煤矿军团,华为的求生欲
原创2021-09-30 06:43

煤矿军团,华为的求生欲

出品|虎嗅科技组

作者|宇多田

头图|视觉中国


在一场华为发布会上,台下每个座位背后,都贴着一张不同的企业名签。你一定有一个属于自己的位置,但有且只有一个。

 

这是一群绝大部分埋在煤炭产业供应链条上的从业者。他们穿着熨烫整齐的白衬衫,正襟危坐,恰到好处的掌声和沉默,也恰到好处地诠释了这个百年传统产业的中国底色。

 

在手机与海外运营商业务,这两个最大收入来源遭受巨大打击后,三年来,大众看到的是一个更加“五好青年”“无处不在”的华为。


他们先后在云计算、服务器、开源系统、物联网、汽车,甚至钢铁、煤炭等传统重工业努力增强存在感,不放过任何一个切入口来寻找“填补营收缺口”的机会。

 

而这些2B&2G产业,除了要遵守完全区别于2C的商业运行逻辑,还要接受中国工业市场对新技术的认知差异、交易特性以及竞争关系。而华为的发家生意——运营商通讯业务,为他们的软件套装在传统产业寻找突破口提供了不小的帮助,在商业模式上也有一定延续性。


就像这样一场将鸿蒙操作系统“首次投进矿坑”里的发布会(矿鸿),我们只能在鸿蒙之父王成录讲述系统特征时,才会把它跟华为线下门店里巨大的“鸿蒙”标志联系起来。实际上,当它踏入煤矿产业的第一刻,就意味着它绝不再是主角;


而是几百米矿坑深处,上百吨重的煤矿支架、矿车以及巡检设备的微辅助工具。


几百米深的矿井下。图片来自视觉中国


一个操作系统能够发挥的作用,究竟在一个矿井作业中占据多少比例,无论是煤炭从业者还是软件开发者,其实都有着截然不同的衡量标准。而华为的意图,显然是把更多软件能力借助“矿鸿”这个跳板,送进矿井里。

 

华为煤矿军团MKT与解决方案总裁郭振兴在最后这样说:“我们只做中间薄薄的一层信息化智能化方案,希望向下赋能装备,向上赋能应用。”

 

然而,历史教训告诉我们,在产业运行规则与产业理解力上的巨大差异,造成了包括阿里、腾讯等诸多互联网科技企业,在工业领域曾想以相同形式分蛋糕,但几乎全部铩羽而归。

 

所以我们的疑问是,在一个包括物联网在内的互联标准都无法统一,演变为“站队”问题的当下,要在一个靠硬件、拼性命的传统重工业中建立软件生态,可以由跨界企业的一层薄薄操作系统决定吗?

 

煤矿,华为不亚于汽车的下注

 

2020年12月,任正非下煤矿、调研智能矿山的消息,让能源类媒体捕捉到了这样的信号——华为缺失的海外运营商业务收入,也许能够从煤矿、钢铁等产业获得补给。

 

就在同月,华为原运营商BG总裁邹志磊被任命为“华为煤矿军团”董事长,直到2021年2月,华为心声社区正式发布公告——宣布成立“华为煤矿军团”。它在华为内部的受重视程度,从业务架构上得到认证——

 

与运营商BG、企业BG、消费者BG同属一个等级。

 

从2020年12月到2021年4月,华为在短短4个月内,完成了人员组建和实验室挂牌。但据媒体在今年8月的一份报道显示,煤矿军团现有的200余人,将尝试给全国上千座煤矿做数字转型方案。

 

“我们煤炭集团每一个人都要学习采煤教程,人人考试。我本人也带队去各大矿山去考察,去参观、学习,在陕西、山西、内蒙转了一大圈,下了十几次矿。”邹志磊在矿山鸿蒙发布会上,提到内部成立了专门的煤炭夜校,人人都得过关。

 

从任正非下矿发话,再到成立“独立BG”。华为对煤矿倾注的“感情”,毫无疑问是建立在商业价值的基础之上。

 

首先,煤炭业一直都是个“暴利”产业。特别是进入2021年,国内煤炭产能进入收缩期,“煤已经不够用”的强信号引发价格持续飙升。

 

举个例子,有全球第一大煤炭上市公司之称的“中国神华能源集团”(神东矿区属于神华)的2020年报显示,集团全年营收为2332.63亿元,而净利润高达391.7亿元。一位煤炭相关从业者告诉虎嗅,一家年产百万吨的私人矿利润可达到几亿甚至十几亿人民币。

 

而在“双碳”背景下,国内大大小小的煤矿正在或主动或被迫进入“自动化改造”或“数字化转型”阶段。


“对一些采煤的关键环节做自动化改造是非常必要的,很多小煤矿的自动化改造投入就能达到上千万甚至上亿人民币。”相关人士透露。


矿井采煤工作面,图片来自视觉中国

 

其次,很骨感但不得不正视的现实是,华为5G基站业务,其短期可以创造营收的应用范围只能落在2B工业领域。

 

一位业内人士告诉虎嗅,5G炒了这么久,几乎把所有行业都敲了一遍门,但当下的可赚钱场景实际上极为有限。特别是消费者端应用,基站部署仍然处于亏欠阶段

 

“手机、海外运营商业务被堵死,华为几乎把能钻的洞都钻了,但5G+手机,5G+汽车等等其实都不太靠谱。最后业内其实也逐渐达成了共识,空间固定的工厂和矿井下更适合做5G的生意。”

 

然而,一个不太为人知的细节是,虽然不少国内工厂在自己的部分车间或生产线上,用醒目的大字标注了“此处有5G联网”。但在许多流程性工厂部署5G这件事的“最大价值”,不在于不可或缺,而是“可替代”。

 

简言之,许多传统重工业工厂的网络,通常是基于“以太网”这一通信技术。通过以太网控制器,工厂里的各种传感器、制动器及制造系统,就可以连接到PLC和服务器上,从而形成一整套有序的控制体系。

 

譬如,西门子出品的设备和系统,就通过他们自己的工业以太网标准PROFINET进行通信。

 

当然,像华为一样与此利益息息相关的新技术大军,都是在尝试横插一脚,让5G挤进工业以太网控制的工厂车间。


譬如,在一份英特尔的5G智能制造解决方案里,技术专家认为,利用边缘计算设备与5G小基站,可以逐步取代工业以太网控制器。

 

图片来自Intel 5G先进制造报告

 

因此,5G示范生产线仍只起到示范作用的很大原因,并不只是因工业“总是慢半拍”的运行规律所致——核心硬件制造商的利益冲突,以及5G在当下并不过分突出的性价比,也是替代的两大阻力。

 

“西门子等制造企业在重工业领域的霸主地位短期不可撼动,因为他们把软硬件都攥在手里,更重要的是硬件实力。


另外,虽然传统工厂的以太网部署成本大约比5G高出2/3,但不得不说,从稳定性和可靠性角度看,目前还是高5G一筹。”一位工业信息技术工程师点明“要害”。

 

但是,煤矿有点不一样。

 

根据星球研究所的数据,在中国,超过29亿吨的煤炭在黑暗的地下世界中采出,也就是说80%以上都是井下矿。


图片来自视觉中国


也就是说,重型机械设备要先在地下打出个几百米深的井,然后再跟人一起,在一个近乎完全封闭、漆黑且有线网络不容易穿透的地壳岩层里,完成各自的使命。

 

“井下矿以前都是使用有线调度通信系统,只要电缆不断电话不坏,就能跟外部正常通信。但是发生爆炸等各类事故时,一旦系统中断就无法保证。而且正常情况下,掉线也时有发生。”一位曾下过井的通信工程师认为,5G在矿井发挥的作用,至少“大”于替代。

 

在矿井里,5G对于视频监控,回传图像以及远程控制,在带宽和时延上都是更匹配的选择。”他认为,至少这对于拿着锤子拼命找钉子的华为,是个可以物尽其用的场景。

 

早在2019年,在纪录片《超级煤矿》里,中国最大的煤矿井区——神东就已经向外界展示了包括无人机巡检和视频远程监控的技术能力。这些能力,可以在5G网络+有线双重覆盖的井下被有效释放。

 

在井下,工程师操作着无人机,在一条线上巡检着一种可能发生自燃的迹象,而各类数据由5G基站接收并回传至地面集控室。

 

据了解,像神华、同煤等全国性煤炭整合集团,都与华为签署了5G网络建设项目。因此,站在5G的肩膀上,将矿鸿导入工业设备里,是一种顺势而为。

 

这本质上,其实就是通过改变底层通信和连接协议,来构建一个矿区内设备互联的物联网世界。

 

“与火电厂、化工厂的运行系统相比,煤矿显得没那么复杂。


前者流程是确定的,通过‘工厂神经中枢’DOC系统把所有设备连接到一起,一个确定的控制策略就能让它们协调有序运转。

 

但是,煤炭作业却呈现离散、分布式,人与设备都是移动的,因此不能用复杂固定的控制逻辑去实现。”

 

国家能源集团信息化管理部主任丁涛,简明扼要地点明了煤炭产业的特性,这个特点正是矿鸿发挥作用的起点——

 

包含了瓦斯、气压、温度传感器、巡检机器人、开关执行器在内的大大小小设备,需要一定作用力呈现出一个既相互独立、但又动态牵制的状态,而施加这种作用力的操作系统,可以是鸿蒙


矿用一氧化碳瓦斯有毒气体报警器

 

“单纯讲鸿蒙工业操作系统没太大意义,它本身就是一个网络跟终端做融合的解决方案。因此,鸿蒙具有的无线通信优势非常大。”一位通信工程师认为,依托5G的鸿蒙优势主要体现在三个方面:

 

井下对讲调度的通信需求,物联传感的需求,以及定位需求。

 

“许多终端设备都会有一个支持不同通信协议的模组。就像手机里,都有一个4G或5G模组,而华为由于既是手机制造商,又是基站设备供应商,因此可以做一些有针对性的网络优化,这绝对是其他手机厂商不具备的。

 

而在矿区场景里,在5G网络基础上通过操作系统来协调、连接终端设备,具备类似的优势。”

 

当然,不仅是中国,从全球视角来看,传统矿业也正在经历着一场风雨欲来的变革。譬如,华为的老对手爱立信,也在2019年前后,开始与矿区自动化服务商 Ambra 给加拿大的7个井下和露天矿区部署专用5G网络。而来自太平洋彼岸矿区的抱怨很有意思:

 

“仅凭传统的泄露感应电缆和Wifi信号,根本不可能启动一些省时省力的自动化专有任务与应用程序,譬如远程对井下矿工和运输机进行实时跟踪。”

 

因此,矿鸿,更像是一个与5G通信强相关的矿井入口,一个打开更多数据应用的开关。

 

生态之困

 

如果工业产业能真正欢迎一个“外来野蛮人”,那么互联网巨头们就不会在过去5年里屡次碰壁,致使很多一度夸下海口的工业项目一个接一个流产了。

 

很少有人知道,煤炭是一个涉及到26个学科知识的行业。而全国大大小小5000多家煤矿的地质条件和自动化程度更是截然不同;同时,这个市场还存在几百上千种不同的作业与辅助设备及软件。


露天矿。图片来自视觉中国

 

虽然国有矿井的自动化程度很高,甚至往智能化迈进;但仍然有很多环境恶劣的私人矿井,自动化都做的相当骨感;而自动化这个事情做不好,那么上层的智能化就会面临非常大的阻力。

 

“华为很明显是想通过网络结构的统一、设备连接和收集各类数据,往上层去做更多智能化尝试。但是井下的挖煤机和工控系统,是煤炭产业设备的核心力量。


也就是说,他们现在连接的设备,还远未打入核心层。”


一位矿业信息化工程师指出,上面提到的5G与操作系统,目前赋能的只是“视频监控”这类建议辅助型工具,这类专项任务更需要流畅、无延时的网络连接。

 

的确。从目前来看,“矿鸿”在发布后,其公开的可连接设备,大多是巡检运输机器及部分传感器,以及液压支架和通讯控制器。而在井下矿的掘进、综采等关键开采环节中使用的大型挖掘机等核心设备,似乎并未包含在内。

 

华为矿鸿发布现场,讲解操作系统

 

“对于煤炭产业,咱们有了电气化后,从单体作业设备再到成套作业设备,一直都会把各种系统看成一个独立的设备。系统与系统的互联一直不够重视。”

 

丁涛在会上提到,无论是挖煤机、液压支架控制器还是其他巡检机器,以前装备与装备之间的层与层之间几乎是不连通的。

 

某种程度上,这就是属于工业一直诟病的“孤岛”问题。所以华为做的事情有一定意义。

 

举个例子,设备厂商和集成商都是以卖设备为主,而矿业很多开发的配套软件,除了关键的控制系统,大多都是硬件厂商在一些其他系统上做小修小改后,装进自己机器里的东西。

 

但是,很多人的想法是,反正传感器和智能设备里都得有操作系统,用啥不是用?许多业内人士并不觉得软件能给自己带来多大的利润,甚至于“开放”,可能会让外界窥探到自己设备与系统内部结构,从而引发竞争风险。

 

因此,虽然鸿蒙工业操作系统从稳定性和可持续性角度,并非不是一个好选择,但基于商业层面的利益考量,很多设备厂商并非没有顾虑。

 

事实上,除了华为,曾经有无数跨行业做操作系统的科技公司,都喜欢用“安卓生态的壮大史”来类比在工业领域再造“下一个安卓”的可能性。毕竟,“生态”曾给了互联网科技公司做统治者的无限想象力。

 

但从效果来看,那些年“汽车安卓”和“汽车苹果OS”们的结局可以做个参考。

 

“本质上,还是因为操作系统供应商们没有足够能力去给煤炭产业的核心业务做‘强干预’。包括掘进机、液压支架等关键煤炭综采设备,都有自己独自的工控平台。


工控才是每台设备的真正驾驭者。”

 

工人在通过视频远程查看矿井内的情况,图片来自江苏国信集团


一位工业互联网从业者认为,没有人会否认“无人化”“智能化”的大趋势,但工业领域难以形成“生态”——

 

“生态一定会有孰轻孰重的问题,那么谁轻谁重呢?西门子之所以那么强悍,是因为在硬件的无可替代性基础上,又做了软件一条龙服务,它自己就可以形成一个‘生态’

 

有5G基站提供的网络基础层,大量联网智能设备可以用上,但触达不到最核心的能力。而收集数据,避不开大量核心设备厂商和工控系统,里面很多是由国外企业提供的,人家在这个行业比咱们多耕耘几十年。”

 

此外,即便做向上的应用生态,他也提到,在竞争与生存压力下,很多2B企业在与华为的合作上可能会十分慎重。“一些公司觉得华为会啃骨头不留渣,狼性文化并非给友商们都留下好印象。所以持观望态度。”

 

因此,华为的2B市场生态之愿,无论在哪一个2B细分领域,都将是一个十分艰难的路程。

 

煤矿业真正需要的是什么?

 

触达不到的核心能力,某种程度上,恰恰藏着煤矿业最痛苦、最想改变的现状。这就不得不涉及到“一个矿是如何从无到有”的本源性问题。而华为其实对此也非常清醒。

 

“你说智能矿山怎么可能做到无人呢?那么多液压支架,那么多掘进机,还有各种各样的传感器。我们知道这非常非常难。我们之前梳理出1000多个针对矿井的安全风险,但被劝说一口吃不了胖子,先做100个跟数据相关的。”邹志磊自始至终都表达了对煤炭产业的尊重。

 

虽然在今天的我国国土之上,煤炭的探明储量多达1400亿吨,含煤区面积比东北三省的总面积还要大。但从确定煤矿储藏地,到开采动工,再到工人的人身安全与环境保护…

 

一个合格煤矿诞生需要整合的信息,必然来自于地质学家、地理学家、机械专家、自动化专家、普通工人、投资者、环保技术公司以及政府等“各界奇人异士”的集体贡献。


2019年研发出的连续掘进采煤机,看起来很像双钳战车,图片来自《超级煤矿》


“对于一座煤矿来说,最重要的角色是矿山的‘设计者’。就拿井下矿的通风来说,地下空气非常稀薄,你肯定得把空气送到地下去。但怎么送?巷道结构怎么设计?施工难度极大。

 

也就是说,他们要综合地质、资源利用率、施工安全以及成本等众多因素,完成一个达标的、将各种损耗降到最低的矿井构造。”

 

在纪录片《超级煤矿》里,针对开采难度极大的“特近间距煤层”,要进行精密设计规划

 

一位矿业人士认为,如今很多新技术都还在“边缘试探”,因为他们只是一个极端复杂改造任务的很小组成部分。

 

“你看现在很多人也在喊‘矿区的数字孪生’,这个其实是最不靠谱的。

 

因为这个模型一定要把当地地质数据、环境数据以及水土气压气温等各种你想不到的数据做充分融合,这一点就异常复杂。因为不确定性的东西太多了,判断‘哪些数据有用’都是一个漫长的过程,目前真的非常不成熟。”

 

如果你看过根据2010年智利科皮亚波真实矿难改编的2015年热门电影《地心营救》,其中一些细节就证明了这一点:在33名矿工被困井下3天后,政府找来了一位有几十年矿井规划及营救经验的工程师来做总指挥。


《地心营救》里的超级救援队

 

他先是根据整个矿井的地下地形和矿工所在的避难所进行定位和计算,做了全息影像还原,但仍然只能判断矿工所在的大体位置。因为岩石质地、厚度以及塌陷的高风险性,都会让钻孔机作出截然相反的位置判断。

 

很遗憾,第一次的确挖偏了;在经过偏差值和岩石密度的精确计算后,第二次才终于把钻头插进地下避难所的岩壁,而这里面也夹杂着幸运成分。

 

图片来自《地心营救》,图中像蛇一样缠绕的东西就是矿井管道。

 

另外,在《超级煤矿》这部中国纪录片里,神东矿区作为国有企业,已经是我们国家设备最先进和齐全的矿区之一。那时候就已向外界展示了无人机巡检、视频远程监控等技术能力。

 

然而,就在“大柳塔矿区”井下,综采二队队长董志超在带队采煤过程中,灯光突然熄灭,上层地面不断下陷,几块巨石压下来,让能承重千吨的支架不停往下沉,甚至最后所有矿工要猫着腰在支架间走路,生产只能停滞。



 而原因就在于,他们的头顶上是10年前开采过的沉陷区。


也就是说,当下作业的开采面跟上面一层挖空煤炭面中间的岩层非常薄,只有50~80厘米厚。机器的地动山摇让头顶随时可能塌陷。

 

而这种情况在矿井下并不少见,甚至还有一个专有名词——特近间距煤层。

 

因此,你会发现,这个问题从源头就是不可解决的,只能在“边缘”做加固。而唯一的选择,是从150根液压支架中,通过地面调度中心的计算机里找出十几根满负荷的紫色支架,再启动尚有余力的绿色支架。

 

而这些液压支架的控制系统,是由德国工控商Marco提供。

 


有趣的是,一位矿工被问及“在采煤中遇到的最大困难是什么”,他的回答是“掘进与支护架的不平衡”。

 简言之,主采机器往前“突突地”把岩壁凿开,但把“砸空岩层”支起来的架子有时候反应太慢,跟不上节奏。


此外,直到2019年,神东改造研发的那台智能化采煤机的采煤效率才堪堪与人工持平,也就是说,采煤用人的效率仍然是最高的。


很显然,这些困扰煤矿经营者的最大问题之一——效率成本,都是需要设备厂商与软件公司共同强参与的创新。

 

总的来看,无论是井下的机械自动化,还是井下掘进空间的视频化,甚至是数字孪生,都是矿区所谓“加快无人化”的一部分,对于降本增效来说,当然都是有意义的。


但是,从安全角度来看,面对地下稀薄的空气、超高和超低温、岩石坍塌、地下水脉回灌……

 

这些推力只能让“无人化”效果从0无限趋近于1,却到达不了。因为他们都影响不到一座矿山存在意义最源头的决定权——

 

地球物理过程的不确定性和不可探测性。这是目前技术无法解决的。


煤矿。图片来自视觉中国


 “煤矿运营者最怕的是安全。对于煤矿经营者来说,‘生产效率’是一道生存题,‘安全’是一道自己的送命题。”

 

有一位矿业管理者告诉虎嗅,这几年在煤矿安全生产监督上其实已经好太多,事故发生率已经大大减少,但是,采矿行业的事故死亡率依然是全国各行业的最高之一。


譬如,两周前青海柴达尔煤矿就发生了重大事故,造成20名矿工死亡,国务院安委办已经开始挂牌督办。

 

“煤矿现在出人命的话,一定会被揪进去,而且这个行业本来就是暴利产业。所以,虽然私有煤矿比国有的条件要差一些,但也愿意采购和尝试采购先进设备,也陆续建了信息调控中心。” 


不过,他觉得很多情况远不是技术解决得了的。

 

“除了地质环境原因,你也不能保证工人的素质和他们的具体执行力。” 他之前曾遇到过工人无视井下的瓦斯报警器,以及在遇到环境异常时仍然正常开工的现象。

 

“大家下井都是为了赚钱,很多人可能觉得依靠多年经验来判断比机器判断更靠谱,而有时候的确如此。”

 

换言之,人性、机器、环保以及商业利益之间的连续不断的矛盾与冲突,才是一种常态。理解人性有时候比解决技术问题更重要。而这种情况,远不只存在于煤矿行业。


图片来自视觉中国

 

写在最后

 

对于煤矿产业信息化工作者来说,并非对于华为没有期待。

 

很多现在看起来极为不靠谱的智能化想象,必然要基于一个有统筹力的操作系统,做更多深入到矿业核心问题的创新——

 

  • 帮矿井根据岩石、土壤、水以及气体浓度等地质数据,做出综合风险预警这类难度更高的工作?

 

  • 煤矿老板最关心的是,每天精确测出一个班组下到煤矿,挖了多少煤、耗了多少料,最后赚了多少钱?

 

  • 以及,煤矿的排放如何才能达标?这是煤炭产业另一个巨大的恶瘤,智能化能给环保做点什么?

 

某种程度上,鸿蒙工业操作系统,其最大的意义,不在于“外来野蛮人”能够给这个相对封闭的煤矿产业带来什么新东西。

 

而是在于,区别于汽车产业,两家在各自领域有充分话语权的集团——神华与华为,如何将手里的全部资源进行最大力度的整合,做出一个让技术真正发挥价值的、真正可复制的样本。

 

“希望它不仅仅只起到示范作用,止步于示范作用。” 一位业内人士忠告。


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