幾個月前發(fā)生在各地的限產(chǎn)限電和隨之而來的煤炭價格瘋漲讓很多人意識到，我們?nèi)耘f是一個以煤為核心能源的國家，而煤炭的產(chǎn)量和價格關(guān)乎社會、經(jīng)濟和生活的方方面面。因此，在大力發(fā)展新能源的同時，我們也應(yīng)以同樣的重視程度關(guān)注煤炭生產(chǎn)。

    要讓煤炭滿足全社會的需要，除了開源節(jié)流之外，提升大型煤礦的開采效率顯然是更重要、更靠譜的實現(xiàn)途徑。而這就離不開煤礦的數(shù)字化、自動化和智能化……

自動化運行的現(xiàn)代煤礦

    百年老礦掘進(jìn)途中遇到的新問題

    身處淮河平原腹地的淮河能源集團是長三角地區(qū)的能源供應(yīng)核心企業(yè)，僅在2021年1-9月便產(chǎn)出原煤5537萬噸，是妥妥的中國企業(yè)500強，也是全國排名前十的產(chǎn)煤集團。然而，淮河能源旗下的開采主體，擁有123年開采歷史的淮南礦業(yè)集團卻在煤炭開采提質(zhì)增效的道路上遭遇了采礦技術(shù)之外的挑戰(zhàn)。

    為了提升采礦效率和安全性，從集團到井下的數(shù)字化、自動化和智能化轉(zhuǎn)型是必然的方向。如此一來，淮南礦業(yè)就需要一套強大的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施來實現(xiàn)對越來越多設(shè)備、流程和業(yè)務(wù)的控制。然而，淮南礦業(yè)現(xiàn)有老舊設(shè)備并不足以支撐這樣龐大的數(shù)字化改造需求。甚至，現(xiàn)有設(shè)備在支持當(dāng)前業(yè)務(wù)時也暴露出了故障率高、維護困難、性能低下等一系列弊病。

數(shù)字化對礦企至關(guān)重要

    面對數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)等數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域中的眾多痛點，在龐大的數(shù)字化轉(zhuǎn)型工程開始之前，淮南礦業(yè)需要首先對IT架構(gòu)進(jìn)行一輪大范圍的革新。但顯然，這樣的需求已經(jīng)超出了淮南礦業(yè)的專業(yè)范疇。但也正因如此，淮南礦業(yè)最終選擇了在數(shù)字化轉(zhuǎn)型領(lǐng)域經(jīng)驗頗豐的華為。

    以數(shù)字之力，淮南礦業(yè)重塑金身

    作為一家擁有12處礦井、14個子公司的大型礦業(yè)集團，淮南礦業(yè)IT架構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。除集團總部數(shù)據(jù)中心之外還包括4個與各個礦井和子公司相連的核心節(jié)點，并且總部數(shù)據(jù)中心、核心節(jié)點以及各個礦山和子公司均有屬于自己的IT系統(tǒng)。各個系統(tǒng)和節(jié)點之間以IP網(wǎng)絡(luò)相連。要實現(xiàn)面向未來的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲的改造缺一不可。

    01

    Wi-Fi 6無線接入

    在涵蓋井上、井下多種業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)接入層面，淮南礦業(yè)過去采用的有線接入雖能解決基礎(chǔ)的“有無”問題，但繁雜的線路和困難的部署及運維工作卻也限制了企業(yè)在辦公數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)及各類傳感器應(yīng)用等方面的腳步。并且在涉及生產(chǎn)安全的礦工智能頭燈、巡檢機器人、語音通話、人員定位、生命體征傳感器視頻回傳等領(lǐng)域，強大的井下無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋是必要前提。因此，在升級改造過程中，華為首先便用符合Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)的高速無線網(wǎng)絡(luò)替代了傳統(tǒng)的有線網(wǎng)。

    相對于之前的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，全新的Wi-Fi 6不僅能夠提供更大的帶寬，更能夠支持海量設(shè)備的同時在網(wǎng)和更低網(wǎng)絡(luò)延遲。而在華為Wi-Fi 6 AP所搭載的智能天線加持下，全新的無線網(wǎng)解決方案還能實現(xiàn)更好的信號覆蓋。由此，海量的井下采掘與運輸設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及辦公區(qū)域的電腦、打印機等辦公設(shè)備均可通過高速無線聯(lián)接進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。另一方面，華為在方案中還預(yù)留了無線定位功能接口，方便淮南礦業(yè)未來在生產(chǎn)安全、開采和物流等領(lǐng)域進(jìn)行更進(jìn)一步的升級改造。

    而在方案后端，華為強大的有線無線融合及管理功能則在免除了復(fù)雜線路維護工作的基礎(chǔ)上讓運維人員能夠在后臺清晰的看到設(shè)備和信號健康程度、接入設(shè)備的詳細(xì)信息以及全部的流量和網(wǎng)絡(luò)行為，讓網(wǎng)絡(luò)運維實現(xiàn)了事半功倍的效果。

    02

    骨干網(wǎng)改造升級

    伴隨礦山業(yè)務(wù)的大量數(shù)字化，淮南礦業(yè)骨干網(wǎng)上的業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流和管理流越來越多。然而，數(shù)年前部署的10GB網(wǎng)絡(luò)無論在帶寬、可靠性還是可管理性方面均已捉襟見肘。而華為給淮南礦業(yè)提出的解決方案則是一套融合了 新一代OTN技術(shù)、支持OSPF協(xié)議、采用全新敏捷交換機的復(fù)合型解決方案。

    淮南礦業(yè)的骨干網(wǎng)包含一個集團中心節(jié)點和四個核心節(jié)點，總體呈四橫一縱架構(gòu)。而在骨干網(wǎng)升級過程中，華為首先利用全新的S12700敏捷型交換機將過去的萬兆互聯(lián)升級為基于OSPF協(xié)議，且性能更好、具備負(fù)載均衡功能的40GB以太網(wǎng)。同時，通過核心節(jié)點交換機的雙機互備，淮南礦業(yè)也能夠?qū)崿F(xiàn)極高的鏈路可靠性。而在對性能要求更高的骨干網(wǎng)的關(guān)鍵部分，華為則為淮南礦業(yè)部署了性能更為先進(jìn)、帶寬高達(dá)100Gb的OTN光傳輸。

    OTN設(shè)備可將不同的用戶、不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝為不同波長的光束。而在光纖當(dāng)中，由于不同波長光束的折射率并不相同，所以多路信息便可在一根光纖內(nèi)同時傳輸且互不干擾；這便是OTN波分復(fù)用技術(shù)的原理。而在解決了數(shù)據(jù)封裝、組網(wǎng)、維護、監(jiān)測和保護等一系列問題之后，新一代OTN技術(shù)則能夠為用戶提供高帶寬、易維護的骨干網(wǎng)方案。

    在升級完成后，淮南礦業(yè)的四橫一縱網(wǎng)絡(luò)在性能、可管理性等方面獲得了質(zhì)的飛躍，不僅滿足了現(xiàn)有大量業(yè)務(wù)的需求，更為帶寬開銷極大的視頻監(jiān)測統(tǒng)一匯總、統(tǒng)一管理鋪平了道路。而在更為重要的高可靠層面，全新升級的骨干網(wǎng)則能為淮南礦業(yè)各類業(yè)務(wù)提供高達(dá)5個“9”的可靠性。

    03

    新一代全閃存儲與超融合設(shè)備

更多的數(shù)字化業(yè)務(wù)意味著更龐大的數(shù)據(jù)量，這就需要存算方面的更多支撐。

    在節(jié)點層面，華為給淮南礦業(yè)提供的解決方案是新一代FusionCube超融合基礎(chǔ)設(shè)施。由于將計算和存儲功能整合為一，華為FusionCube不僅能夠提供更多算力和更強大的存儲性能，更能在方便橫向擴展的同時節(jié)省空間和運維工作量。通過在每個礦山節(jié)點部署兩套超融合基礎(chǔ)設(shè)施，分屬于礦山的OA、生產(chǎn)、監(jiān)測、調(diào)度等業(yè)務(wù)便可在計算性能、存儲能力和平滑擴展及易維護方面實現(xiàn)全新平衡。

    而在核心數(shù)據(jù)中心層面，華為則為淮南礦業(yè)配置了性能強大、可靠性極高的OceanStor Dorado V6全閃存儲。OceanStor Dorado V6提供了端到端的NVMe協(xié)議支持，能夠充分發(fā)揮新一代閃存介質(zhì)在低延遲和高吞吐方面的性能，為數(shù)據(jù)庫等關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供千萬級的IOPS和業(yè)務(wù)端毫秒級別的時延。此外，OceanStor Dorado V6還搭載了8顆自研控制器并形成SmartMatrix架構(gòu)，能夠在控制器8壞7、機框2壞1的情況下保證設(shè)備不掉線、業(yè)務(wù)不中斷、數(shù)據(jù)全域可訪問。另外，通過華為創(chuàng)新的無網(wǎng)關(guān)雙活架構(gòu)，淮南礦業(yè)亦可在降低運維復(fù)雜度的前提下實現(xiàn)高達(dá)6個“9”的業(yè)務(wù)可靠性。

    在完成了涵蓋網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲的基礎(chǔ)架構(gòu)整體升級之后，淮南礦業(yè)的數(shù)字化業(yè)務(wù)迎來了全新的基本盤，在性能、可管理性、可靠性等指標(biāo)上獲得了質(zhì)的飛躍。并且這套基礎(chǔ)架構(gòu)也為淮南礦業(yè)日后面向數(shù)字化、自動化、智能化的一系列深化改革提供了有力支撐。

    做好當(dāng)下才能面向未來

    前人栽樹，后人乘涼。而作為長三角地區(qū)最重要的能源供應(yīng)者，淮南礦業(yè)的這次數(shù)字基礎(chǔ)架構(gòu)全面升級為后續(xù)一系列礦山數(shù)字化、自動化、智能化的改造鋪平了道路。只不過，淮南礦業(yè)今日的選擇更具洞見、更理性。

    或許在未來，我們的確能夠以更清潔、更可持續(xù)的方式滿足日益增長的能源需求。但在這一切到來之前，我們當(dāng)前更應(yīng)該解決煤礦開采的質(zhì)量、效率和安全問題。而這些都少不了淮南礦業(yè)在建設(shè)數(shù)字礦山、智慧礦山方面的努力。