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地下400米深处矿井里采煤作业设备的一举一动，在地面上的监控大屏幕都可以尽收眼底……依托华夏天信智能物联股份有限公司的智慧矿山工业物联网解决方案，在潞安集团、河南能化、西安煤电等所属多个煤矿，工业互联网已经转化为生产力，传统的矿山开采已步入数字化时代。
起步于青岛西海岸新区的华夏天信智能物联股份有限公司(以下简称“华夏天信”)是国家重点高新技术企业、青岛市企业技术中心、煤炭行业“煤矿专用设备标准化委员会”委员，拥有100余项国家发明和实用专利、软件著作权，参与起草了《高压防爆变频器》、《防爆变频一体电动机》等多项行业标准，随着工业互联网的快速应用，这家技术创新为王的高新技术企业，迎来了发展新“风口”。
技术创新催生强劲内生动力
华夏天信成立于2008年，是一家拥有前沿核心技术的高科技智慧能源工业物联网企业，以传动设备和电控系统起家，主要生产矿用永磁同步变频调速一体机、矿用高低压防爆变频器、防爆组合变频起动器、智能电控系统等矿用自动化控制装置，其率先推出的矿用高压防爆变频器在煤炭综采成套装备刮板输送机及胶带输送机的成功应用，被工业和信息化部誉为“是我国煤炭综采装备在核心关键零部件技术方面的一次重大突破”。
“目前，我们已建立了以智慧矿山操作系统为核心的 ‘一硬、一网、一平台、一软’的能源工业物联网四层产品架构体系。”华夏天信董事长汤秦婧介绍道，“华夏天信时刻秉记着创新才是企业发展的第一驱动力，同时也从多个方面践行着这一观念。”2008年，通过引进先进高端人才持续开展技术研发，公司从单一矿用防爆产品开发向多系统集成自动化产品供应发展;2011年，成功研发1140V国内最大功率等级(1000kw)防爆变频器，应用于神东大柳塔煤矿助力全球最长8700m胶带输送机，取得18项专利;2012年，国内首台3300V高压隔爆变频器在天信诞生，并成功应用于兖矿济三矿刮板输送系统，矿用隔爆高压变频系统通过科技成果鉴定，填补了国内空白，达到了国际先进水平;2014年，全新系列3300V及1140V矿用隔爆变频器上市;2018年，华夏天信全面升级，着手智能工业物联网核心技术及智慧矿山建设，广泛联合矿方、所有第三方，一起形成强大的生态圈。
除此之外，华夏天信拥有来自煤炭行业的专业研发团队和服务团队，与国际知名自动化企业和高等院校开展多方位密切的技术合作。“通过自主创新与合作，我们致力于成为世界最好的煤矿电气控制和自动化设备提供商和智能控制解决方案的引领者。”汤秦婧说。
智慧矿山操作系统填补国内空白
华夏天信专注于煤矿井下装备的变频驱动与智能化控制解决方案。
中国90%以上的煤矿是井工煤矿，井深平均在400米以上，矿井瓦斯、矿尘、水、火、冲击地压及有毒有害气体经常威胁着煤矿安全生产。另外，煤矿井下生产具有多工种、多方位、多系统立体交叉连续作业的特点，采煤、掘进、通风、机电、排水、供电、运输等系统任何部位或环节出现问题，都可能酿成事故。因此，国内各大矿区普遍开始推进智能化采煤工作面建设。
“一直以来，矿山尤其是煤矿领域的科技水平相对落后，对于提升生产自动化程度、减少一线生产人员有着现实和迫切的需求。”汤秦婧表示，华夏天信正是在矿用智能设备长期应用实践中，看到了煤矿生产各环节和设备缺乏互联互通等痛点，从而切入矿山的智慧化建设。
“智慧矿山就是通过集成先进对感知、计算、通信、控制等信息技术和自动控制技术，构建矿山物理世界与信息世界中人、机、环、管等安全、生产要素相互映射、适时交互、高效协同。”汤秦婧介绍，智慧矿山具有万物互联、时空服务、融合联动、智慧决策四个方面等特征，即利用物联网技术，全面感知井下人、机、环等位置、状态，并可以对设备进行控制;利用GIS和BIM技术，实现一张图集成融合、一张图协同设计、一张图协同管理和一张图决策分析;通过软件定义，实现井上下各业务系统的数据融合和智能联动;利用大数据和人工智能等技术，迭代升级煤矿安全、生产、经营等智能分析和辅助决策，“通俗点讲，智慧矿山建设就是发挥工业物联网的强大动能，将开采人员逐步从累、苦、脏、危险的井下环境中‘解放’出来。”
作为智慧矿山的顶层设计——智慧矿山物联网开放平台，则是基于开放共享的软件定义理念，集成应用工业物联网、云计算、大数据、人工智能等技术，对矿山信息化、自动化深度融合，使整个矿山具有自主学习、分析和决策的能力。
未来矿山工人不下井
以智慧矿山操作系统平台为基础和核心对智慧矿山建设，正好填补了国内矿山操作系统平台的空白，被中国煤炭工业协会鉴定为“研究成果在智慧矿山物联网领域达到了国际领先水平”。
对此，华夏天信更进一步构想了未来智慧矿山的场景——基于数字孪生的无人化和远程化开采，通过数字平台控制物理实体，实现开采人员不用下井，不再需要承受繁重的体力劳动，在远程就可以实现全部的开采工作。
“通过应用5G通信技术、物联网技术和各种智能技术，搭建一个物理世界真实存在的矿山数字孪生远程操作平台，让所有开采过程成为一个数据可视化、人机强交互、工艺自优化、视图三维化的镜像场景。”汤秦婧说。
除了矿山领域，华夏天信还借助油气智能传动等产品，积极向页岩气压裂的智慧化、钻井平台开采的智慧化等进行延伸，致力于成为能源行业工业物联网技术的引领者。
“对于这些新的领域，我们主要从两个方面进入市场。一是大型设备的全生命周期运维管理，满足客户对复杂装备高效、可靠、安全运行要求的不断提升，以及对装备持续健康监控和精细化分析等日益增长的要求。”汤秦婧说，“另外，我们还将致力于建立关键生产工艺过程的数字孪生平台，为客户生产过程的安全及产品的质量提高提供全流程的监控、预测、联动和优化。”
青岛市中小企业隐形冠军、山东省瞪羚企业、国家知识产权优势企业、青岛市工程研究中心……“一项项荣誉的获得，政府部门从中发挥了重要作用，不仅帮助我们做规划和指导，而且上门详细阐释政策条文、实施细则及申报注意事项，让我们最大限度的享受到了政策红利。”汤秦婧表示。近年来，青岛西海岸新区出台了《关于推进信息产业和互联网工业创新发展的意见》《关于加快建设四大基地，促进先进制造业高质量发展的意见》《关于促进先进制造、科技创新、大数据和信息产业发展若干政策》等一列政策，推动智能化改造，全面为先进制造业赋能。
汤秦婧形容，华夏天信和青岛西海岸新区一直是你中有我、我中有你，携手共进的关系，“政策资金的及时发放，也为企业的发展打上了一剂强心针，同时，相关部门多次调研企业，询问企业实际遇到的问题，反馈的问题都得到了解决，政府部门的保驾护航，也让我们敢于尝试、敢于创新、敢于突破。”
