共性前沿|矿用边缘计算智控软件——矿山中控 重构工控行业开发新范式

煤炭共性技术研究院


煤炭共性技术研究院自主研发的矿用边缘计算智控软件“矿山中控”,基于对工业生产全场景的深度理解,系统性解决了传统通用组态软件在专业领域应用的诸多痛点,通过控制框架、数据模型、操作界面、图元组件“四个标准化”构建工业软件AI编程新范式,为全行业工控系统的国产化替代与智能化升级提供了可复制的解决方案。
图元标准化:专注垂直领域,破局通用Scada短板
长期以来,煤矿工业控制领域普遍依赖通用组态软件,这类产品通用性有余而专业性不足,在面对流程复杂、专业性极强的行业场景时,往往显得力不从心。其中,专业图元资源的匮乏成为制约行业软件开发效率的首要瓶颈 —— 通用软件内置图库缺乏行业专属元素,企业不得不投入大量人力物力进行自定义绘制,不仅延长了项目周期,还难以保证图形的专业性和统一性。
针对这一行业共性难题,矿山中控平台打造了业内规模最大的专业工业图元库,目前已积累10000+个专业图元组件,涵盖各类二、三维工业图标。为推动行业整体发展,研究院已开放专业图元开源共享网站,将资源面向全行业全社会免费共享。同时,研究院正积极牵头制定工控软件图元图形行业国家标准,推动工业图形资产的标准化、复用化。

值得一提的是,平台创新性地推出 2.5D 图元解决方案,完美平衡了三维可视化的视觉效果与开发成本。相较于传统三维建模动辄数月的周期和高昂的费用,2.5D图元能够快速实现接近三维的展示效果,在此基础上,平台进一步支持“图元到三维模型”的自动化转换能力,通过对图元结构、设备语义的解析,生成符合统一规范的三维模型资源,显著降低三维模型构建成本,提升模型复用效率,为三维组态应用提供标准化模型基础支撑。

数据对象统一:破解工业数据“孤岛”的核心密钥
工业现场数据协议“七国八制”一直是困扰行业的顽疾。面对中型矿井动辄几万点起步的数据规模,传统工控软件中耗时最长的环节就是数据点绑定,一个中型项目仅绑点工作就可能耗费数周时间,且易出现人为错误。更重要的是,不同协议之间的数据壁垒严重阻碍了数据的自由流转和深度应用。
在推动“统一协议”的同时,AI时代更加值得关注的是煤矿工控数据语义的标准化-“统一数据对象”。矿山中控智控软件中内置的信息模型(Information Model),定义了标准化的对象类型、变量类型和方法集,将物理设备抽象为“对象-变量-方法”的层级结构。通过构建标准化的数据模型,平台能够将不同协议、不同设备产生的数据统一映射为标准数据对象,从数据本源上打通了跨设备、跨系统的互联互通壁垒。这一架构设计不仅大幅简化了数据点绑定流程,将开发效率提升数倍,更为后续 AI 技术的深度应用铺平了道路 —— 标准化的数据对象能够直接被大模型理解和处理,实现了工业数据与人工智能的无缝对接。

AI赋能+行业知识:重新定义工业软件开发体验
传统工业软件开发高度依赖专业工程师的经验积累,开发门槛高、周期长。平台依托自主研发的“云控大模型”(备案号:Beijing-YunKong-202510200129),打造了“对话式”智能开发体验,预置了数百项经过井下现场验证的煤矿专用业务模块,包括时序数据分析、一键启停、自动化逻辑、设备开机率计算等 100 余项核心指标,用户无需从零开始开发,直接调用即可快速搭建符合行业标准的控制系统。其中,主运煤量负荷预测核心算法模型,可基于实时煤量感知及主运运行参数精准预判未来60秒煤量变化与沿线负载分布,实现“感知-预测-决策-控制”全链路闭环,有效支撑了生产调度优化与设备运行调控,显著提升了系统运行稳定性与生产效率。

全栈国产化适配:筑牢工业安全防线
在信创产业加速发展的背景下,矿山中控平台全面响应国家信创战略要求,已完成全栈国产化环境适配,并通过了工业软件国产化最高等级(L5)认证。平台依托煤炭共性技术研究院的全栈国产化产品矩阵,实现了从传感、驱动到控制,从边缘计算到云端协同的全链路自主可控,为煤炭行业提供国产化解决方案。
目前,矿山中控平台已在王坡煤矿成功落地应用,系统连续稳定运行超过 200 天,各项性能指标均达到领先水平。该平台的成功应用,不仅为王坡煤矿带来了显著的效率提升和安全保障,更为行业树立了国产化替代的标杆。下一步,平台将逐步推广至北京华宇、天玛智控等多家集团二级单位及更多煤炭生产企业,并向电力、化工、冶金等其他流程工业领域拓展。

此次矿山中控平台的落地应用,打破了传统煤矿工控软件的开发局限与技术壁垒,以四大标准化体系重构了工业软件开发模式。该平台凭借专业的图元体系、统一的数据模型、AI智能赋能及全栈国产化优势,切实解决了行业开发效率低、数据互通难、国产化替代不足等痛点。依托成熟的落地实践与技术积淀,平台将持续深耕煤炭行业智能化升级,逐步拓展多工业领域应用,为流程工业工控国产化、数字化转型提供坚实支撑。
来源:矿山软件研究院、科技事务中心
编辑:冯春晖
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煤炭共性技术研究院以“建成集聚顶尖人才、攀登科技高峰、激扬第一动力的世界能源科技研究中心”为发展目标,打造成为集应用基础研究、关键共性技术研发、新兴产业技术研发、未来技术预研、科技人才培养、科技创新支撑为一体的,具有全球竞争力的世界一流科研机构,产出领先的煤炭开发利用及相关多元化技术成果。














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