世界五百強煤炭企業(yè)—山西焦煤集團，響應國家能源行業(yè)智能化發(fā)展的政策要求，順應數(shù)字技術新趨勢，攜手朗坤打造“集團級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”，實現(xiàn)煤礦海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲、管理、計算與分析，建立標準統(tǒng)一、數(shù)據(jù)統(tǒng)一的集團級數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)主要設備在線管理、監(jiān)測、預警與診斷，工況尋優(yōu)、安全管控，提高設備運行效益及安全，全面提升核心競爭力和數(shù)字化服務能力，助力焦煤集團推進智慧能源企業(yè)建設。

項目

概況

項目背景

作為傳統(tǒng)的煤炭工業(yè)領域，山西焦煤集團公司生產(chǎn)設備數(shù)量較多，數(shù)據(jù)以及基礎組件標準不統(tǒng)一，核心設備狀態(tài)異常無法感知，設備運維效率低，設備運維成本高；生產(chǎn)類系統(tǒng)數(shù)據(jù)不能集中管理，各業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)難以融合應用；后續(xù)生產(chǎn)過程中將產(chǎn)生越來越多的設備實時數(shù)據(jù)需要專業(yè)的工業(yè)級時序數(shù)據(jù)庫進行管理，更多的業(yè)務應用需要統(tǒng)一開發(fā)框架、中間件組件進行實現(xiàn)，設備故障診斷、經(jīng)營分析、安全管控等場景也需要專業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺支撐。

按照《工業(yè)和信息化部辦公廳關于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》和《山西省人民政府關于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實施意見》以及山西省煤礦智能化建設的具體工作安排和要求，山西焦煤集團公司需要通過工業(yè)大數(shù)據(jù)、時序數(shù)據(jù)庫、數(shù)字孿生建模組件、工業(yè)機理建模組件、工業(yè)算法建模組件等可為設備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷與分析、狀態(tài)評估、智能安全管理等應用場景輸出分析模型，打造一體化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，包含物聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)據(jù)平臺、AI建模平臺、機理建模平臺、應用開發(fā)與管理平臺等，建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)標準規(guī)范，制定全集團統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、AI以及基礎組件標準，通過平臺數(shù)據(jù)與應用、開發(fā)中間件的標準化，融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)建模等核心技術，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)、資源、應用系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，形成基礎共性技術服務，再通過機器深度學習設備長期運行中積累的數(shù)據(jù)，提高故障判斷預警的準確性，實現(xiàn)設備故障的預測預防，全面提升核心競爭力和企業(yè)數(shù)字化服務能力。同時滿足《山西煤礦安全監(jiān)察局關于開展礦用設備感知數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)工作的通知》（晉煤監(jiān)技裝〔2021〕65號）相關要求。

2. 項目簡介

山西焦煤集團響應國家能源行業(yè)智能化發(fā)展的政策要求，順應數(shù)字技術新趨勢，攜手朗坤打造“集團級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”，實現(xiàn)煤礦海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲、管理、計算與分析，建立標準統(tǒng)一、數(shù)據(jù)統(tǒng)一的集團級數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)主要設備在線管理、監(jiān)測、預警與診斷，工況尋優(yōu)、安全管控，提高設備運行效益及安全，助力焦煤集團推進智慧能源企業(yè)建設，實現(xiàn)企業(yè)面向數(shù)據(jù)價值驅動轉型發(fā)展要求。

山西焦煤集團工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設思路

（1）搭建焦煤集團工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系

基于微服務架構構建山西焦煤集團工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系，建立智能化應用開發(fā)標準規(guī)范，完成下屬煤礦時序數(shù)據(jù)的采集與匯聚，實現(xiàn)多元異構數(shù)據(jù)的存儲與管理，利用平臺上的算法、模型、圖元、微服務等形成組態(tài)圖，對生產(chǎn)系統(tǒng)設備水流、風流、電流等運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測監(jiān)控，對運行過程中的異常數(shù)據(jù)進行感知分析，解決目前系統(tǒng)多、集成難、感知少、預判難、不好管理的問題，為集團數(shù)字化轉型與工業(yè)大數(shù)據(jù)分析提供支撐。并且滿足山西煤礦安全監(jiān)察局關于“礦用設備感知數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)”集中上傳要求。

（2）構建焦煤集團未來在煤炭行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用生態(tài)

以焦煤集團工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為基礎，構建煤炭行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用生態(tài)，整合設備行業(yè)制造商、設備管理專家、第三方檢修機構、第三方設備維修商、行業(yè)協(xié)會、政府等全社會資源，布局互聯(lián)網(wǎng)+設備生態(tài)圈，業(yè)務覆蓋經(jīng)營管理、生產(chǎn)管控一體化、數(shù)據(jù)采集與存儲、設備故障預測與診斷、能耗優(yōu)化、健康評估、運行優(yōu)化、供應鏈管理等，形成全產(chǎn)業(yè)鏈的大生態(tài)系統(tǒng)。提升資源配置和專業(yè)技術服務能力，實現(xiàn)價值提升，為企業(yè)帶來更可觀的經(jīng)濟效益同時為設備資產(chǎn)行業(yè)探索出更多新的商業(yè)模式。

3. 項目目標

建設內(nèi)容主要包含集團端工業(yè)數(shù)據(jù)的時序數(shù)據(jù)庫、物聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)據(jù)管理平臺、AI建模平臺、機理建模平臺、應用開發(fā)與管理平臺、組態(tài)平臺，為山西焦煤集團智能化應用建設提供基礎平臺支持，為后續(xù)工業(yè)設備智能化健康全生命周期管理以及其他產(chǎn)業(yè)工業(yè)生產(chǎn)管理打下堅實基礎。主要建設目標：

（1）構建一個集團統(tǒng)一的煤炭行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎平臺，平臺至少包含物聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)據(jù)平臺、AI建模平臺、機理建模平臺、應用開發(fā)與管理平臺、組態(tài)平臺、時序數(shù)據(jù)庫，為企業(yè)智能化應用建設提供基礎平臺支持；

（2）基于平臺完成下屬煤礦數(shù)據(jù)的采集與匯聚，建立集團側數(shù)據(jù)中心，能夠實現(xiàn)多元異構數(shù)據(jù)的存儲與管理，為集團數(shù)字資產(chǎn)管理與數(shù)字化轉型打下基礎；

（3）發(fā)展煤炭行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，基于平臺將集團企業(yè)運營相關的上下游供應商、應用開發(fā)者通過平臺協(xié)同工作，鞏固焦煤集團在煤炭行業(yè)的競爭力；

（4）建立智能化應用開發(fā)標準規(guī)范，通過平臺數(shù)據(jù)與應用開發(fā)中間件的標準化，解決目前系統(tǒng)多、集成難、不好管理的問題，制定集團統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、AI以及基礎組件標準；

（5）基于平臺完成下屬煤礦數(shù)據(jù)的上傳，聯(lián)網(wǎng)上傳內(nèi)容包括煤礦主通風機系統(tǒng)、主排水系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)、斜井提升系統(tǒng)、空壓機系統(tǒng)、絞車系統(tǒng)、變電站配電系統(tǒng)、皮帶運輸系統(tǒng)、瓦斯抽放系統(tǒng)等9類系統(tǒng)設備感知數(shù)據(jù)。使煤礦設備安全管理由孤島式企業(yè)管理升級到區(qū)域性全覆蓋、資源共享的管理，實現(xiàn)設備故障的預測預防，滿足《山西煤礦安全監(jiān)察局關于開展礦用設備感知數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)工作的通知》（晉煤監(jiān)技裝〔2021〕65號）要求。

二、項目實施概況

1. 項目總體架構和主要內(nèi)容

（1）平臺總體架構

山西焦煤集團工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供從邊緣層各類設備數(shù)據(jù)的接入到數(shù)據(jù)轉發(fā)和工業(yè)大數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的完整解決方案。平臺自下而上共分為行業(yè)設備層、邊緣層、IaaS層、PaaS層和工業(yè)APP層等五個層面。為企業(yè)各領域提供診斷、預測和優(yōu)化等智能化服務，通過數(shù)據(jù)分析和工業(yè)機理相結合，從而實現(xiàn)對復雜工業(yè)數(shù)據(jù)的深度挖掘，為企業(yè)提供決策優(yōu)化。

平臺的整體架構圖如下圖所示：

平臺總體架構

主要內(nèi)容

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺由PaaS層、大數(shù)據(jù)平臺、通用PaaS平臺、工業(yè)PaaS組件、應用開發(fā)與集成平臺組成，邊緣層由物聯(lián)網(wǎng)平臺與數(shù)據(jù)采集組件組成。

通用PaaS組件提供的是基礎的技術服務組件，包括微服務治理、容器管理和DevOps,平臺整體基于微服務架構，提供統(tǒng)一開發(fā)框架和微服務治理平臺，通過統(tǒng)一服務網(wǎng)關進行應用分發(fā)和管理。組件通過統(tǒng)一容器云實現(xiàn)對容器鏡像的管理，為上層業(yè)務應用提供基于容器化的部署和管理功能。

工業(yè)PaaS組件是面向實際應用場景的開發(fā)建模組件，包括機理建模、AI建模、組態(tài)繪制平臺、趨勢分析控件等，組件具有行業(yè)屬性，且融入行業(yè)知識庫，可以為設備管理、數(shù)據(jù)分析、經(jīng)營決策等智慧化場景提供專業(yè)組件支撐。

工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺包含數(shù)據(jù)集成組件、時序數(shù)據(jù)庫、關系數(shù)據(jù)庫及各類分布式存儲系統(tǒng)，支持云化部署，且為應用開發(fā)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口。

應用開發(fā)與集成平臺提供完善的應用開發(fā)支撐組件，基于組件開發(fā)的工業(yè)APP可一鍵上架并進行應用分發(fā)，同時平臺可對工業(yè)APP版本、權限進行統(tǒng)一管理；同時平臺支持靈活的應用集成方案，提供系統(tǒng)間間數(shù)據(jù)集成交換標準組件，幫助快速實現(xiàn)各應用的統(tǒng)一集成管理。

2. 網(wǎng)絡、平臺或安全互聯(lián)架構

（1）平臺安全架構

平臺從網(wǎng)絡傳輸、設備接入、身份與訪問管理、應用架構、基礎設施和后期運維多個層面提供安全控制機制，有效保障平臺的信息安全，滿足等保三級安全評測需求，并提供評測支持服務。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采取“網(wǎng)絡專用、橫向控制、縱向認證”的基本原則，以滿足集團和工廠內(nèi)部的安全防護需求。

在工廠，將工業(yè)網(wǎng)和信息系統(tǒng)的管理網(wǎng)之間設置防火墻，并使用相應的安全策略設置網(wǎng)絡之間的隔離和訪問控制，確保工廠工業(yè)網(wǎng)絡訪問的安全性。

集團和工廠之間采用專網(wǎng)的方式，確保數(shù)據(jù)傳輸和應用訪問的安全性，同時結合訪問者的身份授權認證機制，實現(xiàn)縱向認證，全面提高生產(chǎn)控制網(wǎng)絡的整體安全性，為安全生產(chǎn)保駕護航。

（2）平臺部署架構

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是面向下屬企業(yè)的智能化升級的載體，其部署架構應該能夠顧支撐現(xiàn)有以及未來新企業(yè)的的共享接入，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)、AI分析能力、應用開發(fā)管理能力的平臺化共享，其總體部署方案如下圖所示：

平臺部署架構

雙層安全隔離網(wǎng)絡架構確保網(wǎng)絡與生產(chǎn)安全

系統(tǒng)網(wǎng)絡架構按在遵循國家安全生產(chǎn)網(wǎng)絡隔離要求基礎上，增加了控制區(qū)網(wǎng)絡安全二次隔離防護去，通過二次物理隔離網(wǎng)閘保障生產(chǎn)控制區(qū)的絕對安全，同時在控制區(qū)接口機與網(wǎng)閘采用系統(tǒng)專用模式，避免了系統(tǒng)間安全漏洞交叉感染風險。

應用組件通過容器化部署以微服務的形式集成到平臺實現(xiàn)自動化運維

可視化組件支持以微服務的形式注冊至平臺，由平臺統(tǒng)一管理，并通過容器化部署實現(xiàn)自動化運維，系統(tǒng)可快速響應用戶需求變更。

開放的網(wǎng)絡架構支持未來機組擴建與系統(tǒng)擴建需求

系統(tǒng)網(wǎng)絡架構支持增加接口機與隔離裝置即可實現(xiàn)產(chǎn)線擴展帶來的數(shù)據(jù)接入需求，可支撐百萬級測點容量的數(shù)據(jù)實時傳輸；同時在生產(chǎn)管理網(wǎng)絡中，系統(tǒng)通過群集化部署，支持硬件性能橫向擴展，軟件層面系統(tǒng)采用微服務架構，可支撐業(yè)務的模塊化交付擴展。

3. 具體應用場景和應用模式

平臺提供數(shù)字化基礎設施支撐能力，平臺包含蘇暢天樞物聯(lián)網(wǎng)平臺、TrendDB時序數(shù)據(jù)庫、天璣工業(yè)數(shù)據(jù)智能平臺、天權數(shù)字孿生建模平臺、天璇低代碼開發(fā)平臺等核心組件，覆蓋了狀態(tài)感知、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、工業(yè)大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新技術。平臺是首批工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 “工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺功能、性能評測”四星認證工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺功能、性能評測四星證書

平臺融入5G 技術，是實現(xiàn)設備智能化連接的基礎賦能組件。平臺以覆蓋邊、云兩端的高可用分布式架構為基礎，融合了傳感器、協(xié)議解析、邊緣計算、邊云協(xié)同、規(guī)則引擎、時序存儲、工藝組態(tài)等軟硬件技術，構建了將設備狀態(tài)感知、設備狀態(tài)存儲、設備狀態(tài)可視化功能融合一體的數(shù)字基礎設施。

天樞物聯(lián)網(wǎng)數(shù)采硬件

平臺在基于5G的高頻振動數(shù)據(jù)采集場景的應用

蘇暢TrendDB時序數(shù)據(jù)庫是面向工業(yè)場景海量實時數(shù)據(jù)提供的高效管理、存儲和計算的基礎技術組件。具有可靠性高、性價比高、性能優(yōu)、可擴展強、二次開發(fā)簡單等特點，是首批通過DCA評測的時序數(shù)據(jù)庫之一（全國共有7家），支撐每秒200萬個數(shù)據(jù)采集性能，獨有的50:1的壓縮算法已經(jīng)處于國際領先水平。

蘇暢TrendDB時序數(shù)據(jù)庫通過工信部DCA評測

數(shù)據(jù)智能平臺聚焦人工智能在工業(yè)場景中的落地應用，提供從數(shù)據(jù)集成、預處理、特征工程到模型訓練、評估發(fā)布的一站式開發(fā)服務。能夠實現(xiàn)在線異構數(shù)據(jù)集成與挖掘、多語言多框架算法開發(fā)、模型全生命周期管理及“拖拉拽”可視化建模等。

平臺可視化建模

數(shù)字孿生建模平臺，融合VR、AR、三維等技術，實現(xiàn)從集團到工廠、系統(tǒng)、設備、部件等多層級、可擴展的數(shù)字化建模?；诿嫦驅ο蠼＜軜嫞峁傩?、結構、數(shù)據(jù)關系、工況、工藝流程、機理模型規(guī)則、知識庫融合的可視化建模技術，及數(shù)據(jù)管理、函數(shù)庫、模型復制、模型鏡像、模型測試驗證等配套工具，滿足不同行業(yè)不同場景的數(shù)字建模需求，可高效構建出可視、可知、可感的數(shù)字虛擬化模型。

數(shù)字孿生建模平臺

結合三維的數(shù)字孿生模型

選取典型設備、基于平臺核心組件和數(shù)據(jù)打造設備故障診斷樣板應用

4. 安全及可靠性

（1）平臺穩(wěn)定性

平臺組件具有良好的平臺穩(wěn)定性，已在近千個項目中得到深入應用，年平均無故障率達99.9%。平臺組件的高穩(wěn)定性主要通過如下幾種方式保障：

采用故障隔離方式

平臺采用微服務架構通過定義明確的服務邊界，能有效地隔離故障，保證整體業(yè)務系統(tǒng)的運行穩(wěn)定。系統(tǒng)各服務之間互相不依賴，因此任何服務出錯不會導致用戶不能訪問。通過構建容錯能力強的服務盡可能減少部分中斷帶來的影響，以從容應對可能發(fā)生的某些中斷情況。

采用故障自愈方式

平臺的自我修復能力能幫助系統(tǒng)恢復應用。當應用遇到崩潰狀態(tài)后通過外部系統(tǒng)監(jiān)控實例的狀態(tài)，當服務出現(xiàn)故障一段時間后則會重啟服務，讓系統(tǒng)從故障中恢復到正常的工作狀態(tài)。故障自愈的方式能夠有效保障業(yè)務平臺使用的連續(xù)性。

采用服務降級方式

平臺在訪問壓力劇增的時候，能夠根據(jù)當前的業(yè)務情況及流量對一些服務和頁面有策略的降級，以此緩解服務器的壓力，保證核心任務的進行，同時保證部分甚至大部分用戶能得到正確的響應。

采用限流方式

平臺對客戶端的請求進行監(jiān)控，當發(fā)覺某個客戶端發(fā)送了過多或過快的請求就會做出限制，根據(jù)預先制定的策略針對某個客戶端的IP, 帳戶或類型進行限流，從而保證了對大多數(shù)正常請求的服務不受影響, 防止拒絕服務 DoS (denial of service) 和分布式拒絕服務 DDoS (distributed denial of service)。

（2）平臺安全性

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在安全性方面主要涉及如下級方面：

1）應用安全認證機制

平臺在訪問過程中進行獨立的安全認證，包括對用戶訪問密碼做強制約束，對密碼復雜度和強制修改周期進行控制，并集團門戶進行集成，采用統(tǒng)一的單點登錄進行用戶認證。

用戶訪問系統(tǒng)的時候，通過系統(tǒng)參數(shù)來控制用戶登錄時輸入用戶名或者密碼錯誤多少次后就鎖定用戶賬戶，并結合認證碼機制防止暴力破解。

通過登錄超時參數(shù)來配置賬戶的登錄超時時間，防止意外泄密事件。平臺還控制相同的賬號不允許重復登錄，并對重復登錄的賬號進行提醒。

2）嚴格的多維度權限控制

平臺基于成熟的RBAC模型進行權限控制，提供了多個維度的權限控制，包括：系統(tǒng)級權限控制、菜單級權限控制、程序級權限控制、操作級權限控制、數(shù)據(jù)級權限控制。通過角色權限控制，也有效保障系統(tǒng)訪問的安全性。

3）嚴格的數(shù)據(jù)加密機制保障數(shù)據(jù)安全

系統(tǒng)根據(jù)各類業(yè)務數(shù)據(jù)的敏感級別進行數(shù)據(jù)的分級加密控制，例如對于用戶密碼、系統(tǒng)密碼等數(shù)據(jù)采用MD5數(shù)據(jù)加密技術進行數(shù)據(jù)加密，對于核心的業(yè)務數(shù)據(jù)采用AES數(shù)據(jù)加密技術進行數(shù)據(jù)加密。

4）全面的日志審計功能，保障用戶數(shù)據(jù)安全

平臺實時記錄了用戶訪問系統(tǒng)的情況，用戶在系統(tǒng)中對業(yè)務記錄進行的各項操作明細，系統(tǒng)各模塊的業(yè)務數(shù)據(jù)信息?？梢圆樵儾С龈鱾€角色所擁有的系統(tǒng)權限、業(yè)務權限、流程權限和操作權限，實時了解系統(tǒng)的運行、應用情況，對系統(tǒng)進行全面安全審計，保證系統(tǒng)安全、可靠的運行。

5）多終端訪問安全控制

平臺除了對PC終端進行安全控制之外，還對移動終端進行安全控制，可實現(xiàn)用戶賬號和移動終端唯一認證序列進行綁定，并支持一個賬號綁定多個移動終端，在用戶丟失移動終端時可以快速的進行掛失，并阻止丟失的移動終端對系統(tǒng)的訪問，同時發(fā)送指令銷毀移動終端緩存的加密數(shù)據(jù)。

6）健全的運維管理機制

平臺對后期的運維進行安全控制，例如對于以批處理或定時任務自動執(zhí)行的程序，應當對其執(zhí)行權限及范圍進行嚴格控制，并定期檢查計劃任務的合法性，按其執(zhí)行周期對執(zhí)行結果進行復核；建立監(jiān)控平臺，制定機制對系統(tǒng)的資源和性能狀況進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題后進行報警，此外，還應對日志及入侵檢測系統(tǒng)事件進行監(jiān)控；制定流程對安全事件進行跟蹤及監(jiān)控，并對問題的處理情況進行上報分析，定期對問題列表進行分析、培訓，以優(yōu)化解決流程或制定機制防止事件再次發(fā)生；新補丁應及時在服務器及網(wǎng)絡設備上安裝，補丁安裝前應經(jīng)過申請、審批，測試后經(jīng)批準方可上線；加強落實對定期備份結果進行檢查并進行備份恢復測試，對敏感數(shù)據(jù)的備份要嚴格進行加密控制。

5. 其他亮點

（1）開放性

1）平臺開放性

平臺采用微服務架構，各類技術組件之間具有良好的松耦合性，具有良好的開放性和兼容性，基于統(tǒng)一的技術標準、數(shù)據(jù)標準，組件均提供豐富的外部API接口，可方便做功能擴展以及與其他平臺、組件、系統(tǒng)的集成開發(fā)。本項目基于蘇暢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和阿里云智能大數(shù)據(jù)領域平臺開發(fā)，可有效支撐山西焦煤集團工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺（一期）項目的建設。

平臺以完全開放的思想開發(fā)，支持第三方開發(fā)者快速構建應用，并提供了完善的應用開發(fā)工具，特定場景可實現(xiàn)低代碼應用開發(fā)，為提供了一個兼容性與開發(fā)信極強的自主平臺。阿里云智能大數(shù)據(jù)領域平臺級產(chǎn)品用于數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)開發(fā)、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)服務、建模分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和算法訓練，為業(yè)務決策提供支持。系統(tǒng)架構設計本著合理、開放、先進、擴展原則，與核心業(yè)務系統(tǒng)低耦合，多種與外部系統(tǒng)的對接能力和方式，快速拓展適應性未來業(yè)務的發(fā)展改造。平臺支持從數(shù)據(jù)開發(fā)到數(shù)據(jù)服務開發(fā)，閉環(huán)涵蓋數(shù)據(jù)業(yè)務全流程；提供離線、實時、交互式分析Studio滿足大數(shù)據(jù)全業(yè)務場景；為全域數(shù)據(jù)匯聚與融合加工、數(shù)據(jù)治理與分享提供溫床，助力企業(yè)完美升級數(shù)據(jù)體系；引入SQL智能編輯器、智能基線監(jiān)控、數(shù)據(jù)質量監(jiān)控、數(shù)據(jù)保護傘，賦能AI時代必備能力，具備良好的功能、模塊擴展性。

2）數(shù)據(jù)開放性

平臺以數(shù)據(jù)為核心，提供多源異構數(shù)據(jù)采集存儲處理服務。

平臺將非實時結構化數(shù)據(jù)主要包括各類基礎數(shù)據(jù)、業(yè)務分析數(shù)據(jù)等，例如協(xié)同辦公系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等，此類數(shù)據(jù)存儲在關系數(shù)據(jù)庫中。通過數(shù)據(jù)采集平臺配置數(shù)據(jù)庫連接，讀取源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構和實際數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)對結構化數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)集成的底層包括適配器、轉換引擎、作業(yè)引擎和插件管理四個重要功能。連接適配器面向各類數(shù)據(jù)源，如關系型數(shù)據(jù)庫（Oracle、DB2、MySQL、SQL Server…）、Hadoop 家族產(chǎn)品等，提供針對性的連接和訪問接口。

同時，平臺采用標準化接口為上層應用程序提供數(shù)據(jù)服務，包括以下服務：大規(guī)模搜索引擎服務、SQL查詢服務、聚合算子下推、存儲能力、分層存儲、任意條件搜索、自定義拓展、關鍵詞搜索、實時流處理服務、交互式分析服務。

3）服務開放性

平臺為二次開發(fā)提供數(shù)據(jù)高級服務，提高平臺服務開發(fā)性。包括批處理模塊、

流計算模塊、搜索引擎、數(shù)據(jù)挖掘應用模塊、AI算法管理模塊、數(shù)字孿生模塊。

（2）系統(tǒng)兼容性

平臺具有良好的平臺兼容特性。

1）支持操作系統(tǒng)跨平臺

平臺整體采用Java語言開發(fā)，基于B/S架構，具有良好的跨平臺特性，系統(tǒng)可以部署在Windows、Linux和Unix等常見的操作系統(tǒng)上。

2）支持移動跨平臺

平臺在移動端采用HTML5技術，具有良好的跨平臺特性。系統(tǒng)支持跨設備（手機、平板）、跨移動平臺（iOS、Android）。

3）具有良好的瀏覽器兼容性

在前端頁面的開發(fā)方面，平臺采用標準HTML5技術研發(fā)，同時在CSS樣式方面考慮了跨瀏覽器的支持，很好的兼容了目前所有主流的瀏覽器。系統(tǒng)兼容的常見瀏覽器包括IE、Chrome、火狐瀏覽器、Edge瀏覽器、Opera瀏覽器、Safari、360安全瀏覽器和QQ瀏覽器等，能夠滿足用戶的日常使用。

4）具有良好的中間件兼容特性

通過“服務器端控件”的思想，工業(yè)PaaS平臺可以部署在weblogic、tomcat、webSphere和JBoss等常見的web容器中。此外，系統(tǒng)支持使用Docker容器引擎，打包應用以及所有依賴包到一個可移植的鏡像中，然后可移植到各個容器中。

5）具有良好的數(shù)據(jù)庫兼容性

工業(yè)PaaS平臺在數(shù)據(jù)存儲方面支持目前大多數(shù)主流的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，比如Oracle、SQL Server、MySQL和PostgreSQL等。平臺在數(shù)據(jù)訪問層進行了統(tǒng)一的封裝處理，對連接管路、事務管理、配置加載和緩存管理等方面進行了統(tǒng)一處理，同時針對不同數(shù)據(jù)庫的個性化處理，提供了解析、執(zhí)行SQL的統(tǒng)一操作，接口層對外提供通用的數(shù)據(jù)操作接口。

云平臺產(chǎn)品包含原生的計算能力以及相關的管控平臺、運維平臺、調(diào)度系統(tǒng)、安全能力、數(shù)據(jù)互通。在管控上面是通過MaxCompute的一個CupidTask實例拉起；資源申請是阿里云離線計算引擎（MaxCompute）提供一層Yarn API的兼容；安全方面使用阿里云離線計算引擎（MaxCompute）的沙箱能力；數(shù)據(jù)處理方面打通數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)?？刂萍菏褂?/span>CupidTask實例拉起Spark的Driver，后續(xù)Driver通過Yarn API的兼容層去向統(tǒng)一資源管理器FuxiMaster申請資源。控制集群管理Spark運行實例消耗的用戶quota、Spark實例的生命周期、可訪問數(shù)據(jù)源的權限管理。計算集群通過父子進程的方式來拉起Spark的Driver以及Executor，并且讓Spark的代碼運行在阿里云離線計算引擎（MaxCompute）的安全沙箱中，從而保證多租戶場景的安全性。系統(tǒng)通過Proxyserver來提供原生的UI界面，可以使用離線計算引擎（MaxCompute）相關管控組件來管理作業(yè)信息。

三、下一步實施計劃

復制推廣計劃

目前該系統(tǒng)已在焦煤集團內(nèi)部實現(xiàn)快速推廣，同時復制到中煤集團、晉能控股集團、陜煤集團等重點煤礦企業(yè)，已實現(xiàn)100余個煤礦的覆蓋。后期將繼續(xù)聚焦山東、山西、陜西、內(nèi)蒙、安徽等煤礦大省，聯(lián)合中國煤炭工業(yè)協(xié)會、煤礦重點高校等組織進行推廣，預計2025年之前實現(xiàn)500座煤礦的推廣應用。

四、項目創(chuàng)新點和實施效果

1. 項目先進性及創(chuàng)新點

（1）建立為煤礦集團定制的先進的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術底座

（2）平臺建立了海量高頻振動信號采集和預處理的物聯(lián)網(wǎng)平臺

平臺依托蘇暢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術、智能數(shù)字傳感技術、大數(shù)據(jù)挖掘技術、云計算平臺、專家診斷技術、人工智能、移動應用等先進技術手段，通過改變現(xiàn)有的設備檢修模式。提供“主動式”設備狀態(tài)監(jiān)測，將專家資源有效的賦能增效，并積累了大量的設備數(shù)據(jù)資產(chǎn)。

（3）打造了覆蓋7大生產(chǎn)系統(tǒng)的設備健康管理平臺

針對煤礦排水、通風、壓風、提升、供電、運輸、綜采七大核心系統(tǒng)設備進行了設備故障預警與診斷平臺的部署，打造了集設備總覽、故障診斷、專家?guī)臁?/span>知識庫、領導駕駛艙、移動應用于一體的設備智能化管理體系，保證設備安全、可靠、經(jīng)濟運行，降低檢修成本。

（4）基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構實現(xiàn)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)標準化集成

針對集團級數(shù)據(jù)集成場景，本方案在集團側建立數(shù)據(jù)匯聚中心，應對海量下屬企業(yè)數(shù)據(jù)上傳與運維監(jiān)控需求，避免了海量接口獨立維護帶來的運維與性能瓶頸。

（5）提供專業(yè)的工業(yè)PaaS組件更好的支撐智慧化APP快速開發(fā)

本方案在通用PaaS基礎上增加了工業(yè)PaaS組件的建設方案，包括AI建模、機理建模、組態(tài)平臺等，為智慧業(yè)應用開發(fā)提供了基礎，大幅降低了智慧化應用開發(fā)的門檻與技術難度。

（6）高兼容性的應用開發(fā)平臺可支撐第三方開發(fā)者快速應用構建

平臺以完全開發(fā)的思想開發(fā)，支持第三方開發(fā)者快速構建應用，并提供了完善的應用開發(fā)工具，特定場景可實現(xiàn)低代碼應用開發(fā)，為提供了一個兼容性與開發(fā)信極強的自主平臺。

實施效果

建設成效

形成完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術架構體系，建立7大核心子平臺；完成 9 個下屬煤礦，共計52 個系統(tǒng)統(tǒng)一接入至平臺；打造智能駕駛艙，賦能精益化管理。

技術價值

山西焦煤集團工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設過程中涉及了多種數(shù)據(jù)格式類型的存儲，包括生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、信息系統(tǒng)中的關系型數(shù)據(jù)、結構化的業(yè)務管理、業(yè)務關聯(lián)數(shù)據(jù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺搭建，形成標準技術框架，建立統(tǒng)一匯集多源異構數(shù)據(jù)的集團數(shù)據(jù)中心，支持數(shù)據(jù)采集、處理、轉發(fā)、邊緣計算和存儲管理，形成焦煤集團對不同廠商不同系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲。形成標準統(tǒng)一、數(shù)據(jù)統(tǒng)一的集團數(shù)據(jù)中心。

通過先進的大數(shù)據(jù)分析手段，實現(xiàn)主要設備監(jiān)測、預警、優(yōu)化其運行狀態(tài)的深度應用，結合多維度分析，對于設備、運行、安全等各種管理自動提出決策，為提升企業(yè)技術創(chuàng)新，加快技術變革，起到重要作用。

經(jīng)濟價值

企業(yè)內(nèi)部經(jīng)營管理的核心要素是如何降低運營成本和提高科學決策水平。煤炭行業(yè)大部分成本在人員和設備層面，能否提高設備狀態(tài)的監(jiān)測決定了企業(yè)成本的高低；此外還包括設備使用方、設備供應商、檢修服務公司、專家與政府資源等礦業(yè)生態(tài)圈整合，通過模型分析對故障進行早期預警和診斷分析。因此需要構工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過規(guī)模優(yōu)勢、實現(xiàn)資源聚集，打造高效、優(yōu)質和高性價比的平臺化服務模式，找出影響企業(yè)生產(chǎn)的相關性因子，從而降低成本，提升經(jīng)濟效益。平臺助力焦煤大幅降低人員和設備成本。以單個礦為例：每年降低45萬人工巡檢成本；每年節(jié)約40萬人工檢修費用；每年節(jié)省30萬能源使用費用；每年降低60萬設備故障減產(chǎn)、停產(chǎn)損失。

戰(zhàn)略價值

山西焦煤集團的發(fā)展戰(zhàn)略是建設智慧能源集團，這一戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)，需要借助于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的有力支撐。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將為焦煤集團提供集團企業(yè)運營相關的上下游供應商、應用開發(fā)者通過平臺協(xié)同工作，鞏固焦煤集團在煤炭行業(yè)的競爭力，幫助焦煤集團建設成為新一代的數(shù)字化工業(yè)企業(yè)，形成新的智慧化核心競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力，實現(xiàn)焦煤集團在數(shù)字經(jīng)濟和能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧能源等領域的戰(zhàn)略創(chuàng)新。