
礦鴻為萬物互聯而生，為煤礦機器人的智能化帶來了諸多獨特價值：
1：機器人高級智能的實現，也需要整個係統升級和智能化的實現來協同配合煤礦智能化的高質量發展，其本質就是實現工業互聯網化，而要在煤礦領域實現這樣的升級，其必由之路就是首先構建起“統一標準、統一架構”萬物互聯的設備接入層基礎。所以，中國煤科集團等為代表的煤炭科技型企業與華為公司強強聯手，致力於將礦鴻操作係統應用於煤礦機器人和其他諸多礦山設備，就可以為所有礦山智能設備統一數據接口和格式，並集成於一個互聯互通的工業互聯網平台之下。而在統一的平台支撐下，隨著各種礦山設備運行產生的海量數據的收集、入湖並打造數據孿生，最後通過機器學習形成人工智能，才可以在智能礦山的實際運行過程中對大數據進行處理和輸出，進而實現報警和作業控製的自動化和智能化。2：機器人之間還要實現協同，智能化升級利用礦鴻係統分布式軟總線技術實現集群控製管理，升級了機器人自主運動規劃，升級機器人的協同水平。為智能機器人群的實現，提供了關鍵技術路徑。
3：提升機器人的感知水平
通過礦鴻，統一了數據接口，使能多種傳感器環境信息采集，實現底層設備兼容互聯控製和本體狀態信息獲取，通過傳感器等設備萬物互聯，將多信息的采集、03manbetx 、挖掘與處理進行有效梳理和深度融合，“礦鴻獨特的設備近場發現功能”，讓設備通過相互靠近，就能完成信息的讀取和交互，實現了不同係統間的智能協作。
4：改變作業方式，簡化操作、提升效率。
“礦鴻”的手機“一碰連”功能更是改變了傳統的設備數據顯示和維護的方式，使“無屏設備變有屏”、“小屏變大屏”。將手機靠近機器人，就可以通過手機屏讀取並對機器人進行操作和維護。麵對多台機器人，這樣的“一碰讀取信息”的全新操作，改變了井下作業人員的作業方式，極大提升了效率。
搭載礦鴻係統，煤礦智能機器人的發展和應用開啟了新的篇章。
2021年10月26日，搭載了礦鴻的三款智能機器人，分別是礦用仿生四足巡檢機器人、礦用變電所/水泵房巡檢機器人和礦用危險氣體巡檢機器人，它們又被命名為指揮者號、探險者號和探索者號，這三款機器人也亮相中國國際采礦展神東集團展區。
“探索者號”礦用仿生四足巡檢機器人利用礦鴻係統架構，實現了基於層次化體係的運動層控製、智能感知及自主導航。該機器人將礦鴻係統與機器人運動、決策以及交互係統有效結合，通過軟總線技術實現機器控製程序數據和巡檢數據的實時采集和分布式管理，保證了其作業能力與感知能力的無縫銜接，為煤礦複雜環境下的安控巡檢，提供了決策支撐。探索者號采用仿生四足驅動方式，最高可搭載25公斤負載，其視覺雲台具備可升降功能，並通過視覺和激光雷達複合導航方式實現了全自主導航。探索者號可搭載測溫型雙光譜紅外攝像儀，可對設備運行狀態監測和儀表數據識別。
“指揮者號”礦用變電所\水泵房巡檢機器人使用了搭載礦鴻的控製器，並利用開放式接口，實現了激光雷達、攝像頭、紅外熱像儀及各種礦用傳感器設備有效融合，實現變電所\水泵房內設備的溫度識別、視頻監控、儀表狀態識別、環境氣體濃度監測、溫濕度監測、粉塵濃度監測等功能，並具備掃拖一體化功能，真正意義的實現井下自主巡檢，環境清潔，有效降低了煤礦人員負擔。
“探險者號”輪式礦用危險氣體巡檢機器人搭載激光雷達、甲烷傳感器、雙光譜攝像儀以及多種礦用傳感器設備，實現了井下巷道內甲烷聚集區域的濃度監測、巷道壁及線纜的溫度監測、巷道視頻監控、溫濕度監測、粉塵濃度監測等功能，有效替代瓦斯檢查員，實現了對巷道的巡檢;“探險者號”通過搭載的激光雷達、IMU以及裏程計，可實現巡檢環境地圖的創建，實現自主導航和自主巡檢;此外，探險者號搭載自主升降裝置，具備三維空間甲烷檢測能力，實現巡檢區域的全覆蓋。
作為此次推出礦鴻煤礦機器人的中國煤科沈陽研究院，其在煤礦機器人方麵，已研發出麵向不同場景、基於不同行走軌道及運控方式的巡檢機器人、變電所水泵房等固定場所輪式巡檢及輔助作業型機器人、自主噴漿機器人等巡檢作業類機器人20餘種;中國煤科沈陽研究院還正在進行全自主式水倉清淤機器人、井下無人機、抓管機器人等前沿產品研發;在關鍵技術方麵，突破了複雜場景下機器人導航定位技術、液壓及電氣防爆機械臂技術、軌道機器人自發電技術、低溫區機器人可靠供電技術等十餘項關鍵技術，在長續航高能量密度機器人動力技術、煤礦機器人高可靠、抗幹擾通訊技術以及井下機器人群協同控製技術等方麵也正進行專項研究。中國煤科沈陽研究院擁有國內領先的機器人學科研發團隊，打造了多場景煤礦機器人整體解決方案，同時在生產製造，應用服務方麵實現了煤礦特質與機器人學科的深度融合，對推動煤礦領域機器人的應用起到了重要促進作用。攜手華為礦鴻，共贏未來智能礦山，相信通過礦鴻的加持，將成千上萬的智能設備和機器人，連接到工業物聯網係統，以實現煤礦智能化高質量發展會成為一種業界的常態和普遍選擇。
